[發明專利]能夠建模虛擬對象的系統和方法

無效

• 申請號: 200580026347.2
• 申請日: 2005-07-21
• 公開（公告）號: CN101253466A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: M·希塞曼斯;G·J·德斯圖拉;R·E·F·范德芬
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G06F3/048
• 分類號: G06F3/048
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 程天正;王忠忠

技術領域

本發明涉及一種數據處理系統，其具有用于再現虛擬對象的顯示監視器和用于使用戶能夠與所再現的對象交互的觸摸屏。本發明另外還涉及用于能夠對在具有觸摸屏的顯示監視器上所再現的虛擬對象的形狀進行建模的方法和控制軟件。

背景技術

視頻游戲、圖形游戲和其它與計算機有關的娛樂軟件應用已經變得日益越來越普遍，并且當前甚至被用于移動電話。在多玩家游戲或者應用中，玩家使用動畫圖形表示(稱為化身)作為它們在虛擬環境中的代表。專用設備被銷售用于電子寵物玩具，例如Tamaguchi：飼養游戲，其中用戶必須照顧在顯示監視器上所再現的虛擬動物。

具有圖形創造物和對象的虛擬交互世界的創造是一種藝術形式，該藝術形式并不能夠使本身很好地由外行人士熟練地應用，更不用說兒童了。不過，使外行或者青少年能夠創造這種創造物和對象的軟件則會受到歡迎，原因在于所述軟件應用有助于使人控制電子世界的以前不能達到的方面。

在虛擬環境中以用戶友好和易懂的方式對對象進行建模在GregRoelofs的于2001年4月23日提交的專利序列號為09/840,796、題目為VIRTUAL?ELEPHANT?MODELING?BY?VOXEL-CLIPPINGSHADOW-CAST的美國專利申請公開US20020154113(代理人案卷號US?018150)中被論述，在此將其引入以供參考。該專利文獻公開了通過使用物理模型在不同方向上的位圖輪廓以從體素塊上切除體素來使物理對象的圖形模型成形為例如大象的形狀。這給出了一種直觀簡單工具，使用戶能夠創建物理對象的圖形表示以供在例如虛擬環境和在視頻游戲中使用。

Jennings等人提交的題目為SYSTEMS?AND?METHODS?OFTHREE-DIMENSIONAL?MODELING的美國專利公開2002/0089500(在此將其引入以供參考)公開了一種用于修改在計算機中所存儲的虛擬對象的系統和方法。所述系統和方法允許采用其他方式計算不方便的虛擬對象修改。虛擬對象被表示為體積表示。體積模型的一部分被轉換為一種替代表示。該替代表示可以是具有體積表示的不同維數的表示。例如通過用戶使用力反饋觸覺界面對替代表示施加刺激。計算該替代表示對刺激的響應。從替代表示的響應來確定虛擬對象形狀的變化。可以在任何時候為用戶顯示虛擬對象的表示。可以將力反饋響應提供給用戶。可以連續地施加多個刺激。在所述系統和方法中可以使用多個替代表示。

發明內容

作為上述公知的系統和方法的替代方案或者對上述系統和方法的附加，本發明提出一種能夠創建虛擬模型或者塑造虛擬模型的系統和方法。

為此，本發明提出一種數據處理系統，其具有用于再現虛擬對象的顯示監視器和用于使用戶與所再現的對象交互的觸摸屏。該系統可操作以使用戶能夠在對象的第一位置處修改對象的形狀。在觸摸屏上的第二位置處所記錄的壓力大小的控制下對該形狀進行修改，當在系統的操作應用中通過觸摸屏觀察時，所述第二位置基本上與第一位置相一致。

注意：上述Jennings文獻既沒有教導、也沒有建議使用觸摸屏，好像這觸摸屏本身就物理地表示對象的表面。在本發明中，由用戶通過用戶對觸摸屏上與所顯示的對象表面的特定部分相對應或者相一致的某一位置施加壓力，來手動地塑造對象。在Jennings中，輸入設備(諸如計算機鼠標、操縱桿或者觸摸屏)被用作等效替代品來與通過用戶交互軟件應用圖形表示的工具交互。通過以本發明的方式使用觸摸屏，借助于重定在顯示監視器上所再現的對象圖像的比例(放大或者縮小)可以簡單地實現對對象進行塑造的漸變。另外，因為觸摸屏物理表示所述對象，所以給用戶的反饋可以被僅僅局限于視覺反饋，就好像他/她正在對一大塊陶土制模一樣。例如在系統的操作模式中，只有當由觸摸屏所記錄的壓力增加時，對象的形狀才繼續被修改。降低相同位置處的壓力使形狀和它處于最大壓力值時的情況一樣。也即，形狀對由用戶所覺察的在對應于對象圖像和與對象圖像一致的位置處壓力的變化做出響應，這與在Jennings中所使用的用戶界面相比提供直接的且更直觀的用戶界面。

再現虛擬對象就好像相應的物理對象被置于是適當的照明條件下，可以增強視覺反饋。在用戶與虛擬對象交互期間作為結果的陰影和其變化于是類似于所感受到的陰影和變化，好像用戶正在現實中處理相應的物理對象一樣。在另一實施例中，當用戶的手靠近觸摸屏時，觸摸屏已經記錄了用戶的手，這樣就能夠在虛擬對象上產生手的假陰影，以增強視覺印象。