用于增强和虚拟现实的系统与方法_6

文档序号:9437105阅读:来源:国知局
例如,图23中的虚拟突击队员(194)可在聚会上,但拥有贴图有“Death Star (死星)”的图形或皮肤的环境),同时DJ(176)可拥有在聚会环境中的如在图23中所示的肤色的房间;这就是“共享的电影现实”概念,其中每个用户对房间的一些方面拥有一致的视图,但还能根据他们个人的嗜好修改特定的变量(颜色、形状等),这些都是同时进行地。
[0171]本文描述了本发明的多种示例性实施例。这些实施例以非限制性的意义被引用。它们被提供以更广泛地示出本发明可应用的方面。在不背离本发明的真实精神和范围下,对本发明的描述可做出多种改变以及等同物可被替换。此外,许多修改可以被作出以适应特定的情况、材料、组合物、过程、过程行为或步骤来达到本发明的目标、精神或范围。进一步地,如将被本领域的技术人员所理解的,本文描述和示出的每个个体差异具有分立组件和特征,其可容易地从任何其它几个实施例分离出或与任何其它几个实施例结合而不背离本发明的范围或精神。所有这样的修改旨在落入与本公开相关的权利要求书的范围内。
[0172]本发明包括可使用主题装置来执行的方法。该方法可包括提供这种适当设备的行为。这样的提供可由最终用户执行。换言之,“提供”行为仅仅需要最终用户获得、访问、处理、安置、设置、激活、上电或其他动作以在本主题方法中提供必要的设备。本文所列举的方法可以以所列举的事件的逻辑上可能的任何顺序和以事件的列举的顺序来实施。
[0173]以上陈述了本发明的示例性方面以及考虑了材料选择和制造的细节。至于本发明的其它细节,他们可以与上述引用的专利和出版物以及本领域技术人员已广泛的理解或认识结合而得以认知。根据通常地或逻辑地采用的附加行为,同样的道理也适用于本发明基于方法的方面。
[0174]此外,尽管已经参照可选地结合多个特征的若干例子描述了本发明,相对于本发明的每个变体,本发明并不受限于如预期的这些被描述或指示的情形。多种改变可做出以替代本发明的描述和等同物(不论其在本文中被列举还是为了简洁起见本文没有包括)而不背离本发明的真实精神和范围。此外,当提供数值范围时,应理解,该范围的上限和下限之间的每一个中间以及和任何其它声称的或在该声明范围的中间值均涵盖在本发明之中。
[0175]此外,可以预期,本发明的变体的任何可选特征可被独立地阐述和要求,或结合本文的任何一个或多个特征组合来阐述和要求。关于单个的项目,包括多个相同项目存在的可能性。更具体地,如本文和所附相关权利要求中所使用的,除非特别声明,否则单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”包括多个指示对象。换句话说,在上述说明书以及与本公开相关的权利要求中该冠词的使用考虑到了“至少一个”主题项目。进一步指出,这样的权利要求可能被撰写以排除任何可选的组件。就这一点而言,该声明旨在作为前置基础以用于结合权利要求要素的叙述来使用这类排除性术语,如“仅”,“只”等,或使用“否定”限制。
[0176]如果不使用这种排他性术语,与本公开内容相关的权利要求中的术语“包括”应当允许包括任何额外的组件一一不论给定数目的组件是否被列举在这样的权利要求中,或者增加的特征可被视为转化这种权利要求中阐述的组件的性质。除非本文具体地进行了定义,本文使用的所有技术和科学术语将被给予尽可能宽泛的通常理解含义,同时保持权利要求的有效性。
[0177]本发明的广度并不受限于所提供的实施例和/或主题说明书,而是仅受限于与本公开内容关联的权利要求语言的范围。
【主权项】
1.一种用户显示设备,包括: 可安装于用户头部的外壳框架; 第一对摄像机,其被耦合至所述外壳框架以追踪所述用户的眼睛的运动,并且基于被追踪的眼睛运动估计焦点的深度; 投影模块,其具有光线生成机制以基于估计的焦点的深度生成和修改与显示对象相关的投影光线,以使得所述显示对象在焦点出现。 透镜,其安装在所述外壳框架上;以及 处理器,其被通信地耦合至所述投影模块以向所述投影模块传达与所述显示图像相关的数据。2.如权利要求1中所述的用户显示设备,其中所述透镜进一步包括位于所述用户眼睛前面的至少一个透明的镜子,以将所述投影光线反射至所述用户的眼睛中。3.如权利要求2中所述的用户显示设备,其中所述至少一个透明的镜子选择性地允许来自本地环境的光线的透射。4.如权利要求1中所述的用户显示设备,进一步包括第二对摄像机,其被安装在所述外壳框架上以捕捉与第二对摄像机中的每个摄像机对应的眼睛的视野图像。5.如权利要求4中所述的用户显示设备,其中所述处理器基于被捕捉的视野图像来计算所述用户的头部姿态。6.如权利要求1中所述的用户显示设备,其中所述投影模块包括激光扫描装置,以基于被估计的焦点的深度,修改与所述显示对象相关的投影光线。7.如权利要求6中所述的用户显示设备,其中所述投影光线为直径小于0.7毫米的光束。8.如权利要求1中所述的用户显示设备,其中第一对摄像机包括与红外光源配对的红外摄像机以追踪所述用户眼睛中的每一个眼睛的运动。9.如权利要求1中所述的用户显示设备,进一步包括传感器组件,其包括至少一个传感器以感知所述用户的运动、所述用户的位置、所述用户的方向和所述用户的朝向中的至少一个。10.如权利要求9中所述的用户显示设备,其中所述至少一个传感器为加速计、罗盘和陀螺仪中的至少一个。11.如权利要求9中所述的用户显示设备,其中所述处理器基于所述用户的运动、所述用户的位置、所述用户的方向和所述用户的朝向中的至少一个来估计所述用户的头部姿??τ .12.如权利要求1中所述的用户显示设备,进一步包括GPS系统。13.如权利要求1中所述的用户显示设备,其中所述处理器被通信地耦合至计算机网络以传送虚拟世界数据的至少一部分,并且接收所述虚拟世界数据的另一部分。14.如权利要求1中所述的用户显示设备,进一步包括安装在所述头部框架上的扬声器模块以输出声音。15.如权利要求1中所述的用户显示设备,进一步包括安装在所述外壳框架上的麦克风以捕捉用户本地的声音。16.如权利要求1中所述的用户显示设备,其中所述投影模块修改与另一对象相关的另一投影光线,使得该其它对象出现模糊,其中所述另一对象不是所述显示对象。17.如权利要求1中所述的用户显示设备,其中所述处理器以每秒至少60帧的速率渲染所述显示对象的画面。18.如权利要求1中所述的用户显示设备,进一步包括通信地耦合至所述投影模块的触觉接口设备以提供触觉反馈。19.如权利要求1中所述的用户显示设备,其中所述显示对象为虚拟对象、被渲染物理对象、图像和视频中的至少一个。20.如权利要求1中所述的用户显示设备,进一步包括环境感知系统以数字化地重构所述用户的环境。21.—种方法,包括: 追踪用户眼睛的运动; 基于所述被追踪的眼睛运动,估计所述用户眼睛的焦点的深度; 基于所述被估计的焦点的深度,修改与显示对象相关的光束以使得所述显示对象在焦点出现;以及 将被修改的光束投影至所述用户的眼睛中。22.如权利要求21中所述的方法,进一步包括: 基于所述显示对象的可视化模式,选择性地允许来自所述用户的本地环境的光线的透射,其中所述可视化模式为增强现实模式、虚拟现实模式和增强和虚拟现实模式的组合中的一个。23.如权利要求21中所述的方法,进一步包括: 捕捉所述用户眼睛中的每个眼睛的视野图像。24.如权利要求23中所述的方法,进一步包括: 基于所述用户眼睛的至少一个视野图像,估计所述用户的头部姿态。25.如权利要求23中所述的方法,进一步包括: 将被捕捉的视野图像中的至少一个物理对象转换为物理渲染的虚拟对象;以及 向用户显示所述物理渲染的虚拟对象。26.如权利要求23中所述的方法,进一步包括: 提取被捕捉的视野图像中的点集;以及 基于被提取的点集,为所述被捕捉视野图像中的至少一个物理对象创建基准。27.如权利要求26中所述的方法,进一步包括 传送所述被提取的点集和所述被创建的基准中的至少一个至云计算机;以及 将所述被提取的点集和所述被创建的基准中的至少一个标记为一种对象类型。28.如权利要求27中所述的方法,进一步包括: 基于与所述对象类型相关的被标记点集和与所述对象类型相关的被标记的被创建基准中的至少一个,识别不同物理对象属于所述对象类型。29.如权利要求21中所述的方法,其中所述投影光线为直径小于0.7毫米的光束。30.如权利要求21中所述的方法,进一步包括: 感知所述用户的运动、所述用户的位置、所述用户的方向和所述用户的朝向中的至少一个;以及 基于所述被感知的运动、被感知的位置、被感知的方向和被感知的朝向中的至少一个,计算所述用户的姿态。31.如权利要求30中所述的方法,其中所述至少一个传感器为加速计、罗盘和陀螺仪中的至少一个。32.如权利要求21中所述的方法,进一步包括: 处理与所述显示对象相关的虚拟世界数据至计算机网络;以及 传送与所述显示对象相关的所述虚拟世界数据的至少一部分至位于第二位置的第二用户,以使得第二用户可以在第二位置体验与所述显示对象相关的所述虚拟世界数据的至少一部分。33.如权利要求32中所述的方法,进一步包括: 感知物理对象;以及 基于与被感知物理对象的预先确定的关系,修改与所述显示对象相关的所述虚拟世界数据的至少一部分。34.如权利要求33中所述的方法,向第二用户呈现所述被修改的虚拟世界数据。35.如权利要求21中所述的方法,进一步包括: 修改与另一对象相关的另一光线以使得该其它对象出现模糊,其中所述另一对象不是所述显示对象。36.如权利要求21中所述的方法,进一步包括: 通过用户接口接收用户输入;以及 基于接收的用户输入,修改所述显示对象。37.如权利要求36中所述的方法,其中所述用户接口为触觉接口设备、键盘、鼠标、控制杆、运动捕捉控制器、光学追踪设备和音频输入设备中的至少一个。38.如权利要求21中所述的方法,其中所述显示对象为虚拟对象、被渲染物理对象、图像和视频中的至少一个。39.一种方法,包括: 通过头戴式用户显示设备与包括虚拟世界数据的虚拟世界交互,其中基于用户眼睛的被估计的焦点深度,所述头戴式用户显示设备向用户渲染与所述虚拟世界数据的至少一部分相关的显不图像; 创建源自所述头戴式用户设备与所述虚拟世界的交互和与所述用户的物理环境的交互中的至少一个的附加虚拟世界数据;以及 传送所述附加虚拟世界数据至计算机网络。40.如权利要求39中所述的方法,进一步包括: 为了展示,传送所述附加虚拟世界数据至在第二位置的第二用户以使得第二用户可以从第二位置体验所述附加虚拟世界数据。41.如权利要求39中所述的方法,其中所述附加虚拟世界数据与通过所述头戴式用户显示设备捕捉的视野图像相关。42.如权利要求39中所述的方法,其中所述附加虚拟世界数据与所述用户的被感知运动、所述用户的被感知位置、所述用户的被感知方向和所述用户的被感知朝向中的至少一个相关。43.如权利要求39中所述的方法,其中所述附加虚拟世界数据与由所述头戴式用户显示设备感知的物理对象相关。44.如权利要求42中所述的方法,其中所述附加虚拟世界数据与所述显示对象相关,所述显示对象具有与所述被感知物理对象的预先确定的关系。45.如权利要求39中所述的方法,进一步包括: 基于用户输入,选择使所述用户和所述头戴式用户显示设备之间能够交互的接口 ;以及 基于被选择的接口,渲染与所述虚拟世界数据的至少一部分相关的所述显示对象。46.如权利要求44中所述的方法,其中所述被选择的接口为虚拟现实模式、增强现实模式、混合现实模式以及虚拟现实和增强现实模式的组合中的一个。47.如权利要求39中所述的方法,其中以二维的形式呈现所述虚拟世界。48.如权利要求39中所述的方法,其中以三维的形式呈现所述虚拟世界。49.一种使两个或更多用户能与包括虚拟世界数据的虚拟世界交互的方法,包括: 通过第一用户显示设备以第一用户的第一可视化模式显示所述虚拟世界; 通过计算机网络,传送所述虚拟世界数据的至少一部分至第二用户显示器;以及 在第二用户的第二用户显示设备以第二可视化模式显示与所述虚拟世界数据的被传送部分相关的虚拟世界。50.如权利要求48中所述的方法,其中第一可视化模式不同于第二可视化模式。51.如权利要求48中所述的方法,其中第一可视化模式为增强现实模式、虚拟现实模式、混合现实模式和所述虚拟现实和增强现实模式中的至少一个。52.如权利要求48中所述的方法,其中第二可视化模式为增强现实模式、虚拟现实模式、混合现实模式和所述虚拟现实和增强现实模式中的至少一个。53.—种方法,包括: 基于用户的选择,处理与现实物理对象的图像相关的被渲染物理图像数据和与虚拟显示对象相关的虚拟图像数据中的至少一个;并且 选择性地向用户显示由所述用户实时可见的现实物理对象、基于所述用户实时可见的现实物理对象渲染的被渲染物理-虚拟对象以及所述虚拟显示对象的被选择的组合。54.如权利要求52中所述的方法,其中基于用户输入的可视化模式,选择性地显示现实物理对象、所述被渲染的物理-虚拟对象和所述虚拟显示对象中的至少一个。55.如权利要求53中所述的方法,其中所述可视化模式为增强现实模式、虚拟现实模式、混合现实模式以及所述虚拟和增强现实模式的组合中的至少一个。56.如权利要求53中所述的方法,进一步包括: 通过计算机网络接收与另一显示对象相关的图像数据;以及 将所述图像数据转换为与被选择可视化模式兼容的数据格式,以使得所述用户能以所述被选择可视化模式察看其他显示对象。57.如权利要求52中所述的方法,进一步包括: 基于所述被选择可视化模式,选择性地允许来自外界环境的光线的透射,以使得所述用户可察看所述现实物理对象。58.一种方法,包括: 通过头戴式用户显示设备的透镜,选择性地允许来自外界环境的光线的透射,其中所述头戴式用户显示设备被配置用于显示彻底的虚拟对象、彻底的物理对象或虚拟对象和物理对象的组合。59.如权利要求57中所述的方法,其中所述选择性的允许光线的透射是基于期望的可视化模式,其中所述期望的可视化模式为增强现实模式、虚拟现实模式、混合现实模式和增强和虚拟现实模式的组合中的一个。60.如权利要求57中所述的方法,进一步包括: 当所述头戴式用户设备被关闭时,允许来自所述外界环境的光线的完全透射,以使得所述用户仅察看所述彻底的物理对象。61.如权利要求57中所述的方法,进一步包括: 投影与具有特定形状的至少一个显示对象相关的光束至所述用户的眼中;并且基于所述至少一个显示对象的特定形状,选择性地允许来自所述外界环境的光线的透射,以使得所述用户察看所述显示对象连同所述外界环境中的物理对象。62.如权利要求57中所述的方法,进一步包括: 阻止来自所述外界环境的光线的透射,以使得所述用户仅察看所述彻底的虚拟对象。63.一种使两个或更多用户能在包括虚拟世界数据的虚拟世界中交互的方法,包括: 通过在第一位置的第一用户,为访问所述虚拟世界的第一用户创建远程形象; 在现实地理位置放置第一用户的远程形象,以使得第一用户可通过在第一位置的第一用户设备体验所述现实地理位置;以及 通过放置在所述现实地理位置的所述远程形象与通过在所述现实物理位置的第二用户设备访问虚拟世界的第二用户交互。64.如权利要求62中所述的方法,其中第一位置不同于所述现实地理位置。65.如权利要求62中所述的方法,其中第一位置实质上与所述现实地理位置相同。66.如权利要求62中所述的方法,其中所述远程形象与在所述现实地理位置的物理对象具有预先确定的关系。67.如权利要求62中所述的方法,其中所述远程形象响应于在所述现实地理位置的环境提示。68.如权利要求62中所述的方法,其中所述远程形象的运动由第一用户控制。69.如权利要求62中所述的方法,其中所述远程形象可与在所述现实地理位置的第二用户交互。70.—种方法,包括: 通过头戴式用户设备,捕捉所述用户眼睛中的每一个眼睛的视野图像; 在被捕捉的视野图像中提取点集; 将被提取点集与特定对象相关联;以及 基于与所述特定对象相关联的点集,识别不同的对象。71.一种使两个或更多用户能在包括虚拟世界数据的虚拟世界中交互的系统,包括: 包括一个或多个计算设备的计算机网络,所述一个或多个计算设备包括存储器、处理电路和至少存储在所述存储器的一部分中并可由所述处理电路执行以处理所述虚拟世界数据的至少一部分的软件; 其中所述虚拟世界数据的至少第一部分源自第一用户本地的第一用户虚拟世界,并且其中所述计算机网络可操作以传送所述第一部分至用户设备以用于向第二用户展示,以使得第二用户可从第二用户的位置体验所述第一部分,使得第一用户虚拟世界的多个方面被有效地传至第二用户。72.如权利要求70中所述的系统,其中第一和第二用户位于不同的物理位置。73.如权利要求70中所述的系统,其中第一和第二用户位于实质上相同的物理位置。74.如权利要求70中所述的系统,其中所述虚拟世界的至少一部分响应于所述虚拟世界数据中的变化而变化。75.如权利要求70中所述的系统,其中所述虚拟世界的至少一部分响应于由所述用户设备感知的物理对象而变化。76.如权利要求74中所述的系统,其中虚拟世界数据中的所述变化表现了与所述物理对象具有预先确定的关系的虚拟对象。77.如权利要求75中所述的系统,其中根据所述预先确定的关系,虚拟世界数据中的所述变化被呈现至第二用户设备以用于向第二用户展示。78.如权利要求70中所述的系统,其中所述虚拟世界可操作以被所述计算机服务器或用户设备中的至少一个所渲染。79.如权利要求70中所述的系统,其中以二维的形式呈现所述虚拟世界。80.如权利要求70中所述的系统,其中以三维的形式呈现所述虚拟世界。81.如权利要求70中所述的系统,其中所述用户设备可操作来提供使用户和处于增强现实模式中的所述虚拟世界之间能够交互的接口。82.如权利要求70中所述的系统,其中所述用户设备可操作来提供使用户和处于虚拟现实模式中的所述虚拟世界之间能够交互的接口。83.如权利要求80中所述的系统,其中所述用户设备可操作来提供使用户和处于增强和虚拟现实的组合模式中的所述虚拟世界之间能够交互的接口。84.如权利要求70中所述的系统,其中所述虚拟世界数据在数据网络上被传送。85.如权利要求70中所述的系统,其中所述计算机网络可操作以从用户设备接收所述虚拟世界数据的至少一部分。86.如权利要求70中所述的系统,其中被传送至所述用户设备的所述虚拟世界数据的至少一部分包括用于生成所述虚拟世界的至少一部分的指令。87.如权利要求70中所述的系统,其中所述虚拟世界数据的至少一部分被传送至网关以用于处理或分发中的至少一个。88.如权利要求86中所述的系统,其中所述一个或多个计算机服务器中的至少一个可操作以处理由所述网关分发的虚拟世界数据。
【专利摘要】一个实施例针对使两个或更多用户能在包括虚拟世界数据的虚拟世界中交互的系统,该系统包括计算机网络,所述计算机网络包括一个或多个计算设备,所述一个或多个计算设备包括存储器、处理电路和至少存储于所述存储器的一部分上并可由所述处理电路执行以处理所述虚拟世界数据的至少一部分的软件;其中所述虚拟世界数据的至少第一部分源自第一用户本地的第一虚拟世界,并且其中所述计算机网络可操作以传送第一部分至用户设备以用于向第二用户展示,以使得第二用户可从第二用户的位置体验第一部分,以使得第一用户虚拟世界的多个方面可被有效地传至第二用户。
【IPC分类】A61B3/10
【公开号】CN105188516
【申请号】CN201480026513
【发明人】S·A·米勒, R·阿伯维茨
【申请人】奇跃公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2014年3月11日
【公告号】CA2905427A1, EP2967322A1, US20140306866, US20150234462, US20150234463, US20150235429, US20150235433, US20150235434, US20150235435, US20150235610, WO2014164901A1
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