一种信息处理方法和电子设备的制造方法_3

文档序号:9667325阅读:来源:国知局
同样 在环境空间中存在。这里说的"放置"是电子设备的一种计算,即电子设备将特定对象基于 数字空间中的三维坐标,在数字空间中进行移动。举例来说,假设第一虚拟标识为图6a中 放置在桌面上的马克杯,特定对象为一三维的牛奶杯。电子设备将牛奶杯放置在桌面上,并 且置于马克杯的右边。为了在显示特定对象时,用户感觉到牛奶杯仿佛真实地被放置在马 克杯的右边,如图6b所示,根据用户的视点,计算牛奶杯应该被显示在显示屏的哪个位置 以及显示牛奶杯的哪部分。
[0110] 对于如何计算牛奶杯应该显示在显示屏上的什么位置,已经显示牛奶杯的哪部 分,下面计算原理进行介绍。请参考图7中,为了方便描述,我们将观察者的双眼看成一部 人眼摄像机,显示屏的显示平面为ABCD,图像采集单元的在K点进行图像采集,假设图像采 集单元的成像平面与显示屏的成像平面共面。通过至少一个参数信息获得的观察者的视 觉,也就是人眼位置为E点,A'B'C'D'为人眼成像平面。进一步,人眼坐标系为n%,图 像采集单元的三维物理坐标系为为了方便说明本申请的计算过程,在此仅以X(x, y,z)点为例来说明,但在具体实现过程中有若干个点,其余各点的处理方法类似。
[0111] 假设经过分析,获得用户人眼在三维物理坐标下的坐标为E(xe,ye,ze),显示屏显 示平面AB⑶的中心在三维物理坐标下的坐标为0(',yc],%)。假设观察者的视线朝向显 示屏的中心,那么人眼坐标系的z轴方向在三维物理坐标系下的向量表示为 rz=屈=)。假设显示屏的显示平面为ABCD垂直于地面,且以重力方 向为ye轴的方向,且ye轴在三维物理坐标系下的向量表示为&= (0,-1,0)。那么,根据右 手螺旋法则可以确定在三维物理坐标系下的向量表示为rx =ryXrz。为了保证彼此三 维物理坐标系的三个轴严格正交,因此需要对ry做如下修正,r'y =rzXrx。
[0112] 接下来,分别对rx,r'y,匕进行归一化操作,得到7
。又由于 在人眼坐标系下分别可以表示为ex= (l,0,0),ey= (0,l,0),ez= (0,0,1),那么 容易想到,假设我们经过一个旋转就能够从人眼坐标系旋转到三维物理坐标系平行的空间 中。那么有RA=ex,Rer2 =ey,Rer3 =ez,所以,可以得到三维物理坐标系到人眼坐标系旋 转的旋转矩阵Re = [re!re2re3] 1 = [relre2re3]。
[0113] 进一步,人眼E在人眼坐标系下的坐标为(0,0,0),旋转后再经过一个平移就能让 三维物理坐标系和人眼坐标系重合,也就是实现从三维物理坐标系变换到人眼坐标系,因 此可以得致丨:,从而计算得到三维物理坐标系到人眼坐标系的平移向量
」 为
人而根据Ιζ和%就可以获得人眼摄像机的外部参数为[Ιζtj= telre2re3 %]ο
[0114] 进一步,已知人眼摄像机的内部参数矩阵为Ae,X点在人眼成像平面A'B'C'D'的 所成的像为m点,可计算获得λ:
:公式1),其中假设m在人眼坐标 系下的坐标为m= (u,v,1),λi为X点到显示屏成像平面的垂直距离。
[0115] 假设X点与人眼E的连线与交屏幕成像平面于X点,则X点相当于在人眼当前 位置下X若成像与X点,那么用户就能够看到显示X点与虚像中的X点对应。类似地,可 以得到
公式2),λ2为χ点到人眼成像平面A'B'C'D'的垂 直距离。由于显示屏的显示平面为AB⑶的是z。= 0的平面,那么上述公式就可以简化成
C中,H就是
单应矩阵。
[0116] 最终,将公式⑴和公式⑵联立方程组就可以得至
式3)。λ=λ1;/λ2。可见,通过上述的对于预设算法的说明,当我们获 得点X在三维物理坐标系下的具体坐标值后,就可以获得X点在显示屏成像平面上的坐标, 那么像X点显示在计算出的位置上,用户就能以自己的视角看到显示的χ点和自己的虚像 是对应的。
[0117] 下面列举两个具体的例子来进行计算。
[0118] 在具体实现过程中,上述公式3的中的λ和X点的坐标,通过图像采集单 元是很容易获得的,假设X在三维物理坐标系下的坐标是(1,-2,3),λ=2,基于 至少一种图像获得的第一位置信息所构造的单应矩阵为

:那么根据公式3计算获彳
!卩χ' = 7. 5,y' = 8. 5〇
[0119]X在三维物理坐标系下的坐标是(10, _8,6),λ= 13,基于至少一种图像获 得的第一位置信息所构造的单应矩阵为
,那么根据公式3计算获得
[0120] 更多的例子就不再--赘述了。
[0121] 通过上述计算就能够得到数字空间中的特定对象,如图6b中的牛奶杯显示在显 示屏上时,每一个点的在显示屏上位置,从而确定了特定显示对象的显示位置。同时,计算 后一部分点被挡住了,所以被挡住的点不需要显示,而另一部分点可以从被挡住的状态变 为了没有被挡住的状态,那么这部分点需要显示出来,从而确定特定对象的显示方式。
[0122] 下面将列举两种步骤S106的实现方式,在具体实现过程中,包括但不限于以下两 种。
[0123]第一种:
[0124]步骤S106的实现过程,包括以下步骤:
[0125] (11)根据所述第一虚拟标识,调用与所述第一虚拟标识对应的K个第一显示对 象。
[0126] (12)在所述显示屏上显示所述K个第一显示对象,其中,当所述K个第一显示对象 显示在所述显示屏上时与所述虚像空间融为一体,以使得观察者观察通过所述显示屏的镜 面效果呈现的所述虚像空间时感觉到所述环境空间中存在M+K个真实物体。
[0127]具体来讲,在本申请的实施例中,当确定第一虚拟标识后,电子设备会调用与第一 虚拟标识对应的K个第一显示对象。K个第一显示对象可以为预先保存在电子设备的存储 空间中的,也可以是电子设备通过网络下载的,对此本申请不做限制。
[0128]具体来讲,特定对象可以为与第一虚拟标识相关的对象。举例来说,第一虚拟对 象为马克杯,那么特定对象就可以为牛奶杯、红酒杯等;第一虚拟对象为显示北京时间的挂 钟,特定对象就为可以为世界时间挂钟、秒表、倒计时器或闹钟等;第一虚拟对象为手机, 特定对象可以为平板电脑或智能手表等;第一虚拟对象为牙刷,特定对象可以为漱口水、牙 膏、洁面乳等,更多的例子这里就不在一一赘述了。
[0129]或者特定对象也可以为第一虚拟标识显示参数改变后的对象。例如当第一虚拟对 象为一件白色衬衣时,该白色衬衣的显示颜色参数为(255, 255, 254),电子设备改变第一虚 拟对象的颜色参数,进而特定对象假设就是颜色参数为(255,0,0)的红色衬衣。本申请所 属领域的普通技术人员可以根据实际需要来进行设置,本申请不做具体限制。
[0130]调用K个第一显示对象后,将K个第一显示对象置于数字空间中,并基于上文中算 法原理计算出K个显示对象的显示位置和显示方式,从而显示K个显示对象,以使观察者感 觉环境空间中有M+K个真实物体。
[0131]举例来说,假设观察者正在街上,通过本申请实施例中的电子设备的镜面显示屏 观察到,街角有一电脑店,如图8a所示。用户在显示屏上触控该电脑店的虚像所在的位置, 进而电子设备采集到第一位置。并根据第一位置和观察者的视点确定观察者点击的是电脑 店,即第一虚拟标识为电脑店。电子设备通过搜索调用与电脑店对应的一个第一显示对象, 具体为如图8b所示的广告幅。电子设备将广告幅置于该电脑店的墙壁上,并计算出广告幅 对应的显示位置和显示方式,最后在显示屏上显示广告横幅。从而使得用户感觉到一广告 横幅挂在自己身后的电脑店的墙壁上。
[0132]第二种:
[0133] 步骤S106的实现过程,包括以下步骤:
[0134] (21)基于所述第一虚拟标识确定所述第一虚拟标识上与所述延长线相交的第一 标识点;
[0135] (22)基于所述第一标识点控制所述显示屏显示所述第一标识点,以使得显示的所 述第一标识点在所述虚像空间中与所述第一虚拟标识对应的第一虚像贴合。
[0136] 具体来讲,其中,第一虚像为第一虚拟标识对应的真实物体的虚像。在步骤S105 中,确定出第一虚拟标识在延长线上,并且延长线与第一虚拟标识交于第一虚拟标识中的 第一标识点,如图4中的点P。因此,步骤(21)中,电子设备根据延长线和第一虚拟标识相 交的点从而确定第一标识点。
[0137] 进一步,在确定第一标识点后,为了使用户能够观察到第一标识点,以便用户确定 自己产生的第一位置是否正确,根据上文中的算法和图7,确定第一标识点在显示屏上对应 的显示位置,进而将第一标识点显示在显示屏上。
[0138] 进一步,在第二种实施方式中,步骤S102具体包括:
[0139] 通过所述第二采集器件采集所述操作体输出的皆不相同的多个第二位置。
[0140] 进而,步骤S103具体包括:
[0141] 确定所述多个第二位置中的每一个第二位置与所述标定点的第二线段的延长线 在所述第一虚拟标识上对应的第二标识点,其中所述每一个第二位置对应的第二标识点皆 不同。
[0142] 具体来讲,第一位置可以包括多个第二位置,例如观察者在显示屏上触控画出一 条线段,那么这段线段上的每一个点都有一个对应的第二位置。
[0143] 接着,确定每一个第二位置在第一虚拟标识中一一对应的第二标识点。由于多个 第二位置是不同的,因此,所对应的多个第二标识点也皆不相同。
[0144] 其中,确定多个第二标识点的方法有两种,第一种和确定第一标识点的方法类似, 即确定用户视点和第二位置之间的延长线在第一虚拟标识上的交点。这里就不再重复赘述 了。
[0145] 第二种确定多个第二标识点的方法,请参考图9。假设用户在显示屏上画了一条线 段AB,线段AB上每一个点都对应一个第二位置,且点A为线段起点,点B为线段终点。首 先,电子设备作点A和视点之间的第二线段,并确定第一线段的延长线与第一虚拟标识m' 交于点A'。接着,做第一虚拟标识m'表面关于点A'的切平面。进一步,作线段AB上的每 一个第二位置与视点的第二线段,并作每一条第二线段的延长线。每一条延长线与切平面 的交点,就是对应的第二标识点。
[0146] 最后,根据上文中的算法和图7,计算每一个第二标识点的显示位置和显示方式, 在显示屏上显示多个第二标识点。
[0147] 举例来说,假设用户通过显示屏看到自己的面部,如图10a,显示屏具备触控功能。 用户在自己的虚像中嘴唇和鼻子之
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