显示虚拟对象的电子设备制造技术

本公开提供了显示虚拟对象的电子设备。一种电子设备可以包括一个或多个传感器和一个或多个显示器。该显示器可被配置为显示各种类型的虚拟对象。该电子设备可接收显示第一类型的虚拟对象的请求，该第一类型的虚拟对象具有相对于与电子设备或该电子设备的用户相对应的位置而限定的位置。响应于显示该第一类型的虚拟对象的该请求，该电子设备可确定与该虚拟对象的目标显示方向对准的对象的深度；至少基于该对象的深度来确定显示该虚拟对象的表观深度；以及经由该一个或多个显示器以该表观深度显示该虚拟对象。度显示该虚拟对象。度显示该虚拟对象。

【技术实现步骤摘要】
显示虚拟对象的电子设备
[0001]本申请要求于2023年4月4日提交的美国专利申请18/295,353号以及于2022年6月3日提交的美国临时专利申请63/348,897号的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。


[0002]本公开整体涉及电子设备，并且更具体地，涉及具有显示虚拟对象的显示器的电子设备。

技术介绍

[0003]一些电子设备包括靠近用户的眼睛呈现图像的显示器。例如，扩展现实头戴式耳机可以包括具有允许用户从显示器观看图像的光学元件的显示器。
[0004]诸如这些设备的设备可能在设计上具有挑战性。如果不小心，则从显示器观看图像可能不如用户所期望的那样舒适。

技术实现思路

[0005]电子设备可以包括一个或多个传感器、一个或多个显示器、一个或多个处理器以及存储被配置为由该一个或多个处理器执行的指令的存储器。该指令可包括用于以下操作的指令：接收显示虚拟对象的请求；以及根据确定虚拟对象是具有相对于与电子设备或电子设备的用户相对应的位置而限定的位置的第一类型的虚拟对象，经由该一个或多个传感器确定物理对象的深度；至少基于物理对象的深度来确定显示虚拟对象的表观深度；以及经由该一个或多个显示器以表观深度显示虚拟对象。
附图说明
[0006]图1是根据一些实施方案的具有显示器的例示性系统的图示。
[0007]图2A至图2C是根据一些实施方案的包括头戴式设备、物理对象和世界锁定虚拟对象的扩展现实(XR)环境的顶视图。
[0008]图3A是根据一些实施方案的图2A的XR环境的用户视图的描绘。
[0009]图3B是根据一些实施方案的图2B的XR环境的用户视图的描绘。
[0010]图3C是根据一些实施方案的图2C的XR环境的用户视图的描绘。
[0011]图4A至图4C是根据一些实施方案的包括头戴式设备、物理对象、以及距头戴式设备固定距离处的头部锁定虚拟对象的XR环境的顶视图。
[0012]图5A是根据一些实施方案的图4A的XR环境的用户视图的描绘。
[0013]图5B是根据一些实施方案的图4B的XR环境的用户视图的描绘。
[0014]图5C是根据一些实施方案的图4C的XR环境的用户视图的描绘。
[0015]图6A至图6C是根据一些实施方案的包括头戴式设备、物理对象、以及距头戴式设备不同距离处的头部锁定虚拟对象的XR环境的顶视图。
[0016]图7是根据一些实施方案的虚拟对象处于等于最大允许表观深度的表观深度处的XR环境的顶视图。
[0017]图8是根据一些实施方案的虚拟对象处于等于最小允许表观深度的表观深度处的XR环境的顶视图。
[0018]图9是根据一些实施方案的由电子设备执行的例示性方法的流程图。
具体实施方式
[0019]头戴式设备可以为用户显示不同类型的扩展现实内容。头戴式设备可显示在用户的物理环境内的表观深度处感知到的虚拟对象。虚拟对象有时可显示在相对于用户的物理环境的固定位置处。例如，考虑其中用户的物理环境包括桌子的示例。可为用户显示虚拟对象，使得虚拟对象看起来正停留在桌子上。当用户移动他们的头部并且以其他方式与XR环境交互时，虚拟对象保持在桌子上的相同的固定定位处(例如，如同虚拟对象是XR环境中的另一物理对象一样)。这种类型的内容可被称为世界锁定内容(因为虚拟对象的定位相对于用户的物理环境是固定的)。
[0020]其他虚拟对象可被显示在相对于头戴式设备或头戴式设备的用户限定的位置处。首先，考虑在相对于头戴式设备限定的位置处显示的虚拟对象的示例。当头戴式设备移动时(例如，随着用户头部的旋转)，虚拟对象保持在相对于头戴式设备的固定定位。例如，虚拟对象可显示在头戴式设备的前方和中央(例如，在设备或用户的视野的中央)的特定距离处。当用户向左和向右移动他们的头部时，他们对他们的物理环境的视野相应地改变。然而，当用户移动他们的头部时，虚拟对象可以保持固定在设备或用户的视野的中央的特定距离处(假设注视方向保持恒定)。这种类型的内容可以被称为头部锁定内容。头部锁定内容被固定在相对于头戴式设备(并且因此支撑头戴式设备的用户的头部)的给定定位中。可以不基于用户的注视方向来调整头部锁定内容。换句话说，如果用户的头部定位保持恒定并且他们的注视被引导远离头部锁定内容，则头部锁定内容将保持在相同的表观定位。
[0021]第二，考虑在相对于头戴式设备的用户的一部分(例如，相对于用户的躯干)限定的位置处显示的虚拟对象的示例。这种类型的内容可以被称为身体锁定内容。例如，虚拟对象可显示在用户身体的前方和左侧(例如，在由距用户躯干的前向方向的距离和角度偏移限定的位置处)，而不管用户的头部面向哪个方向。如果用户的身体面向第一方向，则虚拟对象将被显示在用户的身体的前方和左侧。在面向第一方向时，尽管用户向左和向右旋转他们的头部(以朝向和远离虚拟对象看)，虚拟对象可相对于XR环境中的用户的身体保持在相同的固定定位处。然而，虚拟对象可响应于用户旋转其头部而在设备或用户的视野内移动。如果用户转身并且他们的身体面向与第一方向相反的第二方向，则虚拟对象将在XR环境内被重新定位，使得虚拟对象仍然被显示在用户的身体的前方和左侧。在面向第二方向时，尽管用户向左和向右旋转他们的头部(以朝向和远离虚拟对象看)，虚拟对象可相对于XR环境中的用户的身体保持在相同的固定定位处。
[0022]在前述示例中，即使在用户的身体旋转时，身体锁定内容也被显示在相对于用户的身体的固定定位/取向处。例如，虚拟对象可显示在用户的身体前方的固定距离处。如果用户面向北，则虚拟对象在用户的身体的前方(向北)固定距离处。如果用户旋转并面向南，则虚拟对象在用户的身体的前方(向南)固定距离处。
[0023]另选地，身体锁定内容与用户之间的距离偏移可相对于用户固定，而身体锁定内容的取向可相对于物理环境保持固定。例如，当用户面向北时，虚拟对象可被显示在用户的身体前方距离用户固定距离处。如果用户旋转并面向南，则虚拟对象保持在用户的身体的北部与用户的身体相距固定距离处。
[0024]身体锁定内容还被配置为始终保持重力或水平对准，使得在滚动取向的头部和/或身体变化将不使身体锁定内容在XR环境内移动。平移移动可以使得身体锁定内容在XR环境内被重新定位以保持与用户的固定距离。对身体锁定内容的后续描述可以包括上述两种类型的身体锁定内容。
[0025]为了提高某些场景中的用户舒适度，可以与XR环境中的对象(例如，虚拟对象或物理对象)的深度匹配的表观深度显示头部锁定和/或身体锁定内容。头戴式设备可以包括确定物理环境中的物理对象的深度的一个或多个传感器。至少基于对象的深度，头戴式设备可确定虚拟对象的表观深度并以该表观深度显示虚拟对象。虚拟对象的表观深度可被重复地更新以连续地匹配XR环境中的对象的深度。
[0026]图1的系统10可以是具有一个或多个显示器的头戴式设备。系统10中的显示器可以包括安装在支撑结构(外壳)8内的显示器20(有时称为近本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子设备，包括：一个或多个传感器；一个或多个显示器；一个或多个处理器；以及存储器，所述存储器存储被配置为由所述一个或多个处理器执行的指令，所述指令用于：接收显示虚拟对象的请求；以及根据确定所述虚拟对象是具有相对于与所述电子设备或所述电子设备的用户相对应的位置而限定的位置的第一类型的虚拟对象：经由所述一个或多个传感器确定物理对象的深度；至少基于所述物理对象的所述深度来确定显示所述虚拟对象的表观深度；以及经由所述一个或多个显示器以所述表观深度显示所述虚拟对象。2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述指令还包括用于以下操作的指令：经由所述一个或多个传感器重复地确定所述物理对象的深度；以及基于所述物理对象的所确定的深度重复地确定所述表观深度，其中重复地确定所述表观深度包括将所述表观深度从第一表观深度改变为不同于所述第一表观深度的第二表观深度。3.根据权利要求2所述的电子设备，其中将所述虚拟对象的所述表观深度从所述第一表观深度改变为所述第二表观深度包括在至少200毫秒的过渡时间段期间将所述虚拟对象的所述表观深度从所述第一表观深度改变为所述第二表观深度。4.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述一个或多个显示器具有针对所述虚拟对象的可接受表观深度的相关联的范围，其中针对所述虚拟对象的可接受表观深度的所述范围由最小可接受表观深度和最大可接受表观深度限定，并且其中确定显示所述虚拟对象的所述表观深度包括：响应于所述物理对象的所述深度小于所述最小可接受表观深度，将所述虚拟对象的所述表观深度确定为所述最小可接受表观深度；以及响应于所述物理对象的所述深度大于所述最大可接受表观深度，将所述虚拟对象的所述表观深度确定为所述最大可接受表观深度。5.根据权利要求1所述的电子设备，其中经由所述一个或多个传感器确定所述物理对象的所述深度包括确定在相对于所述电子设备的给定方向上最接近所述电子设备的物理对象的深度，并且其中以所述表观深度显示所述虚拟对象包括以所述表观深度并且在相对于所述电子设备的所述给定方向上显示所述虚拟对象。6.根据权利要求1所述的电子设备，其中经由所述一个或多个传感器确定所述物理对象的所述深度包括确定在相对于所述电子设备的给定方向上最接近所述电子设备且满足大小标准的物理对象的深度，并且其中以所述表观深度显示所述虚拟对象包括以所述表观深度并且在相对于所述电子设备的所述给定方向上显示所述虚拟对象。7.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述一个或多个传感器包括光检测和测距LIDAR传感器、深度传感器或立体相机。8.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述指令还包括用于以下操作的指令：
根据确定所述虚拟对象是具有相对于三维环境的坐标系内的静态位置限定的附加位置的第二类型的虚拟对象：经由所述一个或多个显示器在所述附加位置处显示所述虚拟对象。9.一种操作电子设备的方法，所述电子设备包括一个或多个传感器和一个或多个显示器，所述方法包括：接收显示虚拟对象的请求；以及根据确定所述虚拟对象是具有相对于与所述电子设备或所述电子设备的用户相对应的位置而限定的位置的第一类型的虚拟对象：经由所述一个或多个传感器确定物理对象的深度；至少基于所述物理对象的所述深度来确定显示所述虚拟对象的表观深度；以及经由所述一个或多个显示器以所述表观深度显示所述虚拟对象。10.根据权利要求9所述的方法，还包括：经由所述一个或多个传感器重复地确定所述物理对象的深度；以及基于所述物理对象的所确定的深度重复地确定所述表观深度，其中重复地确定所述表观深度包括将所述表观深度从第一表观深度改变为不同于所述第一表观深度的第二表观深度。11.根据权利要求10所述的方法，其中将所述虚拟对象的所述表观深度...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：