控制触觉设备的方法和设备的制造方法_4

文档序号:9816447阅读:来源:国知局
。如果否,则可以修改参数,并且该人可以自动地看到参数修改的结果。对应于冲洗的效果用标号442、444和446来标识。第一色彩或纹理与冲洗442相关联,不同于第一个的第二色彩或纹理与冲洗444相关联,并且不同于第一和第二个的第三色彩或纹理与冲洗446相关联。第一、第二和第三色彩或纹理的含义如下:
[0073]-用第一色彩或纹理标识的冲洗是将不被用户感觉到的冲洗,用于实现该冲洗的时间充足,并且与力反馈设备的位移相关联的参数允许力反馈设备的位移的速度小于动觉感知速度;
[0074]-用第二色彩或纹理标识的冲洗是将被用户感觉到、但是可以通过在冲洗期间修改与力反馈设备的位置相关联的参数和/或可以在围绕冲洗的触觉效果的一个或两个之前通过修改与力反馈设备的位移相关联的参数而被适配为不被用户感觉到的冲洗;
[0075]-用第三色彩或纹理标识的冲洗是无论如何都将被用户感觉到的冲洗,无论与冲洗期间和围绕冲洗的触觉效果期间的力反馈设备的位移相关联的参数的值如何。
[0076]控制冲洗的人将能够容易且快速地标识哪些冲洗被良好地参数化、哪些冲洗必须修改以不被用户感觉到以及哪些冲洗是不可能的。
[0077]图5以图解示出根据本发明的具体且非限制性的实施例的被配置用于控制运动模拟器I的设备5的硬件实施例。设备5还被配置用于创建一个或若干图像(例如,表示图形用户界面4的图像)的显示信号。设备5对应于例如个人计算机(PC)、膝上型电脑、平板、智能电话、游戏控制台或多媒体终端。
[0078]设备5包含以下元件,其通过还传输时钟信号的地址和数据总线55相互连接:
[0079]-微处理器51(或CPU),
[0080]-图形卡52,包含:
[0081 ] ?若干图形处理器单元(或GPU)520,
[0082]?图形随机存取存储器(GRAM)521,
[0083]-ROM(只读存储器)型的非易失性存储器56,
[0084]-随机存取存储器或RAM57,
[0085]-—个或若干1/0(输入/输出)设备54,诸如例如键盘、鼠标、网络相机,以及
[0086]-电源58。
[0087]设备5还包含直接连接到图形卡52的显示屏幕型的显示设备53,以显示在图形卡中例如实况地计算和合成的合成图像。使用专用总线将显示设备53连接至图形卡52提供如下优点:具有更大的数据传送比特率,并且因此降低显示由图形卡合成的图像的等待时间。根据变型,显示设备在设备5的外部,并且通过缆线或无线地连接到设备5,以便传送显示信号。设备5(例如图形卡52)包含用于传送或连接(未在图5中示出)的接口,其被适配为将显示信号传送给诸如例如LCD、等离子屏幕或视频投影仪这样的外部显示装置。
[0088]注意,在存储器521、56和57的描述中使用的词语“寄存器”指在所提及的每个存储器中的低容量的存储器区域(一些二进制数据)以及大容量的存储器区域(允许存储整个程序或者表示所计算的或要显示的数据的数据的全部或部分)。
[0089]当被接通时,微处理器51载入并执行包含在RAM57中的程序的指令。
[0090]随机存取存储器57尤其包含:
[0091]-在寄存器570中,负责接通设备5的微处理器51的操作程序,
[0092]-表示运动模拟器的力反馈设备的位移的参数571,例如用于每个效果/冲洗的设备的开始时间和开始位置、用于每个效果/冲洗的设备的结束时间和结束位置;
[0093]-表示用户的身体模型的参数572,例如形成身体的每个部分的体节和关节;
[0094]-表示图形用户界面的参数573。
[0095]实现特定于本发明并且在下面描述的方法的步骤的算法存储在与实现这些步骤的设备5相关联的图形卡52的存储器GRAM 521中。当被接通时,并且一旦表示力反馈设备的位移的参数571、表示身体模型的参数572以及表示GUI的参数573被加载到RAM 57,图形卡52的图形处理器520就将这些参数加载到GRAM 521中,并且例如使用HLSL(高级着色器语言)或GLSUOpenGL着色语言)以“着色器”型的微程序的形式来执行这些算法的指令。
[0096]随机存取存储器GRAM 521尤其包含:
[0097]-在寄存器5211中,表示⑶I的参数,
[0098]-在寄存器5212中,表示根据表示力反馈设备的位移的参数计算出的触觉效果和/或冲洗的参数;
[0099]-在寄存器5213中,表示用户感知或未感知运动的信息。
[0100]根据变型,表示位移的参数571和表示身体模型的参数572不被加载到GRAM521中,而是由CPU 51来处理。根据该变型,表示触觉效果和/或冲洗滤波器的参数以及表示用户感知或未感知运动的信息存储在RAM 57中而不是GRAM 521中。
[0101]根据另外的变型,电源58在设备5的外部。
[0102]图6例示根据本发明的非限制性的有利的实施例的在设备5中实现的控制运动模拟器I的方法。
[0103]在初始化步骤60期间,更新设备5的不同的参数。具体地,在任何方式初始化表示力反馈设备和/或生物力学模型的位移的参数。
[0104]然后,在步骤61期间,计算由引起移动的力反馈设备所刺激的身体的该部分的移动的速度值。该计算基于用于控制力反馈设备的位移的参数,例如位移结束时的力反馈设备的最终位置和/或在位移期间力反馈设备的位移的持续时间和/或加速度等。
[0105]有利地,通过使用用户的身体的生物力学模型或正在移动的身体的至少一部分的算法来确定速度值。生物力学模型对应于具有链接身体的肢体或部分的关节的用户的身体的简化表示,其允许通过考虑肢体和关节的移动中涉及的生物力学约束和限制,来合成由力反馈设备的位移引起的肢体或若干互连的肢体的移动。
[0106]然后,在步骤62期间,比较在步骤61时所确定的速度值与对应于动觉感知速度的阈值速度值。根据人类身体的生物力学约束来推知阈值速度值,阈值速度值取决于受力反馈设备的位移引起的移动影响的身体的该部分。有利地,仅考虑包含由力反馈设备刺激的身体的该部分的关节用于速度值与阈值速度值之间的比较。根据变型,除了关节之外,还考虑由力反馈设备的位移所刺激的身体部分。比较的结果使得能够确定身体的该部分的移动是否被用户感知,这意味着确定引起身体的该部分的移动的力反馈设备的位移是否被用户感知。实际上,如果在步骤61确定的速度值大于或等于阈值速度值,则力反馈设备的位移(以及身体的该部分的相关联的移动)被用户感知,因为速度值大于或等于身体的该部分(属于身体的该部分的关节和/或肢体)的感知速度。但是如果在步骤61确定的速度值小于阈值速度值,则力反馈设备的位移(以及身体的该部分的相关联的移动)不被用户感知,因为速度值小于身体的该部分(属于身体的该部分的关节和/或肢体)的感知速度。
[0107]然后,在步骤63期间,根据比较结果,如有必要,则控制并修改用于控制力反馈设备的位移的参数。如果根据比较,位移被确定为不被用户感知,而其应当被感知,则修改参数以放大位移以使用户感觉到位移。为此,例如,可以修改位移的最终位置以增加位移的幅度,或者增加位移的速度和/或加速度。如果根据比较,位移被确定为被用户感知,而其不应当被感知(例如,在冲洗的情况下),则修改参数以减小位移的幅度和/或速度和/或加速度,以使用户感觉不到位移。如果比较的结果与感知一致,则用户应当具有该位移,于是使参数(区域)不变。
[0108]有利地,针对每个力反馈设备和将经由包含力反馈设备的运动模拟器执行的每个触觉效果和/或冲洗,迭代步骤61、62和63。
[0109]自然,本发明不限于先前描述的实施例。
[0110]具体地,本发明不限于用于控制运动模拟器的方法,而是还扩展至实现该方法的任何设备,特别是包含至少一个CPU和/或至少一个GPU的任何设备。实现所述方法的步骤所需的计算的实现方式不限于着色器型微程序的实现方式,而是扩展至任何程序类型的实现方式,例如可以由CPU类型的微处理器执行的程序。
[0111]本发明还涉及用于执行冲洗和/或用于确定移动或位移是否被用户感知的方法(以及所配置的设备)。本发明还涉及用于产生触觉效果的方法和设备。
[0112]例如,在本文
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