[發(fā)明專(zhuān)利]基于筆式裝置軸向旋轉(zhuǎn)的虛擬三維場(chǎng)景中目標(biāo)的選擇方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910029599.4
• 申請(qǐng)日: 2019-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109782914B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫曉穎;于嘉鑫;于海洋;陳建;燕學(xué)智;王海云
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F3/01
• 分類(lèi)號(hào): G06F3/01;G06T19/00;G06T19/20
• 代理公司: 吉林長(zhǎng)春新紀(jì)元專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

本發(fā)明提供一種基于筆式裝置軸向旋轉(zhuǎn)的虛擬三維場(chǎng)景中目標(biāo)的選擇方法，屬于人機(jī)交互領(lǐng)域。基于超聲三維定位系統(tǒng)，獲得筆式裝置的坐標(biāo)以及筆式裝置的姿態(tài)信息，在虛擬三維場(chǎng)景中構(gòu)建虛擬選擇射線，根據(jù)虛擬射線到三維場(chǎng)景全部目標(biāo)的距離的動(dòng)態(tài)刷新獲取用戶(hù)的選擇趨勢(shì)，進(jìn)行待確認(rèn)選擇目標(biāo)的選擇，根據(jù)用戶(hù)的手持筆式裝置做出的軸向旋轉(zhuǎn)動(dòng)作與懸停操作的聯(lián)合判決實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬三維場(chǎng)景中的目標(biāo)的選擇操作。優(yōu)點(diǎn)是考慮了用戶(hù)在三維空間操作的自由性，基于用戶(hù)操作筆式裝置的自然旋轉(zhuǎn)手勢(shì)，實(shí)現(xiàn)單手精準(zhǔn)選擇，提升了用戶(hù)與虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的交互效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于人機(jī)交互領(lǐng)域，具體涉及一種基于筆式裝置軸向旋轉(zhuǎn)的三維虛擬空間下目標(biāo)選擇方法。

背景技術(shù)

隨著人機(jī)交互界面形式由二維到三維拓展，人機(jī)交互通道的豐富以及多維度的輸入數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，使得三維用戶(hù)界面的發(fā)展呈現(xiàn)出多樣性及復(fù)雜性。相比于二維空間下的交互操作，三維虛擬空間中的用戶(hù)操作更加自由，但是三維狀態(tài)下自由度過(guò)高、缺少支撐以及深度信息加入導(dǎo)致三維虛擬空間下操控精準(zhǔn)度的下降。

三維空間目標(biāo)選擇作為操控技術(shù)中的最基本的操作之一，選擇效率的提升對(duì)三維空間下操控精準(zhǔn)度的改善具有很大的作用。相比二維界面中的目標(biāo)選擇而言，用戶(hù)在三維空間下的選擇動(dòng)作約束過(guò)少以致精準(zhǔn)選擇難以保證，另外，用戶(hù)的操作空間和虛擬三維空間不匹配問(wèn)題，使得傳統(tǒng)的1：1坐標(biāo)映射交互方式無(wú)法滿(mǎn)足三維空間下的交互需求，因此，建立用戶(hù)操作空間和虛擬三維空間的操作映射，可以有效提升用戶(hù)與虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的交互效率。

美國(guó)通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司T.A.塞德等已授權(quán)的《全擋風(fēng)玻璃平視顯示器上道路場(chǎng)景目標(biāo)選擇的虛擬光標(biāo)》專(zhuān)利(201110453610.3)，面向智能駕駛領(lǐng)域，對(duì)行車(chē)路況的視頻信息進(jìn)行分析實(shí)現(xiàn)用戶(hù)駕駛可視化，增加用戶(hù)的使用體驗(yàn)。

網(wǎng)易網(wǎng)絡(luò)有限公司公司陳翔《游戲目標(biāo)選擇方法和裝置》專(zhuān)利(201710590928.3)，面向手機(jī)游戲領(lǐng)域，設(shè)置操作范圍的優(yōu)先級(jí)，通過(guò)優(yōu)先級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)技能的釋放以及場(chǎng)景目標(biāo)的選擇，提升了用戶(hù)的交互體驗(yàn)。網(wǎng)易網(wǎng)絡(luò)有限公司公司王俊翔《重疊目標(biāo)選擇方法及裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)、電子設(shè)備》專(zhuān)利(201710257055.4)，針對(duì)手機(jī)游戲環(huán)境中重疊對(duì)象選取問(wèn)題提供了解決方案。檢測(cè)用戶(hù)在二維屏幕上的觸摸滑動(dòng)軌跡實(shí)現(xiàn)了重疊對(duì)象的識(shí)別與選擇，提高了操作效率以及操作準(zhǔn)確率，日本奧林巴斯映像株式會(huì)社伊藤順一《電子裝置和目標(biāo)選擇方法》專(zhuān)利(200910159817.2)，針對(duì)二維觸控環(huán)境下多目標(biāo)選擇問(wèn)題提供了檢測(cè)方案，根據(jù)用戶(hù)的觸摸操作時(shí)的觸摸狀態(tài)決定用戶(hù)選擇區(qū)域的大小。但上述方法僅限于二維觸控操作環(huán)境，面向三維操控界面沒(méi)有一種快速的，準(zhǔn)確的三維選擇方法。

對(duì)于三維交互環(huán)境下的目標(biāo)選擇，北京錘子數(shù)碼科技有限公司羅子雄《一種在虛擬現(xiàn)實(shí)空間中進(jìn)行目標(biāo)選擇的方法、裝置及系統(tǒng)》專(zhuān)利(201610210464.4)，該發(fā)明基于頭戴顯示器進(jìn)行三維環(huán)境的渲染顯示，基于用戶(hù)在三維空間中的手勢(shì)信息構(gòu)建選擇射線，完成三維空間的目標(biāo)選擇操作。該方法擴(kuò)展了用戶(hù)選擇范圍，用戶(hù)可選擇視角可及的可選擇目標(biāo)，但是視線方向下不同深度下的目標(biāo)選擇難度不同，該專(zhuān)利并未對(duì)其做選擇機(jī)制的說(shuō)明。

中國(guó)專(zhuān)利“一種三維大空間多通道筆式交互系統(tǒng)”(申請(qǐng)?zhí)?01611157044.0)公開(kāi)了一種三維大空間筆式交互系統(tǒng)，該系統(tǒng)在三維操作環(huán)境下集成了多通道交互操作的硬件系統(tǒng)，并未對(duì)其在三維交互的交互方法上進(jìn)行進(jìn)一步的研究與說(shuō)明，中國(guó)專(zhuān)利“一種基于筆式交互系統(tǒng)的虛擬三維空間中目標(biāo)的選擇方法”(申請(qǐng)?zhí)?01710270095.2)公開(kāi)了一種基于三維大空間筆式交互系統(tǒng)的三維空間目標(biāo)選擇方法，使用筆式交互裝置電子筆的三維定位數(shù)據(jù)以及姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維虛擬空間內(nèi)的操控位置換算以及目標(biāo)物的選擇，基于用戶(hù)操控筆式交互裝置帶來(lái)的六自由度數(shù)據(jù)變化完成了虛擬環(huán)境中的選擇操作，其中對(duì)于深度目標(biāo)選擇以及超出用戶(hù)操作空間的目標(biāo)選擇給出了兩種操作模式，但該專(zhuān)利并對(duì)最終的選擇確認(rèn)機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)概述，用戶(hù)的手部抖動(dòng)等因素帶來(lái)的誤差在虛擬三維空間的目標(biāo)選擇上帶來(lái)了一定的困難。因此，三維深度目標(biāo)的選擇技術(shù)以及確認(rèn)機(jī)制的研究，是未來(lái)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)研究重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容