[發明專利]將真實世界資訊擷取入虛擬環境的方法及頭戴式裝置

在審

• 申請號: 202011188887.3
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN114077305A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 林圣成;劉建欣;林石隆
• 申請（專利權）人: 宏達國際電子股份有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06T19/00;G06T15/00;G02B27/01
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 郝文博

一種用于將真實世界資訊擷取入虛擬環境的方法，其適用于位于物理環境中的頭戴式裝置(head?mounted device)。此方法包含以下流程：提供虛擬環境，其中虛擬環境中的一真實世界內容是擷取自物理環境的一部分，且物理環境的部分對應于頭戴式裝置的一視角；追蹤由一使用者所移動且位于物理環境中的一特征點，以藉由投影特征點的一移動軌跡至真實世界內容而定義出真實世界內容的一指定平面；擷取對應于指定平面的一影像資訊；以及產生具有依據影像資訊所渲染的一外觀的一虛擬物件，其中虛擬物件的大小可調整。上述的方法能在早期的設計階段協助找出設計缺陷。

技術領域

本發明有關一種頭戴式裝置的驅動方法，尤指一種將真實世界資訊擷取入虛擬環境的方法。

背景技術

在工業設計領域，常用的設計過程包括繪制草圖、制作按比例縮小或放大的實際模型以及原型(prototype)設計和測試。由于草圖和實際模型的大小通常不同于最終產品，導致許多的設計缺陷直到原型完成之后才會被發現。

虛擬現實(VR)技術使設計人員可以從預先建立的資料庫中下載大小可調變的三維(3D)模型。然而，使用實際的工具和材料來修改或改進設計是最直覺的做法，并且因為手動建立3D模型需要大量的時間，通常要等到設計過程的中后期才能建立具有評估價值的3D模型。因此，即使使用傳統的虛擬現實技術，仍然有許多的設計缺陷無法在設計過程的早期階段及早發現。

發明內容

本發明提供一種方法，其用于將真實世界資訊擷取入虛擬環境，且適用于位于物理環境中的頭戴式裝置(head-mounted device)。此方法包含以下流程：提供虛擬環境，其中虛擬環境中的一真實世界內容是擷取自物理環境的一部分，且物理環境的部分對應于頭戴式裝置的一視角；追蹤由一使用者所移動且位于物理環境中的一特征點，以藉由投影特征點的一移動軌跡至真實世界內容而定義出真實世界內容的一指定平面；擷取對應于指定平面的一影像資訊；以及產生具有依據影像資訊所渲染的一外觀的一虛擬物件，其中虛擬物件的大小可調整。

在上述方法的某些實施例中，頭戴式裝置包含一光學相機，且指定平面的一邊緣的至少部分是依據自光學相機的一焦點至特征點的一直線方向將移動軌跡投影至真實世界內容而定義。

在上述方法的某些實施例中，移動軌跡包含一封閉區域，指定平面是依據自光學相機的焦點至特征點的直線方向將封閉區域投影至真實世界內容而定義，以使指定平面與封閉區域具有互相對應的形狀。

在上述方法的某些實施例中，移動軌跡包含方向不同的一X軸向量與一Y軸向量。指定平面的邊緣包含互相連接的一第一側與一第二側。第一側與第二側是依據自光學相機的焦點至特征點的直線方向將X軸向量與Y軸向量分別投影至真實世界內容而定義。

在上述方法的某些實施例中，移動軌跡包含一Z軸向量。實質上垂直于指定平面的一第三側是依據自光學相機的焦點至特征點的直線方向將Z軸向量投影至真實世界內容而定義。擷取對應于指定平面的影像資訊包含以下流程：擷取一真實世界三維物件的一外表的至少部分作為影像資訊，其中真實世界三維物件位于由指定平面與第三側所定義的一指定空間中，且虛擬物件是三維的。

在上述方法的某些實施例中，擷取對應于指定平面的影像資訊包含以下流程：藉由一影像辨識演算法或一深度估測演算法，辨識位于指定平面中的一真實世界三維物件；擷取真實世界三維物件的一外表的至少部分作為影像資訊，其中虛擬物件是三維的。

在上述方法的某些實施例中，產生具有依據影像資訊所渲染的外觀的虛擬物件包含以下流程：于使用者實質上的前方提供虛擬物件；若虛擬物件是二維的，將虛擬物件的一平面調整為垂直于使用者的一直視方向。

在上述方法的某些實施例中，頭戴式裝置包含一深度相機。產生具有依據影像資訊所渲染的外觀的虛擬物件包含以下流程：透過深度相機獲得指定平面的一深度資訊；依據深度資訊產生一網格；以及依據影像資訊渲染網格而產生虛擬物件。