用于生成动态用户界面效果的方法和系统与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年10月30日提交的美国临时专利申请no.62/248,485的优先权，其全部公开内容用过引用并入本文。

本公开总体上涉及用于生成用户界面效果的方法和系统，并且更特别地，涉及用于基于真实世界照明条件动态地生成用户界面效果的方法和系统。

背景技术：

用户界面显示信息并提供图像以便于来自用户的输入以发送数据或启动某些动作。设计者尝试以创建与用户的直观交互的方式显示用户界面。在一些情况下，设计者已尝试并入光学效果以向用户提供结构、顺序和视觉层次。在一些情况下，用户界面设计已尝试并入被设计成在二维中模拟三维对象的效果。

例如，通过限定固定角度和固定不透明度(opacity)以模拟阴影而在用户界面上生成投影。例如，设计者可能指定阴影以在模拟按钮下方的90°角度20％不透明，并且在y轴上以2个像素偏置。然而，这些值是硬编码的并且输出为待包含在用户界面中的静态图像资产。图像资产的静态性质阻止了界面元素对改变着的光条件和/或定向动态地做出反应。

所公开的方法和系统可以指向于减轻或克服现有技术中的上面阐述的问题和/或其他问题中的一个或多个。

技术实现要素：

本公开的一个方面指向于一种用于生成动态用户界面效果的方法。方法可以包括接收指示出用户界面的位置的定位数据和接收指示出用户界面的定向的定向数据。方法还可以包括基于定位数据和定向数据来确定光源相对于用户界面的位置，和基于光源的位置动态地修改用户界面上的图像。

本公开的另一方面指向于一种用于生成动态用户界面效果的系统。系统可以包括配置成接收指示出用户界面的位置的定位数据和指示出用户界面的定向的定向数据的接口。系统还可以包括配置成基于定位数据和定向数据来确定光源相对于用户界面的位置和基于光源的位置动态地修改用户界面上的图像的处理单元。

本公开的又一方面指向于一种车辆。车辆可以包括用户界面和系统。系统可以包括配置成接收指示出用户界面的位置的定位数据和指示出用户界面的定向的定向数据的接口。系统还可以包括配置成基于定位数据和定向数据来确定光源相对于用户界面的位置和基于光源的相对位置动态地修改用户界面上的图像的处理单元。

附图说明

图1是根据示例性实施例的示例性用户界面的图解举例说明。

图2是可以容纳根据示例性实施例的图1的示例性用户界面的示例性车辆的内部的示例性实施例的图解举例说明。

图3是可以与根据示例性实施例的图2的示例性车辆一起使用的示例性系统的方块图。

图4是举例说明了可以由根据示例性实施例的图3的示例性系统执行的示例性方法的流程图。

具体实施方式

该公开总体上指向于配置成基于改变着的现实世界条件来动态地调整用户界面上的视觉效果的方法和系统。在一些实施例中，该公开指向于估计用户界面的地理位置和定向并确定光源(例如，太阳或月亮)的相对位置和强度。本文使用的光源的强度是指由光源发射、反射或以其他方式提供的光的强度。该公开可以应用于许多不同的应用，诸如移动着的车辆中的用户界面。

图1是用户界面10的图解举例说明。用户界面10可以配置成接收来自用户的输入并发送数据。例如，用户界面10可以包括诸如lcd、led、等离子体显示器或任何其他类型的显示器等的显示器，并且提供呈现在显示器上的用于用户输入和数据显示的图形用户界面(gui)。显示器可以包括若干不同类型的材料，诸如塑料或玻璃，并且可以是触敏的以接收来自用户的命令。例如，显示器可以包括诸如gorillaglass^tm等的基本上刚性或诸如willowglass^tm等的基本上柔韧的触敏材料。用户界面10可以被包括在车辆、智能电话、平板电脑和/或诸如智能手表或智能眼镜等的可穿戴技术中。

如图1所举例说明的，示例性用户界面10可以包括配置成描绘了背景12的像素阵列，若干特征14显示在该背景上。例如，在一些实施例中，用户界面10可以包括若干图标16，其可以向用户提供对于若干程序的快捷方式，诸如主页图标、电话图标、电子邮件图标和网络图标。当选择例如电话图标时，窗口18可以打开，其提供了键盘20和可以例如允许蜂窝网络的操作的数据域(datafield)。图标16和键盘20可以通过按压显示器的相应部分来致动。当选择网络图标时，用户界面10可以提供对web浏览器的访问。用户界面10还可以包括模拟旋钮24，其可以通过用户的旋转运动来致动。用户界面10还可以包括模拟滑块开关26，其可以被沿着显示器上描绘的槽28拖动。用户界面10可以包括其他数据域以接收例如来自进来的电话呼叫的的数据。用户界面10可以限定笛卡尔坐标，例如x坐标、y坐标和z坐标。

如图1所举例说明的，用户界面10的特征14可以具有各种各样的不同形状和大小，以便改进区分和/或操作的容易性。特征14可以具有在用户界面10的平面上描绘出的沿着x/y坐标的图像形状和大小。例如，模拟旋钮24可以表现为大的圆形形状以促进由用户的手指进行的旋转。另一方面，图标16可以形成相对较小和方形的形状，因为图标16涉及激活或去激活程序而不是调整诸如音量等的可调特征。为了增强图标的三维特征的模拟，特征14还可以配置成具有远离背景12在z轴上延伸的表观高度。

特征14的表观高度可以用设计特征来描绘，诸如修改特征14上和/或周围的图像的对比度。例如，如果特征14被设计为具有在z平面中延伸的弓形表面，则特征14的周边的至少一部分可以设置有描影的梯度以模拟在周边之前撞击表面的升高部分的表观光源。取决于其形状，特征14还可以将阴影30投射到用户界面10的其他组成部分上，诸如背景12和/或邻近特征14的邻接部分上。阴影30可以由特征14的相对大小来确定。例如，在x轴、y轴和z轴中的至少一个上具有较大尺寸(或者升高的尺寸)的特征14可以产生较大的阴影30。取决于阴影30的大小，较大特征14可以阻挡来自较小特征14的表观光源。还可以设想的是，特征14的大小可以改变以便强调用户界面10的多个方面。例如，当用户界面10接收进来的电话呼叫时，具有有关电话呼叫的数据的数据域22可以沿着z轴放大或被抬升以变得更加突出，与其他特征14相比投射较大的阴影30。

还可以基于表观光源的位置和/或强度来模拟从特征14延伸的阴影30。在一些实施例中，阴影30的角度可以基于表观光源相对于用户界面10的x轴、y轴和z轴的角度来计算。例如，阴影30可以根据从表观光源延伸到特征14的边缘的切线并使该线进一步延伸以与背景12和/或邻接特征14的x/y平面交叉来模拟。然后可以通过背景12和/或邻接特征14的交叉点的累积来模拟阴影30的轮廓。因此，可以基于表观光源的角度和特征14的尺寸用几何学计算出阴影30的像素的数量。例如，表观光源的较小角度(例如，较小的z轴坐标)和特征14的较大大小可以增加模拟阴影30中的像素的数量。

还可以基于表观光源的强度来模拟阴影30的图像，使得增加的强度可以创建较暗且更多限定的阴影30。例如，具有低强度的表观光源可以生成具有约20％的不透明度的阴影30，而具有较高强度的表观光源可以生成具有约80％的不透明度的阴影30。表观光源的强度与阴影30的不透明度的关系可以通过例如查找表来确定。此外，各特征14可以取决于表观光源的位置而提供不同的阴影30。例如，如果表观光源沿着x轴在第一和第二特征14之间位于用户界面10的顶上，则关于第一和第二特征14的阴影30可以沿着x轴在相反方向上延伸。在一些实施例中，表观光源可以设计成模拟真实世界照明条件。

图2是示例性车辆50的示例性实施例。车辆50可以具有任何车身造型，诸如跑车、双门轿跑车、轿车、皮卡卡车、旅行车、运动型多用途车(suv)、小型货车或改型厢式货车(conversionvan)。车辆50可以是电动车辆、燃料电池车辆、混合动力车辆或传统的内燃机车辆。车辆50可以配置成由占据车辆50的驾驶员操作、被远程控制和/或自主的。车辆50可以经受相对于地平线以仰角α和相对于方位方向(例如，正北)以方位角β(未示出)发射光的光源(例如，太阳或月亮)80。如图2中进一步举例说明的，车辆50可以具有方向盘54可从其上突出的仪表板52，和用户界面10。车辆50还可以包括若干传感器，诸如加速度计58、陀螺仪60、气压计64和光传感器66。

加速度计58可以配置成确定用户界面10的静态加速度(例如，重力)和/或动态加速度(例如，突然起动/停止)。例如，如果用户界面10是静止的，则加速度计58可以配置成通过感测重力来感测与用户界面10的定向相关的定向数据。在一些实施例中，加速度计58可以包括配置成测量质量相对于参考点的加速度的传感器。传感器可以包括配置成将由质量的运动生成的机械力转换为指示出用户界面10的加速度的电信号的压电、压阻和/或电容元件。

陀螺仪60可以配置成确定用户界面10相对于x轴、y轴和z轴的角速度。在一些实施例中，陀螺仪60可以包括随着用户界面10的定向和角速度改变而径向偏移的偏心质量。传感器可以包括配置成将来自质量的运动的机械力转换为指示出用户界面10的角速度的电信号的压电、压阻和/或电容元件。在一些实施例中，加速度计58和陀螺仪60可以定位在同一电路板上。例如，加速度计58和陀螺仪60可以定位在用户界面10和/或车辆50的车载计算机的电路中。加速度计58的信号和陀螺仪60的信号可以组合使用以提高定向数据的准确度和细节。例如，电路可以包括接收加速度计58的信号和陀螺仪的信号两者以生成指示出定向数据的信号的滤波器。

罗盘62可以附加地或替代地用来根据至少一个轴确定用户界面10的定向。例如，罗盘62可以包括与行星磁场相互作用以检测方位方向并确定指示出用户界面10的x轴、y轴和z轴的相对定向的定向数据的磁体。罗盘62还可以配置成根据定向数据生成信号。

气压计64可以配置成测量用户界面10的本地空气压力。在一些实施例中，气压计64可以包括膨胀(当压力下降的时候)或收缩(当压力上升的时候)并生成指示出用户界面10的本地空气压力的相应电信号的压电、压阻和/或电容元件。然后可以基于由气压计64测得的空气压力根据查找表和/或计算来确定用户界面10的海拔高度。气压计64可以定位在相对于用户界面10的任何位置。气压计64可以定位在车辆50的外部表面上(例如，在发动机罩或车顶上)或车辆50的内部(例如，在用户界面10的壳体中)。

光传感器66可以包括配置成测量从光源80接收的光的若干不同的机构。在一些实施例中，光传感器66可以包括光电池、光电晶体管、光伏电池、发光二极管(led)和/或有源像素传感器(aps)中的一个或多个。例如，光传感器66可以包括由包含像素传感器阵列的集成电路构成的aps。来自光传感器66的光可以生成横跨aps的电压，该电压可以被测量以确定光源80的强度。传感器阵列还可以配置成检测光源80相对于传感器阵列的角度。光传感器66还可以配置成生成指示出光源80相对于用户界面10的强度和/或角度的电信号。光传感器66可以定位在外部表面上，诸如在车辆50的发动机罩或车顶上。光传感器66可以有利地配置成确定光源80中的瞬时变化，诸如当光源80从相对阻碍的位置(例如，云后)移动到相对无碍的位置时，反之亦然。此外，由于光源64的准确度可能由于其他阻碍物(例如，污垢、灰尘和/或油漆)而受损，所以由光传感器66生成的信号可以相对于记录的气象数据来调整(例如，归一化)。

图3提供了可以依照控制用户界面10的操作的方法使用的示例性系统51的块图。如图3所举例说明的，系统51可以包括除其他外具有i/o接口102、处理单元104、存储单元106和存储器模块108的控制器100。控制器100的组成部件中的一个或多个可以安装在用户界面10中和/或在车辆50的车载计算机中。这些单元可以配置成在彼此之间或之中传输数据和发出或接收指令。

i/o接口102可以配置用于控制器100与系统51的诸如用户界面10、加速度计58、陀螺仪60、罗盘62、气压计64和/或光传感器66等的各种组成部件之间的双向通信。i/o接口102还可以配置成向卫星110和气象站112发出操作信号以及从卫星110和气象站112接收操作信号。i/o接口102可以经由通信电缆、无线网络或其他通信介质在装置中的每一个之间发出和接收数据。例如，卫星110和气象站112可以配置成经由网络70向i/o接口102发出和接收信号。网络70可以是可允许发送和接收数据的任何类型的有线或无线网络。例如，网络70可以包括无线电波、全国性蜂窝网络、本地无线网络(例如，蓝牙^tm或wifi)和/或有线网络。处理单元104可以配置成接收信号并处理信号以确定真实世界照明条件。处理单元104还可以配置成经由i/o接口102生成和发送命令信号，以便致动通信中的装置。

在一些实施例中，处理单元104可以配置成确定用户界面10的地理定位。例如，处理单元104可以配置成锁定到多个卫星110上，以便例如利用全球定位系统(gps)对当前的纬度、经度和/或海拔高度作三角测量。处理单元104还可以配置成将所确定的定位与可能影响用户界面10和/或车辆50的照明的自然和人造结构的位置进行比较。例如，处理单元104可以配置成确定用户界面10相对于升高的区域(例如，山)、隧道、大型建筑物和景观(例如，树木)的定位。在一些实施例中，处理单元104可以附加地或替代地配置成基于由气压计64生成的信号来确定用户界面10的海拔高度。气压计64可以根据本地空气压力测量来提供关于用户界面10的海拔高度的更准确的数据。

处理单元104还可以配置成确定有关用户界面10的x轴、y轴和z轴的例如相对于方位方向的定向的定向数据。在一些实施例中，处理单元104可以配置成基于gps数据来确定定向。例如，当用户界面50以速率移动时，处理单元104可以配置成分析用户界面10的当前和前一位置以确定用户界面10的当前定向数据。然而，从gps数据提取的定向数据可能不准确，尤其是在低速率下；因此处理单元104可以配置成附加地或替代地凭借由诸如加速度计58、陀螺仪60和/或罗盘62等的本地传感器所生成的信号来确定定向数据。例如，处理单元104可以配置成使用本地传感器58、60、62中一个或更多以基于重力加速度和/或行星磁场来确定用户界面10的x轴、y轴和z轴的定向。

处理单元104可以配置成询问气象站112以确定本地大气条件。例如，处理单元104可以配置成从气象站112获取有关光源80的定位的数据，诸如仰角α和方位角β。处理单元104可以附加地或替代地配置成基于在存储单元106和/或存储器模块108中存储为查找表的太阳图表(solarcharts)和/或月球图表(lunarcharts)来确定光源80的位置。例如，处理单元104可以配置成基于太阳图表和/或月球图表根据特定日期、时间和/或地理定位来计算出光源80的确切定位。处理器104可以进一步配置成询问气象站112以确定诸如本地太阳强度等的其他本地大气条件和诸如云遮盖和/或空气质量(例如，污染)等的可降低太阳强度的条件。在某些情形中，处理单元104可以配置成基于诸如本地传感器等的其他机构来确定本地大气条件。例如，当确定了气象条件是“部分多云”使得接收到的光源80的强度可以瞬间改变时，处理单元104可以配置成基于由光传感器66生成的信号来确定瞬时光强度。

处理单元104可以配置成基于光源80的位置而动态地修改用户界面10上的图像。在一些实施例中，处理单元104可以配置成将光源80的仰角α和方位角β投影到用户界面10的x轴、y轴和z轴上。例如，处理单元104可以配置成用几何学转换光源80的仰角α和方位角β，以根据用户界面10的x轴、y轴和z轴来确定表观光源的位置。处理单元104可以配置成根据表观光源生成从至少一个特征14投影的阴影30的轮廓。例如，处理单元104可以配置成模拟从表观光源延伸到特征14的边缘的线，并使该模拟的线进一步延伸以与背景12和/或邻接特征14的x/y平面交叉。

处理单元104还可以配置成基于光源80的表观强度来确定阴影30的不透明度。例如，处理单元104可以配置成基于以下各项中的至少一个来确定光源80的强度：从气象站112获取的数据、由光传感器64生成的信号和/或基于例如一年中的某一时间、纬度、经度和/或海拔高度计算出的光源80的距离。基于所确定的光源80的强度，处理单元104可以配置成根据存储在存储单元106和/或存储器模块108中的查找表而使阴影30的不透明度相互关联。处理单元104然后可以配置成基于所确定的不透明度来提供阴影30的描影。

有时当光源80物理上位于用户界面10后面时，系统51可以执行若干不同的功能。在一些实施例中，处理单元104可以配置成在特征14的顶部上覆盖阴影30以提供光源80的真实效果。然而，在一些实施例中，处理单元104可以配置成将特征14后面的阴影30投影到背景12上，即使当光源80在背景12后面时，以便确保特征14的可见性。

存储单元106和/或存储器模块108可以配置成存储可由控制器100执行以执行系统11的功能的一个或多个计算机程序。例如，存储单元106和/或存储器模块108可以配置成存储配置成gps软件，该gps软件配置成基于与卫星110的通信来确定地理定位。存储单元106和/或存储器模块108还可以配置成存储由处理单元使用的数据和/或查找表。例如，存储单元106和/或存储器模块108可以配置成存储有关用户界面10上的特征14的大小和位置的数据。存储单元106和/或存储器模块108还可以配置成存储将光源80的强度与阴影30的不透明度相关联的查找表。

图4是举例说明了可由图3的示例性系统51执行的示例性过程1000的流程图。

在步骤1010中，系统51的一个或多个组成部件可以确定用户界面10的地理定位。例如，处理单元104可以执行gps软件以确定用户界面10的全球定位数据，例如，用户界面10可以在2015年10月31日太平洋标准时间下午4点50分当前位于北纬35.8334°西经120.2824°处。基于gps数据，处理单元104还可以确定用户界面10是在邻近大型建筑物的城市地区中。在一些实施例中，处理单元104可以确定可相对于用户界面10阻挡光源80的特定建筑物的位置和高度。在另一示例中，处理单元104可以配置成确定用户界面10何时被定位在光源80可以被阻挡的树林地区中，或者在光源80可以更直接的开阔地区中。处理单元104还可以配置成根据或者gps数据和/或气压计64来确定用户界面10被定位在例如海拔233英尺处。

在步骤1020中，系统51的一个或多个组成部件可以确定用户界面10的定向。在一些实施例中，处理单元104可以执行gps软件以确定用户界面10的定向数据。例如，用户界面10可以向东行进，使得用户界面的z轴当前相对于地平线以30°的角度指向西。处理单元104可以附加或替代地基于由加速度计58、陀螺仪60和罗盘62中的至少一个所生成的信号来确定定向数据。

在步骤1030中，系统51的一个或多个组成部件可以确定光源80的位置和强度。处理单元104还可以确定其他本地大气条件。例如，处理单元104可以询问气象站112以确定光源80的仰角α相对于地平线约为40°，并且方位角β相对于方位方向约为-30°。处理单元104还可以确定其为具有1370w/m²的太阳强度的全日照。处理单元104还可以确定其是城市地区，使得建筑物可以在用户界面10的预定位置处创建光源80的阻碍物。

在步骤1040中，系统51的一个或多个组成部件可以基于光源80的位置和强度来动态地修改用户界面10上的图像。在一些实施例中，处理单元104可以配置成将表观光源模拟到用户界面10上。例如，处理单元104可以根据用户界面10的x轴、y轴和z轴来确定表观光源的位置和强度。处理单元104可以用几何学转换光源80的仰角α和方位角β，以根据用户界面10的x轴、y轴和z轴来确定表观光源的位置。处理单元104可以模拟从光源80的方向到特征14的边缘的线，并确定模拟线与背景12和/或另一特征14的x/y平面交叉的点。处理单元104然后可以连接交叉点以创建阴影30的轮廓。处理单元104还可以根据所确定的1370w/m²的表观强度从查找表中检索阴影30的不透明度。处理单元104可以基于当光源80被相对阻挡时、例如当建筑物被定位在用户界面10与光源80之间时降低阴影30的不透明度。

该公开的另一方面指向于一种非暂时性计算机可读介质，其存储了当被执行时引起一个或多个处理器执行该公开的方法的指令。计算机可读介质可以包括易失性或非易失性、磁性、半导体、磁带、光学、可移动、不可移动或其他类型的计算机可读介质或计算机可读存储装置。例如，如所公开的，计算机可读介质可以是其上存储有计算机指令的存储单元或存储器模块。在一些实施例中，计算机可读介质可以是其上存储有计算机指令的光盘或闪存驱动器。

对于本领域技术人员显而易见的是，可以对所公开的系统和相关方法进行各种修改和变化。考虑到所公开的系统和相关方法的说明书和实践，其他实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。意在说明书和示例仅被认为是示例性的，其中真实的范围由以下权利要求及其等效内容指示出。