[發明專利]前庭錨定

在審

• 申請號: 201880025736.0
• 申請日: 2018-04-06
• 公開（公告）號: CN110520200A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: M·L·布朗德
• 申請（專利權）人: 微軟技術許可有限責任公司
• 主分類號: A63F13/5255
• 分類號: A63F13/5255;A63F13/25;A63F13/211;A63F13/212
• 代理公司: 11256 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 董莘<國際申請>=PCT/US2018/

用于呈現虛擬現實圖像的方法和設備可以包括從跟蹤用戶頭部的位置和取向的位置跟蹤系統接收頭部運動信息，以及接收獨立于頭部運動信息的虛擬運動信息以用于虛擬現實模擬。方法和設備可以包括基于虛擬運動信息和頭部運動信息來生成虛擬現實模擬的第一場景。方法和設備還可以包括基于頭部運動信息來生成視覺線索集合，以及對包括視覺線索集合和虛擬現實模擬的第一場景的幀進行渲染。方法和設備可以包括發送虛擬現實模擬的幀以用于在顯示設備上呈現。

技術領域

本公開涉及計算機圖形系統，并且更具體地涉及在顯示器上呈現圖像。

背景技術

近年來已發展的計算設備的一個領域是游戲設備和虛擬現實(VR)設備，這些設備使用圖形處理單元(GPU)，以基于從計算設備接收的渲染指令將圖形從計算設備渲染到顯示設備。在游戲設備中，可以基于用戶輸入(例如，外部控制器的移動以引起場景取向的移動，將項目引入場景等)來對顯示設備上產生的場景進行定向或修改。類似地，在VR設備中，可以基于用戶輸入來對顯示設備上產生的場景進行定向或修改，其中輸入可以包括檢測用戶頭部的移動(例如，所檢測的VR設備(例如，頭戴式顯示器(HMD))的移動)。

VR應用中的常見問題是建立可能促進暈動病(也稱為模擬病)的狀況。個人可能在虛擬現實環境中容易患暈動病，因為他們對世界的外部視圖被移除，并且被受到物理運動影響但不完全被物理運動控制的模擬視圖完全取代。當模擬視圖偏離大腦基于其他感官(最明顯的是前庭系統)刺激所期望的視圖時，可能導致患病。因此，當通過眼睛和內耳發送到大腦的信號存在差異時，用戶可能在使用VR設備時具有不舒服的體驗。例如，當用戶正在觀看包括運動的VR場景但是用戶物理上沒有移動時，發送到大腦的運動相關信號的差異可能導致用戶感到不適、惡心、疲勞、出汗、眩暈或其他暈動病效應。一旦開始，暈動病效應通常會持續甚至惡化，直到視覺輸入和來自內耳的信號之間的不一致得到解決。

通過將跟蹤頭部運動的準確性最大化、將預測未來運動的準確性最大化以及將頭部姿勢的計算和對應于姿勢的虛擬場景的顯示之間的延時最小化，可以減少或防止虛擬現實中的模擬病。當模擬視覺輸入與前庭系統物理輸入緊密匹配時，暈動癥可能不再是大多數用戶在虛擬現實中的影響因素。

但是，將虛擬現實環境中顯示的視圖僅局限于頭部的運動可能限制傳統上由維持獨立手動輸入控制的模擬提供的移動自由度(例如，在具有第一人稱視圖的視頻游戲中發現的那些)。通過強制嚴格遵守頭部運動，用戶可能被限制在包含VR系統的物理空間的范圍內；這進而可能會限制可以通過虛擬現實提供的體驗范圍。

例如，雖然視頻游戲模擬通常可以讓用戶坐在舒適的沙發上并按下游戲手柄的拇指桿時，跨越外星世界奔跑若干英里，但是當局限于頭部運動時，除非穿戴與模擬地形相匹配的數英里開放空間的獨立VR裝備，否則可能無法將相同的體驗轉換為虛擬現實。

因此，本領域需要改進在顯示器上呈現VR圖像。

發明內容

以下呈現了本公開的一個或多個實現的簡化概述，以提供對這樣的實現的基本理解。本發明內容不是所有預期實現的廣泛概述，并且既不旨在標識所有實現的關鍵或重要元素，也不旨在描繪任何或所有實現的范圍。其唯一目的是以簡化形式呈現本公開的一個或多個實現的一些概念，作為稍后呈現的更詳細描述的序言。

本公開涉及虛擬現實模擬，該虛擬現實模擬具有反映準確的頭部運動、結合針對附加偏移運動并入手動輸入控制的顯示視圖。將所顯示的視圖和與用戶前庭系統感測的運動相匹配的場景進行錨定，同時還包括具有基于手動輸入的虛擬運動的場景，可以提供逼真的虛擬環境，同時減少或防止現有解決方案中固有的、由于實際用戶運動和虛擬運動之間的運動差異誘發的模擬病。