虚拟现实中用户界面控件显示位置的确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种虚拟现实中用户界面控件显示位置的确定方法及装置。该方法包括：将第一坐标位置从预设坐标系转换至球坐标系，其中，第一坐标位置用于表示用户界面控件在虚拟现实空间中的初始位置；在球坐标系下计算用户界面控件从第一坐标位置向第二坐标位置进行跟随移动过程中，每帧动画对应的第三坐标位置，其中，第二坐标位置为用户在虚拟现实空间中注视的与用户的视点相距预设距离的位置；将第三坐标位置从球坐标系重新映射至预设坐标系，确定用户界面控件在每帧动画中的实时显示位置。本发明专利技术解决了相关技术中所提供的VR应用中的用户界面控件显示方式的舒适度较差或易错失界面提供信息的技术问题。

Method and device for determining display position of user interface control in virtual reality

The invention discloses a method and a device for determining the display position of user interface controls in virtual reality. The method includes: converting the first coordinate position from the preset coordinate system to the spherical coordinate system, where the first coordinate position is used to represent the initial position of the user interface control in the virtual reality space; calculating the following movement of the user interface control from the first coordinate position to the second coordinate position in the spherical coordinate system, each time The third coordinate position corresponds to the frame animation, in which the second coordinate position is the position of the preset distance between the user's viewpoint and the user's gaze in the virtual reality space, and the third coordinate position is re-mapped from the spherical coordinate system to the preset coordinate system to determine the real-time display position of the user interface control in each frame animation. The invention solves the technical problem that the display mode of the user interface control in the VR application provided by the related technology has poor comfort or information provided by the error-prone interface.

【技术实现步骤摘要】
虚拟现实中用户界面控件显示位置的确定方法及装置
本专利技术涉及计算机领域，具体而言，涉及一种虚拟现实中用户界面控件显示位置的确定方法及装置。
技术介绍
虚拟现实(VirtualReality，简称为VR)，是由美国一家公司创建人拉尼尔(JaronLanier)在20世纪80年代初提出的。VR的具体内涵在于：综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。计算机生成的、可交互的三维环境称为虚拟环境(VirtualEnvironment，简称为VE)。虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统的技术。该项技术利用计算机生成一种模拟环境，利用多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。在移动VR设备中目前主要提供头盔和控制器(Controller，即VR头盔所匹配的操作控制器，用于与VR内容进行交互操作的硬件)一类的外设，这些设备都支持对于三自由度的运动追踪。对于VR头盔而言，为了显示精确的画面，当用户环顾周围时，头盔必须以亚毫米级的精度跟踪用户的头部运动。虚拟现实设备的控制器是使用者与计算机构建的虚拟环境进行交互的主要硬件。通过操作控制器，使用者在现实世界中手部的动态可以实时映射到虚拟世界中的虚拟手臂，以实现各种操作。这是通过各种内置传感器来实现的。通过获取这些传感器提供的各种数据，头盔或者控制器便可以实现真正的“三个自由度”，跟踪头盔可以跟随头部和手部的运动做出的任何角度运动。需要注意的是，物体在空间具有六个自由度，即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度。三个自由度则只有转动自由度。有些头盔和控制器通过定位技术可以实现六自由度的运动。磁力计可以测量地球的磁场，因此总是知道“磁北”在哪个方向。这样便可以确保磁力计所指向的是正确的方向，进而防止出现“偏移”错误——即头盔以为自身朝向某一个方向时，然而其实际朝向却是另外一个方向。加速度计通常具有以下用途：通过采用加速度计检测重力可以使得头盔获取上方是哪个方向。智能手机自动转换横竖屏依靠的便是加速度计。加速度计可以测量沿着一个轴的加速度，因此能够提供有用的数据，以使头盔、控制器获知一个对象运动的速度。陀螺仪可以跟踪沿着一个轴的微小偏移(例如：使用者稍微倾斜头部或点头的时候)，来提供更精确的物体旋转信息。对于控制器而言，无线运动控制器能够使得使用者与三维空间中的物体进行充分交互，从而增强沉浸感。与头盔相类似，每个控制器均配备有磁力计、加速度计和陀螺仪以及红外传感器，对运动进行亚毫米级的精度跟踪。用户界面控件(UserInterface，简称为UI)是系统与用户之间进行交互和信息交换的媒介，其可以实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换，其目的在于：使得用户能够便捷、有效地去操作硬件以达成双向交互，完成所希望借助硬件完成的工作。用户界面控件定义广泛，包含有人机交互与图形用户接口，凡参与人类与机械的信息交流的领域都存在着用户界面控件。同样，在虚拟现实环境中也需要建立相关的用户界面控件，以实现用户与系统之间的信息交互。相关技术中在VR应用中所提供的用户界面控件设置方式通常包括以下两种：方式一、跟随视角式用户界面控件，即用户界面控件以平面或者立体的形式固定显示在图形用户界面控件上，图形用户界面控件和视线保持相对静止。该方式的缺陷在于：在使用虚拟现实设备时，当用户头部转动时，在虚拟空间中的视角同步转动相同的角度才能符合用户的心理预期和身体感受。但是跟随式用户界面控件因为实时跟随头部运动，与用户视线保持相对静止，用户界面控件便像是直接贴合在用户眼前，特别是在缺乏其它参考物体的情况下容易导致用户产生视角未转动的错觉，从而产生生理上的眩晕反应。方式二、固定式用户界面控件，即用户界面控件以平面或者立体的形式固定在虚拟现实空间中的特定位置，而不会实时跟随用户视角运动。该方式的缺陷在于：固定式用户界面控件因为无法实时跟随用户的视角进行运动，因此用户界面控件容易超出用户的视角，从而导致用户错失界面提供的信息，不利于系统信息的实时传达。针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术至少部分实施例提供了一种虚拟现实中用户界面控件显示位置的确定方法及装置，以至少解决相关技术中所提供的VR应用中的用户界面控件显示方式的舒适度较差或易错失界面提供信息的技术问题。根据本专利技术其中一实施例，提供了一种虚拟现实中用户界面控件显示位置的确定方法，包括：将第一坐标位置从预设坐标系转换至球坐标系，其中，第一坐标位置用于表示用户界面控件在虚拟现实空间中的初始位置；在球坐标系下计算用户界面控件从第一坐标位置向第二坐标位置进行跟随移动过程中，每帧动画对应的第三坐标位置，其中，第二坐标位置为用户在虚拟现实空间中注视的与用户的视点相距预设距离的位置；将第三坐标位置从球坐标系重新映射至预设坐标系，确定用户界面控件在每帧动画中的实时显示位置。可选地，在将第一坐标位置从预设坐标系转换至球坐标系之前，还包括：设置缓动模型，其中，缓动模型用于计算在第一坐标位置跟随第二坐标位置进行移动的过程中，第一坐标位置在每一帧动画中的实时位移量。可选地，缓动模型包括以下之一：指数函数、平方根函数、立方根函数、正弦函数、余弦函数、幂函数、对数函数。可选地，在球坐标系下从第一坐标位置向第二坐标位置进行跟随移动，得到每帧动画对应的第三坐标位置包括：在从第一坐标位置向第二坐标位置进行跟随移动的过程中，获取第一坐标位置中的天顶角执行到当前帧动画所经过的第一时间和/或第一坐标位置中的方位角执行到当前帧动画所经过的第二时间；将获取到的第一时间作为输入参数，利用缓动模型计算得到与当前帧动画对应的天顶角变化量和/或将获取到的第二时间作为输入参数，利用缓动模型计算得到与当前帧动画对应的方位角变化量，确定第三坐标位置。根据本专利技术其中一实施例，还提供了一种虚拟现实中用户界面控件显示位置的确定装置，包括：转换模块，用于将第一坐标位置从预设坐标系转换至球坐标系，其中，第一坐标位置用于表示用户界面控件在虚拟现实空间中的初始位置；获取模块，用于在球坐标系下计算用户界面控件从第一坐标位置向第二坐标位置进行跟随移动过程中，每帧动画对应的第三坐标位置，其中，第二坐标位置为用户在虚拟现实空间中注视的与用户的视点相距预设距离的位置；映射模块，用于将第三坐标位置从球坐标系重新映射至预设坐标系，确定用户界面控件在每帧动画中的实时显示位置。可选地，上述装置还包括：设置模块，用于设置缓动模型，其中，缓动模型用于计算在第一坐标位置跟随第二坐标位置进行移动的过程中，第一坐标位置在每一帧动画中的实时位移量。可选地，缓动模型包括以下之一：指数函数、平方根函数、立方根函数、正弦函数、余弦函数、幂函数、对数函数。可选地，获取模块包括：获取单元，用于在从第一坐标位置向第二坐标位置进行跟随移动的过程中，获取第一坐标位置中的天顶角执行到当前帧动画所经过的第一时间和/或第一坐标位置中的方位角执行到当前帧动画所经过的第二时间；计算单元，用于将获取到的第一时间作为输入参数，利用缓动模型计算得到与当前帧动画对应的天顶角变化量和/或将获取到的第二时间作为输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟现实中用户界面控件显示位置的确定方法，其特征在于，包括：将第一坐标位置从预设坐标系转换至球坐标系，其中，所述第一坐标位置用于表示用户界面控件在虚拟现实空间中的初始位置；在所述球坐标系下计算所述用户界面控件从所述第一坐标位置向第二坐标位置进行跟随移动过程中，每帧动画对应的第三坐标位置，其中，所述第二坐标位置为用户在所述虚拟现实空间中注视的与所述用户的视点相距预设距离的位置；将所述第三坐标位置从所述球坐标系重新映射至所述预设坐标系，确定所述用户界面控件在每帧动画中的实时显示位置。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟现实中用户界面控件显示位置的确定方法，其特征在于，包括：将第一坐标位置从预设坐标系转换至球坐标系，其中，所述第一坐标位置用于表示用户界面控件在虚拟现实空间中的初始位置；在所述球坐标系下计算所述用户界面控件从所述第一坐标位置向第二坐标位置进行跟随移动过程中，每帧动画对应的第三坐标位置，其中，所述第二坐标位置为用户在所述虚拟现实空间中注视的与所述用户的视点相距预设距离的位置；将所述第三坐标位置从所述球坐标系重新映射至所述预设坐标系，确定所述用户界面控件在每帧动画中的实时显示位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述第一坐标位置从所述预设坐标系转换至所述球坐标系之前，还包括：设置缓动模型，其中，所述缓动模型用于计算在所述第一坐标位置跟随所述第二坐标位置进行移动的过程中，所述第一坐标位置在每一帧动画中的实时位移量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述缓动模型包括以下之一：指数函数、平方根函数、立方根函数、正弦函数、余弦函数、幂函数、对数函数。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述球坐标系下从所述第一坐标位置向所述第二坐标位置进行跟随移动，得到每帧动画对应的第三坐标位置包括：在从所述第一坐标位置向所述第二坐标位置进行跟随移动的过程中，获取所述第一坐标位置中的天顶角执行到当前帧动画所经过的第一时间和/或所述第一坐标位置中的方位角执行到当前帧动画所经过的第二时间；将获取到的所述第一时间作为输入参数，利用所述缓动模型计算得到与所述当前帧动画对应的天顶角变化量和/或将获取到的所述第二时间作为输入参数，利用所述缓动模型计算得到与所述当前帧动画对应的方位角变化量，确定所述第三坐标位置。5.一种虚拟现实中用户界面控件显示位置的确定装置，其特征在于，包括：转换模块，用于将第一坐标位置从预设坐标系转换至球坐标系，其中，所述第一坐标位置用于表示用户界面控件在虚拟现实空间中的初始位置；获取模块，用于在所述球坐标系下计算所述用户界面控件从所述第一坐标位置向第二坐标位...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅思齐，韩志轩，申凌轩，
申请(专利权)人：网易杭州网络有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33