[發(fā)明專利]一種立體交互方法及被操作設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110343596.1
• 申請(qǐng)日: 2011-11-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102426486A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋磊;劉寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳超多維光電子有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/033
• 分類號(hào): G06F3/033;G06F3/041
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 栗若木;顏濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及立體交互技術(shù)，尤其涉及一種結(jié)合3D顯示來(lái)表現(xiàn)的操作棒、立體交互方法以及被操作設(shè)備。

背景技術(shù)

目前的人機(jī)交互式系統(tǒng)的各種解決方案大都是基于2D顯示的基礎(chǔ)之上的，也就是說(shuō)，用戶操作所帶來(lái)的直接顯示效果是以2D來(lái)展現(xiàn)的。更進(jìn)一步，采用陰影，近大遠(yuǎn)小等透視效果來(lái)近似模擬一種立體的感覺(jué)。

隨著3D顯示技術(shù)的發(fā)展，這種基于2D的顯示界面將帶來(lái)一系列的不符合常理的操作結(jié)果。因?yàn)?D帶給操作者的直觀顯示效果是，所有的操作界面是凸出，或者，凹進(jìn)屏幕的。目前比較普遍的觸摸屏的手指或者操作筆都只能在屏幕上進(jìn)行二維的操作，對(duì)于真正的3D操作界面，浮在空中或者凹進(jìn)屏幕的界面，這種傳統(tǒng)的方式都會(huì)讓操作者感覺(jué)并沒(méi)有真正觸摸到實(shí)際的界面。

雖然目前的虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)中有利用數(shù)據(jù)手套等去對(duì)在空間中的物體進(jìn)行操作的技術(shù)。但是這種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，比如需要精度很高的數(shù)據(jù)手套，能夠?qū)φ麄€(gè)虛擬空間建模的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，有時(shí)候還需要特殊的顯示頭盔才能屏蔽實(shí)際環(huán)境對(duì)虛擬環(huán)境的干擾。相應(yīng)地，使用者使用不便，成本也相當(dāng)昂貴。因此在很多設(shè)備特別是移動(dòng)設(shè)備上并不適合使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可以結(jié)合立體顯示來(lái)模擬立體交互的立體交互方法和相應(yīng)的被操作設(shè)備。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種立體交互方法，用于在被操作設(shè)備上通過(guò)立體顯示模擬操作棒伸入感應(yīng)屏幕的操作，該立體交互方法包括：

檢測(cè)操作棒是否碰觸所述感應(yīng)屏幕；

操作棒碰觸所述感應(yīng)屏幕時(shí)，根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的操作棒縮進(jìn)部分的三維位置信息和操作棒與感應(yīng)屏幕的碰觸位置，計(jì)算出所述操作棒縮進(jìn)部分的虛擬三維位置；

根據(jù)操作棒縮進(jìn)部分的虛擬三維位置，實(shí)時(shí)繪制操作棒縮進(jìn)部分的圖像，并將繪制的該圖像顯示在所述感應(yīng)屏幕上。

較佳地，

所述根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的操作棒縮進(jìn)部分的三維位置信息計(jì)算出操作棒縮進(jìn)部分的虛擬三維位置，包括：

根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的操作棒頭部的縮進(jìn)長(zhǎng)度、操作棒的方位角及操作棒與感應(yīng)屏幕的碰觸位置，計(jì)算出操作棒縮進(jìn)部分上至少一點(diǎn)的虛擬三維位置，再結(jié)合操作棒與感應(yīng)屏幕的碰觸位置和操作棒可伸縮頭部的模型，計(jì)算出操作棒縮進(jìn)部分的虛擬三維位置。

較佳地，所述操作棒頭部的縮進(jìn)長(zhǎng)度是按以下方式實(shí)時(shí)獲取的：

根據(jù)所述操作棒發(fā)來(lái)的縮進(jìn)長(zhǎng)度的信息確定；或者

根據(jù)所述感應(yīng)屏幕上的壓力感應(yīng)裝置的檢測(cè)結(jié)果計(jì)算得到；或者

根據(jù)接收的該操作棒的三維位置和姿態(tài)的信息確定操作棒接觸部的深度和操作棒與感應(yīng)屏幕的夾角，然后計(jì)算得到所述操作棒頭部的縮進(jìn)長(zhǎng)度。

較佳地，

所述根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的操作棒縮進(jìn)部分的三維位置信息計(jì)算出操作棒縮進(jìn)部分的虛擬三維位置，包括：

根據(jù)實(shí)時(shí)接收的操作棒的三維位置信息，得到或計(jì)算出操作棒接觸部的三維位置，結(jié)合操作棒與感應(yīng)屏幕的碰觸位置和操作棒可伸縮頭部的模型，計(jì)算出操作棒縮進(jìn)部分的虛擬三維位置。

較佳地，

所述實(shí)時(shí)繪制的操作棒縮進(jìn)部分的圖像是立體圖像，該立體圖像是將設(shè)定或跟蹤得到的用戶觀看屏幕時(shí)左、右眼的三維位置作為左、右相機(jī)，將感應(yīng)屏幕作為零視差面，繪制出所述操作棒縮進(jìn)部分的左圖像和右圖像。

較佳地，

所述立體交互方法中使用的三維位置采用以感應(yīng)屏幕所在平面為參照系確定的相對(duì)坐標(biāo)來(lái)表示。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種立體交互系統(tǒng)中的被操作設(shè)備，包括感應(yīng)屏幕、通信裝置和圖像處理裝置，其特征在于，還包括交互控制裝置，其中：

所述感應(yīng)屏幕，用于顯示被操作單元的立體圖像；

所述通信裝置，用于實(shí)現(xiàn)交互控制裝置與操作棒之間的信息交互；

所述交互控制裝置包括：

位置確定單元，用于根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的操作棒縮進(jìn)部分的三維位置信息和操作棒與感應(yīng)屏幕的碰觸位置，計(jì)算出操作棒縮進(jìn)部分的虛擬三維位置；

實(shí)際碰觸檢測(cè)單元，用于在檢測(cè)到操作棒碰觸感應(yīng)屏幕時(shí)，激活圖像處理裝置中的圖像繪制單元，并將操作棒和感應(yīng)屏幕的碰觸位置通知位置確定單元；

所述圖像處理裝置包括：

圖像繪制單元，用于根據(jù)操作棒縮進(jìn)部分的虛擬三維位置，實(shí)時(shí)繪制操作棒縮進(jìn)部分的立體圖像，并將繪制的該立體圖像顯示在所述感應(yīng)屏幕上。

較佳地，