[發明專利]表面建模系統和方法

在審

• 申請號: 202310251758.1
• 申請日: 2017-10-05
• 公開（公告）號: CN116310218A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: V·恩格-索-興
• 申請（專利權）人: 奇躍公司
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T19/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 于靜;牛南輝

一種生成物理環境的表面模型的方法包括獲得物理環境的圖像。該方法還包括至少根據圖像生成平面多邊形網格。該方法還包括提取平面多邊形網格的邊界多邊形。此外，該方法包括生成表面網格的邊界多邊形的凸包。另外，該方法包括根據凸包生成最小面積定向的邊界多邊形。該方法還可以包括在平面多邊形網格的邊界多邊形之內生成最大面積定向的內部多邊形。

本申請是申請號為201780061454.1的中國專利申請“表面建模系統和方法”(申請日為2017年10月05日)的分案申請。

技術領域

本公開涉及使用由移動相機系統捕獲的圖像進行的表面建模。

背景技術

現代計算和顯示技術促進了用于所謂的“虛擬現實”(“VR”)、“增強現實”(“AR”)和/或“混合現實”(“MR”)體驗的系統的發展。這可以通過將計算機生成的圖像通過頭戴式顯示器呈現給用戶來完成。這個圖像創建了讓用戶沉浸在模擬環境中的感覺體驗。VR系統通常涉及呈現數字或虛擬圖像信息而對實際的現實世界視覺輸入不透明。

AR系統通常用模擬元素來補充真實世界環境。例如，AR系統可以通過頭戴式顯示器向用戶提供周圍現實世界環境的視圖。計算機生成的圖像也可以呈現在頭戴式顯示器上，以增強周圍現實世界的環境。這個計算機生成的圖像可以包括與周圍的現實世界環境情境相關的元素。這些元素可以包括模擬文本、圖像、對象等。MR系統還將模擬對象引入到現實世界環境中，但是這些對象通常具有比AR系統更大程度的交互性。

各種光學系統在各種深度處生成圖像，用于顯示VR/AR/MR場景。一些這樣的光學系統在美國實用新型專利申請序列號14/555,585(代理人案卷號ML.20011.00)和14/738,877(代理人案卷號ML.20019.00)中描述，其內容之前已通過引用并入本文。

AR/MR場景通常包括呈現與現實世界對象相關的虛擬圖像元素。例如，參考圖1，描繪了AR/MR場景100，其中AR/MR技術的用戶看到以背景中的人、樹、建筑為特征的現實世界的公園狀的設置102以及實體平臺104。除了這些項目，AR/MR技術的用戶還感覺他們“看到”站在現實世界的平臺104上的機器人雕像106，以及看起來像飛行的蜜蜂的化身的卡通式的頭像角色108，盡管機器人雕像106和卡通式的頭像角色108不存在于真實世界環境中。雖然圖1示意性地描繪了AR/MR場景，但AR/MR場景的質量根據AR/MR系統的質量而變化。圖1未描繪現有技術的AR/MR場景，而是描繪根據實施例的AR/MR場景。

大腦的可視化中心從雙眼及其組成部分彼此相對的運動中獲得有價值的感知信息。兩只眼睛相對彼此的聚散運動(即瞳孔朝向或遠離彼此以會聚眼睛的視線來注視對象的滾動運動)與眼睛晶狀體的調節(或“聚焦”)密切相關。在正常情況下，調節眼睛，或者改變眼睛晶狀體的焦點，以聚焦在不同距離處的對象，將會在被稱為“調節聚散度反射(accommodation-vergence?reflex)”的關系下自動地引起在聚散度上的匹配改變而達到相同的距離。同樣，在正常情況下，聚散度的改變將引發調節的匹配改變。與大多數傳統的立體VR/AR/MR配置一樣，知道對抗這種反射會在用戶中產生眼睛疲勞、頭痛或其它形式的不適。

立體可穿戴眼鏡通常具有兩個顯示器-一個用于左眼，一個用于右眼-兩個顯示器被配置為顯示具有略微不同的元素呈現的圖像，以使得人類視覺系統感知到三維視角。已經發現這樣的配置對于許多用戶來說是不舒服的，因為存在聚散和調節之間的不匹配(“聚散-調節沖突”)，必須克服該不匹配以在三維中感知圖像。實際上，一些用戶不能容忍立體配置。這些限制適用于VR、AR和MR系統。因此，大多數傳統的VR/AR/MR系統并非最適合于以對用戶來說舒適且最大程度有用的方式呈現豐富的雙眼三維體驗，部分原因是現有系統未能解決一些人類感知系統的基本方面，包括聚散-調節沖突。