專利名稱：自由空間方向性力反饋裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自由空間中提供方向性力反饋的技術(shù)。
背景技術(shù)：
各種輸入和輸出設(shè)備可與處理設(shè)備一起使用來為用戶控制的應(yīng)用提供反饋。娛樂領(lǐng)域中的諸如游戲之類的應(yīng)用使用這些控制器來改善用戶參與計算機生成的現(xiàn)實的體驗。 例如，使用加速計和其他傳感器的手持設(shè)備允許用戶的物理運動被轉(zhuǎn)換到游戲應(yīng)用中，并基于游戲中事件提供振動反饋。在諸如游戲中所使用的虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，用戶可通過諸如化身之類的用戶的屏幕上表示來與虛擬環(huán)境交互。游戲中發(fā)生的事件可被轉(zhuǎn)換成對控制設(shè)備的反饋。例如，當(dāng)用戶使用基于控制器的移動擊打網(wǎng)球時，控制器可振動。

發(fā)明內(nèi)容
簡要描述的該技術(shù)包括用于在自由空間中生成方向性力反饋的方向性力反饋設(shè)備。該設(shè)備包括力生成結(jié)構(gòu)，該力生成結(jié)構(gòu)包括在三維空間中產(chǎn)生物理力矢量的可旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量塊。該設(shè)備包括無線通信設(shè)備和與無線通信設(shè)備和力生成系統(tǒng)耦合的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)從通信上耦合的設(shè)備中執(zhí)行的應(yīng)用接收要生成的物理力矢量的定義?？刂葡到y(tǒng)向力生成系統(tǒng)提供生成物理力矢量的指令。力生成系統(tǒng)、無線通信設(shè)備和控制系統(tǒng)被封裝在外殼中。在一個實施例中，質(zhì)量塊被支承在可旋轉(zhuǎn)的軸上以便繞第一軸旋轉(zhuǎn)，所述軸被支承在一支承結(jié)構(gòu)中以便繞與第一軸正交的第二軸旋轉(zhuǎn)。在另一實施例中，該質(zhì)量塊被支承在可旋轉(zhuǎn)的軸上以便繞第一軸旋轉(zhuǎn)，一軸結(jié)構(gòu)支承該軸。在該實施例中，軸具有耦合到偏轉(zhuǎn)臂的第一端的第一端，所述偏轉(zhuǎn)臂具有附連到所述軸結(jié)構(gòu)的第二端。偏轉(zhuǎn)臂在一范圍內(nèi)傾斜所述軸結(jié)構(gòu)。提供本發(fā)明內(nèi)容以便以簡化形式介紹將在以下的具體實施方式
中進一步描述的一些概念。本發(fā)明內(nèi)容并不旨在標(biāo)識出所要求保護的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。


參考附圖來進一步描述根據(jù)本說明書的用于在自由空間中生成方向性力反饋的系統(tǒng)、方法和計算機可讀介質(zhì)，在附圖中圖IA和IB示出可生成表示向用戶的力的力矩的關(guān)系的一個實施例。圖2示出整裝的方向性力反饋設(shè)備的實施例。圖3描繪了包括自由空間方向性反饋設(shè)備的實施例的物理對象的玩具劍示例。圖4示出了用于由執(zhí)行中的應(yīng)用確定物理力矢量的計算環(huán)境的示例實施例。圖5A和5B示出方向性力反饋設(shè)備的控制系統(tǒng)的實施例。
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圖6是為方向性力反饋設(shè)備定義力矢量的方法實施例的流程圖。圖7是參考設(shè)備的原位置生成力的方法實施例的流程圖。圖8A示出自由空間方向性反饋設(shè)備的實施例。圖8B示出方向性反饋設(shè)備的另一實施例。圖9A示出容納在圖8B的一個附連結(jié)構(gòu)中的短軸型電動機系統(tǒng)。圖9B示出容納在圖8B的另一附連結(jié)構(gòu)中的另一短軸型電動機系統(tǒng)。圖IOA示出方向性反饋設(shè)備的另一實施例，其中在基于無刷DC電動機的布置中的磁體繞軸結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊。圖IOB示出用于繞軸結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊的磁體的不同布置中的方向性反饋設(shè)備的另一實施例。圖IlA示出容納在圖IOA和IOB的附連結(jié)構(gòu)之一中的電磁體。圖IlB示出容納在圖IOA和IOB的另一附連結(jié)構(gòu)中的電磁體。圖12A示出方向性反饋設(shè)備的又一實施例。圖12B示出在不同于原位置的位置中圖12A的實施例。圖13A示出可充當(dāng)用戶輸入設(shè)備的方向性反饋設(shè)備。圖13B示出用于傳感導(dǎo)電膠中的變化的示例構(gòu)造。圖14A示出方向性反饋設(shè)備的另一實施例，該方向性反饋設(shè)備還可使用至少一個指定壓力點而用作用戶輸入設(shè)備。圖14B和14C示出了在具有圖14A的指定壓力點的情況下，用于傳感導(dǎo)電膠中的變化的另一示例構(gòu)造。圖15示出了用于處理來自自由空間方向性反饋設(shè)備的用戶輸入的方法的實施例的流程圖。圖16示出了用戶玩劍擊游戲軟件應(yīng)用的目標(biāo)識別、分析和跟蹤系統(tǒng)的配置的示例實施例。圖17是能在目標(biāo)識別、分析和跟蹤系統(tǒng)中工作的用于在自由空間中提供傳感方向性反饋的方法的實施例的流程圖。圖18A示出可用于類似于圖16中的游戲控制臺的計算環(huán)境的實施例的詳細示例， 其中用于在自由空間中提供方向性反饋的一個或多個實施例可工作。圖18B示出用于在自由空間中提供方向性反饋的一個或多個實施例可工作的計算環(huán)境的另一示例實施例。圖18C示出用于在自由空間中提供方向性反饋的一個或多個實施例可工作的聯(lián)網(wǎng)計算環(huán)境的示例實施例。圖19示出可用于適用于一個或多個實施例的目標(biāo)識別、分析和跟蹤系統(tǒng)的圖像捕捉系統(tǒng)的實施例。圖20A和20B示出了用于跟蹤手持方向性反饋設(shè)備的用戶的方法實施例的流程圖。圖2IA示出了兩把虛擬劍之間的劍擊。圖21B示出方向性反饋設(shè)備中力生成系統(tǒng)的模型的原位置。圖21C示出軸結(jié)構(gòu)響應(yīng)于劍擊而進入的位置。
圖22A和22B示出了形成為道具的反饋設(shè)備的替換實施例。
具體實施例方式該技術(shù)提供了自由空間方向性力反饋設(shè)備。該設(shè)備包括力生成結(jié)構(gòu)，該力生成結(jié)構(gòu)包括在三維空間中產(chǎn)生物理力矢量的可旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量塊。該設(shè)備包括無線通信設(shè)備和與無線通信設(shè)備和力生成系統(tǒng)耦合的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)從處理設(shè)備中執(zhí)行的應(yīng)用接收要生成的物理力矢量的定義?？刂葡到y(tǒng)向力生成系統(tǒng)提供生成物理力矢量的指令。力生成系統(tǒng)、 無線通信設(shè)備和控制系統(tǒng)被封裝在外殼中。在一個實施例中，質(zhì)量塊被支承在可旋轉(zhuǎn)的軸上以便繞第一軸旋轉(zhuǎn)，所述軸被支承在一支承結(jié)構(gòu)中以便繞與第一軸正交的第二軸旋轉(zhuǎn)。在另一實施例中，該質(zhì)量塊被支承在可旋轉(zhuǎn)的軸上以便繞第一軸旋轉(zhuǎn)，一軸結(jié)構(gòu)支承該軸。在該實施例中，軸具有耦合到偏轉(zhuǎn)臂的第一端的第一端，所述偏轉(zhuǎn)臂具有附連到所述軸結(jié)構(gòu)的第二端。偏轉(zhuǎn)臂在一范圍內(nèi)傾斜所述軸結(jié)構(gòu)。自由空間方向性反饋設(shè)備中的控制器生成一個或多個控制信號，以使得設(shè)備的力生成系統(tǒng)根據(jù)力定義來生成物理力矢量。該力生成系統(tǒng)生成力矩以生成或表示所述物理力矢量。圖IA示出對于繞第一軸的旋轉(zhuǎn)的力矩、力和位置矢量之間的關(guān)系，圖IB示出對于繞第二軸旋轉(zhuǎn)的力矩、力和位置矢量之間的關(guān)系。力等于質(zhì)量乘以加速度(加速度是時間變化率)。位置矢量“r”表示從旋轉(zhuǎn)物體的邊緣的一點到旋轉(zhuǎn)軸的距離。該關(guān)系由T = r χ F來捕捉。力矩T的大小是rFsine。θ是盤的邊緣上的該點上的力和其離旋轉(zhuǎn)軸的距離r之間的角度。在該例中，是90度，因此sine是1。所有的討論都假設(shè)右手坐標(biāo)系且應(yīng)用右手規(guī)則，但是如果需要的話左手坐標(biāo)系也可用于該技術(shù)。圖IA和IB示出可生成表示向用戶的力的力矩的關(guān)系的一個實施例。圖IA示出軸結(jié)構(gòu)104，具有繞其重心的質(zhì)量塊102，在該示例中，質(zhì)量塊是盤。在該示例中，重心是xyz 參考坐標(biāo)系的中心。軸結(jié)構(gòu)104以及稍候在圖IB中所示的盤102繞重心旋轉(zhuǎn)。在圖IA中， 盤當(dāng)前不在旋轉(zhuǎn)。力F2是使軸結(jié)構(gòu)104從正y軸向負(fù)χ軸(-χ軸)逆時針旋轉(zhuǎn)到圖IB所示的位置的旋轉(zhuǎn)力。盡管軸結(jié)構(gòu)104在旋轉(zhuǎn)，但是力F2總是垂直于在位置矢量r2的末端處的端部108的點。該旋轉(zhuǎn)所生成的力矩T2在力F2旋轉(zhuǎn)時總是在點108處垂直于力F2， 且總是垂直于位置矢量r2，如由T2 = r2x F2表示；力矩T2等于r2和F2的叉積。使用右手規(guī)則，食指指向位置矢量r2的方向(y軸)。中指、無名指和小拇指在從y軸到-χ軸的旋轉(zhuǎn)力F2的方向上彎曲。拇指指向力矩T2的方向，在該示例中是沿正ζ軸向頁面外。在圖IB中，F(xiàn)2現(xiàn)在為0，使得軸結(jié)構(gòu)104與χ軸對齊或平行且靜止不動。沒有了力 F2，則Τ2現(xiàn)在也為0。在圖IB中，在位置矢量rl的結(jié)束處盤的邊緣上的點處的力Fl的作用下，盤102繞軸結(jié)構(gòu)104旋轉(zhuǎn)。力Fl指向頁面內(nèi)，因此使用右手規(guī)則，力矩Tl出現(xiàn)在-χ 軸(負(fù)χ軸)方向，從端部108出來。用戶感受到的力通常是有有限的持續(xù)時間的。例如，如果力矩要表示從與游戲環(huán)境中的另一物體的接觸而生成的力，則在接觸結(jié)束時將解除力。如果接觸是擊打、猛擊、打擊，則它最多僅可持續(xù)幾秒。在一個實施例中，力F2可用于通過將軸結(jié)構(gòu)104定位在某一角度來設(shè)定力矩Tl
5的方向。在圖IA和IB的示例中，離開初始或重心位置-90度。一旦處于所需方向的角度， 力F2就被去除且在特定方向上施加力Fl以生成從軸結(jié)構(gòu)104的預(yù)期端部向外的力矩Tl。 例如，如果力Fl指向頁面外，則盤以相反方向旋轉(zhuǎn)，且Tl將朝向端部106之外。在一個示例中，為了最小化對生成的力矩T2的感受，軸結(jié)構(gòu)104可由類似塑料的輕型材料制成，以便不會向盤添加太多的質(zhì)量。此外，軸結(jié)構(gòu)104可以比盤速度低得多得多的速度移動，從而產(chǎn)生小得多得多的力F2和力矩T2。例如，盤速度可以是每分鐘5000轉(zhuǎn)(RPM)，而軸結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度可以是它的十分之一。通過保持盤旋轉(zhuǎn)的時間比將軸結(jié)構(gòu)104定向到所需角度的時間更長，用戶將力矩Tl而不是更小的力矩T2與所表示的接觸或消息相關(guān)聯(lián)。在另一示例中，力F2可以快速的、迅速突發(fā)地施加到軸結(jié)構(gòu)104，然后是產(chǎn)生力矩Tl的旋轉(zhuǎn)盤的更長的力時間段持續(xù)時間。通過將軸結(jié)構(gòu)104定向到特定角度并使用盤102旋轉(zhuǎn)所生成的力矩，可在由兩個軸定義的平面內(nèi)以360度表示力矢量，即沿圓周。平衡重量的盤幫助隨時間保持垂直關(guān)系不變以保持力矩方向始終一致。也可使用旋轉(zhuǎn)速率或速度來控制力矩的大小，以及因此控制用戶在手持物理對象時感測或感覺到的所生成的力的大小。增加速度會增加力矩的大小，而降低速度會減小力矩的大小。力矩是通過繞與偏轉(zhuǎn)事件相耦合的單個允許的旋轉(zhuǎn)軸的扭轉(zhuǎn)而生成的。盡管所產(chǎn)生的凈力矩的真正方向隨時間變化，但是偏轉(zhuǎn)事件是以使得所體驗到的力對于用戶來說似乎是單向的速度來發(fā)生的。圖2示出了方向性力反饋設(shè)備的一個示例。該整裝的方向性反饋設(shè)備204包括裝在外殼內(nèi)并附連到外殼的支承結(jié)構(gòu)806，外殼在該示例中是球殼?？墒褂闷渌螤畹姆答佋O(shè)備。支承結(jié)構(gòu)806在軸結(jié)構(gòu)804的兩端支承軸結(jié)構(gòu)804，軸結(jié)構(gòu)804支承以軸結(jié)構(gòu)為中心的盤質(zhì)量塊802。同樣在該示例中，控制電路810(見下文的討論)位于盤內(nèi)，它解釋從計算環(huán)境接收的用于力生成的指令。響應(yīng)于指令，控制電路810向諸如電動機系統(tǒng)之類的一個或多個力生成系統(tǒng)生成控制信號，電動機系統(tǒng)例如在類似于按鈕(knob)816之類的結(jié)構(gòu)中且在盤802本身之內(nèi)，用以旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)806和旋轉(zhuǎn)盤802?？刂齐娐?10還根據(jù)諸如力時間段已結(jié)束之類的準(zhǔn)則來停止力的生成。與力的收回有關(guān)的方法使用偏轉(zhuǎn)速度。一旦完成作用事件使得生成預(yù)期的方向力，旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊的偏轉(zhuǎn)停止，并且開始慢速返回原位置。在一個實施例中，質(zhì)量塊以大約45 度/秒旋轉(zhuǎn)回原位置，使得用戶體驗到幾乎不可辨別的力矩，且設(shè)備準(zhǔn)備好立刻用于第二作用事件。在該示例中，球殼822是半透明的，以允許盤輪圈上的顯示元件220和盤表面240 上的顯示元件可被用戶看到。在其它示例中，外殼可以是透明的。顯示元件的示例是發(fā)光二極管(LED)。如下面更詳細討論的，控制電路810可經(jīng)無線通信從諸如游戲控制臺等通信上耦合的計算環(huán)境接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可用于由一個或多個顯示元件220、2M顯示。數(shù)據(jù)的某些示例是顏色或諸如羅經(jīng)點之類的圖像或文本或視頻。在某些實例中，當(dāng)盤旋轉(zhuǎn)時，更新到顯示元件的數(shù)據(jù)也可看上去移動。當(dāng)盤以最高速度旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)的LED條將形成視覺上的環(huán)形顯示。LED本身被精確地定時以在它們旋轉(zhuǎn)時表示顯示區(qū)域的全部像素。圖3示出結(jié)合在物理對象中的可用于增強玩游戲的方向性反饋設(shè)備204。在圖3 中，所描繪的物理對象是結(jié)合了方向性反饋設(shè)備204的玩具劍200。玩具劍具有在兩側(cè)延伸
6的劍刃206和劍柄202。該玩具劍可以是輕型的塑料劍。在該示例中，方向性反饋設(shè)備204附連到劍柄。這種附連可以是諸如具有自粘合扣件或咬合件的帶之類的簡單結(jié)構(gòu)連接。在某些示例中，物理對象可被模型化成為扣件留出空間或被模型化為方向性反饋設(shè)備在適當(dāng)?shù)奈恢帽谎b入并咬合的形狀。在該示例中，反饋設(shè)備204配備有手柄部分820，手柄部分也容納在劍柄202中。通過具有用于物體物理的附連的結(jié)構(gòu)形狀，物理對象不需要電子電路來與反饋設(shè)備交互。如附圖中的示例所示，方向性反饋設(shè)備204尺寸上足夠小，從而可被手持。在一個示例中，它的直徑小于4英寸。圖4、5A和5B示出了在用于向用戶提供方向性力反饋的系統(tǒng)中通信的計算環(huán)境。 圖4示出了包括用于確定物理力矢量以及將其定義通信給諸如圖5A所示的方向性力反饋設(shè)備的控制系統(tǒng)的計算機硬件和軟件組件的計算環(huán)境的示例實施例。計算機系統(tǒng)300包括一個或多個處理器304，如實時、高運動視聽顯示的需求可要求的，該一個或多個處理器除了包括至少一個中央處理單元(CPU)之外還包括圖形處理單元(GPU)。在該實施例中，處理器被示為具有本地存儲器305，本地存儲器可具體化為各種高速緩存設(shè)計，用以在復(fù)雜場景的實時視覺顯示的高速執(zhí)行需求方面輔助處理器。處理器304經(jīng)計算機通信總線316通信上耦合到其它硬件和軟件組件。一個或多個網(wǎng)絡(luò)適配器306與包括因特網(wǎng)203的一個或多個網(wǎng)絡(luò)通信，以接收和發(fā)送用于計算機系統(tǒng)300的數(shù)據(jù)。一個或多個視聽控制器308(如圖形卡、聲卡)通信上耦合到視聽數(shù)據(jù)捕捉系統(tǒng)(如圖19中的60)以及視聽顯示系統(tǒng)(如圖16中的56)中的處理單元。如圖16的示例中所示，視聽顯示系統(tǒng)56可以是諸如高清晰度電視(HDTV)之類的高級顯示系統(tǒng)。在其它實施例中，顯示器可以是較低分辨率顯示器，其某些示例包括電視機、計算機監(jiān)視器或移動設(shè)備顯示器。計算機系統(tǒng)具有用于處理來自諸如鍵盤或定點設(shè)備(如鼠標(biāo))之類的用戶輸入設(shè)備309的輸入的I/O控制器310。一個或多個可移動介質(zhì)接口控制器307便于對存儲在諸如DVD、⑶ROM、可移動硬盤和存儲棒(memory stick)之類的介質(zhì)存儲設(shè)備319上的數(shù)據(jù)的傳送和程序的執(zhí)行。存儲器控制器312在處理器304上執(zhí)行的應(yīng)用315的命令下控制去往和來自各種數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)的傳送。計算機系統(tǒng)300或計算環(huán)境300還包括用于無線地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的無線接口端口 333。此外，系統(tǒng)300包括用于從諸如方向性反饋設(shè)備204上的加速計818(見圖8A、 8BU0AU0B)之類的遠程傳感器無線地接收數(shù)據(jù)的傳感器接口端口 335。在某些實例中，加速計可經(jīng)無線接口端口 333接受的無線協(xié)議來發(fā)送其數(shù)據(jù)，或者反饋設(shè)備204上的控制器 (508)可經(jīng)無線接口端口 333接受的無線協(xié)議發(fā)送加速計數(shù)據(jù)。在其它示例中，協(xié)議可以是諸如使用單獨的傳感器接口端口 335的紅外光之類的另一無線協(xié)議。存儲器314表示典型計算機系統(tǒng)中存在的各種類型的存儲器。這些包括用于引導(dǎo)軟件的只讀存儲器(ROM)、用于存儲操作系統(tǒng)318和應(yīng)用315(系統(tǒng)應(yīng)用和用戶空間應(yīng)用兩者)的非易失性存儲器。應(yīng)用315包括用于一個或多個應(yīng)用315所使用的一個或多個力確定軟件處理模塊323的軟件和數(shù)據(jù)存儲。這些應(yīng)用的某些示例可包括游戲應(yīng)用、3D電視應(yīng)用、導(dǎo)航應(yīng)用和教育應(yīng)用。一個或多個力確定軟件處理模塊323確定要由反饋設(shè)備根據(jù)相應(yīng)應(yīng)用的準(zhǔn)則來生成的物理力矢量。在某些實施例中，力確定軟件323確定相對于來自加速計818或其它定向傳感設(shè)備的位置數(shù)據(jù)的矢量定義。存儲器314還表示諸如采用各種技術(shù)實現(xiàn)(DRAM、SRAM等)的在應(yīng)用在處理器304 上執(zhí)行時使用的隨機存取存儲器(RAM)之類的易失性存儲。各種類型的存儲器314(易失性和非易失性兩者)以及介質(zhì)存儲設(shè)備319是計算機可讀存儲介質(zhì)的示例，計算機可讀存儲介質(zhì)上編碼了用于執(zhí)行用于提供方向性力反饋的方法的計算機可執(zhí)行指令。例如，它們可單獨或組合地存儲用于力確定模塊323的軟件和相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)存儲。執(zhí)行應(yīng)用和模塊323可訪問操作系統(tǒng)318和操作系統(tǒng)為應(yīng)用提供的或可為應(yīng)用訪問的各種信息，如用于接收數(shù)據(jù)或它所指定的端口。圖5A示出方向性力反饋設(shè)備的控制系統(tǒng)810的實施例。無線通信設(shè)備502，在該示例中是收發(fā)機502，從通信上耦合的、執(zhí)行應(yīng)用(例如31 的計算環(huán)境的無線接口端口 333接收用力矢量的定義編碼的無線信號，在該示例中力矢量的定義是所需力矢量的方向和大小。無線通信協(xié)議可以是射頻(RF)、藍牙或基于IEEE 802無線的標(biāo)準(zhǔn)(如802. 11或 802. 16標(biāo)準(zhǔn)集合)之一，或任何其它合適的無線通信協(xié)議。收發(fā)機502從載波或在必要情況下的其它格式對編碼信號進行解調(diào)。如果信號不是數(shù)字形式的，則收發(fā)機電路將數(shù)據(jù)的基帶模擬信號轉(zhuǎn)換成能夠由控制器508或其它數(shù)字組件處理的數(shù)字信號。數(shù)字信號經(jīng)通信總線520發(fā)送到控制器508。示例類型的控制器508包括，但不限于，微控制器、微處理器或在希望的情況下的多個此類設(shè)備。存儲器512對于控制器508是可訪問的。在一個示例中，存儲器可包括用于存儲控制器508可執(zhí)行的軟件的只讀存儲器(ROM)和用于在軟件的執(zhí)行期間使用的隨機存取存儲器(RAM)。在圖5B所示的實施例中，力處理軟件應(yīng)用5M存儲在非易失性存儲器中，并且在當(dāng)由控制器508執(zhí)行時確定一個或多個控制消息或信號，以發(fā)送到力生成模塊控制硬件518來表示要由方向性反饋設(shè)備生成的力。在一個實施例中，力值的查找表5 可存儲在存儲器512中，從中控制器508可基于接收到的力定義來進行選擇。在一個示例中，力值可包括致使電動機旋轉(zhuǎn)其軸以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)或偏轉(zhuǎn)角度以及旋轉(zhuǎn)速度的數(shù)據(jù)。所確定的一個或多個值可被數(shù)模轉(zhuǎn)換器414轉(zhuǎn)換成一個或多個模擬信號。在一些實施例中，模擬信號可充當(dāng)電動機或其它力生成機制的驅(qū)動信號。如此后的附圖中所示，反饋設(shè)備可包括通過傳感器接口端口 533連接的加速計或其它定向傳感器818，以對設(shè)備提供它們的定向數(shù)據(jù)。在其他實施例中，傳感器818將其數(shù)據(jù)傳送到本地?zé)o線通信設(shè)備502。在其他示例中，傳感器還可將數(shù)據(jù)發(fā)送到耦合的計算機環(huán)境的無線接口端口 333。在該實施例中，存儲器512還包括傳感器數(shù)據(jù)525以及傳感器處理軟件527。方向性反饋設(shè)備204的各實施例包括至少一個加速計，通常是3軸加速計，它給出設(shè)備204相對于地面的定向。在一個實施例中，傳感器處理軟件525使得傳感器數(shù)據(jù)被發(fā)送到計算環(huán)境無線接口端口 333，供其力確定軟件323使用?？上鄬τ诙ㄏ蛭恢没鶞?zhǔn)來給出力矢量的定義數(shù)據(jù)，所述定向位置基準(zhǔn)例如可以是設(shè)備204上的加速計的位置。加速計和/或其他定向傳感器的位置數(shù)據(jù)可被存儲在位置基準(zhǔn)數(shù)據(jù)528中，供力處理軟件5M使用。定向基準(zhǔn)點可以是設(shè)備204上除了加速計的位置之外的另一任意位置。 在該情況下，定向傳感器位置和定向位置基準(zhǔn)之間的關(guān)系也被存儲。
在一些實施例中，力生成系統(tǒng)518的原或初始位置基準(zhǔn)點是來自加速計在設(shè)備上的位置的已知位置。原位置基準(zhǔn)點及其相對于定向位置基準(zhǔn)的位置關(guān)系也被存儲在位置基準(zhǔn)數(shù)據(jù)528中。力處理軟件5M在計算中使用該信息以便通過相對于力生成系統(tǒng)518的原或初始位置的矢量定義來表示相對于定向位置基準(zhǔn)點的位置的所請求的矢量定義?；谙鄬τ谠恢玫乃栊D(zhuǎn)，力處理軟件5M設(shè)置力生成機制的控制設(shè)定(例如來自表526的值)。此外，控制系統(tǒng)810包括一個或多個顯示元件驅(qū)動器529，該顯示元件驅(qū)動器從控制器508上執(zhí)行的顯示軟件530接收指令和某些數(shù)據(jù)以使數(shù)據(jù)530顯示在通信上耦合的顯示元件Q20和M0)上。某些數(shù)據(jù)可存儲在存儲器512的非易失性存儲器中，而其他數(shù)據(jù)可從耦合的計算環(huán)境300上的執(zhí)行應(yīng)用315接收。此外，控制系統(tǒng)810可處理用戶可通過向反饋設(shè)備施加壓力(見圖13A和14A)來指示的一個或多個命令。在一個實施例中，控制系統(tǒng)可訪問存儲器512中的命令532的查找表，以便將接收到的信號對應(yīng)于具體的命令。(見圖15)。通過電源522經(jīng)電源總線510對控制系統(tǒng)供電。在一個實施例中，電源是電池。在一個示例中，電池是感應(yīng)式充電的電池。這是方便的，因為方向性反饋設(shè)備可被放置在無線充電器中并被充電。這允許避免方向性反饋設(shè)備上的用于充電的有線連接，進一步支持了整裝版本的設(shè)備204?？蛇x地，力生成系統(tǒng)518可從感應(yīng)式充電的電源522汲取電源。在另一實施例中，力生成系統(tǒng)518的組件可具有位于各組件本地的感應(yīng)式充電的電源。在下面示出的示例中，反饋設(shè)備實施例在設(shè)備的已知位置上具有至少一個加速計。原位置基準(zhǔn)點也在諸如類似球殼822的外殼之類的支承結(jié)構(gòu)上的已知位置處，因此處于相對于所述至少一個加速計的已知相對位置處。在某些實施例中，為了簡化計算，加速計可被放置在原位置基準(zhǔn)點。圖6是對方向性力反饋設(shè)備定義力矢量的方法實施例600的流程圖。圖7是參考設(shè)備的原位置生成力的方法實施例的流程圖。僅出于說明的目的而并非限制，圖6和7是在圖4的計算環(huán)境和圖5A和5B中所示的反饋設(shè)備的控制系統(tǒng)810的上下文中討論的。處理器304上執(zhí)行的應(yīng)用315確定力產(chǎn)生事件已經(jīng)發(fā)生。例如，來自反饋設(shè)備204 的用戶輸入需要響應(yīng)；或諸如在特定方向上移動的導(dǎo)航建議之類的指令需要被傳遞給手持設(shè)備的用戶；或已經(jīng)做出了與附連到用戶所持的反饋設(shè)備的物理對象的接觸。響應(yīng)于力產(chǎn)生事件發(fā)生，與應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的力確定軟件模塊323例如基于來自設(shè)備上的加速計的數(shù)據(jù)確定602反饋設(shè)備的定向?；诹Ξa(chǎn)生事件，力確定模塊323確定力持續(xù)時間段。力確定模塊323確定606事件的相對于方向性反饋設(shè)備上的定向基準(zhǔn)位置的力方向。在一個示例中，這是反饋設(shè)備上的一個或多個3軸加速計的位置。模塊323還確定608要被生成的力的大小，并將相對于定向基準(zhǔn)位置的力定義傳遞給610方向性反饋設(shè)備204的控制器508。 在與物理對象的接觸是力產(chǎn)生事件的示例中，諸如游戲應(yīng)用之類的應(yīng)用315可接收例如物體的圖像數(shù)據(jù)，以及標(biāo)識它被擊中的角度。取決于分辨率程度，來自設(shè)備上的傳感器的附加定向數(shù)據(jù)可幫助標(biāo)識物理對象的運動，例如劍200的劍刃的邊緣是水平還是垂直還是兩者之間的某個位置。定向數(shù)據(jù)也可將諸如人的手中的物體的旋轉(zhuǎn)之類的運動反映到更精細的分辨率。在另一示例中，用戶可能正手持設(shè)備204本身，應(yīng)用315需要指示用戶移動到他的左邊。控制系統(tǒng)508需要確定用戶的左側(cè)與力生成系統(tǒng)的力矩矢量將被定向到的位置之間的關(guān)系。確定設(shè)備的定向并具有定向基準(zhǔn)位置作為起始幫助了容納在反饋設(shè)備204內(nèi)的用于力生成的控制系統(tǒng)810確定力矢量將指向的方向。此外，反饋設(shè)備204的力生成系統(tǒng)518 具有初始位置或原位置作為基準(zhǔn)點，該基準(zhǔn)點作為起始點或原點來定義角度。圖7是參考設(shè)備的原位置生成力的方法實施例的流程圖?？刂破?08從通信上耦合的計算環(huán)境中執(zhí)行的力確定模塊323接收702力矢量定義，它是相對于設(shè)備的定向基準(zhǔn)位置定義的。如上所述，基準(zhǔn)位置可以是諸如設(shè)備上的加速計之類的定向傳感器的位置?？刂破?08可從存儲器512訪問設(shè)備204上的加速計的位置528以及設(shè)備的原位置基準(zhǔn)點的位置528?？刂破?08上執(zhí)行的力處理軟件5M確定704由于將力矢量定義的基準(zhǔn)從定向基準(zhǔn)位置轉(zhuǎn)換到原位置基準(zhǔn)而造成的對力矢量定義的任何改變。在加速計處于原位置基準(zhǔn)點的某些情況下，力矢量定義中可能幾乎不要求改變或沒有改變。力處理軟件524確定706 反饋設(shè)備是否處于原位置。如果否，則力處理軟件擬4使得向力生成系統(tǒng)518發(fā)送指令以將力生成系統(tǒng)518返回716到原位置。如果設(shè)備已在原位置，則力處理軟件524向力生成系統(tǒng)518發(fā)送指令以相對于原位置生成708力。響應(yīng)于滿足力持續(xù)時間準(zhǔn)則710，力處理軟件5 使得714力生成系統(tǒng) 518收回力并將設(shè)備返回716到原位置。否則，力生成系統(tǒng)518繼續(xù)712相對于原位置基準(zhǔn)生成力。下面的示例示出力生成系統(tǒng)示例原位置基準(zhǔn)的各種實施例。圖8A示出方向性反饋設(shè)備204的一實施例。僅出于說明的目的而非限制，該實施例是在玩具劍200的上下文中示出的。在該實施例中，設(shè)備204具有手柄部分820和球殼部分822。殼或外殼的形狀可以是任何所需形狀。球殼822可以是支承力生成系統(tǒng)的支承結(jié)構(gòu)。力生成系統(tǒng)包括結(jié)構(gòu)以及提供動力以移動結(jié)構(gòu)來在指定方向上產(chǎn)生力的元件。附連于球殼822的是固定地附連于球殼并具有對內(nèi)部支承結(jié)構(gòu)806的至少一個附連點816a的外部支承結(jié)構(gòu)808。在該情況下，外部支承結(jié)構(gòu)808在內(nèi)部支承結(jié)構(gòu)的相對側(cè)上具有附連結(jié)構(gòu)816b和816a。在內(nèi)部支承結(jié)構(gòu)806內(nèi)的是軸結(jié)構(gòu)804，在該情況下是軸或桿，一質(zhì)量塊(在該例中是盤80 繞軸旋轉(zhuǎn)。在該示例中，力矢量的大小是通過控制繞軸結(jié)構(gòu)804的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊的速度而產(chǎn)生的力矩。通過附連結(jié)構(gòu)816a和816b，電動機814至少向結(jié)構(gòu)816a提供動力以沿垂直于軸結(jié)構(gòu)804的軸旋轉(zhuǎn)內(nèi)部支承結(jié)構(gòu)806。例如，該軸可以是從816a到816b的假想線。。力生成系統(tǒng)的內(nèi)部支承結(jié)構(gòu)806的旋轉(zhuǎn)將從軸結(jié)構(gòu)804的端部之一向外生成的力矩定向到旋轉(zhuǎn)圈中的任何方向。在該示例中，電動機812提供動力來繞軸結(jié)構(gòu)804旋轉(zhuǎn)盤802，從而生成力矩。盤 802在重量上繞結(jié)構(gòu)804是平衡的。通過相對于外部支承以及球殼822旋轉(zhuǎn)內(nèi)部支承結(jié)構(gòu)806，與軸結(jié)構(gòu)的一端或另一端對齊生成的力矩可被定向到以盤中心為中心且繞816a和 816b之間的軸的360度圓的任何度數(shù)。在該實施例中，內(nèi)部支承結(jié)構(gòu)806的旋轉(zhuǎn)參考原位置。不同的設(shè)計選擇可選擇不同的原位置。在圖8A的示例中，當(dāng)內(nèi)部支承結(jié)構(gòu)806處于與外部支承結(jié)構(gòu)808基本或完全相同的平面時，設(shè)備204處于原位置?；谠摱x，圖8A中的設(shè)備被示為處于其原位置。如果內(nèi)部支承結(jié)構(gòu)806向頁面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，則設(shè)備204將不處于原位置，且當(dāng)盤順時針旋轉(zhuǎn)時將感受到從軸結(jié)構(gòu)的底端向外的來自頁面的力。原位置相對于包圍在外殼822內(nèi)的方向性反饋設(shè)備的定向系統(tǒng)，而不是相對于可附連于反饋設(shè)備的任何物理對象。它們的定向系統(tǒng)是獨立的。然而，它們之間的轉(zhuǎn)換可相對于基準(zhǔn)點來進行。
內(nèi)部支承結(jié)構(gòu)806可具有位于其最外表面上的傳感器807，該傳感器發(fā)送指示它與外部支承結(jié)構(gòu)808的內(nèi)側(cè)上固定的原位置基準(zhǔn)點809對齊的數(shù)據(jù)。圖8A、8B、10AU0B的示例中的至少一個傳感器包括手柄部分820上的三軸加速計 818。對于諸如劍、球棒、球拍等手持的物理對象，這種布局接近于用戶的手且相對于用戶的手是相對靜止的。加速計可提供諸如物理對象的俯仰和平搖等定向數(shù)據(jù)，可用于確定物理對象的運動特性。使用運動特性，一個或多個處理模塊可確定要被定向到物理對象上的物理力矢量的方向和大小。加速計818可無線地819向控制器508傳送電信號，以向耦合的計算環(huán)境傳輸或進行后續(xù)傳輸。在該實施例中，電子控制電路810容納在盤內(nèi)。例如，它可以被實現(xiàn)為片上系統(tǒng) (SoC)，包括感應(yīng)式充電的電源522。在該示例中，絕緣導(dǎo)體823 (例如一個或多個絕緣導(dǎo)線) 從電路810通過軸結(jié)構(gòu)804延伸到盤的電動機812，并通過內(nèi)部支承結(jié)構(gòu)806和附連結(jié)構(gòu) 816a延伸到電動機814用于旋轉(zhuǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)806。在一個示例中，電動機814可通過絕緣導(dǎo)體823將電力導(dǎo)向附連結(jié)構(gòu)816b。通過絕緣導(dǎo)體823，控制器508可向電動機814發(fā)送指示出旋轉(zhuǎn)的方向和旋轉(zhuǎn)的度數(shù)的控制信號，并向電動機812發(fā)送盤旋轉(zhuǎn)的確定的速率。圖8B示出方向性反饋設(shè)備204的另一實施例。在該實施例中，手柄部分820中電動機814被附連結(jié)構(gòu)816a和816b中的至少一個中的一個或多個小型電動機替代。此外， 在該示例中，球殼充當(dāng)外部支承結(jié)構(gòu)，而附連結(jié)構(gòu)816a和816b附連到球殼。為了確定原位置，內(nèi)部支承結(jié)構(gòu)806可仍然具有位于其最外表面上的發(fā)送指示它與基準(zhǔn)點809對齊的數(shù)據(jù)的傳感器807，區(qū)別在于該基準(zhǔn)點809位于球殼的內(nèi)面。圖9A示出容納在圖8B的附連結(jié)構(gòu)之一(在該例中是816a)中的短軸型電動機系統(tǒng)，而圖9B示出容納附連結(jié)構(gòu)816b中的另一短軸型電動機系統(tǒng)。在該實施例中，電動機和附連結(jié)構(gòu)被一起討論，因為它們結(jié)構(gòu)類似且以類似的方式操作。在該實施例中，電動機驅(qū)動軸83^、834b的連接器830a、830b從支承結(jié)構(gòu)806延伸。支承結(jié)構(gòu)可以是塑料的，連接器可被塑造成突出在附連結(jié)構(gòu)816a、816b中。在該實施例中，短軸型電動機83 連同另一附連結(jié)構(gòu)816b處的短軸型電動機832b —起工作，以所需角度旋轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)806來將軸結(jié)構(gòu) 804定向到所需位置。短軸型電動機83h、832b的驅(qū)動軸8;34a、834b適合于連接器830a、 830b以旋轉(zhuǎn)806。短軸型電動機系統(tǒng)83^i、832b包括感應(yīng)式充電的電池833a、833b，用于向電動機提供驅(qū)動軸的電流。短軸型電動機系統(tǒng)83h、832b可通過如圖8A所示的絕緣導(dǎo)體823從盤中的電子電路810接收控制驅(qū)動信號。然而，在該實施例中，短軸型電動機系統(tǒng)83h、832b各自包括用于從盤中的電子電路810接收控制信號的無線通信設(shè)備83fe、835b。圖IOA示出方向性反饋設(shè)備204的另一實施例，其中在基于無刷直流(DC)電動機的布置中的磁體繞軸結(jié)構(gòu)804旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊802。圖IOB示出用于繞軸結(jié)構(gòu)804旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊的磁體的不同布置中的方向性反饋設(shè)備的另一實施例。圖IOA示出方向性反饋設(shè)備204的另一實施例。在該實施例中，用于旋轉(zhuǎn)盤802 的電動機812被盤802之下的支承件中的至少一個永磁體1013替代。沿附連支承816a和 816b設(shè)置電磁體。(見下面的圖IlA和11B)。圖IOB示出方向性反饋設(shè)備204的另一實施例，其中至少一個永磁體1013位于盤本身上。圖IlA示出容納在圖IOA和IOB的附連結(jié)構(gòu)之一中的電磁體1014a。圖IlB示出容納在圖IOA和IOB的另一附連結(jié)構(gòu)中的電磁體1014b。在該實施例中，它們被一起討論， 因為它們結(jié)構(gòu)和操作類似。電磁體1014a和1014b固定到他們的位置上。當(dāng)流經(jīng)它們的電流反向時它們改變其極性。在該示例中，中心磁體1013是永磁體且繞其中心旋轉(zhuǎn)。電動機驅(qū)動軸834a、834b的連接器830a、830b是支承電磁體的支承件，包括由絕緣導(dǎo)體1044a、1044b圍繞的金屬層1042a、1042b。例如，絕緣導(dǎo)線可纏繞在金屬套上。電子控制電路1040a、1040b連接到絕緣導(dǎo)體1044a、1044b，以監(jiān)控定時并在合適的時間反轉(zhuǎn)電流極性。磁體電子控制電路1040a、1040b可包括感應(yīng)式充電電池。磁體電子控制電路 1040a、1040b可通過如圖8A所示的絕緣導(dǎo)體823從盤中的電子電路810接收控制驅(qū)動信號。然而，在該實施例中，磁體電子控制電路1040a、1040b各自包括用于從盤中的電子電路810接收控制信號的無線通信設(shè)備1045a、1045b。電磁體1014a、1014b和短軸型電動機 832a、832b也可共享無線通信設(shè)備和感應(yīng)式充電電池。圖12A示出方向性反饋設(shè)備204的又一實施例。在該實施例中，力生成系統(tǒng)包括軸結(jié)構(gòu)804，質(zhì)量塊(盤802)通過電動機812的驅(qū)動而繞軸結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)。然而，替代旋轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)，伺服電動機1104附連到電動機支承件1102，電動機支承件可附連到設(shè)備的支承結(jié)構(gòu)或作為設(shè)備的支承結(jié)構(gòu)的一部分，例如球殼外殼822的內(nèi)面。伺服電動機1104的軸1112響應(yīng)于來自控制器508的控制信號中的變化而改變其角度位置。伺服電動機1104也可在其控制電路內(nèi)包括無線通信設(shè)備。伺服電動機趨向于小型、輕量，且配備有內(nèi)置 的控制電路。 軸1112在軸改變角度位置時移動偏轉(zhuǎn)臂1106的一端。偏轉(zhuǎn)臂1106在其另一端連接到軸結(jié)構(gòu)804。該端由于軸112的角度位置改變而使軸結(jié)構(gòu)804及其中心盤802傾斜。軸結(jié)構(gòu) 804的傾斜受限于鉸鏈1108，鉸鏈1108也具有可附連于方向性反饋設(shè)備204的支承結(jié)構(gòu) 822或作為方向性反饋設(shè)備204的支承結(jié)構(gòu)822的一部分的支承件1110。圖12A示出設(shè)備位于其原位置，其中偏轉(zhuǎn)臂1106垂直于軸結(jié)構(gòu)804。圖12B示出在不同于原位置的位置中圖12A的實施例。電動機軸1112在一個方向上旋轉(zhuǎn)或改變其角度，使得偏轉(zhuǎn)臂1106的一端遵循其角度路徑，導(dǎo)致臂1106的另一端在與所需位置相反的方向上以鉸鏈1108所允許的程度傾斜軸結(jié)構(gòu)804。在某些實例中，軸結(jié)構(gòu)804的傾斜可以快速突發(fā)方式執(zhí)行。圖13A示出可充當(dāng)用戶輸入設(shè)備的方向性反饋設(shè)備204。球殼外殼822充當(dāng)外殼， 并容納內(nèi)殼1325。殼之間是導(dǎo)電膠1324。膠的導(dǎo)電性受用戶對設(shè)備204的壓力影響。導(dǎo)電膠的某些示例是基于氯化銀的膠和硅膠。硅膠的一個示例具有包括鍍銀云母和無氧銀片的導(dǎo)電顆粒。在一個實施例中，當(dāng)從諸如手或手指等施加壓力時，導(dǎo)電膠中發(fā)生電阻變化。 這些電阻變化可充當(dāng)來自用戶的命令的信號。諸如導(dǎo)線1326之類的導(dǎo)體按照電壓(V)等于電流⑴乘以電阻(R)，V = IR來表示通過電壓或電流變化的電阻變化。圖13B示出用于傳感導(dǎo)電膠中的導(dǎo)電性的變化的示例構(gòu)造。導(dǎo)線1326連接到傳感器系統(tǒng)1304a，傳感器系統(tǒng)1304a可提供基準(zhǔn)電壓或電流以在導(dǎo)電膠中產(chǎn)生回路。傳感器檢測電流電壓或電流，例如周期性地進行，并可通過無線通信設(shè)備1302a將值無線地傳送到無線設(shè)備502供控制器508進行命令處理。命令可由施加壓力的量和施加壓力的時間長度來表示。圖14A示出方向性反饋設(shè)備的另一實施例，該方向性反饋設(shè)備還可使用至少一個指定的壓力點而用作用戶輸入設(shè)備。在該示例中，有5個指定的壓力點被實現(xiàn)為球體上的5個凹口 1402a-1402e，方便放置手指。如所示，反饋設(shè)備采用能夠被手持的大小。每個指定的壓力點凹口在外殼822和內(nèi)殼1325之間的一側(cè)上具有圍繞它的封閉量1406a-1406e的導(dǎo)電膠。導(dǎo)線1404a-1404e從相應(yīng)凹口的各封閉量的膠將相應(yīng)凹口鏈接附連支承816a或 816b之一中的傳感器系統(tǒng)1304a、1304b。以此方式，由于5個壓力點以及它們允許的各種組合，用戶可指示的命令數(shù)量被極大地增加了。 圖14B和14C示出了在具有圖14A的5個指定壓力點的情況下，用于傳感導(dǎo)電膠中的變化的另一示例構(gòu)造。在該示例中，來自關(guān)于拇指和食指凹口的凹口 1402a和1402b 的各個封閉量的導(dǎo)線1404a-1404b耦合到傳感器系統(tǒng)1304a，來自關(guān)于中指、無名指和小拇指凹口的凹口 1402c、1402d和1402e的各個封閉量的導(dǎo)線1404c-1404e耦合到傳感器系統(tǒng) 1304b。所有五個導(dǎo)線都可按需耦合到一個傳感器系統(tǒng)。命令將通常為應(yīng)用上下文來定義。例如，命令可包括在諸如Windows 之類圖形用戶界面應(yīng)用或環(huán)境中滾動、打開、關(guān)閉、保存、退出、點擊等。在另一示例中，用戶可導(dǎo)航通過動畫化的游戲現(xiàn)實或三維顯示上下文，并可希望沿特定路徑移動其化身或其視角。命令可以是例如向左、向右、向前、向后之類的項目。方向性反饋設(shè)備204上的加速計818可通過傳感并轉(zhuǎn)發(fā)指示出用戶有多快地轉(zhuǎn)動他或她手中的設(shè)備204的數(shù)據(jù)來指示出用戶希望有多快地這樣做。此外，加速計818可提供表示運動特性的數(shù)據(jù)，如方向性反饋設(shè)備204的位置及其移動方向。耦合的計算環(huán)境(例如52)的控制器508或處理器304可使用該信息來確定用戶希望去往哪個方向。圖15示出了用于處理來自自由空間方向性反饋設(shè)備的用戶輸入的方法1500的實施例的流程圖?？刂破?08接收1502來自傳感器系統(tǒng)的一個或多個讀數(shù)，并確定1504所述一個或多個讀數(shù)是否對應(yīng)于命令，且如果是，則將命令傳遞1506給計算環(huán)境(如300)。在一個示例中，控制器508訪問存儲器512中存儲值的查找表，并進行比較?？赡苡幸粋€或多個查找表，(如命令532)將信號與手指相關(guān)，然后將手指按壓的組合與特定命令相關(guān)?？刂破?08在確定命令時還可監(jiān)視已經(jīng)施加壓力的時間周期。在其他實施例中，讀數(shù)可被直接傳送到耦合的計算環(huán)境供處理。類似地，方向性反饋設(shè)備204可生成指向特定方向以向用戶指示建議的或命令的移動方向的力矢量，如由無線通信耦合的計算環(huán)境中執(zhí)行的應(yīng)用所指示的。在一個實施例中，控制器508可按任何其他力矢量一樣處理該導(dǎo)航命令。圖16示出了用戶58玩計算環(huán)境52中執(zhí)行的劍擊游戲軟件應(yīng)用的目標(biāo)識別、分析和跟蹤系統(tǒng)50的配置的示例實施例。在一實施例中，系統(tǒng)包括例如相機的圖像捕捉系統(tǒng) 60，可用于可視地監(jiān)視諸如用戶58等的一個或多個用戶，使得所述一個或多個用戶執(zhí)行的移動可被捕捉、分析和跟蹤。用戶58的移動可被解釋為可用于影響計算環(huán)境52所執(zhí)行的應(yīng)用的控制。在一個實施例中，基于捕捉的圖像數(shù)據(jù)，系統(tǒng)分析并跟蹤用戶在三維空間中的自然移動。使用該系統(tǒng)，用戶的動作可直接控制顯示畫面上的諸如劍擊者化身64之類的相關(guān)聯(lián)的化身的動作。換言之，化身64可實時地模仿用戶58的動作。對化身的顯示的用戶運動的跟蹤最好實時進行，使得用戶可實時地與執(zhí)行應(yīng)用交互。實時顯示指的是用戶的運動或姿態(tài)的視覺表示的顯示，其中與物理空間中的運動或姿態(tài)的執(zhí)行同時或幾乎同時地顯示顯示畫面。例如，系統(tǒng)可以提供對用戶進行回應(yīng)的顯示畫面的顯示畫面更新速率可以是20Hz的速率或更高，其中無關(guān)緊要的處理延遲造成最小的顯示延遲或?qū)τ脩舳愿静豢梢?。因此，實時包括與被自動數(shù)據(jù)處理所需的時間延遲了的數(shù)據(jù)的及時性有關(guān)的任何無關(guān)緊要的延遲。在其他示例實施例中，諸如用戶58之類的人類目標(biāo)可具有諸如玩具槍、球棒、球拍、劍等之類的物體物體。在這些實施例中，電子游戲的用戶可在參與游戲的同時手持并使用物體。物體的運動被跟蹤并映射到屏幕上，使得化身被描繪為具有表示用戶正在操縱的物體的虛擬對象。在物理對象在自由空間中被用戶移動時，虛擬對象跟蹤物理對象的運動。 例如，用戶58如何用他的劍200進行擊打的運動被跟蹤并用于控制他的屏幕上化身64如何用他的動畫化的劍63進行擊打。

在一個實施例中，目標(biāo)識別、分析和跟蹤系統(tǒng)50可僅跟蹤用戶58正持有的物理對象200的移動。此外，物理對象或用戶的移動可被限于來自特定一組運動或姿態(tài)的表示。換言之，某些運動或姿態(tài)觸發(fā)游戲中的動作，但不是所有的自然移動都被跟蹤到用戶的化身。目標(biāo)識別、分析和跟蹤系統(tǒng)50可包括計算環(huán)境52。計算環(huán)境52可以是計算機、游戲系統(tǒng)或控制臺等等。根據(jù)一示例實施例，計算環(huán)境52可包括硬件組件和/或軟件組件， 使得計算環(huán)境52可用于執(zhí)行諸如游戲應(yīng)用、非游戲應(yīng)用等的應(yīng)用。根據(jù)一個實施例，目標(biāo)識別、分析和跟蹤系統(tǒng)50可連接到可向用戶58提供游戲或應(yīng)用視覺和/或音頻的視聽設(shè)備56，如電視機、監(jiān)視器、高清電視機(HDTV)等。例如，計算環(huán)境52可包括諸如圖形卡等視頻適配器和/或諸如聲卡等音頻適配器，這些適配器可提供與游戲應(yīng)用、非游戲應(yīng)用等相關(guān)聯(lián)的視聽信號。視聽設(shè)備56可從計算環(huán)境52接收視聽信號，然后可向用戶58輸出與該視聽信號相關(guān)聯(lián)的游戲或應(yīng)用視覺和/或音頻。根據(jù)一個實施例，視聽設(shè)備56可經(jīng)由例如，S-視頻電纜、同軸電纜、HDMI電纜、DVI電纜、VGA電纜等連接到計算環(huán)境52。圖17是能在目標(biāo)識別、分析和跟蹤系統(tǒng)中工作的用于在自由空間中提供方向性力反饋的方法的實施例的流程圖。該方法可被實現(xiàn)為可由一個或多個處理器和/或計算機硬件上執(zhí)行的軟件操作的一個或多個處理模塊，或?qū)崿F(xiàn)為硬件或固件。例如，在圖18A的游戲控制臺52、圖18B的個人計算機環(huán)境或圖18C的聯(lián)網(wǎng)的計算環(huán)境的計算環(huán)境中，該方法可被實現(xiàn)為被存儲并作為應(yīng)用程序來執(zhí)行的軟件。在一個實施例中，與其計算環(huán)境中的其他硬件和軟件組件交互的應(yīng)用監(jiān)視用戶和她的物理對象的運動以及游戲的上下文中化身和它們的動畫化物體的運動。例如，在劍游戲中，它監(jiān)視劍之間或游戲的虛擬環(huán)境內(nèi)的其他物體之間的接觸。以此方式，一個或多個力確定軟件處理模塊323基于玩家的控制下的物理對象的運動特性來確定相對于游戲的上下文中虛擬對象的力產(chǎn)生事件。物體的運動特性的某些示例包括位置、角度、速度、移動方向、加速度、運動的時間周期、以及物理對象在其中移動的用戶的身體周圍的空間體。使用上述的以及結(jié)合于此的共同待決的申請中的運動跟蹤系統(tǒng)，上述特性允許系統(tǒng)相對于游戲環(huán)境控制用戶玩的游戲。諸如定向數(shù)據(jù)之類的運動特性還可用于補充物體的圖像數(shù)據(jù)。例如，在劍游戲示例中，目標(biāo)識別、分析和跟蹤系統(tǒng)可確定物體的位置和速度，而加速計數(shù)據(jù)提供諸如定向數(shù)據(jù)之類的補充的運動特性信息。在一個實施例中，應(yīng)用指示315應(yīng)在相應(yīng)的虛擬對象上的力矢量的方向上對方向性力反饋設(shè)備施加力。力矢量通常根據(jù)方向和大小來定義。在圖17的實施例中，力確定模塊323確定1702在諸如游戲之類的執(zhí)行應(yīng)用的上下文中的虛擬對象上的力將被定向的方向。該力可根據(jù)接收到由另一 虛擬對象發(fā)起的接觸而生成，或者它可以是在用戶發(fā)起了與她的虛擬對象的接觸之后生成的反作用力。例如，在圖16的劍擊中，對應(yīng)于用戶的化身手持虛擬對象，即劍63，其移動對應(yīng)于物理對象，即用戶58手持的玩具劍200，的移動。在劍游戲應(yīng)用中，例如當(dāng)其他化身的劍65擊打用戶的化身的劍63時，游戲控制臺52上執(zhí)行的力確定軟件323識別對手化身的劍以何角度擊打用戶的虛擬劍。確定力矢量可包括確定復(fù)合力矢量或合力矢量。例如，在劍游戲示例中，每個虛擬劍可從不同方向擊打，且化身可在他們彼此搏斗時使劍卡住。相對的劍可具有相對的力，影響用戶將用他的物理對象感受或傳感到的方向和大小。在一個實施例中，力矢量表示計算環(huán)境中執(zhí)行的應(yīng)用的上下文中虛擬對象上生成的至少兩個虛擬力矢量的合力矢量。在1704，作出關(guān)于應(yīng)用的上下文中虛擬對象上的力的大小的確定。例如，劍擊打得越有力，用戶應(yīng)感受到越強的力(或反作用力)。在一個或多個實施例中，物理力矢量的大小可被設(shè)為與執(zhí)行應(yīng)用的上下文中的虛擬對象的力、物理對象的物理特性或兩者成比例。在一個示例中，用戶正在用玩具劍玩，劍是由輕量的塑料制作的。物理特性的某些示例包括重量、大小和材料。游戲中的劍可被表示為重型鋼劍。手持劍的用戶要感受到的力的大小可被縮放或調(diào)整到與另一塑料類劍在被鋼劍擊碎時的大小相似。在另一上下文中，其中用戶正在使用與實際運動時使用的相類似的正規(guī)網(wǎng)球球拍，力確定模塊323可更為精確地表示化身對手和他的或她的虛擬球拍將產(chǎn)生的力。在另一示例中，力大小可被縮放到方向性反饋設(shè)備能夠產(chǎn)生的某一范圍的大小值中的一個。例如，在劍游戲中，取決于所產(chǎn)生的力的大小，用戶58獲得劍刃擊打或猛擊有多強的相對感覺。因此，任選地，可通過基于物理對象、虛擬對象或兩者的特性來縮放1706力的大小來使得力的大小可變。軟件致使將力的方向和大小，即力矢量，傳遞1708給物理對象200所支承的方向性反饋設(shè)備204。方向性反饋設(shè)備基于該定義生成物理力矢量，以在設(shè)備204中產(chǎn)生用戶可感覺到的游戲反饋。軟件可與操作系統(tǒng)通信，表示方向和大小的數(shù)據(jù)要由無線適配器(例如333)發(fā)送，使得數(shù)據(jù)可被無線地傳送到方向性反饋設(shè)備。此外，力確定模塊323還可向自由空間方向性反饋設(shè)備傳遞物理力矢量中的變化。要被指示的這種變化的示例是力不再施加。例如，對手化身的劍65提離用戶的虛擬劍63。其他變化可以是構(gòu)成復(fù)合力矢量的分量矢量中的變化。例如，當(dāng)劍保持接觸，例如當(dāng)化身各自向緊密接觸的他們各自的劍施加虛擬力時，劍刃相對于彼此的角度中的變化。描述與方向性反饋設(shè)備204的實施例通信的目標(biāo)識別、分析和跟蹤系統(tǒng)的計算環(huán)境的某些實施例。圖18A示出可用于類似于圖16中的游戲控制臺的計算環(huán)境52的實施例的詳細示例，其中用于在自由空間中提供方向性反饋的一個或多個實施例可工作。如圖18A所示， 多媒體控制臺100具有含有一級高速緩存103、二級高速緩存105和閃存R0M(只讀存儲器)107的中央處理單元(CPU) 101。一級高速緩存103和二級高速緩存105臨時存儲數(shù)據(jù)并因此減少存儲器訪問周期數(shù)，由此改進處理速度和吞吐量。CPU 101可以設(shè)置成具有一個以上的內(nèi)核，以及由此的附加的一級和二級高速緩存103和105。閃存ROM 107可存儲在當(dāng)多媒體控制臺52通電時的引導(dǎo)過程的初始階段期間加載的可執(zhí)行代碼。圖形 處理單元(GPU) 109和視頻編碼器/視頻編解碼器(編碼器/解碼器)114形成用于高速、高分辨率圖形處理的視頻處理流水線。數(shù)據(jù)經(jīng)由總線從圖形處理單元108輸送到視頻編碼器/視頻編解碼器114。視頻處理流水線向A/V(音頻/視頻)端口 140輸出數(shù)據(jù)，以便傳輸?shù)诫娨暀C或其他顯示器。存儲器控制器110連接到GPU 108以方便處理器訪問各種類型的存儲器112，諸如但不局限于RAM(隨機存取存儲器)。多媒體控制臺52包括較佳地在模塊118上實現(xiàn)的I/O控制器120、系統(tǒng)管理控制器122、音頻處理單元123、網(wǎng)絡(luò)接口控制器124、第一 USB主控制器126、第二 USB控制器 128和前面板I/O子部件130。USB控制器126和128用作外圍控制器142 (1)-142 (2)、無線適配器148、和外置存儲器設(shè)備146 (例如閃存、外置⑶/DVD ROM驅(qū)動器、可移動介質(zhì)等) 的主機。網(wǎng)絡(luò)接口 124和/或無線適配器148提供對網(wǎng)絡(luò)(例如，因特網(wǎng)、家庭網(wǎng)絡(luò)等)的訪問并且可以是包括以太網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器、藍牙模塊、射頻模塊、電纜調(diào)制解調(diào)器等的各種不同的有線或無線適配器組件中任何一種。此外，無線適配器卡148充當(dāng)諸如用于與方向性反饋設(shè)備204通信的收發(fā)機之類的無線通信設(shè)備。無線通信協(xié)議可以是射頻(RF)、藍牙或基于IEEE 802無線的標(biāo)準(zhǔn)(如802. 11或802. 16標(biāo)準(zhǔn)集合)之一，或任何其它合適的無線通信協(xié)議。提供系統(tǒng)存儲器143來存儲在引導(dǎo)過程期間加載的應(yīng)用數(shù)據(jù)。提供了介質(zhì)驅(qū)動器 144，其可以包括DVD/CD驅(qū)動器、硬盤驅(qū)動器，或其他可移動介質(zhì)驅(qū)動器等等。介質(zhì)驅(qū)動器 144可以是多媒體控制臺100內(nèi)部或外部的。應(yīng)用數(shù)據(jù)可經(jīng)由介質(zhì)驅(qū)動器144訪問，以由多媒體控制臺52執(zhí)行、回放等。介質(zhì)驅(qū)動器144經(jīng)由諸如串行ATA總線或其他高速連接(例如IEEE 1394)等總線連接到I/O控制器120。在一個實施例中，用于一個或多個力確定模塊323的軟件和數(shù)據(jù)的副本可存儲在在介質(zhì)驅(qū)動器144上，并可在執(zhí)行時被加載到系統(tǒng)存儲器143中。系統(tǒng)管理控制器122提供涉及確保多媒體控制臺52的可用性的各種服務(wù)功能。音頻處理單元123和音頻編解碼器132形成具有高保真度和立體聲處理的對應(yīng)的音頻處理流水線。音頻數(shù)據(jù)經(jīng)由通信鏈路在音頻處理單元123與音頻編解碼器132之間傳輸。音頻處理流水線將數(shù)據(jù)輸出到A/V端口 140以供外置音頻播放器或具有音頻能力的設(shè)備再現(xiàn)。前面板I/O子部件130支持暴露在多媒體控制臺52的外表面上的電源按鈕150 和彈出按鈕152以及任何LED(發(fā)光二極管)或其他指示器的功能。系統(tǒng)供電模塊136向多媒體控制臺52的組件供電。風(fēng)扇138冷卻多媒體控制臺52內(nèi)的電路。CPU 10UGPU 109、存儲器控制器110、和多媒體控制臺52內(nèi)的各個其他組件經(jīng)由一條或多條總線互連，包括串行和并行總線、存儲器總線、外圍總線、和使用各種總線架構(gòu)中任一種的處理器或局部總線。作為示例，這些架構(gòu)可以包括外圍部件互連(PCI)總線、 PCI-Express 總線等。當(dāng)多媒體控制臺52通電時，應(yīng)用數(shù)據(jù)可從系統(tǒng)存儲器143加載到存儲器112和/ 或高速緩存102、104中并在CPU 101上執(zhí)行。應(yīng)用可呈現(xiàn)在導(dǎo)航到多媒體控制臺52上可用的不同媒體類型時提供一致的用戶體驗的圖形用戶界面。在操作中，介質(zhì)驅(qū)動器144中包含的應(yīng)用和/或其他媒體可從介質(zhì)驅(qū)動器144啟動或播放，以向多媒體控制臺52提供附加功能。 多媒體控制臺52可通過將該系統(tǒng)簡單地連接到電視機或其他顯示器而作為獨立系統(tǒng)來操作。在該獨立模式中，多媒體控制臺52允許一個或多個用戶與該系統(tǒng)交互、看電影、或聽音樂。然而，隨著通過網(wǎng)絡(luò)接口 124或無線適配器148可用的寬帶連接的集成，多媒體控制臺52還可作為較大網(wǎng)絡(luò)社區(qū)中的參與者來操作。當(dāng)多媒體控制臺52通電時，可以保留設(shè)定量的硬件資源以供多媒體控制臺操作系統(tǒng)作系統(tǒng)使用。這些資源可包括預(yù)留存儲器(例如，16MB)、CPU和GPU周期(例如，5%)、 網(wǎng)絡(luò)帶寬(例如，8kbs)等等。因為這些資源是在系統(tǒng)引導(dǎo)時保留的，所以所保留的資源對應(yīng)用而言是不存在的。具體地，存儲器保留較佳地足夠大，以包含啟動內(nèi)核、并發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用和驅(qū)動程序。 CPU保留較佳地為恒定，使得若所保留的CPU用量不被系統(tǒng)應(yīng)用使用，則空閑線程將消耗任何未使用的周期。對于GPU保留，通過使用GPU中斷來顯示由系統(tǒng)應(yīng)用生成的輕量消息(例如，彈出窗口)，以調(diào)度代碼來將彈出窗口呈現(xiàn)為覆蓋圖。覆蓋圖所需的存儲器量取決于覆蓋區(qū)域大小，并且覆蓋圖較佳地與屏幕分辨率成比例縮放。在并發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用使用完整用戶界面的情況下，優(yōu)選使用獨立于應(yīng)用分辨率的分辨率。定標(biāo)器可用于設(shè)置該分辨率，從而無需改變頻率并引起TV重新同步。在多媒體控制臺52引導(dǎo)且系統(tǒng)資源被保留之后，就執(zhí)行并發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用來提供系統(tǒng)功能。系統(tǒng)功能被封裝在上述所保留的系統(tǒng)資源中執(zhí)行的一組系統(tǒng)應(yīng)用中。操作系統(tǒng)內(nèi)核標(biāo)識是系統(tǒng)應(yīng)用線程而非游戲應(yīng)用線程的線程。系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)選地被調(diào)度為在預(yù)定時間并以預(yù)定時間間隔在CPU 101上運行，以便為應(yīng)用提供一致的系統(tǒng)資源視圖。進行調(diào)度是為了把由在控制臺上運行的游戲應(yīng)用所引起的高速緩存分裂最小化。當(dāng)并發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用需要音頻時，則由于時間敏感性而異步調(diào)度音頻處理給游戲應(yīng)用。多媒體控制臺應(yīng)用管理器(如下所述)在系統(tǒng)應(yīng)用活動時控制游戲應(yīng)用的音頻水平 (例如，靜音、衰減)。輸入設(shè)備(例如，控制器142(1)和142(2))由游戲應(yīng)用和系統(tǒng)應(yīng)用共享。輸入設(shè)備不是所保留的資源，但卻在系統(tǒng)應(yīng)用和游戲應(yīng)用之間切換以使其各自具有設(shè)備的焦點。 應(yīng)用管理器較佳地控制輸入流的切換，而無需知曉游戲應(yīng)用的知識，并且驅(qū)動程序維護有關(guān)焦點切換的狀態(tài)信息。圖像捕捉系統(tǒng)60可為控制臺52 (例如，為其相機系統(tǒng))定義附加輸入設(shè)備。圖18B示出用于在自由空間中提供方向性反饋的一個或多個實施例可工作的計算環(huán)境420的另一示例實施例。計算系統(tǒng)420包括計算機241，計算機241通常包括各種計算機可讀介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)可以是能由計算機241訪問的任何可用介質(zhì)，而且包含易失性和非易失性介質(zhì)、可移動和不可移動介質(zhì)。系統(tǒng)存儲器222包括易失性和/或非易失性存儲器形式的計算機存儲介質(zhì)，如只讀存儲器(ROM) 223和隨機存取存儲器(RAM) 260。 基本輸入/輸出系統(tǒng)224 (BIOS)包括如在啟動時幫助在計算機241內(nèi)的元件之間傳輸信息的基本例程，它通常儲存在ROM 223中。RAM 260通常包含處理單元259可以立即訪問和/或目前正在操作的數(shù)據(jù)和/或程序模塊。作為示例而非局限，圖18B示出了操作系統(tǒng)225、 應(yīng)用程序226、其它程序模塊227和程序數(shù)據(jù)228。計算機241還可以包括其他可移動/不可移動、易失性/非易失性計算機存儲介質(zhì)。僅作為示例，圖18B示出了對不可移動、非易失性磁介質(zhì)進行讀寫的硬盤驅(qū)動器238，對可移動、非易失性磁盤254進行讀寫的磁盤驅(qū)動器239，以及對諸如CD ROM或其它光學(xué)介質(zhì)等可移動、非易失性光盤253進行讀寫的光盤驅(qū)動器240?？梢栽谑纠圆僮鳝h(huán)境中使用的其他可移動/不可移動、易失性/非易失性計算機存儲介質(zhì)包括但不限于，磁帶盒、閃存卡、數(shù)字多功能盤、數(shù)字錄像帶、固態(tài)RAM、固態(tài)ROM等等。硬盤驅(qū)動器238通常由不可移動存儲器接口，諸如接口 234連接至系統(tǒng)總線221，磁盤驅(qū)動器239和光盤驅(qū)動器240通常由可移動存儲器接口，諸如接口 235連接至系統(tǒng)總線221。以上討論并在圖4B中示出的驅(qū)動器及其相關(guān)聯(lián)的計算機存儲介質(zhì)為計算機241 提供了對計算機可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊和其他數(shù)據(jù)的存儲。例如，示出硬盤驅(qū)動器 238儲存操作系統(tǒng)258、應(yīng)用程序257、其它程序模塊256和程序數(shù)據(jù)255。注意，這些組件可以與操作系統(tǒng)225、應(yīng)用程序226、其他程序模塊227和程序數(shù)據(jù)228相同，也可以與它們不同。在此給操作系統(tǒng)258、應(yīng)用程序257、其他程序模塊256、以及程序數(shù)據(jù)255提供了不同的編號，以說明至少它們是不同的副本。在一個實施例中，用于一個或多個力確動模塊323的軟件和數(shù)據(jù)的副本可存儲在硬盤驅(qū)動器238上所存儲的應(yīng)用程序257和程序數(shù)據(jù)255中，或可遠程地存儲(如248)。 副本323也可在執(zhí)行時作為應(yīng)用程序226和程序數(shù)據(jù)228被加載到系統(tǒng)存儲器222中。用戶可以通過輸入設(shè)備，諸如鍵盤251和定點設(shè)備252 (通常被稱為鼠標(biāo)、跟蹤球或觸摸墊)，向計算機241輸入命令和信息。其他輸入設(shè)備(未示出)可以包括話筒、操縱桿、游戲手柄、圓盤式衛(wèi)星天線、掃描儀等等。這些和其他輸入設(shè)備通常由耦合至系統(tǒng)總線的用戶輸入接口 236連接至處理單元259，但也可以由其他接口和總線結(jié)構(gòu)，諸如并行端口、游戲端口或通用串行總線(USB)，來連接。圖像捕捉系統(tǒng)60可為控制臺241 (例如，為其相機系統(tǒng))定義附加輸入設(shè)備。監(jiān)視器242或其他類型的顯示設(shè)備也通過接口，諸如視頻接口 232，連接至系統(tǒng)總線221。除監(jiān)視器以外，計算機也可以包括其他外圍輸出設(shè)備，諸如揚聲器244和打印機243，它們可以通過輸出外圍接口 233連接。計算機241可使用至一個或多個遠程計算機，諸如遠程計算機246的邏輯連接在網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境中操作。遠程計算機246可以是個人計算機、服務(wù)器、路由器、網(wǎng)絡(luò)PC、對等設(shè)備或其他常見的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，且通常包括許多或所有以上相對于計算機241描述的元件，盡管在圖18B中僅示出了存儲器存儲設(shè)備247。圖中所示邏輯連接包括局域網(wǎng)(LAN)245和廣域網(wǎng)(WAN)249，但也可以包括其它網(wǎng)絡(luò)。這樣的聯(lián)網(wǎng)環(huán)境在辦公室、企業(yè)范圍計算機網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和因特網(wǎng)中是常見的。當(dāng)在LAN聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中使用時，計算機241通過網(wǎng)絡(luò)接口或適配器237連接至LAN 245。當(dāng)在WAN聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中使用時，計算機241通常包括調(diào)制解調(diào)器250或用于通過諸如因特網(wǎng)等WAN 249建立通信的其他手段。調(diào)制解調(diào)器250可以是內(nèi)置或外置的，它可以經(jīng)由用戶輸入接口 236或其他適當(dāng)?shù)臋C制連接至系統(tǒng)總線221。在網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境中，相對于計算機 241所描述的程序模塊或其部分可被存儲在遠程存儲器存儲設(shè)備中。作為示例而非限制， 圖18B示出了遠程應(yīng)用程序248駐留在存儲器設(shè)備247上?？梢岳斫猓镜木W(wǎng)絡(luò)連接是示例性的，且可以使用在計算機之間建立通信鏈路的其他手段。網(wǎng)絡(luò)接口 237還耦合到提供諸如用于與方向性反饋設(shè)備通信的收發(fā)機之類的無線通信設(shè)備的無線適配器262。再次，無線通信協(xié)議可以是射頻(RF)、藍牙或基于IEEE 802 無線的標(biāo)準(zhǔn)(如802. 11或802. 16標(biāo)準(zhǔn)集合)之一，或任何其它合適的無線通信協(xié)議。計算系統(tǒng)環(huán)境52或420只是合適的計算環(huán)境的一個示例，并且不旨在對所公開的主題的使用范圍或功能提出任何限制。也不應(yīng)將該計算環(huán)境示例解釋為對相應(yīng)示例性操作環(huán)境中示出的任一組件或其組合有任何依賴性或要求。在某些實施例中，所描繪的各種計算元素可包括被配置成實例化本公開的各具體方面的電路。例如，本公開中使用的術(shù)語電路可包括被配置成通過固件或開關(guān)來執(zhí)行功能的專用硬件組件。在其他示例實施例中，術(shù)語電路可包括由軟件指令配置的實施可用于執(zhí)行功能的邏輯的通用處理單元、存儲器等。 在其中電路包括硬件和軟件的組合的示例實施例中，實施者可以編寫體現(xiàn)邏輯的源代碼， 且源代碼可以被編譯為可以由通用處理單元處理的機器可讀代碼。因為本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)進化到硬件、軟件或硬件/軟件組合之間幾乎沒有差別的地步，因而選擇硬件或是軟件來實現(xiàn)具體功能是留給實現(xiàn)者的設(shè)計選擇。更具體地，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白軟件進程可被變換成等價的硬件結(jié)構(gòu)，而硬件結(jié)構(gòu)本身可被變換成等價的軟件進程。因此，對于硬件實現(xiàn)還是軟件實現(xiàn)的選擇是設(shè)計選擇并留給實現(xiàn)者。圖18C示出用于提供方向性反饋的一個或多個實施例可工作的聯(lián)網(wǎng)計算環(huán)境的示例實施例。如圖18C所示，如圖18A和18B中所示的那些等多個控制臺400A-400X或處理設(shè)備可耦合到網(wǎng)絡(luò)402，并可經(jīng)網(wǎng)絡(luò)402與具有一個或多個服務(wù)器406的網(wǎng)絡(luò)游戲服務(wù)404 通信。服務(wù)器406可包括能夠從控制臺400A-X接收信息并將信息發(fā)送給控制臺400A-X的通信組件，并且可提供運行在控制臺400A-X上的應(yīng)用可調(diào)用和利用的服務(wù)的集合?？刂婆_400A-X可調(diào)用用戶登錄服務(wù)408，該用戶登錄服務(wù)用于在控制臺400A-X上認(rèn)證和標(biāo)識用戶。在登錄期間，登錄服務(wù)408獲得來自用戶的游戲玩家標(biāo)簽(與該用戶相關(guān)聯(lián)的唯一標(biāo)識符)和口令，以及唯一地標(biāo)識用戶正在使用的控制臺的控制臺標(biāo)識符和到該控制臺的網(wǎng)絡(luò)路徑。游戲玩家標(biāo)簽和口令通過將它們與全局用戶簡檔數(shù)據(jù)庫416相比較來被認(rèn)證，該全局用戶簡檔數(shù)據(jù)庫可位于與用戶登錄服務(wù)408相同的服務(wù)器上，或可以分布在不同的服務(wù)器上或不同的服務(wù)器集合上。一旦被認(rèn)證，用戶登錄服務(wù)408就將控制臺標(biāo)識符和網(wǎng)絡(luò)路徑存儲在全局用戶簡檔數(shù)據(jù)庫416中，使得可將消息和信息發(fā)送給控制臺。在一實施例中，控制臺400A-X可包括游戲服務(wù)410、共享服務(wù)412、力確定軟件 323、以及用戶共享數(shù)據(jù)428。游戲服務(wù)可允許用戶玩在線交互式游戲，為在控制臺之間的聯(lián)合玩游戲創(chuàng)建和共享游戲環(huán)境，以及提供諸如在線市場、跨各種游戲的集中成就跟蹤以及其他共享的體驗功能之類的其他服務(wù)。共享服務(wù)412允許用戶與其他用戶共享玩游戲元素。例如，控制臺400X上的用戶可創(chuàng)建在游戲中使用的元素，并向其他用戶共享或售賣它們。此外，用戶可記錄玩游戲體驗的元素，例如競賽的影片或游戲中的各種場景，并與其他用戶共享它們。用戶為了共享或售賣而提供的信息可被存儲在用戶共享數(shù)據(jù)428中。除了向所有參與客戶機計算機發(fā)送更新的化身和場景數(shù)據(jù)之外，網(wǎng)絡(luò)游戲服務(wù) 404的力確定軟件323可確定力產(chǎn)生事件并確定要被發(fā)送到各個相應(yīng)的客戶機計算機的力矢量。在類似于與許多參與者進行戰(zhàn)斗的激烈動作場景中，這可幫助加速處理。全局用戶簡檔數(shù)據(jù)庫416可包括關(guān)于控制臺400A-X上的全部用戶的信息，如用戶
19的賬戶信息以及唯一地標(biāo)識每個用戶正在使用的特定控制臺的控制臺標(biāo)識符。全局用戶簡檔數(shù)據(jù)庫416還可包括與控制臺400A-X上的所有用戶相關(guān)聯(lián)的用戶偏好信息。全局用戶簡檔數(shù)據(jù)庫416還可包括關(guān)于諸如與用戶相關(guān)聯(lián)的游戲記錄和朋友列表之類的信息。根據(jù)如圖18C中提供的游戲系統(tǒng)，可提供任何數(shù)量的聯(lián)網(wǎng)處理設(shè)備。如此，這里提出的技術(shù)可結(jié)合游戲服務(wù)404在一個或多個服務(wù)器406上操作，或可在聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的諸如設(shè)備400A-400X之類的個體處理設(shè)備中提供。圖19示出可用于一個或多個實施例的包括圖像捕捉系統(tǒng)60的目標(biāo)識別、分析和跟蹤系統(tǒng)50的示例實施例。圖像捕捉系統(tǒng)60標(biāo)識捕捉區(qū)域中的人類和非人類目標(biāo)，并在三維空間中跟蹤它們。它包括除了顏色和線條數(shù)據(jù)之外還能捕捉深度數(shù)據(jù)的圖像相機組件70。如圖19 所示，根據(jù)一示例實施例，圖像相機組件70可包括可用于捕捉區(qū)域的深度圖像的IR光組件 72、三維(3-D)相機74、和彩色(例如RGB)相機76。單獨利用紅外(IR)組件或結(jié)合來自其他相機的數(shù)據(jù)，可使用各種3-D技術(shù)來確定深度數(shù)據(jù)。這些技術(shù)的某些示例包括飛行時間分析、監(jiān)視傳出和傳入信號的相移、快門式光脈沖成像以及結(jié)構(gòu)化光圖案處理。深度數(shù)據(jù)可表示物體或人類的不同點到相機組件的距離。來自彩色相機76的顏色數(shù)據(jù)可補充來自3-D相機74和IR組件72的信息，以允許對人類目標(biāo)的移動或位置進行更完整的識別。根據(jù)另一個實施例，捕捉設(shè)備60可包括可以從不同的角度觀察捕捉區(qū)域的兩個或更多在物理上分離的相機，以獲取可以被解析以生成深度信息的視覺立體數(shù)據(jù)。捕捉設(shè)備60可以交互式速率來捕捉數(shù)據(jù)，從而提高了數(shù)據(jù)的保真度，并允許所公開的技術(shù)處理原始深度數(shù)據(jù)，數(shù)字化場景中的對象，提取對象的表面和紋理，以及實時地執(zhí)行這些技術(shù)中的任一種，以使得顯示畫面(例如56)可以在其顯示屏幕(例如54)上提供該場景的實時描繪。在圖19的系統(tǒng)實施例中，圖像捕捉系統(tǒng)60通信上耦合84到計算環(huán)境52，計算環(huán)境在該示例中是多媒體控制臺。通信耦合可以一種或多種有線或無線連接來實現(xiàn)，例如USB 連接、火線連接、以太網(wǎng)電纜連接等，或諸如無線802. lib,802. llg、802. Ila或802. Iln連
接等無線連接。捕捉系統(tǒng)60還包括用于存儲可由處理器80執(zhí)行的指令以及可以幀格式被捕捉圖像數(shù)據(jù)的存儲器組件82。存儲器組件82可包括隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、 高速緩存、閃存、硬盤、或任何其他合適的存儲組件。在一個實施例中，如所示，存儲器組件 82可以是與圖像捕捉組件70和處理器80進行通信90的單獨的組件。根據(jù)另一實施例，存儲器組件82可被集成到處理器80和/或圖像捕捉組件70中。捕捉系統(tǒng)60還包括通信上耦合90到圖像相機組件70的處理器80，用以控制圖像相機組件和用于存儲圖像數(shù)據(jù)的存儲器82。處理器80可包括可執(zhí)行指令的標(biāo)準(zhǔn)處理器、專用處理器、微處理器等，這些指令可包括用于存儲簡檔的指令、用于接收深度圖像數(shù)據(jù)的指令、用于以指定的格式將數(shù)據(jù)存儲在存儲器82中的指令、用于確定合適的目標(biāo)是否可被包括在深度圖像中的指令、用于將合適的目標(biāo)轉(zhuǎn)換成該目標(biāo)的骨架表示或其他類型的模型的指令、或任何其他合適的指令。圖像捕捉系統(tǒng)60中包含處理能力使得用戶的諸如多點骨架模型之類的模型和/或物體能夠被實時地傳送。此外，該處理中的某一些可由一個或多個通信上耦合的計算環(huán)境中的其他處理器(例如101、109、259、229、304、472)來執(zhí)行。捕捉系統(tǒng)60還可包括接收由用戶產(chǎn)生的音頻信號的話筒78。從而，在該實施例中，圖像捕捉系統(tǒng)60是視聽數(shù)據(jù)捕捉系統(tǒng)。捕捉系統(tǒng)中的話筒可被用于提供關(guān)于目標(biāo)的附加和補充信息以使系統(tǒng)能夠更好地辨別目標(biāo)的位置或移動的各方面。例如，話筒可包括方向性話筒或方向性話筒陣列，其可用于進一步辨別人類目標(biāo)的位置或在兩個目標(biāo)之間進行區(qū)分。圖像數(shù)據(jù)通常以幀的形式被迭代地捕捉?；谀Ｐ秃蛿?shù)據(jù)中的變化跟蹤捕捉的圖像數(shù)據(jù)中的差異。通過這些差異，跟蹤圖16中的用戶的自然移動以及類似于劍的物體的移動。該技術(shù)有利地被應(yīng)用于諸如以下專利申請中公開的目標(biāo)識別、分析和跟蹤系統(tǒng) 通過引用而被完全結(jié)合于此的2009年5月29日提交的題為“Environment and/or Target Segmentation(環(huán)境和/或目標(biāo)分割)”的美國專利申請12/475094號；通過引用而被完全結(jié)合于此的2009年10月21日提交的題為“Pose Tracking Pipeline (姿態(tài)跟蹤流水線)” 的美國專利申請12/603437號；通過引用而被完全結(jié)合于此的2009年5月29日提交的題為"Device for Identifying and Tracking Multiple Humans Over Time (用于隨時間標(biāo)識和跟蹤多個人類的設(shè)備)”的美國專利申請12/475308號；通過引用而被完全結(jié)合于此的 2009年12月18日提交的“ Motion Detection Using Depth Images (使用深度圖像的運動檢測)”；通過引用而被完全結(jié)合于此的2009年10月7日提交的題為“Human Tracking System(人類跟蹤系統(tǒng))”的美國專利申請第12/575388號；通過引用而被完全結(jié)合于此的 2009 年 4 月 13 日提交的題為“Gesture Recognizer System Architecture (姿勢識別器系統(tǒng)架構(gòu))，，的美國專利申請第12/422661號；以及通過引用而被完全結(jié)合于此的2009年7 月29日提交的題為“Auto Generating a Visual Representation(自動生成視覺表示)” 的美國專利申請第12/511850號。標(biāo)識和跟蹤目標(biāo)(是人類或非人類)通常是一迭代過程。圖20A和20B示出了用于跟蹤持有方向性反饋設(shè)備的用戶以確定力產(chǎn)生事件是否已發(fā)生的方法實施例2000的流程圖。在一個實施例中，該處理是由圖像捕捉系統(tǒng)中的處理器80上執(zhí)行的應(yīng)用或計算環(huán)境 52中執(zhí)行的應(yīng)用或兩者的組合來執(zhí)行的。僅為了說明的目的而非限制，該方法實施例是相對于這種應(yīng)用軟件來討論的。執(zhí)行應(yīng)用軟件接收2002方向性力反饋設(shè)備的存在的通知。例如，控制器508發(fā)送來自加速計的消息或定向數(shù)據(jù)，以向應(yīng)用警告其存在。應(yīng)用接收2005包括深度數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)，并確定2010是否有感興趣的區(qū)域。感興趣的區(qū)域可以是非常窄的范圍中具有深度值的相鄰像素的集中。深度數(shù)據(jù)結(jié)合邊緣檢測結(jié)果和顏色數(shù)據(jù)可確定感興趣的區(qū)域是否適合于諸如人類或劍或球拍等之類的目標(biāo)類型的圖案。在確定2015感興趣的區(qū)域是否是人類目標(biāo)時，應(yīng)用軟件應(yīng)用與基于例如人類骨架形式的模型匹配的圖案。如果是，則應(yīng)用軟件掃描人類目標(biāo)2020以尋找身體部位，并生成捕捉的人類目標(biāo)的模型2030。例如，軟件以基于模型的頭部區(qū)域開始，并基于圖案和對像素數(shù)據(jù)的隨時間的更新來從頭部區(qū)域定義身體部位，如肩膀。如果不是人類目標(biāo)，則應(yīng)用在下一次迭代接收2005圖像數(shù)據(jù)并繼續(xù)進行處理。一旦標(biāo)識了人類，則應(yīng)用確定人類是否持有存在的反饋設(shè)備204。如果不是，則應(yīng)用繼續(xù)2040跟蹤和更新人類模型，且對于每次迭代接收2005任何新的感興趣區(qū)域作為新數(shù)據(jù)。如果人類持有反饋設(shè)備，則應(yīng)用確定2050反饋設(shè)備是否附連于物體。應(yīng)用可檢索它使用的物體的類型的圖案。例如，應(yīng)用可以是劍擊應(yīng)用，該劍擊應(yīng)用識別劍、盾和此類項目。該應(yīng)用可具有為某些制造商的專門為方向性反饋設(shè)備的附連而制造的物理對象存儲的圖案。也可應(yīng)用方向性反饋設(shè)備類型的圖案。此外，還可基于物理對象的觀測到的特征來生成目標(biāo)的對象模型。如果處于未附連模式的反饋設(shè)備由被建模的人類所持有，則應(yīng)用2055將反饋設(shè)備結(jié)合2055在人類模型中，并跟蹤2060人類模型和來自反饋設(shè)備的定向數(shù)據(jù)。如果反饋設(shè)備被附連到物體，則應(yīng)用可將包括反饋設(shè)備的物理對象的模型結(jié)合 2070到人類模型中。換言之，可把人類和物體作為一個模型來對待。在其他示例中，如果優(yōu)選的話，根據(jù)人類模型可單獨地跟蹤物理對象模型或反饋設(shè)備模型。應(yīng)用跟蹤2060人類模型和來自反饋設(shè)備的定向數(shù)據(jù)。不管反饋設(shè)備被單獨持有還是物理對象被附連到反饋設(shè)備，響應(yīng)于力產(chǎn)生事件， 力確定軟件模塊323基于模型和定向數(shù)據(jù)來為應(yīng)用確定力矢量定義和持續(xù)時間。例如，力確定模塊323可執(zhí)行類似于圖6的方法實施例，并將矢量定義和持續(xù)時間通信給方向性力反饋設(shè)備204供生成。圖21A示出了兩把虛擬劍之間的劍擊。圖21B示出方向性反饋設(shè)備204中力生成系統(tǒng)518的模型的原位置。圖21C示出軸結(jié)構(gòu)804響應(yīng)于劍擊而進入的位置。在圖21中，虛擬劍201擊打?qū)?yīng)于具有附連的方向性力反饋設(shè)備204的物理劍 200的虛擬劍。圖21B示出假設(shè)劍200是靜止的，在接觸前方向性反饋設(shè)備204的力生成系統(tǒng)518。在該示例中，設(shè)備204處于原位置。其對平劍刃的當(dāng)前定向可通過將χ軸視為從支承件816a到816b延伸來表示。軸結(jié)構(gòu)804沿y軸對齊。Fsw是指向物理劍的虛擬對應(yīng)物的虛擬力。該力將把物理劍200的劍刃206沿y 軸向下(向著負(fù)y)以及以大約45度的角度推到負(fù)y和正ζ之間的平面中。響應(yīng)于此，如圖21C所示，控制系統(tǒng)810將使得短軸型電動機832a和832b繞軸結(jié)構(gòu)804旋轉(zhuǎn)，以便與假想力Fsw矢量對齊。所以軸結(jié)構(gòu)804將從y軸旋轉(zhuǎn)-45度，并從負(fù)y 和ζ軸延伸到正y和ζ軸定義的平面內(nèi)。盤旋轉(zhuǎn)，使得力矩定向到χ和ζ軸定義的平面內(nèi)。 換言之，劍200力矩大小向下并向劍柄202的左側(cè)定向，就好像來自右上方的擊打會推它那樣。圖22A和22B示出方向性反饋設(shè)備2204的另一實施例。設(shè)備2204包括形成為劍的形狀的外殼2206，以裝入反饋設(shè)備的機械和電氣組件。支承件2208為力生成系統(tǒng)、電源 2010 (裝在劍的“劍柄”中)以及裝在劍的“劍刃”部分中的電氣組件2012提供了結(jié)構(gòu)剛性。 在該實施例中，力生成系統(tǒng)包括裝在旋轉(zhuǎn)內(nèi)環(huán)806-1中的球體旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊802-1，旋轉(zhuǎn)內(nèi)環(huán) 806-1在外環(huán)支承件822-1內(nèi)旋轉(zhuǎn)。環(huán)支承件822-1耦合到支承件2208。內(nèi)環(huán)806-1通過軸承816-1和816-2耦合到環(huán)支承件822-1。環(huán)支承件802-1允許內(nèi)環(huán)繞軸N旋轉(zhuǎn)。球體質(zhì)量塊801-2耦合到軸2220并在位于質(zhì)量塊802-1內(nèi)的內(nèi)部安裝的電動機812-1的驅(qū)動下繞軸N旋轉(zhuǎn)。如圖22A中所看到的，內(nèi)環(huán)806-1可通過電動機2230和偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)繞軸M旋轉(zhuǎn)(且在箭頭2224、2226的方向上移動)。偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括橫梁2232，橫梁2232連接到內(nèi)環(huán)806-1并通過臂2234、2236而連接到橫梁2238。橫梁2238由電動機2230旋轉(zhuǎn)。本技術(shù)可具體化為其他具體形式而不背離其精神或本質(zhì)特征。類似地，對于模塊、 例程、特征、屬性、方法和其他方面的具體命名和劃分并非是強制性的，實現(xiàn)本技術(shù)或其特征的機制可具有不同的名稱、劃分和/或格式。此外，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的，所公開的實施例的模塊、例程、特征、屬性、方法和其他方面可被實現(xiàn)為軟件、硬件、固件或三者的任意組合。當(dāng)然，在組件(其示例是模塊)被實現(xiàn)為軟件的情況下，該組件可被實現(xiàn)為獨立的程序、更大程序的一部分、多個單獨的程序、靜態(tài)或動態(tài)鏈接庫、內(nèi)核可加載模塊、設(shè)備驅(qū)動程序、和/或編程技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員現(xiàn)在已知或?qū)碇獣缘拿恳粋€和任何其他方式。上述詳細描述只是為了說明和描述的目的而提出的。并非旨在窮舉所公開的技術(shù)或?qū)⑵湎抻谒_的精確形式。鑒于上述教導(dǎo)，許多修改和變型都是可能的。所描述的實施例只是為了最好地說明本技術(shù)的原理以及其實際應(yīng)用，從而使精通本技術(shù)的其他人在各種實施例中最佳地利用本技術(shù)，適合于特定用途的各種修改也是可以的。而且，應(yīng)當(dāng)注意， 說明書中使用的語言原則上是出于可讀性和指示性的目的而選擇的。盡管用結(jié)構(gòu)特征和/ 或方法動作專用的語言描述了本主題，但可以理解，所附權(quán)利要求書中定義的主題不必限于上述具體特征或動作。更確切而言，上述具體特征和動作是作為實現(xiàn)權(quán)利要求的示例形式公開的。
權(quán)利要求
1.一種用于在自由空間中生成方向性力反饋的方向性反饋設(shè)備，包括包括在三維空間中產(chǎn)生物理力矢量的力矩生成結(jié)構(gòu)(102、104、802、804)的力生成系統(tǒng)(51 ；無線通信設(shè)備(502)；通信上耦合到所述無線通信設(shè)備和所述力生成系統(tǒng)的控制系統(tǒng)(508)，所述控制系統(tǒng)接收從通信上耦合的計算環(huán)境(300)中執(zhí)行的應(yīng)用接收要生成的物理力矢量的定義，以及向所述力生成系統(tǒng)提供生成所述物理力矢量的指令；以及封裝所述力生成系統(tǒng)、無線通信設(shè)備和控制系統(tǒng)的外殼(822)。
2.如權(quán)利要求1所述的方向性反饋設(shè)備，其特征在于，所述方向性反饋設(shè)備包括耦合到所述無線通信設(shè)備的定向傳感器，所述設(shè)備向所述計算環(huán)境傳送關(guān)于所述反饋設(shè)備的定向數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的方向性反饋設(shè)備，其特征在于，所述計算環(huán)境相對于與所述方向性反饋設(shè)備相關(guān)聯(lián)的定向基準(zhǔn)點來定義所述物理力矢量。
4.如權(quán)利要求1所述的方向性反饋設(shè)備，其特征在于，還包括設(shè)置在所述外殼中并耦合到所述力生成系統(tǒng)、所述無線通信設(shè)備和所述控制系統(tǒng)的感應(yīng)式可充電電源。
5.如權(quán)利要求1所述的方向性反饋設(shè)備，其特征在于，還包括位于所述力生成系統(tǒng)上的多個顯示元件，所述元件接收顯示數(shù)據(jù)以供顯示在所述方向性反饋設(shè)備中的所述元件上。
6.如權(quán)利要求1所述的方向性反饋設(shè)備，其特征在于，所述力生成結(jié)構(gòu)包括支承在可旋轉(zhuǎn)的軸上以便繞第一軸旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量塊，所述軸被支承在一支承結(jié)構(gòu)中以便繞與所述第一軸正交的第二軸旋轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的方向性反饋設(shè)備，其特征在于，所述力生成結(jié)構(gòu)還包括耦合到所述可旋轉(zhuǎn)的軸和所述控制系統(tǒng)的第一電動機，以及耦合到所述第二軸和所述控制系統(tǒng)的第二電動機。
8.如權(quán)利要求7所述的方向性反饋設(shè)備，其特征在于，所述力生成結(jié)構(gòu)包括支承在可旋轉(zhuǎn)的軸上以便繞第一軸旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量塊，一軸結(jié)構(gòu)支承所述軸，所述軸具有耦合到偏轉(zhuǎn)臂的第一端的第一端，所述偏轉(zhuǎn)臂具有附連到所述軸結(jié)構(gòu)的第二端，所述偏轉(zhuǎn)臂在一范圍內(nèi)傾斜所述軸結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求8所述的方向性反饋設(shè)備，其特征在于，力生成系統(tǒng)包括所述軸結(jié)構(gòu)所附連的支承結(jié)構(gòu)；以及至少一個電動機，所述至少一個電動機耦合到所述支承結(jié)構(gòu)以將所述軸旋轉(zhuǎn)成將所述力矩指向為所述物理力矢量定義的方向。
10.如權(quán)利要求8所述的方向性反饋設(shè)備，其特征在于，還包括計算環(huán)境，所述計算環(huán)境包括至少執(zhí)行用戶控制的應(yīng)用和力確定應(yīng)用的處理器，所述力確定應(yīng)用響應(yīng)于執(zhí)行中的應(yīng)用中的事件而向所述反饋設(shè)備輸出物理力矢量定義。
全文摘要
提供了自由空間方向性力反饋裝置。在自由空間中生成方向性力反饋的方向性力反饋設(shè)備。該設(shè)備包括力生成結(jié)構(gòu)，該力生成結(jié)構(gòu)包括在三維空間中產(chǎn)生物理力矢量的可旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量塊。提供了無線通信設(shè)備和與無線通信設(shè)備和力生成系統(tǒng)通信耦合的控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)從處理設(shè)備中執(zhí)行的應(yīng)用接收要生成的物理力矢量的定義?？刂葡到y(tǒng)向力生成系統(tǒng)提供使用力生成結(jié)構(gòu)生成物理力矢量的指令。力生成系統(tǒng)、無線通信設(shè)備和控制系統(tǒng)被封裝在外殼中。
文檔編號G06F3/01GK102221890SQ201110184778
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月22日
發(fā)明者A·加爾東, C·昌, E·蒂德曼, K·亨茨曼, M·I·卡里姆 申請人:微軟公司