CN110461427A - 变焦设备和相关方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于游戏***的相机的变焦设备。所述变焦设备具有形成为装配在所述相机上方的主体结构。所述变焦设备包括设置在所述主体结构内的变焦镜头，以便当所述主体结构附接到所述相机时位于所述相机的镜头前方。所述变焦设备还包括设置在所述主体结构内的光学波导。所述光学波导形成为具有光学输入和光学输出。形成所述光学波导以在所述主体结构附接到所述相机时从所述相机上的光源将光接收到所述光学输入。所述光学波导形成为当所述主体结构附接到所述相机时从所述光学输出发射光到所述相机的所述镜头的视野内的指定区域。

Description

变焦设备和相关方法
背景技术
多年来，计算行业和视频游戏行业经历了许多变化。随着计算能力的扩展，视频游戏的开发者已经开发出了适应计算能力增长的游戏软件。为此目的，视频游戏开发者一直以来都在编码结合复杂操作和数学运算的游戏以产生非常逼真的游戏体验。
这些游戏被呈现为包括游戏控制台、便携式游戏装置在内的游戏***的一部分，和/或通过服务器或云作为服务提供。众所周知，游戏控制台被设计成连接至监视器(通常是电视)，并且能够通过手持式控制器/输入装置实现用户交互。游戏控制台可包括专门的处理硬件和其他胶合硬件、固件和软件，所述专门的处理硬件包括：中央处理单元(CPU)；用于处理密集图形操作的图形处理单元(GPU)；用于执行几何变换的矢量单元。游戏控制台可进一步设计成具有用于容纳游戏压缩盘的光盘托盘，以便通过所述游戏控制台在本地玩游戏。也可以进行在线游戏和多玩家游戏，其中用户可以通过互联网对抗或与其他用户以交互方式进行游戏。由于游戏的复杂性不断激起玩家的兴趣，游戏和硬件制造商不断进行创新以实现更多且更真实的交互。
计算机游戏行业的发展趋势是开发提高用户与游戏***之间的交互的游戏。实现更丰富的交互式体验的一种方式是使用由游戏***跟踪其移动和姿势的无线游戏控制器。这些移动和姿势用作游戏的输入。一般而言，姿势输入指的是使电子装置诸如计算***、视频游戏控制台、智能家电等在用户玩游戏时对电子装置所捕获的用户做出的某一姿势进行响应。
实现更为沉浸的交互式体验的另一种方式是使用头戴式显示器(HMD)。HMD由用户佩戴并且可被配置为在HMD的显示部分中呈现各种图形，诸如虚拟空间的视图。HMD内呈现的图形可以覆盖用户视野的大部或甚至全部视野。因此，HMD可以为用户提供沉浸式的体验。随着与互联网的连接不断增加，已经引入了更多的HMD***配置。
HMD还可以用于虚拟现实***中，其中用户在视觉上沉浸在计算机产生的三维虚拟现实场景中。在一些应用中，如向用户显示的整个虚拟现实场景是计算机产生的。在其他应用中，虚拟现实场景的一部分是计算机产生的，同时虚拟现实场景的另一部分对应于现实对象和/或个人的视频和/或图像，其中此类现实视频/图像可基本上实时地在虚拟现实场景中渲染。此类应用可被称为增强现实应用。
在各种情况下，有必要跟踪在与用户相关联的现实世界环境中可见的对象。例如，可能需要跟踪一个或多个控制器对象和/或HMD和/或其他物理对象(包括用户)的移动。可以通过处理由设置用于观看与用户相关联的现实世界环境的相机捕获的图像完成对象跟踪。本发明就是在这种情形下产生。
发明内容
在示例性实施方案中，公开了一种用于游戏***的相机的变焦设备。变焦设备包括形成为装配在相机上方的主体结构。变焦设备包括设置在主体结构内的变焦镜头，以便当主体结构附接到相机时位于相机的镜头前方。变焦设备还包括设置在主体结构内的光学波导。光学波导形成为具有光学输入和光学输出。形成光学波导以在主体结构附接到相机时从相机上的光源将光接收到光学输入。光学波导形成为当主体结构附接到相机时从光学输出发射光到相机镜头的视野内的指定区域。
在示例性实施方案中，公开了一种游戏***。该游戏***包括处理单元，该处理单元被配置为执行计算机游戏的程序指令。该游戏***还包括相机，相机包括镜头和图像捕获电路，其被配置为捕获与计算机游戏的用户相关联的现实世界环境的图像。相机被配置为将捕获的图像数据传送到处理单元。游戏***还包括被配置为附接到相机的变焦设备。变焦设备包括光学波导，该光学波导被配置为将从相机上的光源发射的光引导到相机镜头的视野内的指定区域，以向处理单元提供变焦设备附接到相机的指示。
在示例性实施方案中，公开了一种用于操作游戏***的相机的方法。该方法包括将变焦设备附接到相机。变焦设备包括光学波导，该光学波导被配置为将从相机上的光源发射的光引导到相机镜头的视野内的指定区域。该方法还包括操作相机以从相机上的光源发射光。该方法还包括确定来自光源的光是否存在于由相机捕获的图像的一部分内，其中图像的该部分对应于相机镜头的视野内的指定区域。该方法还包括在检测到来自光源的光存在于由相机捕获的图像的该部分内时，以与相机上存在的变焦设备相称的方式操作游戏***。
根据下面结合附图的详细描述，通过实例说明了本发明，本发明的其他方面将变得更加明显。
附图说明
图1示出了根据本公开的实施方案的用于视频游戏的交互式游戏进行的***。
图2A示出了根据本发明的一些实施方案的相机的实例的前视图。
图2B示出了根据本发明的一些实施方案的如图2A所示的示例性相机的侧视图。
图3A示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机的变焦设备。
图3B示出了根据本发明的一些实施方案的图3A的变焦设备的透视图。
图3C示出了根据本发明的一些实施方案的图3A的变焦设备的剖视图，以显示光学波导。
图3D示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机的图3A的变焦设备的前视图。
图3E示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机的图3A的变焦设备的透视前视图。
图3F示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机的图3A的变焦设备的顶视图。
图3G示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机的图3A的变焦设备的透视顶视图。
图3H示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机的图3A的变焦设备的右侧视图。
图3I示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机的图3A的变焦设备的透视右侧视图。
图3J示出了根据本发明的一些实施方案的变焦设备，该变焦设备被配置为还用作相机的支架。
图3K示出了根据一些实施方案的变焦设备的透视图。
图3L示出了根据本发明的一些实施方案的变焦设备的右侧视图。
图4A、图4B、图4C和图4D示出了根据本发明的一些实施方案的通过相机镜头和变焦镜头的组合捕获的图像的实例，其中来自光源的光的不同可见图案存在于相机镜头视野内的指定区域内。
图5A示出了根据本发明的一些实施方案的变焦设备的变型，其中变焦设备被分成第一部件和第二部件。
图5B示出了根据本发明的一些实施方案的如图5A所示的变焦设备的变型的透视图。
图6A示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机的变焦设备的透视图，其中变焦设备被配置为将来自相机上的光源的光引导到相机的两个镜头中。
图6B示出了根据本发明的一些实施方案的图6A的变焦设备的剖视图，以显示光学波导。
图7A示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机的变焦设备，其中变焦设备包括可调节的变焦级别/设置。
图7B示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机的图7A的变焦设备的透视图。
图7C示出了根据本发明的一些实施方案的图7A的变焦设备的剖视图，以显示带。
图7D示出了根据本发明的一些实施方案的沿着通道平移到2.0变焦级别/设置的变焦选择控件。
图7E示出了根据本发明的一些实施方案的沿着通道平移到2.5变焦级别/设置的变焦选择控件。
图7F示出了根据本发明的一些实施方案的沿着通道平移到3.0变焦级别/设置的变焦选择控件。
图8A示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机的变焦设备，其中变焦设备包括可调节的变焦级别/设置，并且其中变焦设备被配置为将来自相机上的光源的光引导到相机的两个镜头中。
图8B示出了根据本发明的一些实施方案的图8A的变焦设备的透视图。
图8C示出了根据本发明的一些实施方案的图8A的变焦设备的剖视图，以显示光学波导。
图8D示出了根据本发明的一些实施方案的变焦设备，其中变焦选择控件沿着通道平移到2.0变焦级别/设置。
图8E示出了根据本发明的一些实施方案的变焦设备，其中变焦选择控件沿着通道平移到2.5变焦级别/设置。
图8F示出了根据本发明的一些实施方案的变焦设备，其中变焦选择控件沿着通道平移到3.0变焦级别/设置。
图9示出了根据本发明的一些实施方案的用于操作游戏***的相机的方法的流程图。
图10示出根据本发明的示例性实施方案的头戴式显示器的块级体系结构。
图11示出可用来实现本发明的一些实施方案的计算机***和其他交互硬件的示例性块级体系结构。
具体实施方式
在以下描述中，阐述众多特定细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说，将明显的是，本发明可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践。在其他情况下，没有详细描述众所周知的过程操作，以免不必要地混淆本发明。
以下详细说明包括对附图的参考，附图形成所述详细说明的一部分。附图示出了根据示例性实施方案的图示。对在本文中还被称为“实例”的这些示例性实施方案进行足够详细的描述，以使得本领域的技术人员能够实践所呈现的主题。在不脱离权利要求的范围的情况下，可组合实施方案，可利用其他实施方案，或可做出结构、逻辑和电气改变。因此以下详细说明不应以限制的含义来理解，并且所述范围由所附权利要求及它们的等效物来限定。在本文件中，术语“一(a)”和“一(an)”像通常专利文件中一样用来包括一个或多于一个。在本文件中，除非另外指示，否则术语“或者”用来指代非排他性的“或者”，使得“A或B”包括“A但不是B”、“B但不是A”、和“A和B”。
图1示出了根据本公开的实施方案的用于视频游戏的交互式游戏进行的***。用户100被示出为佩戴头戴式显示器(HMD)102。HMD 102以与眼镜、护目镜或头盔类似的方式佩戴，并且被配置为向用户100显示视频游戏或其他内容。HMD 102凭借其在用户眼睛附近提供显示机制，为用户提供非常沉浸的体验。因此，HMD 102可以向用户的每一只眼睛提供显示区域，所述显示区域占据用户的大部分或甚至全部视野。
在一个实施方案中，HMD 102可以连接到计算机106。到计算机106的连接可以是有线的或无线的。计算机106可以是本领域已知的任何通用或专用计算机，包括但不限于：游戏控制台、个人计算机、膝上型计算机、平板计算机、移动装置、蜂窝电话、平板电脑、瘦客户端、机顶盒、媒体流装置等。在一个实施方案中，计算机106可以被配置为执行视频游戏，并从视频游戏输出视频和音频以供HMD 102渲染。
用户100可以操作一个或多个手套接口对象104A以为视频游戏提供输入。另外，相机108可以被配置为捕获用户100位于的交互式环境的图像。可以对这些捕获图像进行分析，以确定用户100、HMD 102和/或手套接口对象104A的位置和移动。在一些实施方案中，HMD 102包括一个或多个灯，其可以通过由相机108捕获和处理的图像进行跟踪，以确定HMD102的位置和取向。而且，在一些实施方案中，手套接口对象104A包括可以被跟踪以确定其位置和取向的灯。
用户与HMD 102中显示的虚拟现实场景的接合方式可以变化，并且可以使用除手套接口对象104A之外的其他接口装置。例如，也可以使用单手控制器，以及双手控制器。在一些实施方案中，可以通过跟踪与控制器相关联的灯和/或跟踪与控制器相关联的形状、传感器和惯性数据来跟踪控制器本身。使用这些各种类型的控制器，或甚至简单地由相机108的一个或多个制作和捕获的手势，可以接合、控制、操纵HMD 102上呈现的虚拟现实环境、与其进行交互并参与到其中。
相机108还可以包括一个或多个传声器，以从交互式环境捕获声音。可处理由传声器阵列捕获的声音，以识别声源的位置。可以选择性地利用或处理来自识别的位置的声音，以排除并非来自所述识别的位置的其他声音。此外，相机108可以被限定成包括多个图像捕获装置(例如，相机的立体像对)、IR相机、深度相机和它们的组合。
在一些实施方案中，计算机106充当经由网络110与云游戏提供商112通信的瘦客户端。云游戏提供商112维护并且执行用户102正在玩的视频游戏。计算机106将来自HMD102和/或手套接口对象104A和/或相机108的输入传输到云游戏提供商112。云游戏提供商112处理所接收的输入以影响正在执行的视频游戏的游戏状态。来自正执行的视频游戏的输出诸如视频数据、音频数据和/或触觉反馈数据被传输到计算机106。计算机106可以进一步处理构成来自正在执行的视频游戏的输出的数据，然后将该输出传输到连接到计算机106的一个或多个装置，例如传输到HMD 102和/或控制器和/或手套接口对象104A和/或显示屏和/或扬声器等。而且，计算机106可以直接将构成来自正在执行的视频游戏的输出的数据传输到连接到计算机106的一个或多个装置。例如，计算机106可以向HMD 102提供视频和音频流，同时向手套接口对象104A提供振动反馈命令。
在一些实施方案中，HMD 102和/或手套接口对象104A和/或相机108本身是联网装置，其连接到网络110以与云游戏提供商112通信。例如，计算机106可以是不另外执行视频游戏处理但促进网络流量通过的本地网络装置诸如路由器。HMD 102和/或手套接口对象104A和/或相机108到网络110的连接可以是有线的或无线的。
另外，尽管可以参考HMD 102描述本公开中的实施方案，但是应当理解，其他实施方案可以包括非头戴式显示器，诸如但不限于电视机、投影仪、液晶显示器(LCD)显示屏、等离子显示屏、便携式装置屏幕(例如，平板电脑、智能电话、膝上型计算机等)或任何其他类型的显示器，其可以被配置为根据本文公开的实施方案渲染视频和/或提供交互式场景或计算机产生的虚拟环境的显示。
图2A示出了根据本发明的一些实施方案的相机108的实例的前视图。图2B示出了根据本发明的一些实施方案的如图2A所示的示例性相机108的侧视图。相机108包括两个镜头201(以及相应的图像捕获电路)，以在用户100周围的交互式现实世界环境内实现立体视觉(即深度感知)。两个镜头201定位在彼此分开已知且固定的距离处，并且被取向成同时捕获相同场景的图像，但是从略微不同的视角。可以处理在给定时间由两个镜头201捕获的图像以识别相同场景内的共同对象。然后，基于两个镜头201相对于彼此的已知配置，可以处理在给定时间在相同场景的两个捕获图像内识别的共同对象的位置，以确定共同对象或其部分相对于相机108的相应深度/距离。场景内的各种对象的深度/距离结果可用于产生用户100正在其中操作的交互式现实世界环境的三维渲染。
图2A至图2B的示例性实施方案中的相机108还包括传声器阵列，该传声器阵列包括多个(例如四个)传声器203。光源205也存在于相机108的外部。在一些实施方案中，光源205是开/关状态指示灯，其可以被点亮以指示相机108被打开。在一些实施方案中，光源205是发光二极管(LED)。然而，在其他实施方案中，光源205可以基本上是任何其他类型的光源，诸如白炽光源、等离子体光源或卤素光源等。形成基座结构207以容纳相机108并将相机108保持在安全且稳定的取向。提供连接器209以通过网络110实现相机108和计算机106之间和/或相机108和云游戏提供商112之间的双向数据通信。连接器209还用于向相机108供应电力。应当理解，连接器209可以包括多根电线，并且可以由任何合适类型的连接装置诸如通用串行总线(USB)连接装置或者可用于计算机电子器件的其他类型的连接装置端接。
由相机108捕获的图像数据通过连接器209经由网络110传输到计算机106和/或云游戏提供商112。在一些实施方案中，相机108配备有处理器和/或电路，所述处理器和/或电路被配置为在通过连接器209将图像数据传输到计算机106和/或云游戏提供商112之前，在一定程度上处理通过两个镜头201捕获的图像。在一些实施方案中，相机108的操作可以由在相机108处从计算机106和/或云游戏提供商112接收的信号控制。例如，在一些实施方案中，信号可以被传输到相机108，用于打开/关闭相机，控制相机108捕获的图像的曝光，控制相机108捕获图像以构成视频输入的帧速率，和/或控制相机108外部存在的光源205的照明。例如，在一些实施方案中，信号可以被传输到相机108，用于打开/关闭光源205，调节光源205的亮度，和/或改变光源205的颜色。
在一些实施方案中，相机108的两个镜头201被配置为具有固定焦距。在这些实施方案中，可以优化相机108的两个镜头201以捕获在距相机108的规定距离内可见的现实世界对象的图像。例如，在一些实施方案中，相机108的两个镜头201被优化以捕获在距相机108的距离在1米至3米的范围内可见的现实世界对象的图像。在一些情况下，用户100和/或用户100的环境可能要求相机108捕获在大于两个镜头201被优化的规定距离的距离处的现实世界对象的图像。例如，在特定情况下，相机108捕获在距相机108的距离在3米至5米范围内可见的现实世界对象的图像可能更为理想。为此，这里公开了用于相机108的变焦设备的各种实施方案。
图3A示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机108的变焦设备301。变焦设备301包括形成为装配在相机108上方的主体结构。在一些实施方案中，变焦设备301的主体结构被配置为以安全的方式夹在相机108上。在一些实施方案中，使用一个或多个紧固件和/或夹子机构将变焦设备301的主体结构固定到相机108。变焦设备301包括设置在变焦设备301的主体结构内的第一变焦镜头303A和第二变焦镜头303B。当变焦设备301的主体结构附接到相机108时，第一变焦镜头303A和第二变焦镜头303B分别位于相机108的两个镜头201的前面。在一些实施方案中，变焦设备301包括音频通道305，该音频通道形成为允许声音到达相机108的相应传声器203。
图3B示出了根据本发明的一些实施方案的图3A的变焦设备301的透视图。变焦设备301包括设置在变焦设备301的主体结构内的光学波导311。光学波导311形成为具有光学输入313和光学输出309。图3C示出了根据本发明的一些实施方案的图3A的变焦设备301的剖视图，以显示光学波导311。当变焦设备301的主体结构附接到相机108时，光学波导311形成为从相机108上的光源205(参见图2A)将光接收到光学输入313中。形成光学波导311以将进入光学输入313的光引导到光学输出309。光学波导311形成为当变焦设备301的主体结构附接到相机108时，将来自光学输出309的光发射到相机108的镜头201的视野内的指定区域中。在一些实施方案中，光从中发射到相机108的镜头201的视野内的指定区域中的光学输出309是第一光学输出309，并且光学波导311包括第二光学输出307，该第二光学输出被配置为在变焦设备301的主体结构上的外部位置从光源205发射光的一些。以这种方式，当变焦设备301附接到相机108时，第二光学输出307可以为相机108提供替代状态指示灯。
在一些实施方案中，相机108上的光源205是相机108的状态(开/关)指示灯。在一些实施方案中，相机108上的光源205是LED。在一些实施方案中，相机108上的光源205可由游戏***相对于亮度、颜色、打开持续时间、关闭持续时间和闪烁/脉动中的一个或多个来控制。然而，应当理解，在其他实施方案中，相机108上的光源205可以是非LED类型的光源。
在一些实施方案中，变焦设备301的主体结构由塑料材料形成。然而，在其他实施方案中，变焦设备301的主体结构由金属材料诸如铝以及其他类型的金属形成。并且，在一些实施方案中，变焦设备301的主体结构由材料的组合诸如塑料和金属材料的组合形成。在一些实施方案中，第一变焦镜头303A和第二变焦镜头303B可以由塑料、玻璃或其组合形成。在一些实施方案中，光学波导311包括光纤诸如单模光纤或多模光纤，用于将来自光学输入313的光传送到光学输出309。在一些实施方案中，光学波导311包括由适于引导光谱中的电磁波的材料(诸如玻璃和/或聚合物和/或半导体材料)形成的平面和/或带状片段。在一些实施方案中，光学输入313包括光学棱镜部件，该光学棱镜部件被配置和定位成将从相机108上的光源205发射的光引导到光学波导311中。在一些实施方案中，光学输出309包括光学棱镜部件，该光学棱镜部件被配置和定位成将来自光学波导311的光引导到相机108的镜头201的视野内的指定区域。在一些实施方案中，光学波导311形成为光纤和/或平面波导片段和/或带状波导片段和/或棱镜的组合。
图3D示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机108的图3A的变焦设备301的前视图。图3E示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机108的图3A的变焦设备301的透视前视图。图3F示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机108的图3A的变焦设备301的顶视图。图3G示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机108的图3A的变焦设备301的透视顶视图。图3H示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机108的图3A的变焦设备301的右侧视图。图3I示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机108的图3A的变焦设备301的透视右侧视图。
在一些实施方案中，变焦设备本身还可以用作相机108的支架，其中相机108夹在变焦设备中或者坐放在变焦设备内。例如，图3J示出了根据本发明的一些实施方案的变焦设备301A，其被配置为也用作相机108的支架。变焦设备301A是变焦设备301的变型。然而，应当理解，本文公开的任何变焦设备实施方案都可以被修改成也以类似于针对变焦设备301A描述的方式用作相机108的支架。图3K示出了根据一些实施方案的变焦设备301A的透视图。图3L示出了根据本发明的一些实施方案的变焦设备301A的右侧视图。如图3K所示，光学波导311位于变焦设备301A的主体结构的下部内，以将来自相机108上的光源205的光传送到光学输出309。应当理解，在各种实施方案中，可以修改波导311和光学输出309的配置，以针对特定相机108的配置优化变焦设备301A的总体设计和配置。
在一些实施方案中，计算机***106和/或云游戏提供商112可以操作以在HMD 102内或在用户100可见的显示屏上向用户显示变焦对话界面，以请求用户100输入与附接的变焦设备301对应的当前变焦设置。然而，该方法依赖于用户100提供正确的变焦设置信息，并且易于出错。如果用户100未输入正确的变焦设置，则由计算机***106和/或云游戏提供商112执行的基于相机的对象跟踪操作可能受到不利影响。因此，期望计算机***106和/或云游戏提供商112能够自动检测变焦设备301何时附接到相机108。此外，还期望计算机***106和/或云游戏提供商112能够在变焦设备301附接到相机108时自动检测变焦设备301的变焦级别/设置。
在各种实施方案中，相机108、计算***106和云游戏提供商112中的一个或多个被配置为处理通过相机108的镜头201捕获的图像，以确定从相机108上的光源205发射的光是否存在于相机108的镜头201的视野内的指定区域内，从而指示变焦设备301与相机108的附接。而且，在各种实施方案中，相机108、计算***106和云游戏提供商112中的一个或多个被配置为处理通过相机108的镜头201捕获的图像，以识别由来自光源205的光形成的可见图案，该光存在于相机108的镜头201的视野内的指定区域内，其中所识别的可见图案指示变焦设备301的变焦级别/设置。
图4A至图4D示出了根据本发明的一些实施方案的通过相机镜头201和变焦镜头303A的组合捕获的图像的实例，其中来自光源205的光401A、401B、401C、401D的不同可见图案存在于相机108的镜头201的视野内的指定区域内。在图4A中，光401A的可见图案包括由来自光源205的光传输通过光学输入313和光学波导311以及光学输出309形成的一种形状，以指示相机108上变焦设备301的存在以及变焦设备301具有第一变焦级别/设置两者。在图4B中，光401B的可见图案包括由来自光源205的光传输通过光学输入313和光学波导311以及光学输出309形成的两种形状，以指示相机108上变焦设备301的存在以及变焦设备301具有第二变焦级别/设置两者。在图4C中，光401C的可见图案包括由来自光源205的光传输通过光学输入313和光学波导311以及光学输出309形成的三种形状，以指示相机108上变焦设备301的存在以及变焦设备301具有第三变焦级别/设置两者。在图4D中，光401D的可见图案包括由来自光源205的光传输通过光学输入313和光学波导311以及光学输出309形成的四种形状，以指示相机108上变焦设备301的存在以及变焦设备301具有第四变焦级别/设置两者。
应当理解，来自光源205的光在相机108的镜头201的视野内的指定区域内的显示和识别可以用于传达关于变焦设备301的基本上任何类型的信息。而且，应当理解，变焦设备301以被动方式操作以将来自光源205的光引导到相机108的镜头201中，并且不需要额外的电子器件或电力。
在一些实施方案中，可以操作相机108以使光源205闪烁/脉动，以便于在相机108的镜头201的视野内的指定区域内检测来自光源205的光的可见图案。在一些实施方案中，可以操作相机108以改变光源205的颜色，以便于在相机108的镜头201的视野内的指定区域内检测来自光源205的光的可见图案。在一些实施方案中，相机108和/或计算***106和/或云游戏提供商112***作用于确定在相机108的镜头201的视野内的指定区域处图像中存在主色，并且被进一步操作来调节光源205的颜色以与所确定的主色形成更好的对比度。在一些实施方案中，可以操作相机108以改变光源205的亮度，以便于在相机108的镜头201的视野内的指定区域内检测来自光源205的光的可见图案。在一些实施方案中，相机108可以***作以应用光源205的闪烁/脉动和/或颜色改变和/或亮度改变的组合，以便于在相机108的镜头201的视野内的指定区域内检测来自光源205的光的可见图案。而且，在一些实施方案中，相机108、计算***106和云游戏提供商112中的一个或多个被配置为区别地处理在给定时间通过相机108的两个镜头201捕获的两个图像，以确定从光源205发射的光是否存在于相机108的一个镜头201的视野内的指定区域内，以及该光形成了什么可见图案。
在一些实施方案中，光学波导311和光学输出309被配置为将来自光源205的光投射到相机108的镜头201的视野角落中的小区域中，以便不模糊通过相机108的镜头201捕获的图像。在一些实施方案中，光学波导311和光学输出309被配置为将来自光源205的光投射到通过相机108的镜头201捕获的图像内的边缘行像素上。在一些实施方案中，光学波导311和光学输出309被配置为将来自光源205的光投射到通过相机108的镜头201捕获的图像的裁剪区域中，其中裁剪区域对于相机108和/或计算***106和/或云游戏提供商112是可见的以用于分析，但是被裁剪掉然后分析捕获的图像以用于对象跟踪目的。在一些实施方案中，裁剪区域可以是距捕获图像的边缘一至五个像素宽。在一些实施方案中，裁剪区域可以是距捕获图像的边缘两个像素宽。在各种示例性实施方案中，从光源205投射到相机108的镜头201的视野内的指定区域的光的可见图案可以是一个或多个点，或者具有特定的几何形状。在一些实施方案中，可以处理相机108的镜头201的视野内的多个指定区域，以确定该多个指定区域中的哪一个在给定时间包括来自光源205的光，并且在给定时间包括来自光源205的光的多个指定区域中的特定一个或多个可以指示变焦设备301的特定变焦级别/设置。
变焦设备301被配置为将来自相机108上的光源205的光引导到相机108的两个镜头201中的一个的视野内的指定区域。因此，在一些实施方案中，变焦设备301可以在结构上被分成分别用于相机108的两个镜头201的两个单独的部件。图5A示出了根据本发明的一些实施方案的变焦设备301的变型，其中变焦设备301被分成第一部件301A和第二部件301B。图5B示出了根据本发明的一些实施方案的如图5A所示的变焦设备301的变型的透视图。第一部件301A包括变焦镜头303A、光学输入313、光学波导311、第一光学输出309和第二光学输出307。第二部件301B包括变焦镜头303B。应当理解，在图5A和图5B的实施方案中，第一部件301A和第二部件301B在物理上彼此分离。在各种实施方案中，变焦设备301的分离配置可以便于将变焦设备301附接到相机108。
图6A示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机108的变焦设备601的透视图，其中变焦设备601被配置为将来自相机108上的光源205的光引导到相机108的两个镜头201中。变焦设备601的外部实景视图基本上与图3A中针对变焦设备301所示的相同。变焦设备601包括第一变焦镜头303A、第二变焦镜头303B、音频通道305、光学输入313和第二光学输出307，如先前关于变焦设备301所述的。变焦设备601还包括光学波导603，该光学波导被配置为将来自光学输入313的光引导到第一光学输出309A和第三光学输出309B中的每一个。第一光学输出309A被配置为将光引导到相机108的对应镜头201的视野内的指定区域。类似地，第三光学输出309B被配置为将光引导到相机108的对应镜头201的视野内的指定区域。
图6B示出了根据本发明的一些实施方案的图6A的变焦设备601的剖视图，以显示光学波导603。
在各种实施方案中，相机108、计算***106和云游戏提供商112中的一个或多个被配置为处理通过相机108的两个镜头201捕获的图像，以确定从相机108上的光源205发射的光是否存在于相机108的镜头201的每一个的视野内的指定区域内，从而指示变焦设备601与相机108的附接以及变焦设备601的变焦级别/设置。应当理解，来自光源205的光在相机108的镜头201的每个的视野内的指定区域内的显示和识别可以用于传达关于变焦设备601的基本上任何类型的信息。而且，应当理解，变焦设备601以被动方式操作以将来自光源205的光引导到相机108的两个镜头201中，并且不需要额外的电子器件或电力。在一些实施方案中，相机108、计算***106和云游戏提供商112中的一个或多个被配置为处理在给定时间通过相机108的两个镜头201彼此结合捕获的两个图像，以确定从光源205发射的光是否存在于相机108的两个镜头201中的一个或两个的视野内的指定区域，以及由光形成什么可见图案。
图7A示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机108的变焦设备701，其中变焦设备701包括可调节的变焦级别/设置。图7B示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机108的图7A的变焦设备701的透视图。变焦设备701包括主体结构，该主体结构被配置为以与先前关于变焦设备301描述的方式类似的方式附接到相机108。变焦设备701还包括音频通道305和第二光学输出307，如先前关于变焦设备301所述。变焦设备701还包括第一变焦镜头***705A和第二变焦镜头***705B。变焦设备701包括变焦选择控件703，该变焦选择控件被配置为提供用户100对变焦级别/设置的设置。在图7A的示例性实施方案中，变焦选择控件703可以沿着通道707平移，以提供对变焦设备701的变焦级别/设置的调节。在图7A的示例性实施方案中，变焦设备701提供四种不同变焦级别/设置中的任何一种的选择，例如，1.5、2.0、2.5和3.0，其中变焦级别/设置表示相机108的镜头201的基础焦距的倍数。应当理解，关于图7A的变焦设备701的示例性实施方案呈现的示例性变焦级别/设置不旨在是限制性的。在各种实施方案中，变焦设备701可包括多于一个的任何数量的变焦级别/设置。而且，在各种实施方案中，变焦级别/设置可以被设置为基本上任何值，即设置为相机108的镜头201的基础焦距的任何倍数。
在示例性变焦设备701中，变焦选择控件703沿着通道707的平移导致带709和相关联的机械联动装置的移动，进而导致第一变焦镜头***705A和第二变焦镜头***705B的对应调节例如旋转，以影响变焦设备701的变焦级别/设置的调节。变焦选择控件703和带709以及相关联的机械联动装置被配置为将第一变焦镜头***705A和第二变焦镜头***705B中的每一个保持在基本相同的变焦级别/设置。图7C示出了根据本发明的一些实施方案的图7A的变焦设备701的剖视图，以显示带709。
变焦设备701包括第一变焦指示器光学输出309A1、第二变焦指示器光学输出309A2、第三变焦指示器光学输出309A3和第四变焦指示器光学输出309A4。变焦设备还包括光学波导311和光学输入313，如前面关于图3B的变焦设备301所述。随着变焦选择控件703沿着通道707平移，带709移动以引起第一变焦指示器光学输出309A1、第二变焦指示器光学输出309A2、第三变焦指示器光学输出309A3和第四变焦指示器光学输出309A4中的每一个关于第一变焦镜头***705A旋转，使得第一变焦指示器光学输出309A1、第二变焦指示器光学输出309A2、第三变焦指示器光学输出309A3和第四变焦指示器光学输出309A4中的不同的一个被定位成以不同的变焦级别/设置从光学波导311接收光。而且，光学波导311，和第一变焦指示器光学输出309A1、第二变焦指示器光学输出309A2、第三变焦指示器光学输出309A3和第四变焦指示器光学输出309A4中的每一个可以被形成为操纵来自光源205的光以指示当前选择了所述多个可选择的变焦级别/设置中的哪一个。
因此，如图7B所示，在1.5的变焦级别/设置下，第一变焦指示器光学输出309A1被定位成接收来自光学波导311的光，并且将光投射到相机108的对应镜头201的视野内的指定区域。第一变焦指示器光学输出309A1可以被配置为以指示1.5变焦级别/设置的第一可见图案将光投射到相机的镜头201中(例如，参见图4A中的可见图案401A)。以这种方式，相机108、计算***106和云游戏提供商112中的一个或多个能够辨别变焦设备701附接到相机108并且变焦设备701被设置在1.5变焦级别/设置。
图7D示出了根据本发明的一些实施方案的沿着通道707平移到2.0变焦级别/设置的变焦选择控件703。在2.0的变焦级别/设置下，第二变焦指示器光学输出309A2被定位成接收来自光学波导311的光，并且将光投射到相机108的对应镜头201的视野内的指定区域。第二变焦指示器光学输出309A2可以被配置为以指示2.0变焦级别/设置的第二可见图案将光投射到相机的镜头201中(例如，参见图4B中的可见图案401B)。以这种方式，相机108、计算***106和云游戏提供商112中的一个或多个能够辨别变焦设备701附接到相机108并且变焦设备701被设置在2.0变焦级别/设置。
图7E示出了根据本发明的一些实施方案的沿着通道707平移到2.5变焦级别/设置的变焦选择控件703。在2.5的变焦级别/设置下，第三变焦指示器光学输出309A3被定位成接收来自光学波导311的光，并且将光投射到相机108的对应镜头201的视野内的指定区域。第三变焦指示器光学输出309A3可以被配置为以指示2.5变焦级别/设置的第三可见图案将光投射到相机的镜头201中(例如，参见图4C中的可见图案401C)。以这种方式，相机108、计算***106和云游戏提供商112中的一个或多个能够辨别变焦设备701附接到相机108并且变焦设备701被设置在2.5变焦级别/设置。
图7F示出了根据本发明的一些实施方案的沿着通道707平移到3.0变焦级别/设置的变焦选择控件703。在3.0的变焦级别/设置下，第四变焦指示器光学输出309A4被定位成接收来自光学波导311的光，并且将光投射到相机108的对应镜头201的视野内的指定区域。第四变焦指示器光学输出309A4可以被配置为以指示3.0变焦级别/设置的第四可见图案将光投射到相机的镜头201中(例如，参见图4D中的可见图案401D)。以这种方式，相机108、计算***106和云游戏提供商112中的一个或多个能够辨别变焦设备701附接到相机108并且变焦设备701被设置在3.0变焦级别/设置。因此，应当理解，光学波导311可以形成为结合选择多个可选择的变焦级别/设置中的不同一个利用第一变焦指示器光学输出309A1、第二变焦指示器光学输出309A2、第三变焦指示器光学输出309A3和第四变焦指示器光学输出309A4光学输出中的不同一个。
图8A示出了根据本发明的一些实施方案的附接到相机108的变焦设备801，其中变焦设备801包括可调节的变焦级别/设置，并且其中变焦设备801被配置为将来自相机108上的光源205的光引导到相机108的两个镜头201中。图8B示出了根据本发明的一些实施方案的图8A的变焦设备801的透视图。变焦设备801包括主体结构，该主体结构被配置为以与先前关于变焦设备301描述的方式类似的方式附接到相机108。变焦设备801包括第一变焦镜头***705A、第二变焦镜头***705B、音频通道305、光学输入313和第二光学输出307，如先前关于变焦设备301所述的。变焦设备801还包括光学波导603，该光学波导被配置为将来自光学输入313的光引导到第一变焦镜头***705A和第二变焦镜头***705B中的每一个的光学输出。图8C示出了根据本发明的一些实施方案的图8A的变焦设备801的剖视图，以显示光学波导603。
变焦设备801包括变焦选择控件703，如关于图7A的变焦设备701所描述的，该变焦选择控件被配置为提供用户100对变焦级别/设置的设置。在图8A的示例性实施方案中，变焦选择控件703可以沿着通道707平移，以提供对变焦设备801的变焦级别/设置的调节。在图8A的示例性实施方案中，变焦设备801提供四种不同变焦级别/设置中的任何一种的选择，例如，1.5、2.0、2.5和3.0，其中变焦级别/设置表示相机108的镜头201的基础焦距的倍数。应当理解，关于图8A的变焦设备801的示例性实施方案呈现的示例性变焦级别/设置不旨在是限制性的。在各种实施方案中，变焦设备801可包括多于一个的任何数量的变焦级别/设置。而且，在各种实施方案中，变焦级别/设置可以被设置为基本上任何值，即设置为相机108的镜头201的基础焦距的任何倍数。
在示例性变焦设备801中，变焦选择控件703沿着通道707的平移导致带709和相关联的机械联动装置的移动，进而导致第一变焦镜头***705A和第二变焦镜头***705B的对应调节例如旋转，以影响变焦设备801的变焦级别/设置的调节。变焦选择控件703和带709以及相关联的机械联动装置被配置为将第一变焦镜头***705A和第二变焦镜头***705B中的每一个保持在基本相同的变焦级别/设置。
类似于图7A的变焦设备701，变焦设备801包括第一变焦指示器光学输出309A1、第二变焦指示器光学输出309A2、第三变焦指示器光学输出309A3和第四变焦指示器光学输出309A4，每个都被配置为当位于光学波导603旁边时，将来自相机108的光源205的光投射到相机108的对应镜头201的视野内的指定区域。光学波导603和光学输入313与先前关于图6A的变焦设备601描述的相同。变焦设备801还包括第五变焦指示器光学输出309B1、第六变焦指示器光学输出309B2、第七变焦指示器光学输出309B3和第八变焦指示器光学输出309B4，每个都被配置为当位于光学波导603旁边时，将来自相机108的光源205的光投射到相机108的对应镜头201的视野内的指定区域。
随着变焦选择控件703沿着通道707平移，带709移动以引起第一变焦指示器光学输出309A1、第二变焦指示器光学输出309A2、第三变焦指示器光学输出309A3和第四变焦指示器光学输出309A4中的每一个关于第一变焦镜头***705A旋转，并且引起第五变焦指示器光学输出309B1、第六变焦指示器光学输出309B2、第七变焦指示器光学输出309B3和第八变焦指示器光学输出309B4中的每一个关于第二变焦镜头***705B旋转。以这种方式，在不同变焦级别/设置下，第一变焦指示器光学输出309A1、第二变焦指示器光学输出309A2、第三变焦指示器光学输出309A3和第四变焦指示器光学输出309A4中不同的一个被定位成接收来自光学波导603的光。并且，在不同的变焦级别/设置下，第五变焦指示器光学输出309B1、第六变焦指示器光学输出309B2、第七变焦指示器光学输出309B3和第八变焦指示器光学输出309B4中不同的一个被定位成接收来自光学波导603的光。而且，光学波导603，和第一变焦指示器光学输出309A1、第二变焦指示器光学输出309A2、第三变焦指示器光学输出309A3和第四变焦指示器光学输出309A4中的每一个可以被形成为操纵来自光源205的光以指示当前选择了所述多个可选择的变焦级别/设置中的哪一个。并且，类似地，光学波导603，和第五变焦指示器光学输出309B1、第六变焦指示器光学输出309B2、第七变焦指示器光学输出309B3和第八变焦指示器光学输出309B4中的每一个可以被形成为操纵来自光源205的光以指示当前选择了所述多个可选择的变焦级别/设置中的哪一个。
因此，如图8A所示，在1.5的变焦级别/设置下，第一变焦指示器光学输出309A1被定位成接收来自光学波导603的光并将光投射到相机108的对应镜头201的视野内的指定区域，并且第五变焦指示器光学输出309B1被定位成接收来自光学波导603的光并将光投射到相机108的对应镜头201的视野内的指定区域。第一变焦指示器光学输出309A1和第五变焦指示器光学输出309B1的每一个可以被配置为以指示1.5变焦级别/设置的第一可见图案将光投射到相机的对应镜头201中(例如，参见图4A中的可见图案401A)。以这种方式，相机108、计算***106和云游戏提供商112中的一个或多个能够辨别变焦设备801附接到相机108并且变焦设备801被设置在1.5变焦级别/设置。
图8D示出了根据本发明的一些实施方案的变焦设备801，其中变焦选择控件703沿着通道707平移到2.0变焦级别/设置。在2.0的变焦级别/设置下，第二变焦指示器光学输出309A2被定位成接收来自光学波导603的光并将光投射到相机108的对应镜头201的视野内的指定区域，并且第六变焦指示器光学输出309B2被定位成接收来自光学波导603的光并将光投射到相机108的对应镜头201的视野内的指定区域。第二变焦指示器光学输出309A2和第六变焦指示器光学输出309B2的每一个可以被配置为以指示2.0变焦级别/设置的第二可见图案将光投射到相机的对应镜头201中(例如，参见图4B中的可见图案401B)。以这种方式，相机108、计算***106和云游戏提供商112中的一个或多个能够辨别变焦设备801附接到相机108并且变焦设备801被设置在2.0变焦级别/设置。
图8E示出了根据本发明的一些实施方案的变焦设备801，其中变焦选择控件703沿着通道707平移到2.5变焦级别/设置。在2.5的变焦级别/设置下，第三变焦指示器光学输出309A3被定位成接收来自光学波导603的光并将光投射到相机108的对应镜头201的视野内的指定区域，并且第七变焦指示器光学输出309B3被定位成接收来自光学波导603的光并将光投射到相机108的对应镜头201的视野内的指定区域。第三变焦指示器光学输出309A3和第七变焦指示器光学输出309B3的每一个可以被配置为以指示2.5变焦级别/设置的第三可见图案将光投射到相机的对应镜头201中(例如，参见图4C中的可见图案401C)。以这种方式，相机108、计算***106和云游戏提供商112中的一个或多个能够辨别变焦设备801附接到相机108并且变焦设备801被设置在2.5变焦级别/设置。
图8F示出了根据本发明的一些实施方案的变焦设备801，其中变焦选择控件703沿着通道707平移到3.0变焦级别/设置。在3.0的变焦级别/设置下，第四变焦指示器光学输出309A4被定位成接收来自光学波导603的光并将光投射到相机108的对应镜头201的视野内的指定区域，并且第八变焦指示器光学输出309B4被定位成接收来自光学波导603的光并将光投射到相机108的对应镜头201的视野内的指定区域。第四变焦指示器光学输出309A4和第八变焦指示器光学输出309B4的每一个可以被配置为以指示3.0变焦级别/设置的第四可见图案将光投射到相机的对应镜头201中(例如，参见图4D中的可见图案401D)。以这种方式，相机108、计算***106和云游戏提供商112中的一个或多个能够辨别变焦设备801附接到相机108并且变焦设备801被设置在3.0变焦级别/设置。
图9示出了根据本发明的一些实施方案的用于操作游戏***的相机的方法的流程图。该方法包括用于将变焦设备附接到相机的操作901。变焦设备包括光学波导，该光学波导被配置为将从相机上的光源发射的光引导到相机镜头的视野内的指定区域。在各种实施方案中，光学波导被配置为在变焦设备上的外部位置传输从相机上的光源发射的光的一些。该方法还包括用于操作相机以从相机上的光源发射光的操作903。该方法还包括用于确定来自光源的光是否存在于由相机捕获的图像的一部分内的操作905，其中图像的该部分对应于相机镜头的视野内的指定区域。该方法还包括操作907，用于在检测到来自光源的光存在于由相机捕获的图像的该部分内时，以与相机上存在的变焦设备相称的方式操作游戏***。
在一些实施方案中，该方法还可以包括操作909，其中在检测到来自光源的光存在于由相机捕获的图像的该部分中时，由相机捕获的图像的该部分被处理以识别由来自光源的存在于由相机捕获的图像的该部分内的光形成的可见图案，其中可见图案的识别指示当前选择了变焦设备的多个可选择的变焦级别/设置中的哪一个。而且，在一些实施方案中，该方法可以包括操作911，其中在检测到来自光源的光存在于由相机捕获的图像的该部分内时，并且在确定变焦设备的变焦级别/设置之后，从相机上的光源发射的光的亮度在一段时间内降低。而且，在一些实施方案中，相机可以包括惯性测量装置诸如加速度计，其可以用于指示何时应该执行相机上变焦设备存在的重新检查。例如，在检测到相机上存在变焦设备并且确定对应的变焦级别/设置之后，可以调暗相机上的光源，直到相机上的加速度计指示相机已经以可能指示变焦设备移除或调节的某种方式移动或被干扰。然后，相机上的光源可以从其调暗状态增加亮度，以重新检查变焦设备的存在和对应的变焦级别/设置。应当理解，当变焦设备和对应的变焦级别/设置已知时调暗相机上的光源可以降低从光源投向相机镜头的光在相机捕获的图像中引起对象识别和跟踪问题的可能性。应当理解，在各种实施方案中，操作909和911可以任选地以任何顺序的顺序方式执行或同时执行。
图10示出根据本发明的示例性实施方案的头戴式显示器102的块级体系结构。应当理解，头戴式显示器102可包括或不包括比图10所示的多或少的部件，取决于启用的配置和功能。头戴式显示器102可包括用于执行程序指令的处理器1001。存储器1003提供用于数据存储目的，并且可以包括易失性和非易失性存储器两者。包括显示器1005，所述显示器提供用户可观看的视觉界面。显示器1005可由单个显示器界定或可以呈每只眼睛单独显示屏的形式。当提供两个显示屏时，有可能单独地提供左眼和右眼视频内容。将视频内容单独呈现给每只眼睛例如可提供对虚拟现实场景的三维内容更好的沉浸式控制。
电池1007可被提供为头戴式显示器102的电源。在其他实施方案中，电源可以包括至电源的插座连接。在其他实施方案中，可提供到电源的插座连接和电池1007。在一些实施方案中，头戴式显示器102从相同电缆获得电力或可连接到另一条电缆。在一些实施方案中，头戴式显示器102可具有可再充电的电池1007，以便避免额外的电源线。
运动检测模块1037可包括各种运动敏感硬件诸如磁力计1039、加速度计1041和陀螺仪1043中的任何一种。磁力计1039测量头戴式显示器102附近的磁场的强度和方向。在一些实施方案中，在头戴式显示器102内使用三个磁力计1039，从而确保世界空间偏航角的绝对参考。在一些实施方案中，磁力计1039被设计成跨越+/-80微特斯拉的地球磁场。磁力计受金属的影响，并且提供随实际偏航单调变化的偏航测量。磁场可能由于环境中的金属而扭曲，从而导致偏航测量的扭曲。如果需要，可使用来自其他传感器诸如陀螺仪或相机的信息校准这种扭曲。在一些实施方案中，加速度计1041与磁力计1039一起使用，以便获得头戴式显示器102的倾斜度和方位角。
加速度计1041是用于测量加速度和重力引起的反作用力的装置。单轴和多轴(例如，六轴)模型能够检测不同方向上的加速度的量值和方向。加速度计1041用于感测倾斜度、振动和冲击。在一个实施方案中，三个加速度计1041用于提供重力方向，其给出两个角度(世界空间俯仰和世界空间滚转)的绝对参考。
陀螺仪1043是用于基于角动量原理测量或维持取向的装置。在一个实施方案中，三个陀螺仪1043基于惯性感测提供关于跨相应坐标轴(x、y和z)的移动的信息。陀螺仪1043有助于检测快速旋转。然而，陀螺仪1043可在不存在绝对参考的情况下随时间漂移。这需要周期性地重置陀螺仪1043，这可使用其他可用信息(诸如基于对象的视觉跟踪、加速度计、磁力计等的位置/取向确定)完成。
相机1009被提供用于捕获头戴式显示器102所暴露的现实世界环境的图像和图像流。头戴式显示器102中可以(任选地)包括多于一个的相机1009，包括远离头戴式显示器102指向现实世界环境的相机1009和用于跟踪佩戴头戴式显示器102的用户的眼睛的相机1009。另外，头戴式显示器102中可包括深度相机1011，用于感测头戴式显示器102所暴露的现实世界环境中的对象的深度信息。
头戴式显示器102包括用于提供音频输出的扬声器1013。而且，可包括传声器1015，用于捕获来自现实世界环境的音频，包括来自周围环境的声音、用户发出的语音等。头戴式显示器102包括用于向用户提供触觉反馈的触觉反馈模块1017。在一个实施方案中，触觉反馈模块1017能够引起头戴式显示器102的移动和/或振动，以便向用户提供触觉反馈。
LED 1019被提供为头戴式显示器102的状态的视觉指示器。例如，LED可指示电池水平、通电等。LED 1019还可用于通过相机观看头戴式显示器102所处的现实世界环境来对头戴式显示器102的位置和移动进行视觉跟踪。提供读卡器1021来使头戴式显示器102能够从存储卡读取信息和将信息写入到存储卡。包括USB接口1023作为用于实现***装置的连接或者与其他装置(诸如其他便携式装置、计算机等)的连接的接口的一个实例。在头戴式显示器102的各种实施方案中，可包括各种类型的接口中的任何一种，以实现头戴式显示器102的更大连接性。
可包括WiFi模块1025，以用于实现头戴式显示器102经由无线联网技术来连接到互联网。而且，头戴式显示器102可包括用于实现无线连接到其他装置的蓝牙模块1027。还可以包括通信链路1029以便连接到其他装置。在一个实施方案中，通信链路1029利用红外传输进行无线通信。在其他实施方案中，通信链路1029可以利用各种无线或有线传输协议中的任何一种来与其他装置通信。
包括输入按钮/传感器1031以便为用户提供输入接口。可包括各种输入接口中的任何一种，诸如按钮、姿势、触摸板、操纵杆、轨迹球等。超声波通信模块1033可包括在头戴式显示器102中，以用于经由超声波技术促进与其他装置的通信。
头戴式显示器102还可包括一个或多个生物传感器1035，以实现对来自佩戴头戴式显示器102的用户的生理数据的检测。在一些实施方案中，生物传感器1035包括用于通过用户皮肤检测用户的生物电信号的一个或多个干电极、语音检测、识别用户注视的眼睛跟踪、识别用户/轮廓的眼睛视网膜检测等。
应当理解，如图10所示的头戴式显示器102的部件是头戴式显示器102可包括的部件的实例，并且不代表头戴式显示器102可包括的所有可能的部件。例如，在各种实施方案中，头戴式显示器102可包括或可不包括图10所示的部件中的一些。此外，在一些实施方案中，头戴式显示器102可包括图10未示出的另外的部件。
图11示出可用来实现本发明的一些实施方案的计算机***106和其他交互硬件的示例性块级体系结构。在一些实施方案中，计算机***106可以是娱乐装置。如本文使用的术语是指原始PlayStationPlayStationPlayStation或者任何未来版本的游戏***中的任一种。计算机***106可包括：Cell处理器1102、动态随机存取存储器(XDRAM)单元1104、具有专用视频随机存取存储器(VRAM)单元1108的现实合成器图形单元1106、和I/O桥1110。计算机***106还可包括用于从磁盘1112a读取的BluDisk光盘读取器1112和可移除吸入式硬盘驱动器(HDD)1114，所述BluDisk光盘读取器和可移除吸入式硬盘驱动器可通过I/O桥1110存取。任选地，计算机***106还包括用于读取压缩闪存卡、Memory存储卡等的存储卡读卡器1101，所述存储卡读卡器类似地可通过I/O桥1110存取。I/O桥1110还连接到六个通用串行总线(USB)2.0端口1116、千兆以太网端口1118、IEEE 802.11b/g无线网络(Wi-Fi)端口1120和能够支持最多七个蓝牙连接的无线链接端口1122。
在操作中，I/O桥1110处置所有无线、USB和以太网数据，包括来自一个或多个游戏控制器1162和1124的数据。例如，当用户正在玩游戏时，I/O桥1110经由蓝牙链接从游戏控制器1162和1124接收数据并将其引导到cell处理器1102，所述cell处理器相应地更新游戏的当前状态。
无线、USB和以太网端口还提供用于除游戏控制器1162和1124之外的其他***装置的连接性，所述其他***装置诸如遥控器1126、键盘1128、鼠标1130、便携式娱乐装置1132诸如Sony娱乐装置、摄像机1134诸如Eye Camera、形状对象1136和传声器1138。此类***装置因此原则上可无线连接到计算机***106。例如，便携式娱乐装置1132可经由Wi-Fi自组式连接通信，而形状对象1136可经由蓝牙链接通信。
提供这些接口意味着计算机***106潜在地也与其他***装置兼容，所述其他***装置诸如数字视频录像机(DVR)、机顶盒、数码相机、便携式媒体播放器、互联网协议(IP)语音电话、移动电话、打印机和扫描仪。另外，传统存储卡读卡器1140可经由USB端口1116连接到***单元，从而使得能够读取由先前PlayStation装置使用的类型的存储卡。
游戏控制器1162和1124可操作来经由蓝牙链接与计算机***106进行无线通信，或连接到USB端口，从而还提供了藉以为游戏控制器1162和1124的电池充电的电力。游戏控制器1162和1124还可包括存储器、处理器、存储卡读卡器、永久存储器(诸如快闪存储器)、光发射器(诸如球面照射部分)、发光二极管(LED)、或红外光、用于超声通信的传声器和扬声器、声室、数码相机、内部时钟、面对游戏控制台的可辨识形状、和使用诸如WiFiTM等协议的无线通信。可辨识形状可为实质上含以下形状的形状：球体、立方体、平行四边形、长方体、圆锥体、棱锥体、英式足球体、美式足球体或橄榄球体、未完成球体、球体的部分、截棱锥、截圆锥体、棒球棍、截立方体、多面体、星形等、或这些形状中的两个或多个的组合。
游戏控制器1124被设计来供两只手使用的控制器，并且游戏控制器1162是具有球形附件的单手控制器。除一个或多个模拟操纵杆和常规控制按钮之外，游戏控制器对三维位置确定敏感。因此，除常规的按钮或操纵杆命令之外或取而代之，游戏控制器的用户的姿势和移动可被转换为游戏的输入。任选地，其他支持无线模式的***装置诸如Sony便携式装置可以被用作控制器。在Sony便携式装置的情况下，可在装置的屏幕上提供另外的游戏或控制信息(例如，控制指令或生命数)。还可使用其他替代性或补充性控制装置，诸如跳舞毯(未示出)、光枪(未示出)、方向盘和踏板(未示出)或定制控制器，诸如用于快速反应问答游戏的单个或若干大按钮(也未示出)。
遥控器1126也可操作来经由蓝牙链接与计算机***106无线通信。遥控器1126包括适于Blu RayTM光盘BD-ROM读取器1112的操作并且适于导览光盘内容的控件。除了常规预刻录CD和可刻录CD以及所谓的超级音频CD之外，Blu RayTM光盘BD-ROM读取器1112可操作来读取可与任何PlayStation装置兼容的CD-ROM。除了常规预刻录DVD和可刻录DVD之外，读取器1112也可操作来读取可与任何Playstation装置兼容的DVD-ROM。读取器1112进一步可操作来读取可与任何PlayStation装置兼容的BD-ROM，以及常规的预刻录蓝光光盘和可刻录蓝光光盘。
计算机***106可操作来通过音频和视频连接器将由PlayStation装置经由现实合成器图形单元(RSX)1106产生或解码的音频和视频提供到显示器和声音输出装置1142，诸如具有显示器1146和一个或多个扬声器1148的监视器或电视机，或独立扬声器1150。在一些实施方案中，利用语音和注视输入来根据用户的POG来朝向具体音频扬声器播放声音。音频连接器1158可包括常规的模拟和数字输出，而视频连接器1160可不同地包括分量视频、S视频、复合视频和一个或多个高清晰度多媒体接口(HDMI)输出。因此，视频输出可呈诸如PAL或NTSC的格式，或呈720p、1080i或1080p的高清晰度。音频处理(产生、解码等)是由cell处理器1302进行。PlayStation 3装置的操作***支持5.1环绕声、剧场环绕(DTS)和来自光盘的7.1环绕声的解码。
在一些实施方案中，***106包括聚焦方向处理模块1201，该聚焦方向处理模块被配置为确定在头戴式显示器102内显示的虚拟现实场景内用户的聚焦方向。在一些实施方案中，聚焦方向处理模块1201被配置为基于头戴式显示器102的移动，或者基于虚拟现实场景内用户的眼睛注视方向，或者基于头戴式显示器102的移动和虚拟现实场景内用户的眼睛注视方向两者，确定虚拟现实场景内的用户的聚焦方向。而且，***106包括聚焦对象处理模块1203，该聚焦对象处理模块被配置为基于由聚焦方向处理模块1201确定的聚焦方向确定虚拟现实场景内用户的当前聚焦的对象，其中用户的聚焦方向指向用户当前聚焦的对象。聚焦对象处理模块1203被配置为引导渲染引擎1106以产生虚拟现实场景的调节，其中用户的当前聚焦对象朝向虚拟现实场景内的用户视点移动。在一些实施方案中，虚拟现实场景的调节放大用户的当前聚焦对象以基本上填充虚拟现实场景内的用户的视野。而且，在一些实施方案中，聚焦对象处理模块1203被配置为将与用户的当前聚焦对象相关联的音频内容的传输引导到头戴式显示器102。
另外，在一些实施方案中，聚焦对象处理模块1203被配置为基于聚焦方向处理模块1201确定的聚焦方向和从用户接收的一个或多个附加输入确定虚拟现实场景内用户当前聚焦的多个对象。并且，聚焦对象处理模块1203被配置为引导渲染引擎1106以产生虚拟现实场景的调节，其中用户当前聚焦的多个对象的每一个朝向虚拟现实场景内的用户视点移动。而且，在一些实施方案中，聚焦对象处理模块1203被配置为将与用户当前聚焦的多个对象的每一个相关联的音频内容的传输引导到头戴式显示器。
计算机***106还可包括与cell处理器1102通信的惯性处理模块1170。惯性处理模块1170被连接来从头戴式显示器102内的惯性传感器接收惯性传感器数据。惯性传感器数据指示头戴式显示器102根据佩戴所述头戴式显示器102的用户的移动的移动。用户的移动基于显示在头戴式显示器102内的虚拟现实场景。
应用编程接口(API)可用来向应用提供对惯性处理模块1170的功能和输出的访问权。API可由多个应用(例如游戏)以同时的方式使用。应当理解，惯性处理模块1170可以在各种实施方案中实现为软件和/或固件。而且，在一些实施方案中，惯性处理模块1170的部分可以实现为硬件，诸如当应用性能需要快速数据处理时。
尽管这里已经以特定顺序描述了一些方法操作，但是应当理解，可以在操作之间执行其他内务处理操作，或者可以调整操作以使得它们在稍微不同的时间发生，或者所述操作可以分布在允许以与处理相关联的各种间隔发生处理操作的***中。本发明的实施方案可用包括手持装置、微处理器***、基于微处理器或可编程消费电子器件、小型计算机、大型计算机等的各种计算机***配置来实践。本发明还可在分布式计算环境中进行实践，其中由通过基于有线的或无线网络加以链接的远程处理装置执行任务。
考虑到上述实施方案，应当理解，本发明可采用涉及存储在计算机***中的数据的各种计算机实现的操作。这些操作是需要对物理量进行物理操纵的操作。本文描述的形成本发明的一部分的任何操作都是有用的机器操作。本发明还涉及用于执行这些操作的装置或设备。所述设备可以专门构造以用于所需目的，或者所述设备可以是通过存储在计算机中的计算机程序来选择性地激活或配置的通用计算机。具体地讲，各种通用机器可与根据本文的教导编写的计算机程序一起使用，或者构建更专业的设备来执行所需操作可为更方便的。
本发明使用的各种部件可以在计算机可读介质上体现为计算机可读代码。计算机可读介质是可存储数据的任何数据存储装置，所述数据随后可由计算机***读取。计算机可读介质的实例包括硬盘驱动器、网络附接存储(NAS)、只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁带以及其他光学和非光学数据存储装置。计算机可读介质可包括分布在网络耦接的计算机***上的计算机可读有形介质，使得计算机可读代码被以分布的方式存储和执行。
尽管为了清晰理解的目的已详细描述了前述发明，但是将会明显的是可在所附权利要求的范围内实践某些变化和修改。因此，本发明的实施方案被认为是说明性的而非限制性的，并且本发明不限于本文给出的细节，而可在所述实施方案的范围和等效物内进行修改。

Claims (23)

1.一种用于游戏***的相机的变焦设备，其包括：
形成为装配在所述相机上方的主体结构；
设置在所述主体结构内的变焦镜头，以便当所述主体结构附接到所述相机时位于所述相机的镜头前方；以及
设置在所述主体结构内的光学波导，所述光学波导形成为具有光学输入和光学输出，所述光学波导形成为当所述主体结构附接到所述相机时从所述相机上的光源将光接收到所述光学输入，所述光学波导形成为当所述主体结构附接到所述相机时从所述光学输出发射光到所述相机的所述镜头的视野内的指定区域。
2.如权利要求1所述的用于所述游戏***的所述相机的变焦设备，其中所述主体结构形成为夹在所述相机的外部结构上。
3.如权利要求1所述的用于所述游戏***的所述相机的变焦设备，其中所述光学波导包括光纤。
4.如权利要求1所述的用于所述游戏***的所述相机的变焦设备，其中所述相机上的所述光源是所述相机的状态指示灯。
5.如权利要求1所述的用于所述游戏***的所述相机的变焦设备，其中所述相机上的所述光源是发光二极管。
6.如权利要求1所述的用于所述游戏***的所述相机的变焦设备，其中所述相机上的所述光源可由所述游戏***相对于亮度、颜色、打开持续时间、关闭持续时间和脉动中的一个或多个来控制。
7.如权利要求1所述的用于所述游戏***的所述相机的变焦设备，其中光从其发射到所述相机的所述镜头的所述视野内的所述指定区域的所述光学输出是第一光学输出，并且其中所述光学波导包括第二光学输出，所述第二光学输出被配置为在所述主体结构上的外部位置从所述光源发射所述光的一些。
8.如权利要求7所述的用于所述游戏***的所述相机的变焦设备，其中所述相机上的所述光源是所述相机的状态指示灯，并且其中所述第二光学输出是所述相机的替代状态指示器。
9.如权利要求1所述的用于所述游戏***的所述相机的变焦设备，其中所述变焦镜头被配置为提供多个可选择的变焦级别，并且其中所述光学波导被形成为操纵来自所述光源的所述光以指示当前选择了所述多个可选择的变焦级别中的哪一个。
10.如权利要求9所述的用于所述游戏***的所述相机的变焦设备，其中形成所述光学波导以结合选择所述多个可选择的变焦级别中的不同的一个利用不同的光学输出。
11.如权利要求10所述的用于所述游戏***的所述相机的变焦设备，其中每个不同的光学输出被配置为以不同的可见图案发射光。
12.如权利要求1所述的用于所述游戏***的所述相机的变焦设备，其中所述相机包括两个镜头，并且其中所述变焦设备包括设置在所述主体结构内的两个变焦镜头，以便当所述主体结构附接到所述相机时，所述两个变焦镜头分别位于所述相机的所述两个镜头的前面。
13.如权利要求12所述的用于所述游戏***的所述相机的变焦设备，其中形成所述光学波导以将来自所述相机上的所述光源的光引导到所述相机的所述两个镜头之一的所述视野内的所述指定区域。
14.如权利要求12所述的用于所述游戏***的所述相机的变焦设备，其中形成所述光学波导以将从所述相机上的所述光源发射的光引导到所述相机的所述两个镜头的每一个的所述视野内的所述指定区域。
15.如权利要求12所述的用于所述游戏***的所述相机的变焦设备，其中所述两个变焦镜头的每一个被配置为提供多个可选择的变焦级别，并且其中所述光学波导被形成为操纵来自所述光源的所述光以指示当前针对所述两个变焦镜头的每一个选择了所述多个可选择的变焦级别中的哪一个。
16.一种游戏***，其包括：
处理单元，所述处理单元被配置为执行计算机游戏的程序指令；
相机，所述相机包括被配置为捕获与所述计算机游戏的用户相关联的现实世界环境的图像的镜头和图像捕获电路，所述相机被配置为将捕获的图像数据传送到所述处理单元；以及
变焦设备，所述变焦设备被配置为附接到所述相机，所述变焦设备包括光学波导，所述光学波导被配置为将从所述相机上的光源发射的光引导到所述相机的所述镜头的视野内的指定区域，以向所述处理单元提供所述变焦设备附接到所述相机的指示。
17.如权利要求16所述的游戏***，其中所述处理单元被配置为处理所述捕获的图像数据以确定来自所述光源的光是否存在于由所述相机捕获的图像的一部分内，其中所述图像的所述部分对应于所述相机的所述镜头的所述视野内的所述指定区域。
18.如权利要求16所述的游戏***，其中所述光学波导被配置为操纵从所述光源发射的所述光，以指示当前在所述变焦设备上选择了多个可选择的变焦级别中的哪一个。
19.一种用于操作游戏***的相机的方法，其包括：
将变焦设备附接到所述相机，所述变焦设备包括光学波导，所述光学波导被配置为将从所述相机上的光源发射的光引导到所述相机的镜头的视野内的指定区域；
操作所述相机以从所述相机上的所述光源发射光；
确定来自所述光源的光是否存在于由所述相机捕获的图像的一部分内，其中所述图像的所述部分对应于所述相机的所述镜头的所述视野内的所述指定区域；以及
在检测到来自所述光源的所述光存在于由所述相机捕获的所述图像的所述部分内时，以与所述相机上存在的所述变焦设备相称的方式操作所述游戏***。
20.如权利要求19所述的用于操作所述游戏***的所述相机的方法，其还包括：
在检测到来自所述光源的所述光存在于由所述相机捕获的所述图像的所述部分内时，处理由所述相机捕获的所述图像的所述部分以识别由来自所述光源的存在于由所述相机捕获的所述图像的所述部分内的所述光形成的可见图案，其中所述可见图案的识别指示当前选择了所述变焦设备的多个可选择的变焦级别中的哪一个。
21.如权利要求19所述的用于操作所述游戏***的所述相机的方法，其还包括：
在检测到来自所述光源的所述光存在于由所述相机捕获的所述图像的所述部分内并且确定所述变焦设备的变焦级别时，降低从所述相机上的所述光源发射的所述光的亮度。
22.如权利要求21所述的用于操作所述游戏***的所述相机的方法，其中所述光学波导被配置为在所述变焦设备上的外部位置传输从所述相机上的所述光源发射的所述光的一些。
23.如权利要求21所述的用于操作所述游戏***的所述相机的方法，其还包括：
检测所述相机的移动；以及
在检测到所述相机的移动时，增加从所述相机上的所述光源发射的所述光的所述亮度，并且重新确定来自所述光源的光是否存在于所述相机的所述镜头的所述视野内的所述指定区域内。
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