驱动投影仪以生成共享空间增强现实体验制造技术

描述了关于共享空间增强现实(SSAR)的各种技术。房间中的传感器单元输出指示房间中的两个或更多个用户的位置以及两个或更多个用户的注视方向的传感器信号。对于两个或更多个用户中的每个用户，分别地计算至少一个虚拟对象的视图，并且投影仪在房间中投影这样的视图。所投影的视图使得两个或更多用户同时感觉到空间中的虚拟对象。

Drive projectors to create a shared space to enhance the reality experience

Describes various techniques for shared space augmented reality (SSAR). The sensor unit in the room outputs sensor signals indicating the location of two or more users in the room and the gaze direction of two or more users. For each user of two or more users, the views of at least one virtual object are calculated separately, and the projector projects such a view in the room. The projected view allows two or more users to sense the virtual objects in space at the same time.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
空间增强现实(SAR)技术通过利用投影的光改变物理环境的外观来创建增强现实体验。鉴于许多增强现实方法涉及在手持式设备或头戴式设备上馈送的实时视频上绘制图形，SAR在物理对象上直接放置图形，因此不会使用户从现实世界转移注意力。“透视”头戴式显示器可以实现类似的效果；然而，传统的头戴式显示器支持的视场有限，并且在某种程度上是笨重的，由此潜在地妨碍用户之间的面对面的交互。在正确的情况下，SAR系统能够改变对象的表面的外观，以使得这样的表面看起来似乎是由特定材料制成的。例如，SAR系统可以使得铺了地毯地板让用户看起来像长苔藓的沼泽。为了实现该效果，需要物理环境的精确的几何模型。使用几何模型来改变所投影的图形，以考虑由现实世界表面几何形状的变化所引起的投影图像的失真。然而，SAR的用途在当前是有限的，这是由于传统的SAR系统支持针对单个视图的增强图形，因此传统的SAR系统支持单个用户。
技术实现思路
下面是本文比较详细地描述的主题的简要总结。该总结并不旨在限制权利要求的范围。在此描述了一种计算系统，其中该计算系统包括至少一个处理器和存储器，存储器包括由至少一个处理器执行的多个组件，多个组件包括跟踪器组件，跟踪器组件被配置为计算房间中的第一用户的第一位置和第二用户的第二位置，跟踪器组件基于由至少一个传感器设备生成的至少一个信号来计算第一位置和第二位置。组件还包括绘制组件，绘制组件被配置未：1)基于第一用户的第一位置来计算第一视图，第一视图要被呈现给第一用户，第一视图包括虚拟对象；以及2)基于第二用户的第二位置来计算第二视图，第二视图要被呈现给第二用户，第二视图包括虚拟对象；以及3)将至少一个帧传输到至少一个投影仪，至少一个帧使得至少一个投影仪将图像投影到房间中的投影表面，图像包括以下各项中的至少一项：第一视图的至少一部分；或第二视图的至少一部分，使得第一用户和第二用户两者感觉到第一用户和第二用户之间的空间中的虚拟对象。附图说明图1示出了包括被配置为实现共享空间增强现实(SSAR)的设备的示例性房间。图2是被配置为使得投影仪投影实现SSAR的图像的示例性系统的功能框图。图3示出了投影仪将图像投影到其中的投影表面上的房间，使得房间中的彼此面对的两个用户感觉到在这样的用户之间的空间中的虚拟对象。图4示出了投影仪将图像投影到其中的投影表面上的房间，使得房间中的彼此面对的两个用户感觉到在这样的用户之间的空间中移动的虚拟对象。图5示出了带有高架投影仪的示例性房间，高架投影仪将图像投影到房间的投影表面上，使得彼此面对的两个用户感觉到在用户之间的空间中的虚拟对象。图6示出了示例性房间，其中投影仪基于两个用户同时查看投影表面，将图像投影到投影表面上。图7示出了示例性房间，其中投影仪将图像投影到彼此面对的移动用户上，使得用户充当投影表面。图8是示出了用于将图像投影到房间中的投影表面使得两个用户感觉到两个用户之间的空间中的虚拟对象的示例性方法的流程图。图9是示出了用于基于检测到的手势来将图像投影到房间中的投影表面的示例性方法的流程图，其中图像使得两个用户感觉到在用户之间的空间中移动的虚拟对象。图10是示出了用于基于由房间中的至少两个用户中的一个发出的经识别的语音命令来将图像投影到房间中的投影表面上的示例性方法的流程图。图11是示出了用于驱动房间中的至少两个投影仪使得由两个投影仪投影到房间的投影表面上的图像使得彼此面对的两个用户感觉到两个用户之间的空间中的虚拟对象的示例性方法的流程图。图12是示例性计算系统。具体实施方式现在将参考附图来描述关于共享空间增强现实(SSAR)的各种技术，其中在所有附图中都使用相同的参考数字来指代相同的元素。在以下描述中，为解释起见，阐明了众多具体细节以提供对一个或多个方面的全面理解。然而，很明显，这样的(一个或多个)方面可以在没有这些具体细节的情况下被实施。在其他情况下，以框图形式示出了各个已知的结构和设备以便于描述一个或多个方面。进一步地，应当理解，被描述为由某些系统组件实现的功能可以由多个组件执行。类似地，例如，一个组件可以被配置为执行被描述为由多个组件实现的功能。此外，术语“或”意指包括性的“或”而非互斥性的“或”。也就是说，除非另有指定或从上下文可以清楚得知，否则短语“X使用A或B”意指任何自然的包括性排列。也即，短语“X使用A或B”被以下情况中的任何一种满足：X使用A；X使用B；或X使用A和B两者。此外，本申请中和所附权利要求书所使用的冠词“一”和“一种”通常应解释为“一个或多个”，除非另有指定或从上下文将清楚是指单数形式。进一步地，如在此所使用的，术语“组件”和“系统”旨在包含被配置有计算机可执行指令的计算机可读取的数据存储库，该计算机可执行指令当被处理器执行时使得某些功能被执行。计算机可执行指令可包括例程、函数等。还应理解，组件或系统可以位于单个设备上或跨多个设备被分布。进一步地，如本文所使用的，术语“示例性”旨在作为某种东西的图示或示例，并不旨在表示优选。在此描述了关于SSAR的各种技术，其中被投影到房间中的投影表面上的图像使得房间中的两个或更多用户同时感觉到两个用户之间的空间中的虚拟对象。也就是说，两个用户都同时感觉到虚拟对象位于两个用户之间的空间中(好像一个实际对象位于两个用户之间的空间中)。进一步地，在此所描述的技术可以使得两个用户同时感觉到虚拟对象在空间中的移动，使得例如，第一用户可以感觉到虚拟对象正在移动得越来越近，而第二用户可以感觉到虚拟对象正在移动得越来越远。可以通过使得至少一个投影仪将图像投影到房间的投影表面上来实现SSAR，其中第一用户和第二用户两者都不需要佩戴增强现实(AR)头戴设备。现在参考图1，示出了房间100，其中房间配备有投影仪和传感器。如本文所描述的，投影仪被配置为基于由传感器输出的数据，将图像投影到房间100的投影表面上，其中投影的图像为房间100中的至少两个用户实现SSAR。房间100被第一墙102、与第一墙102正交的第二墙104、平行于第一墙102的第三墙106、以及地板108包围。尽管第一墙102被示为平行于第三墙106并正交于第二墙104，但是，房间100不一定是方形或矩形的。在一个示例中，墙102-106和地板108充当投影表面。房间100还包括天花板和第四墙(未示出)。进一步地，房间100还可包括家具、家电、小块地毯、大地毯，等等，它们也可以充当投影表面。第一用户110和第二用户112位于房间100中并且彼此面对。例如，第一用户110可以在第一墙102的附近，而第二用户112可以在第三墙106的附近。第一用户110，当面对第二用户112时，看到第二墙104及地板108的一部分(在第一用户110的视场的周边)以及第三墙106。同样，第二用户112，当面对第一用户110时，看到第二墙104及地板108的一部分(在第二用户112的视场的周边)以及第一墙102。房间100具有第一投影仪114、第二投影仪116、以及第三投影仪118。第一投影仪114被安装在第一墙102上，其在第一用户110的头上方。第一投影仪114被配置为将图像投影到房间100的右手边的投影表面上，诸如第三墙106、第二人112、第二墙104的右侧部分、地板108的右侧部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算系统，包括：至少一个处理器；以及存储器，其包括由所述至少一个处理器执行的多个组件，所述多个组件包括：跟踪器组件，其计算房间中的第一用户的第一位置和第二用户的第二位置，所述跟踪器组件基于由至少一个传感器设备生成的至少一个信号来计算所述第一位置和所述第二位置；以及绘制组件，其：基于所述第一用户的所述第一位置来计算第一视图，所述第一视图要被呈现给所述第一用户，所述第一视图包括虚拟对象；基于所述第二用户的所述第二位置来计算第二视图，所述第二视图要被呈现给所述第二用户，所述第二视图包括所述虚拟对象；以及向至少一个投影仪传输至少一个帧，所述至少一个帧使得所述至少一个投影仪将图像投影到所述房间中的投影表面，所述图像包括以下各项中的至少一项：所述第一视图的至少一部分；或所述第二视图的至少一部分，使得所述第一用户和所述第二用户两者感觉到在所述第一用户与所述第二用户之间的空间中的所述虚拟对象。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.07 US 62/060,901;2015.04.09 US 14/682,5461.一种计算系统，包括：至少一个处理器；以及存储器，其包括由所述至少一个处理器执行的多个组件，所述多个组件包括：跟踪器组件，其计算房间中的第一用户的第一位置和第二用户的第二位置，所述跟踪器组件基于由至少一个传感器设备生成的至少一个信号来计算所述第一位置和所述第二位置；以及绘制组件，其：基于所述第一用户的所述第一位置来计算第一视图，所述第一视图要被呈现给所述第一用户，所述第一视图包括虚拟对象；基于所述第二用户的所述第二位置来计算第二视图，所述第二视图要被呈现给所述第二用户，所述第二视图包括所述虚拟对象；以及向至少一个投影仪传输至少一个帧，所述至少一个帧使得所述至少一个投影仪将图像投影到所述房间中的投影表面，所述图像包括以下各项中的至少一项：所述第一视图的至少一部分；或所述第二视图的至少一部分，使得所述第一用户和所述第二用户两者感觉到在所述第一用户与所述第二用户之间的空间中的所述虚拟对象。2.根据权利要求1所述的计算系统，所述跟踪器组件还基于由所述传感器设备生成的所述至少一个信号来计算所述第一用户的第一注视方向和所述第二用户的第二注视方向，所述绘制组件还基于所述第一注视方向来计算所述第一视图，并且基于所述第二注视方向来计算所述第二视图。3.根据权利要求1所述的计算系统，所述存储器还包括所述房间的计算机实现的三维几何模型，所述绘制组件还基于所述房间的所述计算机实现的三维几何模型来计算所述第一视图和所述第二视图。4.根据权利要求3所述的计算系统，所述绘制组件还基于由所述至少一个传感器设备生成的所述至少一个信号来实时更新所述计算机实现的三维几何模型。5.根据权利要求1所述的计算系统，所述至少一个帧包括第一帧和第二帧，所述至少一个投影仪包括第一投影仪和第二投影仪，所述绘制组件向所述第一投影仪传输所述第一帧并且向所述第二投影仪传输将所述第二帧，所述第一帧使得所述第一投影仪投影所述第一视图，所述第二帧使得所述第二投影仪投影所述第二视图。6.根据权利要求1所述的计算系统，所述跟踪器组件检测由所述第一用户相对于所述虚拟对象执行的手势，并且所述绘制组件基于由所述跟踪器组件检测到的所述手势来计算所述第一视图和所述第二视图。7.根据权利要求1所述的计算系统，所述虚拟对象是三维对象。8.一种方法，包括：基于由至少一个传感器单元生成的至少一个传感器信号，计算房间中的第一用户的第一注视方向；基于由所述至少一个传感器单元生成的所述至少一个传感器信号，计算所述房间中的第二用户的第二注视方向；以及基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·D·威尔森，H·本科，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US