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      虛擬對(duì)象朝向和可視化的制作方法

      文檔序號(hào):9693178閱讀:421來(lái)源:國(guó)知局
      虛擬對(duì)象朝向和可視化的制作方法
      【專利說(shuō)明】虛擬對(duì)象朝向和可視化
      [000。 背景
      [0002] 移動(dòng)設(shè)備的一種當(dāng)前用途是允許對(duì)真實(shí)環(huán)境的"虛擬視角"。當(dāng)前,可W在移動(dòng)設(shè) 備上使用的一些應(yīng)用使用來(lái)自設(shè)備的相機(jī)輸入和GPS坐標(biāo)來(lái)在真實(shí)世界中的項(xiàng)目(通常是 建筑物)上呈現(xiàn)二維圖像。運(yùn)些對(duì)象通常在任何位置可見(jiàn)并且在外觀上通常是Ξ維的,但呈 現(xiàn)在移動(dòng)設(shè)備的平板顯示器上。
      [0003] 混合現(xiàn)實(shí)是一種允許將虛擬對(duì)象與現(xiàn)實(shí)世界物理環(huán)境相混合的技術(shù)。用戶可佩戴 透視、頭戴式顯示化MD)設(shè)備來(lái)觀看用戶的視野中所顯示的現(xiàn)實(shí)物體和虛擬物體的混合圖 像。
      [0004] 概述
      [0005] 呈現(xiàn)了允許創(chuàng)建視角鎖定虛擬對(duì)象的技術(shù)。虛擬對(duì)象可由另一用戶在與創(chuàng)建該虛 擬對(duì)象的位置、姿態(tài)和朝向相同或接近的位置、姿態(tài)和朝向用消費(fèi)設(shè)備消費(fèi)(查看、收聽(tīng)或 交互)。對(duì)象可具有由其創(chuàng)建者定義的一個(gè)、幾個(gè)或許多可允許消費(fèi)位置、姿態(tài)和朝向。
      [0006] 在一方面,提供了可創(chuàng)建和/或消費(fèi)共享的視角鎖定虛擬對(duì)象的裝置。確定裝置姿 態(tài)、朝向和位置。在消費(fèi)共享的角度鎖定虛擬對(duì)象時(shí),接收包括呈現(xiàn)位置數(shù)據(jù)的共享的虛擬 對(duì)象。如果消費(fèi)設(shè)備的視野處在被確定為匹配可允許位置和朝向的位置和朝向,則在消費(fèi) 設(shè)備中顯示共享的虛擬對(duì)象。
      [0007] 在創(chuàng)建共享的視角鎖定虛擬對(duì)象時(shí),確定捕捉設(shè)備的全局坐標(biāo)位置、姿態(tài)和朝向, 并且創(chuàng)建共享的虛擬對(duì)象呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。呈現(xiàn)數(shù)據(jù)包括共享的虛擬對(duì)象的呈現(xiàn)位置數(shù)據(jù)。呈現(xiàn) 位置數(shù)據(jù)可W至少是全局坐標(biāo)位置W及虛擬對(duì)象相對(duì)于局部坐標(biāo)系的至少一個(gè)姿態(tài)和至 少一個(gè)朝向。
      [0008] 提供本概述W便W簡(jiǎn)化形式介紹將在W下詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的一些概念。該 概述不旨在標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或基本特征,也不旨在被用來(lái)幫助確定所要 求保護(hù)的主題的范圍。
      [0009] 附圖簡(jiǎn)述
      [0010] 圖1A是示出本發(fā)明技術(shù)的基本實(shí)現(xiàn)的方法。
      [0011] 圖1B-1D示出用戶執(zhí)行圖1A的方法的各方面。
      [0012] 圖2是用戶查看真實(shí)世界環(huán)境的透視圖。
      [0013] 圖3A是用戶在真實(shí)世界環(huán)境中使用捕捉設(shè)備的透視圖。
      [0014] 圖3B是圖2中的用戶的捕捉設(shè)備上的虛擬對(duì)象(在該實(shí)例中是圖像)的描繪。
      [0015] 圖3C是圖2中的用戶通過(guò)頭戴式透視顯示設(shè)備的視圖的描繪。
      [0016] 圖3D示出了用戶處在與虛擬標(biāo)記相關(guān)聯(lián)的姿態(tài)。
      [0017] 圖3E是頭戴式透視顯示設(shè)備的用戶查看圖3B中捕捉到的虛擬對(duì)象的描繪。
      [0018] 圖4A是用戶通過(guò)頭戴式透視顯示設(shè)備查看圖2中的場(chǎng)景的第二透視圖。
      [0019] 圖4B是通過(guò)頭戴式透視顯示設(shè)備查看的世界鎖定虛擬對(duì)象的視圖。
      [0020] 圖5是頭戴式顯示單元的一個(gè)實(shí)施例的立體圖。
      [0021 ]圖6是頭戴式顯示單元的一個(gè)實(shí)施例的一部分的側(cè)視圖。
      [0022] 圖7是頭戴式顯示單元的組件的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
      [0023] 圖8是與頭戴式顯示單元相關(guān)聯(lián)的處理單元的組件的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
      [0024] 圖9是移動(dòng)或平板計(jì)算設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
      [0025] 圖10是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的用于實(shí)現(xiàn)中央服務(wù)的系統(tǒng)的框圖。
      [0026] 圖11是描繪用戶或第Ξ方創(chuàng)建內(nèi)容的流程圖。
      [0027] 圖12是示出根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的顯示用戶所創(chuàng)建的內(nèi)容的流程圖。
      [002引圖13是示出圖12中的步驟1222的流程圖。
      [0029] 詳細(xì)描述
      [0030] 呈現(xiàn)了允許在世界空間中創(chuàng)建視角鎖定虛擬對(duì)象的技術(shù)。虛擬對(duì)象可由另一用戶 在與創(chuàng)建該虛擬對(duì)象的位置、姿態(tài)和朝向相同或接近的位置、姿態(tài)和朝向用消費(fèi)設(shè)備消費(fèi) (查看、收聽(tīng)或交互)。對(duì)象可具有由其創(chuàng)建者定義的一個(gè)、幾個(gè)或許多可允許消費(fèi)位置、姿 態(tài)和朝向。
      [0031] 該技術(shù)允許用戶創(chuàng)建并共享對(duì)象,運(yùn)些對(duì)象關(guān)于創(chuàng)建者希望查看者如何感知到對(duì) 象而將對(duì)象消費(fèi)者鎖定到一個(gè)或多個(gè)視角。
      [0032] 圖1A是示出用于用所定義的朝向和可視化來(lái)捕捉和共享虛擬對(duì)象的本發(fā)明技術(shù) 的第一實(shí)施例。圖1A將參考示出用戶創(chuàng)建內(nèi)容的圖1B到圖1D來(lái)描述。在步驟50,確定創(chuàng)建設(shè) 備的姿態(tài)、朝向和位置。如將在此描述的,可相對(duì)于全局坐標(biāo)系和局部坐標(biāo)系描述姿態(tài)、朝 向和位置。在步驟52,由創(chuàng)建設(shè)備來(lái)創(chuàng)建和捕捉內(nèi)容。創(chuàng)建設(shè)備可包括可接收各種類型的音 頻/可視數(shù)據(jù)W及用戶提供的信息W便在虛擬對(duì)象中提供的捕捉設(shè)備。在52,可使用位置、 姿態(tài)和朝向數(shù)據(jù)來(lái)定義捕捉設(shè)備的視角。視角被用來(lái)確定共享的虛擬對(duì)象應(yīng)如何被呈現(xiàn)給 消費(fèi)者。內(nèi)容創(chuàng)建和捕捉可包括按照捕捉對(duì)象數(shù)據(jù)的時(shí)間。
      [0033] 圖1B示出用戶24具有捕捉真實(shí)世界對(duì)象70的創(chuàng)建設(shè)備,在該實(shí)例中是平板計(jì)算 機(jī)。用戶24可位于全局坐標(biāo)系定義的世界空間內(nèi),并且捕捉設(shè)備在世界空間內(nèi)的朝向和姿 態(tài)是相對(duì)于局部坐標(biāo)系75來(lái)定義的。圖1C示出了捕捉設(shè)備相對(duì)于真實(shí)世界對(duì)象70的視角 80。視角具有相對(duì)于用戶持有捕捉設(shè)備44的高度的高度82W及相對(duì)于局部坐標(biāo)系的可由朝 向坐標(biāo)描述的Ξ維姿態(tài)和朝向。在圖1B-1D中的示例中,用戶24正在創(chuàng)建真實(shí)世界對(duì)象70中 的虛擬對(duì)象90,在該實(shí)例中是二維圖片。虛擬對(duì)象90在圖1D中示出,并且具有與創(chuàng)建設(shè)備44 相關(guān)聯(lián)的視角。在步驟52,用戶還可W為消費(fèi)設(shè)備定義一個(gè)或多個(gè)可允許消費(fèi)姿態(tài)。在一方 面,只可允許消費(fèi)設(shè)備的一個(gè)消費(fèi)姿態(tài)。運(yùn)將使得消費(fèi)設(shè)備處在與捕捉設(shè)備相同的位置、姿 態(tài)和朝向。在其它示例中,可提供眾多可允許消費(fèi)姿態(tài)。
      [0034] 雖然圖1B到1D中示出的示例例示了創(chuàng)建圖片,但可根據(jù)本發(fā)明技術(shù)來(lái)創(chuàng)建眾多類 型的虛擬對(duì)象。運(yùn)些虛擬對(duì)象包括可W在各種不同類型的計(jì)算或處理設(shè)備中呈現(xiàn)的二維和 Ξ維虛擬對(duì)象。
      [0035] 返回到圖1A,在步驟54,包括關(guān)于虛擬對(duì)象的捕捉到的信息的呈現(xiàn)數(shù)據(jù)與位置、姿 態(tài)和朝向相關(guān)聯(lián)并且與對(duì)象定義存儲(chǔ)在一起。在步驟56,向第二用戶傳送包括呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的 對(duì)象定義和姿態(tài)信息。如將在W下討論的,步驟56可包括將運(yùn)些數(shù)據(jù)傳送到中央服務(wù)或直 接傳送到消費(fèi)設(shè)備的第二用戶。如也將在W下討論的,消費(fèi)設(shè)備可W類似地是包括如W下 參考圖3A-3E討論的多個(gè)各種類型的處理設(shè)備、頭戴式透視顯示設(shè)備中的任一個(gè)。
      [0036] 在步驟58,在消費(fèi)設(shè)備處從第一用戶取回內(nèi)容。在步驟60,確定共享的虛擬對(duì)象的 可允許消費(fèi)姿態(tài)、對(duì)象和位置。在步驟62,確定消費(fèi)設(shè)備的姿態(tài)、朝向和位置。在一個(gè)實(shí)施例 中,消費(fèi)設(shè)備只可W在該消費(fèi)設(shè)備處在與捕捉設(shè)備相同的姿態(tài)、朝向和位置時(shí)才呈現(xiàn)共享 的虛擬對(duì)象。在另一實(shí)施例中,消費(fèi)設(shè)備可W在該消費(fèi)設(shè)備處在由創(chuàng)建設(shè)備定義的一個(gè)或 多個(gè)可允許姿態(tài)、朝向和位置時(shí)呈現(xiàn)共享的虛擬對(duì)象。在第Ξ實(shí)施例中,消費(fèi)設(shè)備可W在該 消費(fèi)設(shè)備處在接近如由捕捉設(shè)備定義的虛擬對(duì)象的所定義的呈現(xiàn)位置的位置時(shí)呈現(xiàn)共享 的虛擬對(duì)象,消費(fèi)設(shè)備的可允許位置、姿態(tài)和朝向是相對(duì)于該呈現(xiàn)位置來(lái)定義的。
      [0037] 在步驟64,如果消費(fèi)設(shè)備未被適當(dāng)?shù)囟ㄎ?,則可做出對(duì)消費(fèi)設(shè)備的定位的調(diào)整。如 果在64設(shè)備被適當(dāng)?shù)囟ㄎ?,則內(nèi)容可W在創(chuàng)建設(shè)備定義的姿態(tài)、朝向和位置呈現(xiàn)。
      [0038] 該技術(shù)具有在大規(guī)模環(huán)境中向用戶提供信息方面的適用性。圖2示出了用戶24查 看真實(shí)世界環(huán)境1000,各種建筑場(chǎng)景對(duì)該用戶可見(jiàn)。虛擬對(duì)象可包括從用戶24的視角或者 在諸如圖2的建筑物1001等真實(shí)世界對(duì)象上呈現(xiàn)的視圖、視聽(tīng)數(shù)據(jù)或其它類型的信息。
      [0039] 圖3A-3E示出了大型真實(shí)世界環(huán)境中的本發(fā)明技術(shù)的用戶。在該方面,用戶可創(chuàng)建 共享的虛擬對(duì)象并在該環(huán)境中為其它用戶留下指示共享的虛擬對(duì)象存在于該環(huán)境中的何 處的標(biāo)記。運(yùn)可允許第二用戶接近該標(biāo)記并消費(fèi)第一用戶創(chuàng)建的虛擬對(duì)象。
      [0040] 在一個(gè)示例中,假設(shè)在度假的用戶站在地標(biāo)建筑之前與該用戶的家人一起拍攝特 定場(chǎng)景的照片。在稍后時(shí)間點(diǎn),第二用戶可W到達(dá)該場(chǎng)景,并W拍攝該照片的相同姿態(tài)和朝 向查看該用戶的家人在該地標(biāo)前的虛擬對(duì)象照片。
      [0041] 圖3A示出了具有創(chuàng)建設(shè)備44的用戶24使用該設(shè)備來(lái)從真實(shí)世界對(duì)象(在該實(shí)例中 是建筑物1004)創(chuàng)建虛擬對(duì)象。如圖3A所示,用戶具有相對(duì)于建筑物1004的視角1003。如W 上在圖1A到1D中的示例中,用戶視角1003可被參考到全局坐標(biāo)1005和局部坐標(biāo)系1006定義 的世界位置。捕捉設(shè)備的視野在1007示出。
      [0042] 處于視角1003的用戶的捕捉設(shè)備44的視野在圖3B中示出。在圖3B中,已經(jīng)創(chuàng)建包 括建筑物1004的圖片的虛擬對(duì)象1020a。應(yīng)理解,局部坐標(biāo)系1006可使用一個(gè)或多個(gè)姿態(tài)關(guān) 系來(lái)與全局坐標(biāo)系相關(guān),W允許局部坐標(biāo)系相對(duì)于全局坐標(biāo)系所定義的位置的朝向。
      [0043] 圖3C示出了圖2的環(huán)境1000中的佩戴頭戴式透視顯示設(shè)備的用戶24的透視圖。如 將在下文描述的,頭戴式透視顯示設(shè)備是允許用戶查看環(huán)境中所呈現(xiàn)的虛擬對(duì)象的混合現(xiàn) 實(shí)設(shè)備。在圖3C中,與虛擬對(duì)象定義1020相關(guān)聯(lián)的標(biāo)記1010對(duì)頭戴式透視顯示設(shè)備2的佩戴 者顯現(xiàn)。應(yīng)理解,圖3C所示的對(duì)象定義1020且在下文中引用的那些對(duì)象定義對(duì)用戶不可見(jiàn), 除非作為虛擬對(duì)象W呈現(xiàn)形式可見(jiàn)。根據(jù)本發(fā)明技術(shù),當(dāng)用戶將他們自己定位在與標(biāo)記 1010相關(guān)聯(lián)的位置時(shí),用戶可查看或消費(fèi)用戶24創(chuàng)建的虛擬對(duì)象。
      [0044] 圖3D示出用戶24A處于與標(biāo)記1010相關(guān)聯(lián)的姿態(tài)。用戶24A正佩戴頭戴式透視顯示 設(shè)備2并將他自己定位在相對(duì)于圖3A中的用戶24的創(chuàng)建設(shè)備的相同的位置、朝向和姿態(tài)。對(duì) 象定義1020包括呈現(xiàn)信息W及定義對(duì)于頭戴式透視設(shè)備2可允許的呈現(xiàn)位置的全局坐標(biāo)系 和局部坐標(biāo)系。
      [0045] 如圖3e所示,頭戴式透視顯示器將呈現(xiàn)虛擬對(duì)象
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