具有自动表面选择放置和内容取向放置的增强现实观看器制造技术

描述了一种增强现实观看器。用户取向确定模块确定用户取向。内容矢量计算器计算相对于内容的近边缘和远边缘的内容取向矢量；确定用户取向矢量与内容取向矢量的点积；以及基于点积的大小来定位内容。表面区域矢量计算器针对多个表面区域中的每一个来计算表面区域取向矢量。表面选择模块确定用户取向矢量与每个表面区域取向矢量的点积，并基于点积的相对大小来选择优选表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有自动表面选择放置和内容取向放置的增强现实观看器相关申请的交叉引用本申请要求于2018年6月8日提交的ET.S.临时专利申请No.62/682,788的优先权，其全部内容通过引用整体合并于此。
本专利技术涉及增强现实观看器以及增强现实观看方法。
技术介绍
现代计算和显示技术已经促进了“增强现实”观看器的发展。增强现实观看器是为用户呈现两幅图像的可穿戴装置，一幅图像用于左眼，一幅图像用于右眼。用于每只眼睛的图像中的对象被使用略有不同的视点渲染，从而允许大脑将这些对象处理为三维对象。当图像随着观看者移动而不断改变视点时，可以模拟围绕合成三维内容的移动。增强现实观看器通常包括允许将数字或虚拟图像信息呈现为对用户周围的实际世界的可视化的增强的技术。在一个实施方式中，虚拟图像信息被呈现在相对于增强现实观看器的静态位置中，使得如果用户移动他们的头部以及增强现实观看器随着其头部移动，则向用户呈现有保持在他们前面的静止位置的图像，而真实世界对象在他们视线中偏移。这使用户看起来虚拟图像信息不是相对于真实世界对象固定的，而是固定在观看器的视角。在其他实施方式中，存在当用户移动其头部时将虚拟图像信息保持在相对于真实世界对象固定的位置的技术。在后一种场景下，可以向用户提供对虚拟图像信息相对于真实世界对象的初始放置的某些控制。
技术实现思路
本专利技术提供了一种增强现实观看器，其包括：显示器，其允许用户看到真实世界对象；数据通道，其用于保持内容；用户取向确定模块，其用于确定用户相对于第一显示区域的第一用户取向，并用于确定所述用户相对于所述第一显示区域的第二用户取向；投射器，其被连接到所述数据通道，以在所述用户观看所述真实世界对象的同时在所述第一显示区域的边界(confine)内通过所述显示器向所述用户显示所述内容；以及内容取向选择模块，其被连接到表面提取模块和所述用户取向模块，以相对于所述第一显示区域以第一内容取向来显示所述内容，以使得当所述用户处于所述第一用户取向时所述内容的近边缘靠近所述用户，并且相对于所述第一显示区域以第二内容取向来显示所述内容，以使得当所述用户处于所述第二用户取向时所述近边缘被旋转得更靠近所述用户，并且所述内容相对于所述第一显示区域从所述第一内容取向旋转到所述第二内容取向。本专利技术进一步提供了一种增强现实观看方法，包括：由所述处理器确定用户相对于所述第一显示区域的第一用户取向；当所述用户处于所述第一取向时，由所述处理器确定相对于所述显示器的第一内容取向；在所述用户处于所述第一用户取向时通过显示器观看真实世界对象的同时，由所述处理器在所述第一显示区域的边界内通过所述显示器以所述第一内容取向来向所述用户显示内容；由所述处理器确定所述用户相对于所述第一显示区域的第二用户取向；当所述用户处于所述第二位置时，由所述处理器确定相对于所述显示器的第二内容取向；以及当所述用户通过显示器从所述第二位置观看真实世界对象的同时，由所述处理器在所述显示区域的边界内通过所述显示器以所述第二内容取向来向所述用户显示内容，其中，所述内容相对于所述第一显示区域从所述第一内容取向被旋转到所述第二内容取向。本专利技术还提供一种增强现实观看器，其包括：显示器，其允许用户观看真实世界对象；数据通道，其用于保持内容；表面区域提取模块，其用于确定第一表面区域和第二表面区域；用户取向确定模块，其用于确定用户相对于所述第一表面区域和所述第二表面区域的第一取向；表面区域选择模块，其基于相应的表面区域的法线被定向成与所述用户的所述第一用户取向更相反，在所述第一表面区域与所述第二表面区域之间选择优选表面区域；以及投射器，其在所述用户观看所述真实世界对象的同时在所述优选表面区域的边界内通过所述显示器向所述用户显示所述内容。本专利技术进一步提供了一种增强现实观看方法，包括：由处理器确定第一表面区域和第二表面区域；由所述处理器确定用户相对于所述第一表面区域和所述第二表面区域的第一取向；由所述处理器基于相应的表面区域的法线被定向成更朝向所述用户的所述第一位置，在所述第一表面区域与所述第二表面区域之间选择优选表面区域；以及在所述用户从所述第一位置通过显示器观看真实世界对象的同时，由所述处理器在所述优选表面区域的边界内通过所述显示器向所述用户显示内容。本专利技术还提供了一种增强现实观看器，包括：环境计算单元，其用于确定指示用户的取向的第一矢量；矢量计算器，其用于计算第二矢量；选择模块，其用于计算所述第一矢量与所述第二矢量的点积；数据通道，其用于保持内容；内容渲染模块，其用于基于所述点积来确定所述内容的放置；显示器，其允许所述用户看到真实世界对象；以及投射器，其在所述用户通过所述显示器观看所述真实世界对象的同时通过所述显示器向所述用户显示所述内容，所述内容基于由所述内容渲染模块确定的所述放置而被显示。本专利技术进一步提供了一种增强现实观看方法，包括：由处理器确定指示用户的取向的第一矢量；由所述处理器计算第二矢量；由所述处理器计算所述第一矢量与所述第二矢量的点积；由所述处理器基于所述点积来确定内容的放置；以及在所述用户通过显示器观看真实世界对象的同时，由所述处理器通过所述显示器向所述用户显示所述内容，所述内容基于由所述内容渲染模块确定的所述放置而被显示。附图说明参考附图通过示例进一步描述本专利技术，其中：图1A是增强现实观看器的框图，该增强现实观看器被用户用来观看通过来自计算机的内容而被增强的真实世界对象；图1B是增强现实观看器的透视图；图2是示出了在三维环境中的在观看二维内容时的佩戴增强现实观看器的用户的透视图；图3是示出了用增强现实观看器创建的三维数据图的透视图；图4是示出了确定用户取向矢量、提取表面区域以及计算表面区域取向矢量的透视图；图5是类似于图4的示出了在表面区域中的一个上的内容渲染的放置的视图；图6是类似于图5的示出了用户取向矢量的变化的视图；图7是类似于图6的示出了由于用户取向矢量的变化而导致的内容渲染的放置的视图；图8是类似于图7的示出了由于用户的移动而导致的用户取向矢量的变化的视图；图9是类似于图8的示出了由于用户取向矢量的变化而导致的内容渲染的旋转的视图；图10是类似于图9的示出了由于用户的移动而导致的用户取向矢量的变化的视图；图11是类似于图10的示出了由于用户取向矢量的变化而导致的内容渲染的旋转的视图；图12是类似于图11的示出了由于用户的移动而导致的用户取向矢量的变化的视图；图13是类似于图12的示出了由于用户取向矢量的变化而导致的内容渲染的旋转的视图；图14是类似于图13的示出了由于用户向上看而导致的用户取向矢量的变化的视图；图15是类似于图14的示出了由于用户取向矢量的变化而导致的在另一个表面区域上的内容渲染的放置的视图；图16是示出了执行前述附图的方法的算法的功能的流程图；图17是示出了在三维环境中的在观看三维内容时佩戴增强现实观看器的用户的透视图；图18是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强现实观看器，包括：/n显示器，其允许用户看到真实世界对象；/n数据通道，其用于保持内容；/n用户取向确定模块，其用于确定用户相对于第一显示区域的第一用户取向，并用于确定所述用户相对于所述第一显示区域的第二用户取向；/n投射器，其被连接到所述数据通道，以在所述用户观看所述真实世界对象的同时在所述第一显示区域的边界内通过所述显示器向所述用户显示所述内容；以及/n内容取向选择模块，其被连接到表面提取模块和所述用户取向模块，以相对于所述第一显示区域以第一内容取向来显示所述内容，以使得当所述用户处于所述第一用户取向时所述内容的近边缘靠近所述用户，并且相对于所述第一显示区域以第二内容取向来显示所述内容，以使得当所述用户处于所述第二用户取向时所述近边缘被旋转得更靠近所述用户，并且所述内容相对于所述第一显示区域从所述第一内容取向旋转到所述第二内容取向。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180608 US 62/682,7881.一种增强现实观看器，包括：
显示器，其允许用户看到真实世界对象；
数据通道，其用于保持内容；
用户取向确定模块，其用于确定用户相对于第一显示区域的第一用户取向，并用于确定所述用户相对于所述第一显示区域的第二用户取向；
投射器，其被连接到所述数据通道，以在所述用户观看所述真实世界对象的同时在所述第一显示区域的边界内通过所述显示器向所述用户显示所述内容；以及
内容取向选择模块，其被连接到表面提取模块和所述用户取向模块，以相对于所述第一显示区域以第一内容取向来显示所述内容，以使得当所述用户处于所述第一用户取向时所述内容的近边缘靠近所述用户，并且相对于所述第一显示区域以第二内容取向来显示所述内容，以使得当所述用户处于所述第二用户取向时所述近边缘被旋转得更靠近所述用户，并且所述内容相对于所述第一显示区域从所述第一内容取向旋转到所述第二内容取向。


2.根据权利要求1所述的增强现实观看器，其中，所述用户取向确定模块确定指示用户的取向的用户取向矢量，所述增强现实观看器进一步包括：
内容矢量计算器，其用于计算相对于所述内容的所述近边缘的内容取向矢量，其中，所述内容取向选择模块确定所述用户取向矢量与所述内容取向矢量的点积，并基于所述点积在所述第二取向和所述第一取向上的大小，将所述内容从所述第一取向旋转到所述第二取向。


3.根据权利要求2所述的增强现实观看器，其中，所述内容取向矢量从所述内容的所述近边缘延伸，并且当所述点积在所述第二内容取向上变得比在所述第一内容取向上更大时，所述内容从所述第一内容取向旋转到所述第二内容取向。


4.根据权利要求1所述的增强现实观看器，进一步包括：
尺寸确定模块，其调整所述内容的尺寸以在所述第一取向和所述第二取向上适合所述表面区域。


5.根据权利要求4所述的增强现实观看器，其中，所述内容在所述第一取向和所述第二取向上具有相同的长宽比。


6.根据权利要求1所述的增强现实观看器，进一步包括：
表面区域提取模块，其用于确定所述第一显示区域。


7.根据权利要求6所述的增强现实观看器，其中，所述表面区域提取模块确定第二表面区域，并且所述用户取向确定模块确定用户相对于所述第一表面区域和所述第二表面区域的第一取向，所述增强现实观看器进一步包括：
表面区域选择模块，其基于相应的表面区域的法线被定向成与所述用户的所述第一用户取向更相反，在所述第一表面区域与所述第二表面区域之间选择优选表面区域，其中，所述投射器在所述用户观看所述真实世界对象的同时，在所述优选表面区域的边界内通过所述显示器向所述用户显示所述内容。


8.一种增强现实观看方法，包括：
由所述处理器确定用户相对于所述第一显示区域的第一用户取向；
当所述用户处于所述第一取向时，由所述处理器确定相对于所述显示器的第一内容取向；
在所述用户处于所述第一用户取向时通过显示器观看真实世界对象的同时，由所述处理器在所述第一显示区域的边界内通过所述显示器以所述第一内容取向来向所述用户显示内容；
由所述处理器确定所述用户相对于所述第一显示区域的第二用户取向；
当所述用户处于所述第二位置时，由所述处理器确定相对于所述显示器的第二内容取向；以及
当所述用户通过显示器从所述第二位置观看真实世界对象的同时，由所述处理器在所述显示区域的边界内通过所述显示器以所述第二内容取向来向所述用户显示内容，其中，所述内容相对于所述第一显示区域从所述第一内容取向被旋转到所述第二内容取向。


9.一种增强现实观看器，包括：
显示器，其允许用户观看真实世界对象；
数据通道，其用于保持内容；
表面区域提取模块，其用于确定第一表面区域和第二表面区域；
用户取向确定模块，其用于确定用户相对于所述第一表面区域和所述第二表面区域的第一取向；
表面区域选择模块，其基于相应的表面区域的法线被定向成与所述用户的所述第一用户取向更相反，在所述第一表面区域与所述第二表面区域之间选择优选表面区域；以及
投射器，其在所述用户观看所述真实世界对象的同时在所述优选表面区域的边界内通...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·恩格索兴，
申请(专利权)人：奇跃公司，
类型：发明
国别省市：美国;US