[發明專利]用于表面計算的基于物理學仿真的交互

有效

• 申請號: 200980133840.2
• 申請日: 2009-05-22
• 公開（公告）號: CN102132253A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: A·D·威爾遜;S·伊扎迪;A·加西亞-門多薩;D·柯克;O·希爾戈斯
• 申請（專利權）人: 微軟公司
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;G06F9/44;G06F15/16
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳斌

1.一種便于增強用于數據操縱的交互式表面技術的系統，包括：

表面檢測組件，所述表面檢測組件采用多觸摸表面技術來檢測表面輸入，所述檢測到的表面輸入實現與表面上的一部分顯示的數據的物理交互(102)；以及

物理學引擎，所述物理學引擎將牛頓物理學的一部分集成到與該部分所顯示數據的交互中，以便建模與該部分所顯示數據相關聯的至少一個量，所述量是力、質量、速度或摩擦中的至少一個(104)。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括呈現該部分所顯示數據的顯示器。

3.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述顯示器是監視器、電視機、液晶顯示器(LCD)、等離子、背投顯示器、前投顯示器、陰極射線管(CRT)監視器、平板、計算設備的顯示器、便攜式數字助理(PDA)屏幕、膝上型顯示器、計算機監視器、智能電話顯示器、蜂窩式設備屏幕、移動通信設備顯示器、或便攜式游戲設備顯示器中的至少一個。

4.如權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括為所述檢測到的表面輸入生成代理對象的代理對象組件，所述表面輸入被結合到物理學仿真中。

5.如權利要求4所述的系統，其特征在于，還包括利用多個代理對象建模所述表面輸入的輪廓形狀的粒子代理組件，所述多個代理對象的所述輪廓是粒子代理。

6.如權利要求5所述的系統，其特征在于，所述物理學引擎將與牛頓物理學的所述部分有關的物理學更新用于第一仿真幀和第二仿真幀之間的所述粒子代理。

7.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述物理學引擎使用所述物理學更新來制定碰撞力或摩擦力中的至少一個。

8.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述物理學引擎使用所述物理學更新來制定以下兩項中的至少一個：收集兩個或更多對象、或者堆積兩個或更多對象。

9.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述物理學引擎實現對軟體仿真、布體仿真，或流體仿真中的至少一個的支持。

10.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述物理學引擎施加與施加于對象的代理的數量成比例的一定量的摩擦力，所述摩擦力與觸摸的表面積相關。

11.如權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括流組件，所述流組件通過跟蹤第一幀和第二幀之間的運動來計算粒子代理的運動，所述粒子代理的所述運動獨立于所跟蹤的接觸信息。

12.如權利要求11所述的系統，其特征在于，所述流組件使用與光流有關的塊匹配來計算速度。

13.如權利要求12所述的系統，其特征在于，流組件通過比較每一個連續的邊緣圖像來計算與所述粒子代理有關的點的表面運動。

14.如權利要求12所述的系統，其特征在于，所述流組件通過對圖像點進行光線投射并將圖像點投射到由3D點和對象法線所形成的切面上來計算切向運動。

15.如權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括操縱器，所述操縱器提供操縱保真度、收集、對3維(3D)對象的操縱，或剛性仿真中的至少一個。

16.一種結合表面計算來促進仿真物理學的計算機實現的方法，包括：

檢測表面輸入(702，802)；

為所述表面輸入生成代理對象(704，804)；

標識所述表面輸入的輪廓(706，804)；

利用兩個或更多代理粒子對象來動態地建模所述代理對象的所述輪廓(706，804)；以及

在表面輸入檢測的第一幀和第二幀之間對于每一個代理粒子對象使用力、速度或摩擦中的至少一個(708，806)。

17.如權利要求16所述的方法，其特征在于，還包括提供軟體仿真、布體仿真，或流體仿真中的至少一個。

18.如權利要求16所述的方法，還包括：

施加與施加于對象的代理的數量成比例的一定量的摩擦力，所述摩擦力與觸摸的表面積相關；以及

感測被轉換成所述數量個代理上的力的表面類壓力。

19.如權利要求16所述的方法，其特征在于，還包括通過跟蹤第一幀和第二幀之間的運動來計算粒子代理的運動，所述粒子代理的所述運動獨立于所跟蹤的接觸信息。

20.一種便于增強用于數據操縱的交互式表面技術的計算機實現系統，包括：

用于實現多觸摸表面技術來檢測表面輸入的裝置，所述檢測到的表面輸入實現與表面上的一部分所顯示數據的物理交互(102，702，802)；以及

用于將牛頓物理學的一部分整合到與該部分所顯示數據的交互中以便建模與該部分所顯示數據相關的至少一個量的裝置，所述量是力、質量、速度或摩擦中的至少一個(104，708，806)；

用于為所述檢測到的表面輸入生成代理對象的裝置，所述表面輸入被結合到物理學仿真中(104，402，704，804)；

用于利用多個代理對象建模所述表面輸入的輪廓形狀的裝置，所述多個代理對象的所述輪廓是粒子代理(104，404，706，804)；以及

用于將與牛頓物理學的所述部分有關的物理學更新用于第一仿真幀和第二仿真幀之間的所述粒子代理的裝置(104，402，404，708，806)。