對虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的物理道具的定位方法以及虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域，尤其涉及一種對虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的物理道具的定位方法以及虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中需要用戶使用控制器與虛擬現(xiàn)實應用進行交互，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中往往利用控制器來表示各種虛擬道具，需要用戶手握住控制器進行操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種用于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的物理道具的定位方法，所述虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)包括物理控制器，所述物理道具包括用于連接所述物理控制器的接口，所述方法包括:選擇參考系;在所述參考系中建立第一三維直角坐標系;對所述物理控制器和所述物理道具分別按照剛體進行建模，以生成與所述物理控制器對應的控制器剛體三維直角坐標系以及與所述物理道具對應的道具剛體三維直角坐標系;確定所述物理控制器通過所述接口連接至所述物理道具情況下的所述控制器剛體三維直角坐標系與所述道具剛體三維直角坐標系之間的關(guān)系數(shù)據(jù)，其中所述接口限定了所述物理控制器連接至所述物理道具情況下的、所述物理控制器與所述物理道具之間的相對位置和相對姿態(tài);獲取連接至所述物理道具的所述物理控制器的位置信息和姿態(tài)信息，以確定所述控制器剛體三維直角坐標系相對于所述第一三維直角坐標系的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系;根據(jù)所述控制器剛體三維直角坐標系相對于所述第一三維直角坐標系的位置信息和姿態(tài)信息以及所述關(guān)系數(shù)據(jù)確定所述道具剛體三維直角坐標系相對于所述第一三維直角坐標系的位置信息和姿態(tài)信息；根據(jù)所述道具剛體三維直角坐標系相對于所述第一三維直角坐標系的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系確定所述物理道具的位置信息和姿態(tài)信息。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式，公開了一種虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，所述虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)包括:物理控制器;物理道具，包括用于連接所述物理控制器的接口；服務器，選擇參考系，在所述參考系中建立第一三維直角坐標系，對所述物理控制器和所述物理道具分別按照剛體進行建模，以生成與所述物理控制器對應的控制器剛體三維直角坐標系以及與所述物理道具對應的道具剛體三維直角坐標系，所述服務器還確定所述物理控制器通過所述接口連接至所述物理道具情況下的所述控制器剛體三維直角坐標系與所述道具剛體三維直角坐標系之間的關(guān)系數(shù)據(jù)，其中所述接口限定了所述物理控制器連接至所述物理道具情況下的、所述物理控制器與所述物理道具之間的相對位置和相對姿態(tài);所述服務器還獲取連接至所述物理道具的所述物理控制器的位置信息和姿態(tài)信息，以確定所述控制器剛體三維直角坐標系相對于所述第一三維直角的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系，根據(jù)所述控制器剛體三維直角坐標系相對于所述第一三維直角坐標系的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系以及所述關(guān)系數(shù)據(jù)確定所述道具剛體三維直角坐標系相對于所述第一三維直角坐標系的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系，并根據(jù)所述道具剛體三維直角坐標系相對于所述第一三維直角坐標系的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系確定所述物理道具的位置信息和姿態(tài)信息。
[0005]通過上述實施方式的方法，物理控制器連接至物理道具，服務器可選擇參考系并建立第一三維直角坐標系，服務器還可獲得物理控制器和物理道具之間的關(guān)系數(shù)據(jù)(例如相對位置、相對姿態(tài)、平移和旋轉(zhuǎn)的關(guān)系等)，服務器可追蹤物理控制器的位置信息和姿態(tài)信息，進而獲得控制器剛體三維直角坐標系相對于第一三維直角坐標系的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系，進而根據(jù)關(guān)系數(shù)據(jù)獲得道具剛體三維直角坐標系相對于第一三維直角坐標系的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系，從而確定道具的位置和姿態(tài)。這樣可以將道具相對于第一三維直角坐標系的位置和姿態(tài)顯示在虛擬現(xiàn)實應用中，使得用戶在現(xiàn)實中對物理道具的操作和虛擬現(xiàn)實中看到的操作無縫連接，極大增強用戶的體驗。
【附圖說明】
[0006]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面所描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0007]圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的物理道具的定位的方法流程；
[0008]圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的物理道具的定位的方法流程；
[0009]圖3為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的物理道具的定位的方法流程；
[0010]圖4為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的物理道具的定位的方法流程；
[0011]圖5為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的物理道具的定位的方法流程；
[0012]圖6為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的物理道具的定位的方法流程；
[0013]圖7為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)；
[0014]圖8為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0015]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0016]為使本發(fā)明實施例的技術(shù)方案以及優(yōu)點表達的更清楚，下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
[0017]圖1為本發(fā)明一個實施例提供的一種用于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的物理道具的定位的方法流程圖。該虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)包括物理控制器，物理道具包括用于連接物理控制器的接口。
[0018]如圖1所示在步驟110中，選擇參考系。在步驟120中，在參考系中建立第一三維直角坐標系。
[0019]在步驟130中，對物理控制器和物理道具分別按照剛體進行建模，以生成與物理控制器對應的控制器剛體三維直角坐標系以及與物理道具對應的道具剛體三維直角坐標系。
[0020]在步驟140中，確定物理控制器根據(jù)上述接口連接至物理道具情況下的控制器剛體三維直角坐標系與道具剛體三維直角坐標系之間的關(guān)系數(shù)據(jù)，該接口限定了物理控制器連接至物理道具情況下的、物理控制器與物理道具之間的相對位置和相對姿態(tài)。例如，物理控制器通過該接口與物理道具連接時，物理控制器相對于物理道具的相對位置和相對姿態(tài)是固定的，物理控制器按照物理道具上的接口確定的連接方式連接至物理道具，服務器確定出該情況下的、控制器剛體三維直角坐標系與道具剛體三維直角坐標系之間的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系。
[0021]在步驟150中，獲取連接至物理道具的物理控制器的位置信息和姿態(tài)信息，以確定控制器剛體三維直角坐標系相對于第一三維直角坐標系的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系。例如，物理控制器連接至物理道具，服務器獲取該物理控制器的位置信息和姿態(tài)信息，并根據(jù)該位置信息和姿態(tài)信息來確定控制器剛體三維直角坐標系相對于第一三維直角坐標系的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系。
[0022]在步驟160中，根據(jù)控制器剛體三維直角坐標系相對于第一三維直角坐標系的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系以及關(guān)系數(shù)據(jù)確定道具剛體三維直角坐標系相對于第一三維直角坐標系的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系。
[0023]步驟170中，根據(jù)道具剛體三維直角坐標系相對于第一三維直角坐標系的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系確定物理道具的位置信息和姿態(tài)信息。
[0024]作為一種選擇，虛擬道具設(shè)計為與物理道具中手持部位具有相同的尺寸和形狀。
[0025]通過上述實施方式的方法，物理控制器連接至物理道具，服務器可選擇參考系并建立第一三維直角坐標系，服務器還可獲得物理控制器和物理道具之間的關(guān)系數(shù)據(jù)(例如相對位置、相對姿態(tài)、平移和旋轉(zhuǎn)的關(guān)系等)，服務器可追蹤物理控制器的位置信息和姿態(tài)信息，進而獲得控制器剛體三維直角坐標系相對于第一三維直角坐標系的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系，進而根據(jù)關(guān)系數(shù)據(jù)獲得道具剛體三維直角坐標系相對于第一三維直角坐標系的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系，并根據(jù)道具剛體三維直角坐標系相對于第一三維直角坐標系的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系確定道具的位置和姿態(tài)。這樣僅需控制器與虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的運動追蹤器進行光信號交互即可確定道具的位置和姿態(tài)，虛擬道具還可設(shè)計為與物理道具中手持部位具有相同的尺寸和形狀，使得用戶在現(xiàn)實中對物理道具的操作和虛擬現(xiàn)實中看到的操作無縫連接，極大增強用戶的體驗。
[0026]例如，發(fā)明人在實施本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)已有的技術(shù)中，需要用戶手握物理控制器從而實施虛擬現(xiàn)實應用，這樣用戶的手無法解放出來去取用其他道具，且因為要手握控制器，因此手指無法做出更多動作。根據(jù)上述的方法，例如，可將物理控制器設(shè)置在可穿戴式動作捕捉手套(以下簡稱手套)的手腕部分，服務器通過追蹤物理控制器的位置信息和姿態(tài)信息即可獲得手套的位置信息和姿態(tài)信息，這樣用戶的雙手可解放出來以操作其他物理道具和/或虛擬道具。
[0027]圖2是本發(fā)明一個實施例提供的用于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的物理道具的定位方法的流程圖。如圖2所示，步驟210-230與上述步驟110-130相同，步驟270與上述的步驟170相同，不再贅述。
[0028]如圖2所示，在步驟241中，確定表示道具剛體三維直角坐標系相對于控制器剛體三維直角坐標系的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系的第一矩陣Tr。例如，服務器確定出表示道具剛體三維直角坐標系相對于控制器剛體三維直角坐標系的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系的第一矩陣Tr。
[0029]在步驟251中，獲取連接至物理道具的物理控制器的位置信息和姿態(tài)信息，以確定控制器剛體三維直角坐標系相對于第一三維直角坐標系的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系的第二矩陣Tc。
[0030]例如，連接至物理道具的物理控制器可以是設(shè)置有光敏傳感器的控制器，該控制器能夠與運動追蹤器進行光信號交互，從而產(chǎn)