TWI814208B - 虛擬影像顯示裝置及其虛擬影像的物件的選取方法 - Google Patents
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Abstract
一種虛擬影像顯示裝置及其虛擬影像的物件的選取方法。虛擬影像的物件的選取方法包括:使虛擬影像顯示器拍攝使用者的手部的影像資訊;判斷影像資訊中是否存在輔助工具的影像;當影像資訊中存在輔助工具的影像時,根據輔助工具的影像以產生輔助工具的位置資訊;當影像資訊中不存在輔助工具的影像時,使虛擬影像顯示器根據輔助工具的慣性量測資訊以產生輔助工具的該位置資訊;以及,使虛擬影像顯示器根據位置資訊以顯示用以選取物件的輔助指標。
Description
本發明是有關於一種虛擬影像顯示裝置及虛擬影像的物件的選取方法,且特別是有關於一種提供輔助工具的虛擬影像顯示裝置以及透過輔助工具來進行的虛擬影像的物件的選取方法。
隨著電子科技的演進,可進行虛擬實境、擴增實境的虛擬影像顯示器日漸成為一種主流。在現今的技術中,為了提升使用者在虛擬影像世界中的體驗感,也可與使用者所配戴的配件進行搭配,以提供使用者與虛擬世界中顯示的物件影像進行互動的機制。
特別是在使用者對虛擬環境中的物件進行選取動作時。在人體的習慣上,利用食指以指向物件來進行選取為最直接的反應。然而,這樣的動作可能會使手部遮擋了使用者所配戴的配件,而無法有效的執行物件的指向並選取的動作。因此,習知的虛擬影像顯示裝置,可能會限制使用者必須要應用特定的但不習慣的動作來進行物件選取,降低使用者在虛擬實境體驗中的舒適度以及體驗感。
本發明提供一種虛擬影像顯示裝置以及虛擬影像的物件的選取方法,可有效提升使用者的體驗感。
本發明的虛擬影像的物件的選取方法包括:使虛擬影像顯示器拍攝使用者的手部的影像資訊;判斷影像資訊中是否存在輔助工具的影像;當影像資訊中存在輔助工具的影像時,根據輔助工具的影像以產生輔助工具的位置資訊;當影像資訊中不存在輔助工具的影像時,使虛擬影像顯示器根據輔助工具的慣性量測資訊以產生輔助工具的該位置資訊;以及,使虛擬影像顯示器根據位置資訊以顯示用以選取物件的輔助指標。
本發明的虛擬影像顯示裝置包括虛擬影像顯示器以及輔助工具。輔助工具電性耦接虛擬影像顯示器。擬影像顯示器用以:拍攝使用者的手部的影像資訊;判斷影像資訊中是否存在輔助工具的影像;當影像資訊中存在輔助工具的影像時,根據輔助工具的影像以產生輔助工具的位置資訊;當影像資訊中不存在輔助工具的影像時,根據輔助工具的慣性量測資訊以產生輔助工具的位置資訊;以及,根據位置資訊以顯示用以選取物件的輔助指標。
基於上述,本明發明的虛擬影像顯示器透過拍攝輔助工具的影像來顯示用以選取物件的輔助指標,並在當輔助工具的影像無法獲得時根據輔助工具的慣性量測資訊以顯示用以選取物件的輔助指標。如此一來,使用者在執行虛擬物件的選取動作時,沒有選取姿勢上的限制,可有效提升虛擬實境影像的體驗感。
請參照圖1,圖1繪示本發明一實施例的虛擬影像的物件的選取方法的流程圖。本實施例的虛擬影像的物件的選取方法適用於虛擬顯示裝置中,例如用以產生虛擬實境或擴增實境的頭戴式顯示裝置。在步驟S110中,可使虛擬影像顯示器拍攝使用者的手部的影像資訊。並且,在步驟S120中,則判斷所拍射到的影像資訊中是否存在輔助工具的影像。在此,輔助工具可用以配戴在使用者的手部上,並用以作為使用者進行虛擬物件的選取動作的一輔助道具。在本實施例中,輔助工具可以是一個指環,並用以配戴在使用者的手指上。
在步驟S130中,根據步驟S120的判斷動作,當影像資訊中存在輔助工具的影像時,可使虛擬影像顯示器根據輔助工具的影像以產生輔助工具的位置資訊。相對的,在步驟S140中,當影像資訊中不存在輔助工具的影像時,則可使虛擬影像顯示器根據輔助工具的一慣性量測資訊以產生輔助工具的位置資訊。並且,在步驟S150中,則可使虛擬影像顯示器根據輔助工具的位置資訊來顯示用以選取物件的輔助指標。在本實施例中,輔助指標可以是一光束,並由使用者手上配戴的輔助工具射出去,以提供使用者透過光束來指向被選取的虛擬物件,並進行虛擬物件的選取動作。
以下可同步參照圖1以及圖2A至圖2C,其中圖2A至圖2C繪示本發明實施例的物件選取動作的實施動作的示意圖。在圖2A中,對應步驟S110至步驟S130,使用者配戴為頭戴式顯示器的虛擬影像顯示器110,並透過虛擬影像顯示器110以拍攝手部HD的影像資訊。並且,虛擬影像顯示器110透過解析手部HD的影像資訊,並根據手部HD的影像資訊上的輔助工具120的影像,來產生輔助工具120的位置資訊。並且,對應步驟S150,虛擬影像顯示器110可根據輔助工具120的位置資訊來顯示用以選取物件OBJ的輔助指標LB,其中的物件OBJ可以為虛擬影像中的一虛擬物件。
接著請參照圖2B,在當使用者因手部姿勢的變動,而造成手部HD(例如手掌或拳頭)遮擋住輔助工具120,而致使虛擬影像顯示器110無法拍攝到輔助工具120的影像時。也就是,影像顯示器110所拍攝的使用者的手部HD的影像中,無法判斷出含有輔助工具120的影像時。如圖2C所示,虛擬影像顯示器110可以發送一需求信號RQS至輔助工具120。此時,當輔助工具120接收到需求信號RQS時,輔助工具120可啟動內部的慣性量測單元(Inertial Measurement Unit, IMU)以執行慣性量測動作,並將慣性量測動作中所產生的慣性量測資訊IMF傳送至虛擬影像顯示器110。如此一來,虛擬影像顯示器110可以根據慣性量測資訊IMF來估測出使用者的手部HD上的輔助工具120的位置資訊,並進一步的根據所獲得的位置資訊來顯示輔助指標LB。使用者便可應用輔助指標LB來指向所欲選取的物件,並進行物件選取動作。
也就是說,在本發明實施例中,使用者可以在不受到姿勢限制的情況下,有效的執行物件的選取動作。因此,使用者例如可以在符合人體習慣的動作的前提下,利用食指指向被選取的物件,來進行物件的選取動作,有效提升在虛擬實境(或擴增實境)環境中的體驗感。
在本實施例中,虛擬影像顯示器110可持續偵測使用者的手部HD的影像中是否可有效的判讀出輔助工具120的影像。一旦使用者的手部HD的影像中具有有效的輔助工具120的影像時,虛擬影像顯示器110可停止發送需求信號RQS,並使輔助工具120停止執行慣性量測動作,以節省不必要的電力消耗。
以下請參照圖3,圖3繪示本發明一實施例的虛擬影像的物件的選取動作的流程圖。在步驟S310中,透過頭戴式顯示器(虛擬影像顯示器)的攝像器(例如照相機),頭戴式顯示裝置可識別使用者的手指並顯示由手指發送的光束(輔助指標)。其中,頭戴式顯示器可根據攝像器所擷取到的使用者的手指的影像來判斷出使用者的手指的位置。在步驟S320中,頭戴式顯示器則用以判斷其攝像器是否可以拍攝到使用者手指上的指環嗎?在當頭戴式顯示器的攝像器可以拍攝到使用者手指上的指環時,可執行步驟S330。在步驟S330中,頭戴式顯示器可持續顯示由手指發送的光束,並提供使用者利用光束以指向一虛擬物體。相對的,若步驟S320的判斷結果為否,可執行步驟S340。而在步驟S340中,頭戴式顯示器則可由指環接收慣性量測資訊以估測手指(以及指環)的移動並持續產生由估測的手指位置所發射出的光束。
在步驟S350中,當使用者利用光束指向虛擬物體並按壓指環上的按鈕時,被光束指到的虛擬物體則為被選中的物體。
以下請參照圖4,圖4繪示本發明一實施例的虛擬影像顯示裝置的示意圖。虛擬影像顯示裝置400包括虛擬影像顯示器410以及輔助工具420。虛擬影像顯示器410與輔助工具420相互電性耦接。虛擬影像顯示器410包括攝像器411、控制器412、顯示器413以及通信介面414。輔助工具420則包括按鈕421、慣性量測器422以及通信介面423。攝像器411可用以擷取動態影像或靜態影像。
在本實施例中,攝像器411用以拍攝使用者的手部的影像資訊。控制器412則可針對使用者的手部的影像資訊進行解析,並判斷上述的影像資訊中是否存在輔助工具的影像。並且,控制器412可在當影像資訊中存在輔助工具的影像時,根據輔助工具的影像以產生輔助工具的位置資訊。接著,控制器412可驅使顯示器413根據上述的位置資訊以在對應輔助工具的位置上顯示一輔助指標。
在另一方面,當控制器412判斷出影像資訊中不存在輔助工具的影像時,則可透過通信介面414以發送出需求信號RQS。輔助工具420則可透過其通信介面423來接收需求信號RQS。並且,輔助工具420可根據需求信號RQS來啟動慣性量測器422以執行慣性量測動作,並將慣性量測動作所獲得的慣性量測資訊IMF,透過通信介面423來傳送至虛擬影像顯示器410。
虛擬影像顯示器410可由通信介面414來接收慣性量測資訊IMF。控制器412則可根據慣性量測資訊IMF來估測輔助工具的位置資訊,並可驅使顯示器413根據估測出的位置資訊以在對應輔助工具的位置上顯示一輔助指標。
在另一方面,輔助工具420上的按鈕421可作為發送命令信號的媒介。在本實施例中,當使用者決定所要選取的物件時,使用者可透過按壓按鈕421以發送命令信號至虛擬影像顯示器410。虛擬影像顯示器410的控制器412則可根據命令信號以及輔助指標的位置來進行對應的物件的選取動作。
關於硬體架構的細節,顯示器413可以為任意形式的顯示器,沒有特別的限制。通信介面414、423可以為有線的或無線的任意格式的信號傳輸介面電路。慣性量測器422則可以為本領域具通常知識者所熟知的任意形式的慣性量測單元感測器。此外,控制器412可以為具運算能力的處理器。或者,控制器412可以是透過硬體描述語言(Hardware Description Language, HDL)或是其他任意本領域具通常知識者所熟知的數位電路的設計方式來進行設計,並透過現場可程式邏輯門陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)、複雜可程式邏輯裝置(Complex Programmable Logic Device, CPLD)或是特殊應用積體電路(Application-specific Integrated Circuit, ASIC)的方式來實現的硬體電路。
綜上所述,本發明的虛擬影像顯示器,利用判斷使用者手部上的輔助工具是否可以被有效拍攝,來決定根據輔助工具的影像以獲得輔助工具的位置資訊,或根據輔助工具所傳送的慣性量測資訊來獲得輔助工具的位置資訊。進一步的,虛擬影像顯示器可根據輔助工具的位置資訊來顯示輔助指標,以作為使用者進行物件選取的依據。如此一來,虛擬影像顯示器不需針對使用者在進行物件選取時的動作進行限制,可有效提升使用者在虛擬環境中進行動作操作的舒適度,並提升其體驗感。
110、410:虛擬影像顯示器
120、420:輔助工具
400:虛擬影像顯示裝置
411:攝像器
412:控制器
413:顯示器
414、423:通信介面
421:按鈕
422:慣性量測器
HD:手部
IMF:慣性量測資訊
LB:輔助指標
OBJ:物件
RQS:需求信號
S110~S150、S310~S350:物件選取步驟
圖1繪示本發明一實施例的虛擬影像的物件的選取方法的流程圖。
圖2A至圖2C繪示本發明實施例的物件選取動作的實施動作的示意圖。
圖3繪示本發明一實施例的虛擬影像的物件的選取動作的流程圖。
圖4繪示本發明一實施例的虛擬影像顯示裝置的示意圖。
S110~S150:物件選取步驟
Claims (10)
- 一種虛擬影像的物件的選取方法,包括:使一虛擬影像顯示器拍攝一使用者的手部的一影像資訊;判斷該影像資訊中是否存在一輔助工具的影像;當該影像資訊中存在該輔助工具的影像時,根據該輔助工具的影像以產生該輔助工具的一位置資訊;當該影像資訊中不存在該輔助工具的影像時,使該虛擬影像顯示器根據該輔助工具的一慣性量測資訊以產生該輔助工具的該位置資訊;以及使該虛擬影像顯示器根據該位置資訊以顯示用以選取物件的一輔助指標;其中該虛擬影像顯示器根據該輔助工具的該影像與該輔助工具的該慣性量測資訊其中之一產生該輔助工具的該位置資訊。
- 如請求項1所述的虛擬影像的物件的選取方法,其中當該影像資訊中不存在該輔助工具的影像時,更包括:使該虛擬影像顯示器發送一需求信號至該輔助工具;以及使該輔助工具根據該需求信號以啟動一慣性量測動作,並產生該慣性量測資訊。
- 如請求項1所述的虛擬影像的物件的選取方法,其中使該虛擬影像顯示器根據該位置資訊以顯示用以選取物件的該輔助指標的步驟包括: 使該虛擬影像顯示器在虛擬影像中對應該使用者手部的位置上顯示該輔助指標。
- 如請求項1所述的虛擬影像的物件的選取方法,更包括:使該輔助工具發送一選取命令至該虛擬影像顯示器;以及使該虛擬影像顯示器根據該選取命令,針對該輔助指標所指向的虛擬物體影像進行選取動作。
- 一種虛擬影像顯示裝置,包括:一虛擬影像顯示器;以及一輔助工具,電性耦接該虛擬影像顯示器,其中該虛擬影像顯示器用以:拍攝一使用者的手部的一影像資訊;判斷該影像資訊中是否存在該輔助工具的影像;當該影像資訊中存在該輔助工具的影像時,根據該輔助工具的影像以產生該輔助工具的一位置資訊;當該影像資訊中不存在該輔助工具的影像時,根據該輔助工具的一慣性量測資訊以產生該輔助工具的該位置資訊;以及根據該位置資訊以顯示用以選取物件的一輔助指標;其中該虛擬影像顯示器根據該輔助工具的該影像與該輔助工具的該慣性量測資訊其中之一產生該輔助工具的該位置資訊。
- 如請求項5所述的虛擬影像顯示裝置,其中當該影像資訊中不存在該輔助工具的影像時,該虛擬影像顯示器發送一需 求信號至該輔助工具,輔助工具根據該需求信號以啟動一慣性量測動作,並產生該慣性量測資訊。
- 如請求項6所述的虛擬影像顯示裝置,其中該輔助工具包括:一按鈕,用以產生一選取命令,其中該輔助工具發送該選取命令至該虛擬影像顯示器,該虛擬影像顯示器根據該選取命令,針對該輔助指標所指向的虛擬物體影像進行選取動作。
- 如請求項7所述的虛擬影像顯示裝置,其中該輔助工具更包括:一慣性量測器,根據該需求信號以被啟動來產生該慣性量測資訊;以及一通信介面,用以與該虛擬影像顯示器間進行資訊傳送。
- 如請求項5所述的虛擬影像顯示裝置,其中該虛擬影像顯示器在虛擬影像中對應該使用者手部的位置上顯示該輔助指標。
- 如請求項5所述的虛擬影像顯示裝置,其中該虛擬影像顯示器包括:一攝像器,用以拍攝該使用者的手部的該影像資訊;一控制器,耦接該攝像器,用以產生該位置資訊;一顯示器,耦接該控制器,用以顯示該輔助指標;以及 一通信介面,耦接該控制器,用以與該輔助工具間進行資訊傳送。
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