TWI645314B - 手勢偵測系統及方法 - Google Patents

Abstract

本案涉及一種手勢偵測系統及方法，其中，系統包含手持控制器以及計算程序。手持控制器包含複數手指偵測器，用以偵測複數手指位置。計算程序係由處理器所執行，用以獲取手持控制器的空間向量，更用以自手持控制器獲取手指位置。手持控制器的空間向量以及手指位置被用以顯示模擬手勢。

Description

手勢偵測系統及方法

本案涉及一種用以提供模擬環境的系統及方法，尤為一種向複數使用者提供模擬環境的系統及方法。

模擬環境的應用，例如虛擬實境和擴增實境，在許多方面皆非常實用。在現今的市場中，模擬環境最常被用於電玩遊戲或展示場合。而在此種展示的場合裡，有許多技術可以在模擬環境裡表現使用者拳頭或手部的態樣，例如，透過手持控制器偵測使用者的手部，再於模擬環境中對應地顯示模擬的肢體。然而，現今的系統皆難以精細的展現使用者的手掌或手指的變化，其大多是透過判斷手持控制器上的實體按鈕是否被按壓來表現完全張開的手掌或緊握的拳頭等等簡單的手部態樣而已。

顯然地，目前技術所能表現的手部態樣種類相當受限。是故，本領域中亟需一種適應性高且操作直覺的系統，其能使在模擬環境中顯示多種模擬手勢的可能性成真。

本案內容之一實施態樣係關於一種手勢偵測系統。此種手勢偵測系統包含一手持控制器以及一計算程序。該手持控制器包含複數手指偵測器，其中該些手指偵測器係用以偵測複數手指位置。該計算程序係由一處理器所執行，該計算程序用以獲取該手持控制器的一空間向量，更用以自該手持控制器獲取該些手指位置，其中該手持控制器的該空間向量以及該些手指位置被用以顯示一模擬手勢。

本案的另一實施態樣係關於一種手勢偵測方法。此種手勢偵測方法包含下列步驟：透過一手持控制器上的複數手指偵測器偵測複數手指位置；透過由一處理器所執行的一計算程序獲取該手持控制器的一空間向量；透過該計算程序自該手持控制器獲取該些手指位置；以及透過該計算程序提供該手持控制器的該空間向量以及該些手指位置以顯示一模擬手勢。

本案的又一實施態樣係關於一種手勢偵測系統，應用於提供一模擬景象。此種手勢偵測系統包含一頭戴顯示器、一手持控制器以及一計算程序。該頭戴顯示器係用以顯示該模擬景象。該手持控制器包含複數手指偵測器，其中該些手指偵測器係用以偵測複數手指位置。該計算程序，係由一處理器所執行，用以獲取該手持控制器的一空間向量，更用以自該手持控制器獲取該些手指位置，其中該手持控制器的該空間向量以及該些手指位置被用以於該模擬景象中顯示一虛擬角色的一模擬手勢。

應當理解，前述的發明內容以及後續的實施方 式僅係敘述各種可能的實施態樣，其係用以詳細地說明本案欲保護的內容。

根據本案之技術內容，本案實施例藉由提供一種手勢偵測系統，其係用以在模擬環境中顯示多種模擬手勢，改善了先前技術難以提供精細之模擬手勢的問題。

H1‧‧‧手

HG‧‧‧綁帶

V1‧‧‧虛擬角色

VH1‧‧‧模擬手勢

100‧‧‧手勢偵測系統

101‧‧‧計算裝置

120‧‧‧手持控制器

121‧‧‧第一偵測區域

121a‧‧‧第一手指偵測器

122‧‧‧第二偵測區域

122a‧‧‧第二手指偵測器

123‧‧‧第三偵測區域

123a‧‧‧第三手指偵測器

124‧‧‧第四偵測區域

124a‧‧‧第四手指偵測器

125‧‧‧第五偵測區域

125a‧‧‧第五手指偵測器

126‧‧‧第六偵測區域

126a‧‧‧第六手指偵測器

127‧‧‧第七偵測區域

127a‧‧‧第七手指偵測器

128‧‧‧第八偵測區域

128a‧‧‧第八手指偵測器

129‧‧‧第九偵測區域

129a‧‧‧第九手指偵測器

130‧‧‧第十偵測區域

130a、130b、130c、131a、131b、131c‧‧‧手指子偵測器

131‧‧‧第十一偵測區域

132‧‧‧第十二偵測區域

132a‧‧‧第十二手指偵測器

133‧‧‧第十三偵測區域

133a‧‧‧第十三手指偵測器

140‧‧‧計算程序

700‧‧‧手勢偵測系統

701‧‧‧計算裝置

720‧‧‧手持控制器

740‧‧‧計算程序

760‧‧‧頭戴顯示器

S801-S804‧‧‧方法步驟

透過閱讀本案實施例的詳細說明，應能夠更佳地理解本案的技術內容，於閱讀本案的各實施例時，可一併參照下列的各個圖式：第1A圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖；第1B圖為基於本案第1A圖之實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖；第2A圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖；第2B圖為基於本案第2A圖之實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖；第3A圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖；第3B圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖；第3C圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖； 第4A圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖；第4B圖為基於本案第4A圖之實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖；第5A圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖；第5B圖為基於本案第5A圖之實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖；第6圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖；第7A圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖，此手勢偵測系統更用以提供一模擬景象；第7B圖為基於本案第7A圖之實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖，此手勢偵測系統更用以提供一模擬景象；以及第8圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測方法之步驟流程圖。

以下將以圖式及詳細敘述清楚說明本案之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本案之實施例後，當可由本案所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本案之精神與範圍。

本文之用語只為描述特定實施例，而無意為本案 之限制。單數形式如“一”、“這”、“此”、“本”以及“該”，如本文所用，同樣也包含複數形式。

關於本文中所使用之『第一』、『第二』、…等，並非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本案，其僅為了區別以相同技術用語描述的元件或操作。

關於本文中所使用之『耦接』或『連接』，均可指二或多個元件或裝置相互直接作實體接觸，或是相互間接作實體接觸，亦可指二或多個元件或裝置相互操作或動作。

關於本文中所使用之『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限於。

關於本文中所使用之『及/或』，係包括所述事物的任一或全部組合。

關於本文中所使用之方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本案。

關於本文中所使用之用詞(terms)，除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在本案之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本案之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本案之描述上額外的引導。

第1A圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖。如第1A圖所示，在一實施例中，手勢偵測系統100包含手持控制器120以及計算裝置101，其中手持 控制器120與計算裝置101兩者通訊耦接。計算程序140係由計算裝置101的處理器(圖中未示)所執行，計算程序140係用以配合手持控制器120一同運作。如第1A圖所示，使用者透過一手H1握持手持控制器120。手持控制器120上包含複數手指偵測器用以自使用者的手H1獲取複數手指位置，該些手指偵測器係分別設置於複數偵測區域中，該些偵測區域係設置於使用者於正常狀況下應置放手指的位置。在某些實施例中，本案所述的處理器可為計算裝置101的中央處理器、圖像處理器或是某些控制單元，而計算程序140則是一種軟體或韌體，處理器透過執行計算程序140以控制手持控制器120。

如第1A圖所示之實施例，使用者係透過其右手握持手持控制器120，而本案之系統則可對應地用以偵測使用者右手的手勢。然而，此僅為舉例，而非用以限制本案。在其他的實施例中，當使用者係透過其左手握持手持控制器120時，本案之系統則可對應地用以偵測使用者左手的手勢。

而在又一實施例中，本案之系統可包含一對手持控制器120(第1A圖未繪示另一者)，而使用者可透過其兩手各自握持此對手持控制器120中的一者。在此實施例中，本案之系統則可對應地用以偵測使用者兩手的手勢。

在本實施例中，手指位置包含兩種參數：手指距離及手指角度。手指距離所指的是由一個手指偵測器上的偵測原點至使用者手指上的至少一預設點之間的距離。例如，若在第一偵測區域中設置一個食指偵測器，此食指偵測器的偵測原 點即為第一偵測區域之表面上的一第一定點，在此狀況下，食指距離即係指使用者食指指尖起算至此第一定點的距離所決定。另外，手指角度所指的是由一個手指偵測器所延伸出的一軸線與使用者手指上的至少一預設點兩者之間所夾的角度。例如，若在第一偵測區域中設置一個食指偵測器，此食指偵測器的偵測原點即為第一偵測區域之表面上的該第一定點，在此狀況下，食指角度即係指由該第一定點所延伸出的一軸線與使用者食指指尖延伸的一直線兩者之間所夾的角度。

在一些實施例中，手指距離所指的是由一個手指偵測器上的偵測原點至使用者手指上的複數個不同的預設點之間的複數距離，而手指角度所指的是由一個手指偵測器所延伸出的一軸線與使用者手指上的複數個不同的預設點每一者之間所夾的角度。

在本實施例中，如第1A圖所示，使用者的手H1握持了手持控制器120，故手持控制器120即可藉此偵測使用者的手H1上的手指位置。手持控制器120將把偵測到的手指位置傳送至計算程序140，而透過計算裝置101所執行的計算程序140即可獲取手指位置。計算程序140更可獲取手持控制器120的空間向量，其中此空間向量包含手持控制器120的位置以及方向。在一些實施例中，手持控制器120的位置以及方向係透過設置於手持控制器120內的慣性測量單元(圖中未示)來加以偵測。在一些實施例中，手持控制器120的位置以及方向係透過與手持控制器120配合使用的獨立光學測量單元(圖中未示)來加以偵測。計算程序140即係透過上述方式獲取手持控 制器120的空間向量。而手持控制器120的空間向量以及手指位置將被用以在模擬景象中顯示對應於使用者的模擬手勢，此處所述的模擬景象，舉例來說，係為一種於虛擬實境或擴增實境環境中所展示的景象。

第1B圖為基於本案第1A圖之實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖。如第1B圖所示，對應於使用者的模擬手勢VH1被顯示於模擬景象當中，而此模擬手勢VH1所表現出來的手勢態樣與使用者的手H1在現實世界當中所表示的手式兩者一致。此模擬手勢VH1可由計算裝置101上執行的應用程序根據手持控制器120的空間向量以及手持控制器120所偵測到的手指位置所描繪的。在模擬景象當中，此模擬手勢VH1係為連結於對應使用者之虛擬角色的軀體上，然而對應使用者之虛擬角色並未繪示於本圖當中。因此，可以瞭解，透過本案的手勢偵測系統100，可以將使用者透過手部所表現的手勢複製到模擬環境中，進一步地說，更可以於模擬環境中顯示種類多元且複雜度高的手勢態樣。

第2A圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖。在一些實施例中，手持控制器120的第一側配置如第2A圖所繪示，其中手持控制器120的第一側包含前側以及一部分的側面。手持控制器120的前側表面設置有三個偵測區域，分別為第一偵測區域121、第二偵測區域122以及第三偵測區域123。其中第一手指偵測器121a係設置於第一偵測區域121中，用以偵測使用者的食指位置。其中第二手指偵測器122a係設置於第二偵測區域122中，用以偵測使用者的第一中 指位置、第一無名指位置以及第一小指位置。其中第三手指偵測器123a係設置於第三偵測區域123中，用以偵測使用者的第二中指位置、第二無名指位置以及第二小指位置。

在一些實施例中，第三手指偵測器123a係為觸控偵測器，用以偵測是否有手指與其接觸，例如，若使用者中指的指尖觸碰第三偵測區域123，第三手指偵測器123a所獲取的第二中指位置即可表示為「已觸碰」，又例如，若使用者小指的指尖並未觸碰第三偵測區域123，第三手指偵測器123a所獲取的第二小指位置即可表示為「未觸碰」。在一些實施例中，第二手指偵測器122a係為距離偵測器，用以偵測第二偵測區域122的表面與使用者的中指、無名指以及小指之間的距離，例如，若偵測到使用者中指的第二指節與第二偵測區域122之間相距第一距離，則第二手指偵測器122a所獲取的第一中指位置即可表示為「與第二指節之距離為第一距離」，又例如，若偵測到使用者小指的第二指節與第二偵測區域122之間相距第二距離，則第二手指偵測器122a所獲取的第一小指位置即可表示為「與第二指節之距離為第二距離」。而由第二手指偵測器122a以及第三手指偵測器123a各自所偵測到的各個手指位置可以整合為使用者的中指位置、無名指位置以及小指位置。

在一些實施例中，第一手指偵測器121a係為距離偵測器，用以偵測第一偵測區域121的表面與使用者的食指之間的距離，例如，若偵測到使用者食指的指尖與第一偵測區域121之間相距第三距離，則第一手指偵測器121a所獲取的食指位置即可表示為「與指尖之距離為第三距離」，又例如，若偵 測到使用者食指的第二指節觸碰第一偵測區域121的表面，則第一手指偵測器121a所獲取的食指位置即可表示為「與食指之距離為極小距離」。如此配置下，第一手指偵測器121a、第二手指偵測器122a以及第三手指偵測器123a可各自偵測使用者的食指位置、中指位置、無名指位置以及小指位置。

第2B圖為基於本案第2A圖之實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖。在一些實施例中，手持控制器120的第二側配置如第2B圖所繪示，其中手持控制器120的第二側包含背側。如圖中所示，手持控制器120的背側表面設置有第四偵測區域124，其中第四手指偵測器124a係設置於第四偵測區域124中，其可為距離偵測器，用以偵測第四偵測區域124的表面與使用者的拇指之間的距離，例如，若偵測到使用者拇指的指尖與第四偵測區域124之間相距第四距離，則第四手指偵測器124a所獲取的拇指位置即可表示為「與指尖之距離為第四距離」，又例如，若偵測到使用者拇指觸碰第四偵測區域124的表面，則第四手指偵測器124a所獲取的拇指位置即可表示為「與拇指之距離為極小距離」。如此配置下，第四手指偵測器124a可偵測使用者的拇指位置。另外，在一些實施例中，手持控制器120的位置以及方向可由手持控制器120中的慣性測量單元(於第2B圖中未示)來加以偵測。

如第2A圖及第2B圖所示，設置於手持控制器120上的第一手指偵測器121a、第二手指偵測器122a、第三手指偵測器123a以及第四手指偵測器124a可根據高靈敏度偵測使用者的複數手指位置。此外，第一手指偵測器121a、第二手指 偵測器122a、第三手指偵測器123a以及第四手指偵測器124a皆為距離偵測器，當此些手指偵測器在偵測其自身與手指之間的距離時，此些手指偵測器也可一併偵測其自身所延伸出的軸線與手指上的特定點延伸出的直線兩者間的夾角角度，這些手指角度亦為手指位置的一部分。當對應的計算程序(圖中未示)自手持控制器120接收這些手指位置，使用者的虛擬角色即可做出對應這些手指位置的複雜模擬手勢。然而，應注意的是，第2A圖及第2B圖所示之實施例僅係用以說明本案所舉的例子，第一偵測區域121、第二偵測區域122、第三偵測區域123以及第四偵測區域124當中的每個偵測區域中皆可設置一種以上的複數偵測器，如此即可偵測更加複雜的手指位置。例如，設置於第一偵測區域121當中的第一手指偵測器121a可為將距離偵測器以及機械開關整合於其中的偵測器，又例如，設置於第四偵測區域124當中的第四手指偵測器124a可為將距離偵測器以及壓力偵測器整合於其中的偵測器。在此種配置下，第四手指偵測器124a不僅可偵測使用者拇指的距離，其亦可偵測使用者拇指的按壓壓力，如此一來，所獲取的手指位置將能包含更多相應於使用者手指之真實狀態的資訊。

第3A圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖。在一些實施例中，手持控制器120的第一側配置如第3A圖所繪示，其中手持控制器120的第一側包含前側。手持控制器120的前側表面設置有四個偵測區域，分別為第五偵測區域125、第六偵測區域126、第七偵測區域127以及第八偵測區域128。其中第五手指偵測器125a係設置於第五偵測區域 125中，用以偵測使用者的食指位置。其中第六手指偵測器126a係設置於第六偵測區域126中，用以偵測使用者的中指位置。其中第七手指偵測器127a係設置於第七偵測區域127中，用以偵測使用者的無名指位置。其中第八手指偵測器128a係設置於第八偵測區域128中，用以偵測使用者的小指位置。然而，應注意的是，分別設置於第五偵測區域125、第六偵測區域126、第七偵測區域127以及第八偵測區域128當中的第五手指偵測器125a、第六手指偵測器126a、第七手指偵測器127a以及第八手指偵測器128a之配置僅係透過舉例來說明本案而已，實際上可將由不同種類的偵測器組成的整合型偵測器應用於這些偵測區域當中，進而獲取更加複雜的使用者手指位置。此外，本實施例的手持控制器120的背側之配置係類似前述第2B圖之實施例中的配置，於此不再贅述。

第3B圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖。在一些實施例中，手持控制器120的第一側配置如第3B圖所繪示，其中手持控制器120的第一側包含前側。手持控制器120的前側表面設置有三個偵測區域，分別為第九偵測區域129、第十偵測區域130以及第十一偵測區域131。其中第九手指偵測器129a係設置於第九偵測區域129中，用以偵測使用者的食指位置。其中，三個手指子偵測器130a-130c係設置於第十偵測區域130中，用以偵測使用者的第三中指位置、第三無名指位置以及第三小指位置。其中手指子偵測器130a係用以偵測使用者的第三中指位置，手指子偵測器130b係用以偵測使用者的第三無名指位置，而手指子偵測器130c係用以 偵測使用者的第三小指位置。

同理地，在本實施例中，三個手指子偵測器131a-131c係設置於第十一偵測區域131中，用以偵測使用者的第四中指位置、第四無名指位置以及第四小指位置。其中手指子偵測器131a係用以偵測使用者的第四中指位置，手指子偵測器131b係用以偵測使用者的第四無名指位置，而手指子偵測器131c係用以偵測使用者的第四小指位置。應理解，第三中指位置以及第四中指位置兩者可被整合為中指位置，第三無名指位置以及第四無名指位置兩者可被整合為無名指位置，第三小指位置以及第四小指位置兩者可被整合為小指位置。是故，雖然本實施例的手持控制器120之配置與前述實施例之配置有若干差異，但其仍可以透過類似於前述實施例之方式來獲取使用者完整的手指位置。另外，本實施例中的偵測器配置亦可為由不同種類的偵測器組成的整合型偵測器，進而獲取更加複雜的使用者手指位置。此外，本實施例的手持控制器120的背側配置係類似前述第2B圖之實施例的手持控制器120，於此不再贅述。

第3C圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖。在一些實施例中，手持控制器120的第一側配置如第3C圖所繪示，其中手持控制器120的第一側包含前側。手持控制器120的前側表面設置有兩個偵測區域，分別為第十二偵測區域132以及第十三偵測區域133。其中第十二手指偵測器132a係設置於第十二偵測區域132中，用以偵測使用者的第五食指位置、第五中指位置、第五無名指位置以及第五小指位 置。其中第十三手指偵測器133a係設置於第十三偵測區域133中，用以偵測使用者的第六食指位置、第六中指位置、第六無名指位置以及第六小指位置。

同理地，在本實施例中，第五食指位置以及第六食指位置兩者可被整合為食指位置，第五中指位置以及第六中指位置兩者可被整合為中指位置，第五無名指位置以及第六無名指位置兩者可被整合為無名指位置，而第五小指位置以及第六小指位置兩者可被整合為小指位置。是故，雖然本實施例的手持控制器120之配置與前述實施例之配置有若干差異，但其仍可以透過類似於前述實施例之方式來獲取使用者完整的手指位置。另外，本實施例中的偵測器配置亦可為由不同種類的偵測器組成的整合型偵測器，進而獲取更加複雜的使用者手指位置。此外，本實施例的手持控制器120的背側配置係類似前述第2B圖之實施例的手持控制器120，於此不再贅述。

第4A圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖。在本實施例中，使用者的手H1握持了手持控制器120，而本實施例中手持控制器120的配置同於本案第2A圖及2B圖之實施例中的配置。如第4A圖所示，配置於第一偵測區域121中的第一手指偵測器121a可以自手H1偵測食指位置，配置於第二偵測區域122中的第二手指偵測器122a可以自手H1偵測第一中指位置、第一無名指位置以及第一小指位置，而配置於第三偵測區域123中的第三手指偵測器123a可以自手H1偵測第二中指位置、第二無名指位置以及第二小指位置。其中第三手指偵測器123a主要係設置以偵測使用者的中 指、無名指和小指的指尖位置。另外，配置於第四偵測區域124中的第四手指偵測器124a可以自手H1偵測拇指位置。

在本實施例中，使用者的食指指尖被偵測到與第一偵測區域121相距第一距離，而使用者的食指指尖被偵測到與第一偵測區域121所延伸出的軸線之間夾第一角度，此第一距離以及此第一角度兩者可被整合為食指位置，而此食指位置表示使用者的食指目前正遠離手掌且指向某處。由於使用者的手H1的中指、無名指以及小指正握持著手持控制器120，第二手指偵測器122a即可據以自手H1偵測第一中指位置、第一無名指位置以及第一小指位置，其將偵測到此三隻手指正放置於手持控制器120上。同理地，第三手指偵測器123a即可據以自手H1偵測第一中指位置、第一無名指位置以及第一小指位置，其亦將偵測到此三隻手指正放置於手持控制器120上。在本實施例中，使用者的拇指指尖將於距離第四偵測區域124第二距離之位置被偵測到，且更可偵測到使用者的拇指指尖與距離第四偵測區域124所延伸出的軸線之間的夾角為第二角度，此第二距離以及第二角度將被整合為拇指位置，而此拇指位置表示使用者的拇指目前係為離開手掌的。上述的食指位置、拇指位置、第一中指位置、第一無名指位置、第一小指位置、第二中指位置、第二無名指位置以及第二小指位置將全數被傳送至計算裝置101，而手持控制器120的空間向量亦將被傳送至計算裝置101。執行於計算裝置101上的計算程序140即可據以獲取手指位置以及空間向量。

第4B圖為基於本案第4A圖之實施例繪示的手勢 偵測系統之示意圖。在本實施例中，由於手持控制器120的空間向量以及對應使用者的手H1的手指位置皆被傳送至計算程序140，計算程序140將根據空間向量以及手指位置進行處理並產生處理資訊，計算程序140產生的處理資訊將被提供至其他的應用程序，如此，對應空間向量以及手指位置的模擬手勢VH1將可被顯示於模擬景象當中。可以發現，被顯示出來的此模擬手勢VH1的態樣同於使用者的手H1於第4A圖中所顯示的態樣，此模擬手勢VH1表現出的態樣顯示使用者的手正以中指、無名指和小指呈握拳姿勢，並將其食指和拇指伸直張開。

第5A圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖。在本實施例中，使用者的手H1握持了手持控制器120，然而，使用者的手H1係以上下顛倒的方式來握持手持控制器120。本實施例中手持控制器120的配置同於本案第2A圖及2B圖之實施例中的配置。在此狀況下，手持控制器120當中所設置的慣性測量單元(第5A圖中未示)可以偵測手持控制器120的空間向量，而此空間向量將顯示手持控制器120被握持的方式相較於第4A圖之實施例中所示的狀況係為上下顛倒的，且其亦指向相反的方向。手持控制器120仍可以偵測使用者的手指位置，如第5A圖所示，配置於第一偵測區域121中的第一手指偵測器121a可以自手H1偵測食指位置，配置於第二偵測區域122中的第二手指偵測器122a可以自手H1偵測第一中指位置、第一無名指位置以及第一小指位置，而配置於第三偵測區域123中的第三手指偵測器123a可以自手H1偵測第二中指位置、第二無名指位置以及第二小指位置。其中第三手指 偵測器123a主要係設置以偵測使用者的中指、無名指和小指的指尖位置。另外，配置於第四偵測區域124中的第四手指偵測器124a可以自手H1偵測拇指位置。

在本實施例中，使用者的食指指尖被偵測到放置於第一偵測區域121上且與第一偵測區域121延伸出的軸線夾第一角度，第一手指偵測器121a即可據以獲得食指位置。如第5A圖中所示，使用者的手H1的中指以及無名指正握持手持控制器120，其中，由於使用者的手H1的中指以及無名指的指尖皆放置於第二偵測區域122上，第二手指偵測器122a可以偵測第一中指位置以及第第一無名指位置，而使用者的手H1的小指指尖被偵測到與第二偵測區域122相距第一距離，其表示使用者的小指目前正遠離手掌且指向某處。在本實施例中，由於使用者的中指、無名指以及小指的指尖實際並未放置於第三偵測區域123的表面，第三手指偵測器123a偵測到的第二中指位置、第二無名指位置以及第二小指位置將顯示該三指的位置為離開第三偵測區域123。而配置於第四偵測區域124中的第四手指偵測器124a所偵測到的拇指位置將顯示使用者的拇指正放置於第四偵測區域124上。上述的食指位置、拇指位置、第一中指位置、第一無名指位置、第一小指位置、第二中指位置、第二無名指位置以及第二小指位置將全數被傳送至由計算裝置101所執行的計算程序140，而手持控制器120中的慣性測量單元所偵測的空間向量亦將被傳送至計算程序140。

第5B圖為基於本案第5A圖之實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖。在本實施例中，由於手持控制器120的空 間向量以及對應使用者的手H1的手指位置皆被傳送至計算程序140，計算程序140將根據空間向量以及手指位置進行處理並產生處理資訊，計算程序140產生的處理資訊將被提供至其他的應用程序，如此，對應空間向量以及手指位置的模擬手勢VH1將可被顯示於模擬景象當中。被顯示出來的此模擬手勢VH1上下顛倒，其所呈現的態樣同於使用者的手H1於第5A圖中所顯示的態樣，此模擬手勢VH1表現出的態樣顯示使用者的手正以食指、中指、無名指和拇指呈握拳姿勢，並將其小指伸直張開。

第6圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖。如圖中所示，手持控制器120上設置有綁帶HG，此綁帶HG繫於使用者的手H1上，此綁帶HG係為用以將手持控制器120固定於使用者的手H1上的一種輔助單元，其係因為，在某些應用程序中，使用者有可能需要將其手掌完全攤開，此輔助單元即係因應此種可能性而設置。而在一些實施例中，此綁帶HG可以由各種可行的材料製成。

第7A圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖。手勢偵測系統700包含手持控制器720、計算裝置701以及頭戴顯示器760。而手持控制器720以及計算裝置701的詳細構造和運作方式可以參照第1A圖至第6圖的實施例所示的手持控制器120以及計算裝置101，於此不再贅述。另外，計算程序740由計算裝置701的處理器所執行，其功效基本上同於第1A圖至第6圖的實施例所示的計算程序140。如圖中所示，頭戴顯示器760穿戴於使用者的頭部上，且使用者的 手H1握持著手持控制器720，其中頭戴顯示器760以及手持控制器720皆與計算裝置701通訊耦接。頭戴顯示器760係用以向使用者顯示虛擬實境中部分的模擬景象。而手持控制器720包含如同前述各實施例中所示的複數手指偵測器，可用以偵測使用者的手H1的手指位置。手持控制器720更包含慣性偵測單元，用以偵測對應手持控制器720的空間向量。同於前述實施例的，手持控制器720將空間向量以及手指位置傳送至由計算裝置701執行的計算程序740。

第7B圖為基於本案第7A圖之實施例繪示的手勢偵測系統之示意圖。如第7A圖所示，手持控制器720將空間向量以及手指位置皆傳送至計算程序740，而與計算程序740配合的其他應用程序將於模擬景象中顯示對應使用者的虛擬角色V1以及模擬手勢VH1。如此一來，即便使用者在現實世界中顯示更加複雜的手勢，計算裝置701仍可透過上述方式於模擬環境中向其他使用者顯示使用者的手勢，顯然，本案之技術能夠有效地強化模擬環境中的使用者互動情境。

第8圖為基於本案一實施例繪示的手勢偵測方法之步驟流程圖，而此方法的各個步驟將於下列段落中詳細說明。

步驟S801：當使用者握持手持控制器時，透過手持控制器上的複數手指偵測器偵測複數手指位置。如第1A圖、第2A圖、第2B圖、第3A圖、第3B圖、第4A圖、第5A圖以及第6圖之實施例所示，當使用者以手H1握持手持控制器120時，手持控制器120可用以獲取手H1的手指位置。

步驟S802：透過計算裝置獲取手持控制器的空間向量。如第1A圖、第2A圖、第2B圖、第3A圖、第3B圖、第3C圖、第4A圖、第5A圖以及第6圖之實施例所示，在一些實施例中，手持控制器120的慣性測量單元可用以獲取手持控制器120的空間向量。在一些實施例中，可透過若干獨立光學偵測器追蹤手持控制器120，以獲取手持控制器120的空間向量。

步驟S803：透過計算裝置自手持控制器獲取手指位置。如第1A圖、第2A圖、第2B圖、第3A圖、第3B圖、第3C圖、第4A圖、第5A圖以及第6圖之實施例所示，手持控制器120可偵測使用者的手指位置，並將手指位置傳送至由計算裝置101執行的計算程序140。在一些實施例中，計算程序140係為一種主動程序，其將主動地自手持控制器120獲取使用者的手指位置。

步驟S804：透過計算裝置提供手持控制器的空間向量以及手指位置以顯示對應使用者的模擬手勢。如第1B圖、第4B圖、第5B圖以及第7B圖之實施例所示，計算程序140可根據使用者的手指位置以及手持控制器120的空間向量進行處理以產生處理資訊，此處理資訊將被用以顯示對應使用者的手H1的模擬手勢VH1。

雖然本案以實施例揭露如上，然其並非用以限定本案，任何熟習此技藝者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (20)

1. 一種手勢偵測系統，包含：一手持控制器，包含複數手指偵測器，其中該些手指偵測器係用以偵測複數手指位置；以及一計算程序，由一處理器所執行，用以獲取該手持控制器的一空間向量，更用以自該手持控制器獲取該些手指位置，其中該手持控制器的該空間向量以及該些手指位置被用以顯示一手指相關模擬手勢。
2. 如請求項1所述之系統，其中該手持控制器的該空間向量包含該手持控制器的一位置以及一方向，該手持控制器更包含一慣性測量單元，該慣性測量單元用以偵測該位置以及該方向。
3. 如請求項1所述之系統，其中該手持控制器的該空間向量資訊係由用以追蹤該手持控制器的一光學偵測器所決定。
4. 如請求項1所述之系統，其中該些手指偵測器包含一觸控偵測器，其中該些手指位置係由該觸控偵測器是否獲取一手指觸碰所決定。
5. 如請求項1所述之系統，其中該些手指偵測器包含一壓力偵測器，其中該些手指位置係由該壓力偵測器 所獲取的一觸控壓力所決定。
6. 如請求項1所述之系統，其中該些手指偵測器包含一距離偵測器，其中該些手指位置係由該距離偵測器與一手指之間的一距離所決定。
7. 如請求項1所述之系統，其中該些手指偵測器係分別設置於對應各手指的複數偵測區域中。
8. 如請求項7所述之系統，其中該些偵測區域至少包含：一第一偵測區域，設置於該手持控制器的一第一側，並用以偵測拇指；以及一第二偵測區域，設置於該手持控制器的一第二側，並用以偵測其餘手指。
9. 如請求項1所述之系統，其中該手指相關模擬手勢係與一虛擬角色一同被顯示於一模擬環境中，其中該手指相關模擬手勢包含握拳態樣以及張拳態樣。
10. 如請求項1所述之系統，其中當偵測到該些手指位置鄰近該些手指偵測器時，顯示該手指相關模擬手勢為握拳態樣。
11. 如請求項1所述之系統，其中當偵測到該些 手指位置遠離該些手指偵測器時，顯示該手指相關模擬手勢為張拳態樣。
12. 如請求項1所述之系統，其中該手持控制器包含一固定單元，該固定單元用以將該手持控制器固定於使用者的手上。
13. 一種手勢偵測方法，包含：透過一手持控制器上的複數手指偵測器偵測複數手指位置；透過由一處理器所執行的一計算程序獲取該手持控制器的一空間向量；透過該計算程序自該手持控制器獲取該些手指位置；以及透過該計算程序提供該手持控制器的該空間向量以及該些手指位置以顯示一手指相關模擬手勢。
14. 如請求項13所述之方法，其中該手持控制器的該空間向量包含該手持控制器的一位置以及一方向，該手持控制器更包含一慣性測量單元，該慣性測量單元用以偵測該位置以及該方向。
15. 如請求項13所述之方法，其中該手持控制器的該空間向量資訊係由用以追蹤該手持控制器的一光學偵測器所決定。
16. 如請求項13所述之方法，其中該些手指偵測器包含一觸控偵測器，其中該些手指位置係由該觸控偵測器是否獲取一手指觸碰所決定。
17. 如請求項13所述之方法，其中該些手指偵測器包含一壓力偵測器，其中該些手指位置係由該壓力偵測器所獲取的一觸控壓力所決定。
18. 如請求項13所述之方法，其中該些手指偵測器包含一距離偵測器，其中該些手指位置係由該距離偵測器與一手指之間的一距離所決定。
19. 如請求項13所述之方法，其中該手指相關模擬手勢係與一虛擬角色一同被顯示於一虛擬環境中，其中該手指相關模擬手勢包含握拳態樣以及張拳態樣。
20. 一種手勢偵測系統，應用於提供一模擬景象，包含：一頭戴顯示器，用以顯示該模擬景象；一手持控制器，包含複數手指偵測器，其中該些手指偵測器係用以偵測複數手指位置；以及一計算程序，由一處理器所執行，用以獲取該手持控制器的一空間向量，更用以自該手持控制器獲取該些手指位置，其中該手持控制器的該空間向量以及該些手指位置被用 以於該模擬景象中顯示一虛擬角色的一手指相關模擬手勢。