Hmd上的混合世界/身体锁定的hud的制作方法_4

文档序号:9650562阅读:来源:国知局
和/或其他媒体可从介质驱动器544启动或播放,以将附加功能提供给多 媒体控制台500。
[0075] 多媒体控制台500可通过简单地将该系统连接到电视机或其他显示器而作为独 立系统来操作。在该独立模式中,多媒体控制台500允许一个或多个用户与该系统交互、看 电影、或听音乐。然而,在通过网络接口 524或无线适配器548可用的宽带连接集成的情况 下,多媒体控制台500可进一步作为更大网络社区中的参与者来操作。另外,多媒体控制台 500可以通过无线适配器548与处理单元4通信。
[0076] 可选的输入设备(例如,控制器542(1)和542(2))由游戏应用和系统应用共享。 输入设备不是保留的资源,而是要在系统应用和游戏应用之间被切换以使其各自将具有设 备的焦点。应用管理器较佳地控制输入流的切换,而无需知晓游戏应用的知识,而驱动程序 维护有关焦点切换的状态信息。捕捉设备20可经由USB控制器526或其他接口来定义控 制台500的附加输入设备。在其他实施例中,中枢计算系统12可以使用其他硬件架构来实 现。没有一个硬件架构是必需的。
[0077] 图1中所示的头戴式显示设备2和处理单元4(有时统称为移动显示设备)与一 个中枢计算系统12(亦称中枢12)通信。在又一些实施例中,可以存在一个或两个或更多 移动显示设备与中枢12通信。移动显示设备中的每一个可如上述那样使用无线通信与中 枢通信。在这样的实施例中所构思的是,有用于移动显示设备的信息中的许多信息都将在 中枢处被计算和存储并且被传送给每个移动显示设备。例如,中枢将生成环境的模型并且 将该模型提供给与该中枢通信的所有移动显示设备。附加地,中枢可以跟踪移动显示设备 以及房间中的移动物体的位置和定向,并且然后将该信息传输给每个移动显示设备。
[0078] 在另一实施例中,系统可以包括多个中枢12,其中每个中枢都包括一个或多个移 动显示设备。中枢可彼此直接通信或经由因特网(或其他网络)通信。这样的一种实施例 在 2010 年 10 月 15 日提交的题为"FusingVirtualContentIntoRealContent"(将虚 拟内容融合到现实内容中)的Flaks等人的美国专利申请号12/905, 952中被公开。
[0079] 此外,在另外的实施例中,中枢12可以被完全省略。这样的实施例的一个优点是, 本系统的混合现实体验变为完全移动的,并且可以被用在室内和室外设定二者中。在这样 的一实施例中,下面的描述中由中枢12执行的所有功能都可以可替代地由处理单元4之 一、合作地工作的一些处理单元4、或者合作地工作的所有处理单元4来执行。在这样的一 实施例中,相应的移动显示设备2执行系统10的所有功能,包括生成和更新状态数据、场景 图、每个用户对场景图的视图、所有纹理和渲染信息、视频和音频数据、以及为了执行本文 所述的操作的其他信息。下文参考图9的流程图描述的实施例包括中枢12。然而,在每一 这样的实施例中,处理单元4中的一个或多个处理单元可替代地执行中枢12的所有所描述 的功能。
[0080] 可经头戴式显示设备2显示给用户的虚拟物体的一个示例是上述的混合HUD。诸 如图10中所示的HUD460之类的混合HUD可以是虚拟显示板,该虚拟显示板包括任何种类 的内容,诸如举例来说日期、时间、和/或头戴式显示设备2接收到的信号的信号强度。该 混合HUD460可以是显示给用户的虚拟屏幕,在该虚拟屏幕上内容可被呈现给用户。(以上 描述的)不透明滤光器114被用来遮盖混合HUD460后面(从用户的视点来看)的现实世 界物体和光,使得混合HUD460显现为用于查看内容的虚拟屏幕。
[0081] 显示在HUD460上的内容可以是各种各样的内容,包括诸如文本和图形之类的静 态内容,或诸如视频之类的动态内容。HUD460可进一步担当计算机监视器,使得内容可以 是电子邮件、网页、游戏或监视器上呈现的任何其他内容。中枢12上运行的软件应用可以 生成HUD460以及确定要在HUD460上显示的内容。如下所阐述的,HUD460可被放置在 相对于HUD460与之相关联的用户的预定位置处。在一些实施例中,HUD460的位置和大 小以及显示在HUD460上的内容的类型可以是用户通过姿势等可配置的。尽管HUD460在 上文已被描述为出现在虚拟显示板上的内容,但是可理解HUD460可以仅仅是显示在相对 于用户的预定位置处的内容而没有背景虚拟板。
[0082] 如背景部分中所述,存在与完全身体锁定的HUD或完全世界锁定的HUD相关联的 缺点。根据本技术的各方面,混合HUD460在未被看向时可以是身体锁定的且随用户移动, 但是可在被用户查看时切换到世界锁定的。现在参考图8-11,当未被查看时,混合HUD460 可位于相对于用户的头部的预定位置处。如图8和9中所示,在一些实施例中,该预定位置 可能在用户的正前方且抬高超出水平线。例如,HUD460可以是在用户前方2至5英尺且 位于用户头部所处水平面之上20°至40°。这些值是示例,在另外的实施例中,用户前方 的距离和/或超出水平线的角度可以落在这些范围之外。
[0083]如所述,当HUD460不被查看时,HUD460可保持身体锁定且对用户不可见(如图 8和9中虚线所指示的那样)。从而,当用户在混合现实环境内到处移动,沿X、y和/或z 轴平移时,HUD460可经历类似的平移。在该示例中,y轴是向下穿过用户的头部的轴,z轴 是从用户的面部直接向外的垂直于y轴的轴,而X轴可平行于用户的面部以及头戴式显示 设备2、垂直于X轴和y轴两者。
[0084] 在一些实施例中,HUD460可以是对用户的头部身体锁定的,使得当用户转动他的 或她的头部时,HUD460经历类似的水平旋转以保持在用户的前方且超出水平线。从而,在 图9的示例中,用户已经沿着箭头A的方向绕y轴从向前看转向向右看。在该实例中,HUD 460可沿箭头B的方向经历类似的旋转,保持离开用户相同的距离。
[0085]在一些实施例中,当用户绕图8和9中的y轴旋转他的或她的头部时,HUD460可 通过随着用户的头部移动来保持身体锁定。在一些实施例中,即使HUD460可能对于用户 头部关于X轴的移动不敏感,HUD460也可保持身体锁定(如该术语在本文中所使用的那 样)。从而,在一些示例中,当用户向上或向下点他的或她的头时,HUD460在其超出水平线 的位置中保持固定。这允许用户向上看并看到HUD460。
[0086] 即使HUD460可能对于用户头部关于z轴的移动不敏感,HUD460也可保持身体 锁定(如该术语在本文中所使用的那样)。从而,在一些示例中,当用户向左或向右倾斜他 的或她的头时,HUD460在其超出水平线的位置中保持固定。在用户的头部倾斜的情况下, 这允许用户查看HUD460,而无需HUD460从水平线旋转。
[0087] 从而,当用户在混合现实环境内到处移动时,HUD460可保持对用户身体锁定,随 着用户平移以及在用户向左或向右转动他的头部时随着用户旋转。如所述,HUD460可能 对用户向上或向下点他的头部、或向左或向右倾斜他的头部不敏感。然而,在另外的实施例 中,对于绕任何两个轴的旋转,HUD460可保持身体锁定,同时对于绕第三轴的旋转不敏感。
[0088] 从而,例如在图8中,当用户向左或向右转动他的头部时,HUD460可绕y轴旋转, 而当用户向左或向右倾斜他的头部时,HUD460可绕z轴旋转。对于绕X轴的头部旋转,HUD 460可保持固定,使得用户可向上看并看到HUD460。
[0089] 如所述,HUD460可被放置在除了超出水平线之外的位置处。在一个进一步的示 例中,HUD460可被放置在水平线上,但在向前看时向用户的F0V的左边或右边偏离。在这 样一种实施例中,当用户向上或向下点他的头部时,HUD460可绕X轴旋转,而当用户向左 或向右倾斜他的头部时,HUD460可绕z轴旋转(或保持固定)。对于绕y轴的头部旋转, HUD460可保持固定,使得用户可向左或向右看并看到HUD460。HUD460可被放置在其他 位置,以便在用户向前看时不可见。
[0090] 在另外的实施例中,考虑了HUD460可以是身体锁定的,以便在用户绕全部三个 x、y和z轴旋转他的头部时随着用户移动。在这样一种实施例中,HUD460在对于用户是身 体锁定时可保持在头戴式显示设备2的F0V之外,而不管用户看向哪里。然而,在这样的实 施例中,某一位置可被预定义为HUD460的访问位置。例如,该预定义位置可以是用户的前 方且超出水平线,但是在另外的实施例中,它也可以位于其他预定义位置处。当用户看向预 定义访问位置时,HUD460可能移至该预定义访问位置(或某一其他预定义位置)并从身 体锁定改变成世界锁定。
[0091] 现在参考图10和11,HUD460可如上所述那样保持身体锁定直到用户例如通过看 向HUD460所位于的位置达预定时间段而关注HUD460为止。该预定时间段(例如可以是 1至3秒)防止系统在用户在HUD460的方向中看但不打算访问HUD460时显示HUD460。 然而,可理解在另外的实施例中该预定时间段可被忽略,使得无论何时用户在HUD460的 方向中看时,HUD460都被显示。在预定时间段是内置的情况下,在另外的实施例中,该预 定时间段可以是少于1秒或大于3秒。
[0092] -旦用户以预定的时间变化率(在一些实施例中具有预定的一段时间)在HUD 460的方向中看,HUD460就可从身体锁定切换到世界锁定。一旦是世界锁定的,除了能够 如图10所示那样查看HUD460的内容之外,用户可如图11中举例所示那样绕HUD460移 动。用户可移动离开或接近HUD460和/或用户可绕HUD460移动来从不同的视角查看它。 以此方式,促进了HUD460的真实性幻觉以及三维性质。
[0093] 用户也可在HUD460处于用户的F0V中时与HUD460交互。例如用户可通过添加 新内容、改变现有内容或移除现有内容来与HUD460的内容交互。用户还可通过调整HUD 460的大小来交互。此外,用户可通过改变HUD460的世界锁定位置或通过改变HUD460的 身体锁定位置(对于HUD460返回至其身体锁定位置时的情形)来交互。
[0094] 如果用户把目光从HUD460移开达预定时间段,则HUD460可再次移回相对于用 户的身体锁定位置。该预定时间段(例如可以是1至3秒)防止系统在用户把目光从HUD 460移开但不打算移除HUD460时移除HUD460。然而,可理解在另外的实施例中该预定时 间段可被忽略,使得无论何时用户把目光从HUD460移开时,HUD460被移除。在预定时间 段是内置的情况下,在另外的实施例中,该预定时间段可以是少于1秒或大于3秒。
[0095] 如下文所阐述的,头戴式显示设备2可显示出现在头戴式显示设备2的F0V内的 所有虚拟物体。从而,在一些实施例中,无论HUD460何时处于该F0V内,HUD460都可保持 世界锁定并被显示。如果用户移动他的头部使得HUD460位于F0V之外达少于所述预定时 间段(在一些实施例中具有预定的一段时间),则HUD460可保持世界锁定并可在HUD460 再次
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