虚拟物体操作系统及虚拟物体操作方法技术方案

本发明专利技术提供一种虚拟物体操作系统及虚拟物体操作方法。所述虚拟物体操作方法包括以下步骤。获得多个图像。确定图像中操作物体的运动。操作物体存在于真实环境中。根据操作物体的运动来确定与操作物体交互作用的虚拟物体的运动。虚拟物体存在于虚拟环境中。因此，可在用户的操作身体部位上没有运动传感器的条件下跟踪操作物体的运动。下跟踪操作物体的运动。下跟踪操作物体的运动。

【技术实现步骤摘要】
虚拟物体操作系统及虚拟物体操作方法


[0001]本专利技术一般来说涉及虚拟世界中的模拟，具体来说涉及一种虚拟物体操作系统及一种虚拟物体操作方法。

技术介绍

[0002]当今，例如虚拟现实(virtual reality，VR)、增强现实(augmented reality，AR)、混合现实(mixed reality，MR)及扩展现实(extended reality，XR)等用于模拟感觉、感知和/或环境的技术受到欢迎。上述技术可应用于多种领域(例如游戏、军事训练、医疗保健、远程工作等)中。
[0003]为让用户将模拟环境感知为真实环境，将跟踪用户在真实世界中的运动，从而可响应于用户的运动来改变VR、AR、MR或XR显示器上的显示图像及化身(avatar)的运动。另外，化身可与模拟环境中的虚拟物体交互作用。由于模拟环境是由创建者产生的，因此创建者可对化身与虚拟物体之间的交互作用情形进行配置。因此，如何定义交互作用情形对于虚拟世界模拟来说颇为重要。

技术实现思路

[0004]交互作用情形可能有很多种，且反应于不同的交互作用情形，可能难以模拟出顺畅及自然的运动。因此，本专利技术涉及一种虚拟物体操作系统及虚拟物体操作方法。
[0005]在其中一个示例性实施例中，一种虚拟物体操作方法包括以下步骤。从真实环境获得多个图像。根据图像来确定操作物体的运动。操作物体存在于图像中。根据确定因素来确定与操作物体交互作用的虚拟物体的运动。虚拟物体存在于虚拟环境中，确定因素包括操作物体的运动。
[0006]在其中一个示例性实施例中，一种虚拟物体操作系统包括图像拍摄装置以及处理器。图像拍摄装置用于从真实环境获得多个图像。处理器耦接图像拍摄装置。处理器经配置用以：根据图像来确定操作物体的运动；以及根据确定因素来确定与操作物体交互作用的虚拟物体的运动。确定因素包括操作物体的运动，且虚拟物体存在于虚拟环境中。
[0007]基于上述，在本专利技术实施例的虚拟物体操作系统及虚拟物体操作方法中，分析多张图像以判断操作物体的运动。而判断的动作将影响虚拟环境中的虚拟物体的动作。藉此，在未有配戴于用户的操作部位的运动传感器的情况下，也可追踪操作物体的运动。
[0008]然而应理解，此
技术实现思路
可不含有本专利技术的所有方面及实施例且并不意在以任何方式进行限制或约束，且所属领域中的普通技术人员会理解且将理解，本文中所公开的专利技术囊括对本专利技术的显而易见的改进及润饰。
附图说明
[0009]本文包括附图以提供对本专利技术的进一步理解，且所述附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出本专利技术的实施例，且与本说明一起用于阐释本专利技术的原理。
[0010]图1是示出根据本专利技术的其中一个示例性实施例的虚拟物体操作系统的框图；
[0011]图2是示出根据本专利技术的其中一个示例性实施例的虚拟物体操作方法的流程图；
[0012]图3A是示出真实环境中的操作物体的运动的示意图；
[0013]图3B是示出虚拟环境中的虚拟物体的运动的示意图；
[0014]图4是示出图像中的位置差异的示意图。
[0015]附图标号说明
[0016]100：虚拟物体操作系统
[0017]110：图像拍摄装置
[0018]120：运动传感器
[0019]130：显示器
[0020]140：存储器
[0021]150：处理器
[0022]EM：结尾图像
[0023]IM：初始图像
[0024]MM：中间图像
[0025]OO：操作物体
[0026]P1、P2、P3：位置
[0027]S210、S230、S250：步骤
[0028]VO：虚拟物体
具体实施方式
[0029]现将详细参照本专利技术的当前优选实施例，附图中示出所述优选实施例的实例。尽可能地，在附图及说明中使用相同的元件符号指代相同或相似的部件。
[0030]图1是示出根据本专利技术的其中一个示例性实施例的虚拟物体操作系统100的框图。参照图1，虚拟物体操作系统100包括但不限于一个或多个图像拍摄装置110、显示器130、存储器140及处理器150。虚拟物体操作系统100适用于VR、AR、MR、XR或其他现实相关技术。
[0031]图像拍摄装置110可为照相机、录像机或其他能够成像的图像传感器。图像拍摄装置110可放置在使图像拍摄装置110可拍摄用户或用户的身体部位的位置。举例来说，当用户穿戴头戴式显示器(head mounted display)(即，虚拟物体操作系统100的一个实施例)时，图像拍摄装置110可被放置在用户眼睛前方的位置且朝向用户的手和/或腿拍摄。作为另一个实例，一个或多个图像拍摄装置110被放置在地板、墙壁或天花板处，且图像拍摄装置110朝向用户拍摄。
[0032]在一些实施例中，虚拟物体操作系统100可还包括一个或多个运动传感器120。运动传感器120可为加速度计、陀螺仪、磁强计(magnetometer)、激光传感器、惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)、红外线(infrared ray，IR)传感器或前述传感器的任何组合。在本专利技术的实施例中，运动传感器120用于感测用户的身体部位的运动，以产生对应的感测数据(例如3自由度(degree of freedom，DoF)/6自由度信息)。身体部位可为手、头、脚踝、腿、腰或其他部分。应注意，运动传感器120可嵌置在手持控制器或可穿戴装置(例如智能手表、脚踝传感器等)中。
[0033]显示器130可为液晶显示器(liquid-crystal display，LCD)、发光二极管(light-emitting diode，LED)显示器、有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)显示器或其他显示器。在本专利技术的实施例中，显示器130用于显示图像。应注意，在一些实施例中，显示器130可为外部装置(例如智能手机、平板电脑等)的显示器，且外部装置可放置在头戴式显示器的主体上。
[0034]存储器140可为任何类型的固定的或可移动的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、闪存、类似器件或以上器件的组合。在一些实施例中，存储器140记录程序码、器件配置、缓冲数据或永久数据(例如图像、虚拟环境、确定因素、探测结果等)，且这些数据将在稍后进行介绍。
[0035]处理器150耦接图像拍摄装置110、运动传感器120、显示器130及存储器140。处理器150经配置用以加载存储在存储器140中的程序码，以执行本专利技术的示例性实施例的过程。在一些实施例中，处理器150的功能可使用可编程单元(例如中央处理器(central processing unit，CPU)、微处理器、微控制器、数字信号处理(digital signal p本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟物体操作方法，包括：获得多个图像，其中所述图像是从真实环境拍摄；根据所述多个图像来确定操作物体的运动，其中所述操作物体存在于所述多个图像中；以及根据确定因素来确定与所述操作物体交互作用的虚拟物体的运动，其中所述虚拟物体存在于虚拟环境中，其中所述确定因素包括所述操作物体的所述运动。2.根据权利要求1所述的虚拟物体操作方法，其中所述根据所述多个图像来确定所述操作物体的所述运动的步骤包括：选择所述多个图像中的起始图像，其中所述起始图像拍摄所述操作物体与所述虚拟物体之间的交互作用情形的初始状态；选择所述多个图像中的结尾图像，其中所述结尾图像拍摄所述操作物体与所述虚拟物体之间的所述交互作用情形的最终状态；以及通过对所述起始图像与所述结尾图像进行比较来确定所述操作物体的所述运动。3.根据权利要求2所述的虚拟物体操作方法，其中所述通过对所述起始图像与所述结尾图像进行比较来确定所述操作物体的所述运动的步骤包括：计算所述操作物体在所述起始图像与所述结尾图像之间的经过时间及位置变化；根据所述操作物体在所述起始图像与所述结尾图像之间的所述经过时间及所述位置变化来获得所述操作物体的平均速度；以及使用所述操作物体的所述平均速度作为参考来确定所述操作物体的所述运动。4.根据权利要求1所述的虚拟物体操作方法，其中所述根据所述多个图像来确定所述操作物体的所述运动的步骤包括：选择所述多个图像中的起始图像，其中所述起始图像拍摄所述操作物体与所述虚拟物体之间的交互作用情形的初始状态；选择所述多个图像中的中间图像，其中所述中间图像拍摄所述操作物体与所述虚拟物体之间的所述交互作用情形的中间状态；选择所述多个图像中的结尾图像，其中所述结尾图像拍摄所述操作物体与所述虚拟物体之间的所述交互作用情形的最终状态；以及通过对所述起始图像、所述中间图像及所述结尾图像进行比较来确定所述操作物体的所述运动。5.根据权利要求4所述的虚拟物体操作方法，其中所述通过对所述起始图像、所述中间图像及所述结尾图像进行比较来确定所述操作物体的所述运动的步骤包括：计算所述操作物体从所述起始图像到所述中间图像的第一经过时间及第一位置变化；根据所述操作物体从所述起始图像到所述中间图像的所述第一经过时间及所述第一位置变化来获得所述操作物体的第一速度；计算所述操作物体从所述中间图像到所述结尾图像的第二经过时间及第二位置变化；根据所述操作物体从所述中间图像到所述结尾图像的所述第二经过时间及所述第二位置变化来获得所述操作物体的第二速度；根据所述操作物体的所述第一经过时间、所述第二经过时间、所述第一速度及所述第
二速度来获得所述操作物体的平均加速度；以及使用所述操作物体的所述平均加速度作为参考来确定所述操作物体的所述运动。6.根据权利要求5所述的虚拟物体操作方法，其中所述通过对所述起始图像、所述中间图像及所述结尾图像进行比较来确定所述操作物体的所述运动的步骤包括：根据所述第一位置变化及所述第二位置变化来获得所述操作物体的位置变化路线；以及使用所述操作物体的所述位置变化路线作为参考来确定所述操作物体的所述运动。7.根据权利要求1所述的虚拟物体操作方法，还包括：确定所述虚拟物体的物理特性；以及其中所述确定因素还包括所述虚拟物体的所述物理特性。8.根据权利要求7所述的虚拟物体操作方法，还包括：扫描所述真实环境中的真实物体以产生扫描结果；根据所述扫描结果来识别所述真实物体以产生识别结果；根据所述扫描结果来创建与所述真实环境中的所述真实物体对应的所述虚拟环境中的所述虚拟物体；以及根据所述识别结果来确定所述虚拟物体的所述物理特性。9.根据权利要求1所述的虚拟物体操作方法，还包括：确定所述虚拟物体的至少一个交互特性，其中所述确定因素还包括所述虚拟物体的所述交互特性。10.根据权利要求9所述的虚拟物体操作方法，还包括：扫描所述真实环境中的真实物体以产生扫描结果；根据所述扫描结果来识别所述真实物体，以产生识别结果；根据所述扫描结果来创建与所述真实环境中的所述真实物体对应的所述虚拟环境中的所述虚拟物体；以及根据所述识别结果来确定所述虚拟物体的所述至少一个交互特性。11.根据权利要求10所述的虚拟物体操作方法，还包括：识别在所述虚拟环境中由所述操作物体接触的所述虚拟物体上的至少一个操纵点；根据所述至少一个交互特性来判断所述至少一个操纵点是否与至少一个预定义操纵点交会，其中所述至少一个交互特性包括所述至少一个预定义操纵点，且当所述至少一个操纵点与所述至少一个预定义操纵点交会时，所述确定因素包括所述至少一个操纵点。12.根据权利要求1所述的虚拟物体操作方法，还包括：识别在所述虚拟环境中由所述操作物体接触的所述虚拟物体上的至少一个操纵点；其中所述确定因素包括所述至少一个操纵点。13.根据权利要求1所述的虚拟物体操作方法，还包括：识别由所述虚拟物体接触的所述操作物体上的至少一个操纵点；以及估测所述虚拟物体的自旋速度及自旋旋转量中的至少一者，其中所述确定因素包括以下中的至少一者：所述至少一个操纵点，所述操作物体的加速度、所述自旋速度、及所述虚拟物体的所述自旋旋转量。
14.根据权利要求1所述的虚拟物体操作方法，其中所述根据所述多个图像来确定所述操作物体的所述运动的步骤包括：由所述操作物体上的运动传感器获得所述操作物体的运动探测数据；以及使用所述操作物体的所述运动探测数据作为参考...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯士豪，严伟齐，王志文，周明达，
申请(专利权)人：未来市股份有限公司，
类型：发明
国别省市：