Hud對象設(shè)計(jì)和方法
【專利說明】HUD對象設(shè)計(jì)和方法
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求申請人于2013年5月30日提交的美國臨時(shí)專利申請?zhí)枮?1/828, 745 的名稱為"HUD Object Design and Method"的臨時(shí)申請的優(yōu)先權(quán)、利益以及與上述臨時(shí)申 請相關(guān)。 發(fā)明領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明總體上涉及平視顯示（HUD)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR)顯示環(huán)境，其可設(shè)計(jì)三維對象， 將特性添加到對象并基于HUD設(shè)備的運(yùn)動(dòng)和/或其與位置傳感器的相互關(guān)系來顯示對象的 視圖。
[0004] 發(fā)明背景
[0005] 三維（3D)渲染指的是被繪制到X、Y和Z網(wǎng)格線并接著轉(zhuǎn)換成具有3D效果的2D 圖像的線框3D模型。盡管通常看到3D渲染的對象，但是創(chuàng)建和渲染它們需要3D建模軟件。 然而，軟件并不在第一人稱增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR)視圖中顯現(xiàn)對象。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR)是物理真實(shí)世 界環(huán)境的實(shí)時(shí)視圖，其元素由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的軟件模擬（或改變）。當(dāng)前增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示方法需 要用于圖像識別的攝像機(jī)來顯示3D模型。此外，這種方法限制顯示大規(guī)模3D模型的能力。 使用攝像機(jī)而不是傳感器可潛在地使用戶經(jīng)歷渲染時(shí)延和視點(diǎn)范圍限制。此外，在一些實(shí) 例中，對象的唯一特性使得難以模擬物理或視覺特征。當(dāng)前建模軟件可能太復(fù)雜并產(chǎn)生低 質(zhì)量不真實(shí)的圖像。
[0006] 發(fā)明概述
[0007] 本發(fā)明提供抬頭顯示器，其可以生成自定義3D模型的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)表示。
[0008] 本發(fā)明的實(shí)施方式的另一方面特征在于由手持或穿戴式設(shè)備的軟件渲染的抬頭 顯示器的視點(diǎn)。
[0009] 本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面提供可創(chuàng)建高質(zhì)量3D模型的用戶友好系統(tǒng)。
[0010] 本發(fā)明的實(shí)施方式的另一方面特征在于基于靜止傳感器的定位以定義X、Y、Z軸 的矩形網(wǎng)格。
[0011] 本發(fā)明的實(shí)施方式的另一方面特征在于具有由運(yùn)動(dòng)傳感器所感測的HUD的物理 運(yùn)動(dòng)與它的物理位置（如它與同步靜止傳感器的接近度有關(guān)）的組合導(dǎo)航的用戶界面的軟 件。
[0012] 本發(fā)明的實(shí)施方式的另一方面特征在于在HUD上的運(yùn)動(dòng)傳感器，其可基于HUD的 運(yùn)動(dòng)來計(jì)算所渲染的3D對象的用戶的視圖。
[0013] 根據(jù)參考附圖的優(yōu)選實(shí)施方式的以下描述，本發(fā)明的附加的方面、目的、特征和優(yōu) 點(diǎn)將變得明顯。
[0014] 附圖簡述
[0015] 圖1示出示例性矩形笛卡爾網(wǎng)格。
[0016] 圖2根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出用戶對位置傳感器進(jìn)行定位。
[0017] 圖3根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出用戶對多個(gè)位置傳感器進(jìn)行定位。
[0018] 圖4根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出傳感器同步過程的例子。
[0019] 圖5根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出部署的顯示環(huán)境。
[0020] 圖6根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出用戶使用公式來識別多個(gè)傳感器起 始點(diǎn)。
[0021] 圖7根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出用戶使用公式識別單個(gè)傳感器起始 點(diǎn)。
[0022] 圖8根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出大規(guī)模環(huán)境的部署。
[0023] 圖9根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出顯示設(shè)備位置同步過程的例子。
[0024] 圖10示出示例性3D渲染和投影。
[0025] 圖11根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出具有焦點(diǎn)的顯示設(shè)備視點(diǎn)（POV)和 來自顯示設(shè)備的第一人稱視角的視線。
[0026] 圖12根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出具有焦點(diǎn)的顯示器視點(diǎn)（POV)和來 自顯示設(shè)備的第三人稱視角的視線。
[0027] 圖13根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出觀看具有接近度變化的顯示環(huán)境的 用戶的顯示設(shè)備P0V。
[0028] 圖14根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出利用來自第一人稱的視野的視線的 運(yùn)動(dòng)捕獲和圖像改變。
[0029] 圖15根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出利用來自第三人稱的視野的視線的 運(yùn)動(dòng)捕獲和圖像改變。
[0030] 圖16根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出來自第三人稱的視角的顯示環(huán)境3D 方向?qū)Ш健?br>[0031] 圖17根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出第一人稱的POV頭傾斜運(yùn)動(dòng)捕獲視 圖效果。
[0032] 圖18根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出第三人稱的POV頭傾斜運(yùn)動(dòng)捕獲視 圖效果。
[0033] 圖19根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出來自第一人稱和第三人稱的視角的 內(nèi)部位置POV例子。
[0034] 圖20根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出來自第一人稱和第三人稱的視角的 外部位置POV例子。
[0035] 圖21根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出交互設(shè)備同步過程的例子。
[0036] 圖22根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出使用交互設(shè)備以與對象交互的用戶 的手的HUD第一人稱的視圖。
[0037] 圖23根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出來自沒有網(wǎng)格線的第三人稱POV視 圖的設(shè)計(jì)用戶界面。
[0038] 圖24根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出來自具有套接（toggle)的網(wǎng)格線的 第三人稱POV視圖的設(shè)計(jì)用戶界面。
[0039] 圖25根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出沒有網(wǎng)格線的設(shè)計(jì)用戶界面的交替 顯示環(huán)境。
[0040] 圖26根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出有網(wǎng)格線的設(shè)計(jì)用戶界面的交替顯 示環(huán)境。
[0041] 圖27根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出用戶逐步將ID對象設(shè)計(jì)為3D對象 加上偏移和調(diào)整大小。
[0042] 圖28根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出旋轉(zhuǎn)來自第一人稱POV的對象的方 位。
[0043] 圖29根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出旋轉(zhuǎn)來自第三人稱POV的對象的方 位。
[0044] 圖30根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面基于用戶接近度示出來自第一人稱POV 的觀察捕捉點(diǎn)。
[0045] 圖31根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面基于用戶接近度示出來自第三人稱POV 的觀察捕捉點(diǎn)。
[0046] 圖32根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出交替來自第一人稱POV的捕捉點(diǎn)的 視圖的導(dǎo)航/改變。
[0047] 圖33根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出交替來自第三人稱POV的捕捉點(diǎn)的 視圖的導(dǎo)航/改變。
[0048] 圖34根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出使用菜單來添加物理特性。
[0049] 圖35根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出具有紋理和重力的物理特性對象的 效果。
[0050] 圖36根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出通過物理引擎應(yīng)用于對象的重力物 理的用戶的第三人稱視圖。
[0051] 圖37根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出來自第一人稱的POV的對象思維動(dòng) 畫逐步捕獲。
[0052] 圖38根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出碰撞和在對象上的碰撞檢測效果的 物理引擎模擬的用戶的第三人稱視圖。
[0053] 圖39根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出來自第三人稱POV的對象思維動(dòng)畫 逐步捕獲。
[0054] 圖40根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出軟件事件觸發(fā)的物理反應(yīng)"如果語 句"例子。
[0055] 圖41根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出交互設(shè)備事件觸發(fā)的物理反應(yīng)"如 果語句"例子。
[0056] 圖42根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出來自第一人稱協(xié)同設(shè)計(jì)的多個(gè)用 戶。
[0057] 圖43根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出來自第三人稱協(xié)同設(shè)計(jì)的多個(gè)用 戶。
[0058] 圖44根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出圖像被交互同時(shí)引起輪胎滾動(dòng)/反 彈，其也產(chǎn)生音頻。
[0059] 圖45根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面示出在顯示環(huán)境中被觀看/交互的人的 3D視頻。
[0060] 發(fā)明詳述
[0061] 本發(fā)明的方面目的在于用于實(shí)現(xiàn)3維對象的第一人稱增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)視圖、設(shè)計(jì)和開發(fā) 的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。在本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面中，公開了用于使計(jì)算機(jī) 實(shí)現(xiàn)3維對象的第一人稱增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)視圖的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。如在這個(gè)方面中設(shè)想的，計(jì)算 機(jī)程序產(chǎn)品可包括計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，其上存儲有用于使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)3維對象的第一人稱增 強(qiáng)現(xiàn)實(shí)視圖的控制邏輯。控制邏輯可包括用于各種操作的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，這些操作 包括：初始化在顯示設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)傳感