互動式多駕乘者虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本申請一般涉及虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)，并且，更具體地，涉及一種系統(tǒng)，其中多個駕乘者在物理上相互接近，各自在共同的虛擬環(huán)境中體驗虛擬駕乘，且被提供虛擬環(huán)境的個體視角。
【背景技術】
[0002]虛擬現(xiàn)實是計算機模擬環(huán)境，可以模擬真實的或想象的環(huán)境中用戶的物理存在。虛擬現(xiàn)實環(huán)境典型地包括在計算機屏幕或通過立體(例如，3D)顯示器顯示的視覺圖像。虛擬現(xiàn)實環(huán)境也可以包括通過揚聲器或耳機提供的聲音和反饋的力經(jīng)由，例如，動態(tài)平臺或振動控制器或操縱桿。虛擬現(xiàn)實的應用包括醫(yī)療、游戲、以及軍事環(huán)境。
[0003]涉及多個用戶的虛擬現(xiàn)實環(huán)境通常包括在遠程位置控制虛擬環(huán)境中他們自己的虛擬表現(xiàn)的個人。在多玩家的在線游戲中，例如，每個玩家坐在他自己的計算機旁并通過使用鍵盤、鼠標、操縱桿，或其它輸入設備在虛擬空間內(nèi)移動。一些游戲可以允許在玩家之間遠程交互經(jīng)由文字或語音通信。這樣，玩家互動僅在虛擬空間，及通過遠程通信。此外，虛擬環(huán)境不被實際或玩家的相對物理位置影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請公開了虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供改進的虛擬現(xiàn)實體驗，其中多個駕乘者共享公共的互為鏡像的物理和虛擬空間。共享的虛擬空間受物理空間中每個駕乘者的位置和運動影響使得多個駕乘者可在相同時間在物理和局部空間交互和通信。
[0005]根據(jù)本文描繪的虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)，系統(tǒng)的每個駕乘者在虛擬環(huán)境中都有虛擬表現(xiàn)。虛擬環(huán)境中每個駕乘者的位置對應于在共享物理空間中駕乘者的位置，相對于其他駕乘者的位置。
[0006]駕乘者被提供個體顯示器顯示相同虛擬環(huán)境的視覺圖像。然而，每個駕乘者被展示不同的視角基于虛擬環(huán)境中駕乘者的位置。駕乘者還被提供傳感器跟蹤他們的物理位置。駕乘者可以通過在物理空間的移動改變他在虛擬空間中的位置。他還可以看到虛擬環(huán)境中其他駕乘者的位置和運動。由于駕乘者可以移動自己且看到虛擬空間中他人的移動，所以他們可在虛擬空間進行交互同時在共享物理空間中也可進行交互。
【附圖說明】
[0007]圖1描繪了虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)的示范性的實施方案。
[0008]圖2A-2B描繪了示范性的虛擬現(xiàn)實頭帶器。
[0009]圖3A描繪了使用虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)在第一物理位置的兩名駕乘者。
[0010]圖3B描繪了由對應于圖3A中所示的兩名駕乘者的第一物理位置的駕乘者之一看到的示范性虛擬視圖。
[0011]圖3C描繪了由對應于圖3A中所示的兩名駕乘者的第一物理位置的其他駕乘者看到的示范性虛擬視圖。
[0012]圖4A描繪了定位在使用虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)的第二物理位置的駕乘者。
[0013]圖4B描繪了由對應于圖4A中所示的兩名駕乘者的第二物理位置的駕乘者之一看到的示范性虛擬視圖。
[0014]圖4C描繪了由對應于圖4A中所示的兩名駕乘者的第二物理位置的其他駕乘者看到的示范性虛擬視圖。
[0015]圖5A描繪了定位在使用虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)的第三物理位置的駕乘者。
[0016]圖5B描繪了由對應于圖5A中所示的兩名駕乘者的第三物理位置駕乘者之一看到的示范性虛擬視圖。
[0017]圖5C描繪了由對應于圖5A中所示的兩名駕乘者的第三物理位置的其他駕乘者看到的示范性虛擬視圖。
[0018]圖6描繪了虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)的實施方案的框圖。
[0019]圖7描繪了用于操作虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)的示范性進程。
[0020]圖8描繪了用于操作虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)的另一個示范性進程。
[0021]圖9描繪了虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)的實施方案的框圖。
[0022]圖10描繪了用于操作虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)的示范性進程。
[0023]圖11描繪了用于操作虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)的另一個示范性進程。
[0024]圖12描繪了示范性計算系統(tǒng)。
[0025]在附圖中描繪的實施方案僅僅是示范性的。本領域技術人員將容易認識從下面的討論，即本文所示的結構和方法的替代實施方案可以被采用，不脫離本文所描繪的原理。
【具體實施方式】
[0026]下面的描繪闡述了具體的配置、參數(shù)等等。然而，應該認識到，這樣的描繪不旨在限制本申請，而是提供為示范性實施方案的描述。
[0027]圖1描繪了物理空間101中虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)100的實施方案。虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)100包括座位102和虛擬現(xiàn)實頭帶器104。座位102被安裝在平臺103上，可包括墻壁、門、窗、燈或其它特征以創(chuàng)建周圍結構。該結構可以與乘客將體驗的虛擬現(xiàn)實駕乘的類型相關聯(lián)。
[0028]為了駕乘虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)100，每個駕乘者坐在座位102且頭上戴頭帶器104。每個頭帶器104顯示虛擬環(huán)境的視頻圖像給駕乘者。圖2A-2B描繪了示范性虛擬現(xiàn)實頭帶器104的放大視圖。頭帶器104包括顯示器/傳感器部分106和綁帶108來將頭帶器104固定到駕乘者的頭部。顯示器/傳感器部分106包括產(chǎn)生虛擬環(huán)境的二維或三維表現(xiàn)的顯示單元。虛擬環(huán)境可以通過在頭帶器104中將圖像投影到小型化的屏幕被顯示。在一些實施方案中，該顯示單元可以包括陰極射線管、發(fā)光二極管、液晶顯示器等等。光學器件可用于操縱和調節(jié)來自于顯示器的光來呈現(xiàn)給駕乘者。如在圖2B中所見，例如，頭帶器包括雙目光學器件110用于觀看顯示器。
[0029]頭帶器104還可以包括運動感應單元，包括傳感器，諸如，例如，陀螺儀、加速度計，等等，以檢測和跟蹤在物理空間101中的駕乘者頭的運動。頭帶器104可在一、二，或三個維度跟蹤平移運動。頭帶器104還可以跟蹤一個、兩個，或三個軸旋轉。通過跟蹤平移和旋轉運動，駕乘者的頭的位置可以被確定。為了公開的目的，位置信息可包括位置(例如，線性位置，諸如對象沿直線參照系統(tǒng)的x、y，和ζ軸的坐標)和/或取向(例如，角位置、角定向，或航向、仰角，以及相對于固定參考系統(tǒng)的對象的轉彎)。頭帶器104還可以包括用于重新校準的方法。例如，磁力計可以被包括以校正用在頭帶器104中的陀螺儀的漂移。
[0030]每個頭帶器104提供給駕乘者來自虛擬環(huán)境的個體視角的視頻圖像。每個駕乘者在虛擬環(huán)境中具有位置和取向(即虛擬位置和虛擬取向)。虛擬位置可以基于在物理空間101中駕乘者的物理位置。類似地，虛擬取向可以基于駕乘者的物理取向。駕乘者可被展示虛擬環(huán)境的視圖從他的虛擬位置和在他的虛擬取向的方向。隨著駕乘者物理地轉動他的頭，在頭帶器104中的運動傳感器可檢測運動并從他的虛擬位置改變駕乘者的虛擬環(huán)境的視圖。例如，當駕乘者轉動他的頭向右側，頭帶器顯示虛擬環(huán)境中的圖像向虛擬環(huán)境中駕乘者的虛擬位置的右側。駕乘者可“環(huán)顧”虛擬環(huán)境簡單地通過移動他的頭如他在物理空間101中同樣的方式，不需要單獨的控制器或輸入設備來改變圖像的角度。在實施方案中，包括傳感器以檢測和跟蹤平移運動，駕乘者也可以移動到在虛擬環(huán)境中的不同的位置通過圍繞虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)100的平臺103移動，由此改變他的虛擬視角的原點。
[0031]虛擬環(huán)境的視頻可以被通過計算機處理器提供給頭帶器104。處理器可以從頭帶器104接收位置數(shù)據(jù)，并提供視頻信號給頭帶器104基于接收到的位置數(shù)據(jù)。在一些實施方案中，處理器提供動畫視頻圖像給頭帶器104。在這樣的實施方案中，基于駕乘者的虛擬位置，處理器渲染虛擬環(huán)境的動畫視頻內(nèi)容從駕乘者的虛擬位置和駕乘者看的方向。
[0032]再次參考圖1，虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)100包括座位102，駕乘者可以坐在上面同時通過頭帶器104體驗虛擬環(huán)境。座位102可以是動態(tài)的，以便提供與由駕乘者看到的出現(xiàn)在虛擬環(huán)境中的視覺事件相關聯(lián)的物理感覺。例如，座位102可以通過振動、旋轉、平移、等等移動，以增加虛擬體驗。在一個實施方案中，駕乘者可以被展示他在顛簸的路上駕乘汽車的虛擬環(huán)境。座位102可振動或搖動來模擬人由于路面顛簸感覺到的力量。
[0033]另外，虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)100可以提供音頻來伴隨頭帶器104的視覺圖像和動態(tài)座位102的運動。在一些實施方案中，環(huán)繞立體聲揚聲器可以位于平臺103外圍的四周使所有駕乘者聽到相同的音頻。優(yōu)選地，從頭帶器104中分離的音頻源使音頻不必基于駕乘者的位置被調整。此外，通過共享公共的音頻源，所有的駕乘者可體驗來自于相同位置的特定聲音，不管每個駕乘者物理上位于什么地方或面對什么方向。公共音頻源還允許駕乘者圍繞平臺103移動，如果是獨立音頻系統(tǒng)，例如，被內(nèi)置于座位，這將是不可能的。
[0034]通過鏈接駕乘者的虛擬位置到他的物理位置，及提供虛擬環(huán)境的個體視圖，虛擬現(xiàn)實駕乘系統(tǒng)100允許在共享物理空間101中的多個駕乘者影響公共虛擬環(huán)境，及在該虛擬環(huán)境