传达在头戴式显示器渲染的环境中的虚拟对象的触感和移动的动态手套制造技术

一种使用外围装置的系统和方法，所述外围装置用于与通过计算机产生以用于呈现在头戴式显示器上的虚拟现实场景介接。所述外围装置包括触觉装置，所述触觉装置能够放置成与用户接触；以及触觉反馈控制器，所述触觉反馈控制器用于处理用于将触觉信号输出到所述触觉装置的指令。所述触觉反馈控制器从所述计算机接收所述指令，使得所述触觉装置的触觉反馈改变以对应于用户与如呈现在所述头戴式显示器上的所述虚拟现实场景中的虚拟对象的虚拟交互。

A dynamic glove that conveys the touch and movement of virtual objects in the environment of a head mounted display.

A system and method using peripheral devices, which are used for interfacing with virtual reality scenes that are generated by computers for presentation on head mounted displays. The peripheral device includes a haptic device, which can be placed in contact with users, and a tactile feedback controller. The tactile feedback controller is used to process instructions for tactile signals output to the tactile device. The tactile feedback controller receives the instructions from the computer, so that the haptic feedback of the haptic device is changed to correspond to the virtual interaction between the user and the virtual object, such as the virtual reality presented on the head mounted display.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传达在头戴式显示器渲染的环境中的虚拟对象的触感和移动的动态手套
本专利技术大体上涉及虚拟环境，且更确切地说，涉及用于在穿戴并使用头戴式显示器(HMD)的情况下与虚拟对象介接的方法和系统。
技术介绍
在人机交互的领域中快速增长的技术中的一个是各种头戴式显示器(HMD)，所述头戴式显示器可戴在用户的头部上，且所述头戴式显示器具有在用户眼睛中的一个或两个的前方的一个或两个显示器。此类型的显示器具有涉及虚拟现实的模拟的多种商业应用，包括视频游戏、医学、运动训练、娱乐应用等等。在游戏领域中，这些显示器可例如用于渲染三维(3D)虚拟游戏世界。尽管在HMD领域中已出现较大进步，但所述技术仍需要将物理现实引至与在HMD中呈现的虚拟环境中渲染的虚拟对象的实际用户交互的进步。以下实施方案在此背景下出现。
技术实现思路
从广义上讲，本专利技术通过提供用于模拟虚拟环境中的虚拟对象的不同感觉和纹理的系统、方法以及设备来满足这些需要。应了解，本专利技术可以众多方式实施，包括实施为过程、设备、系统或装置。下文描述本专利技术的若干专利技术性实施方案。一个实施方案描述一种用于与通过计算机产生以用于呈现在头戴式显示器上的虚拟现实场景介接的外围装置。所述外围装置包括触觉装置，所述触觉装置能够放置成与用户接触；以及触觉反馈控制器，所述触觉反馈控制器用于处理用于将触觉信号输出到所述触觉装置的指令。触觉反馈控制器从计算机接收指令，使得触觉装置的触觉反馈改变以对应于用户与如呈现在头戴式显示器上的虚拟现实场景中的虚拟对象的虚拟交互。触觉装置可包括以下各项中的一个或多个：压缩气体、液体、电动机、直线电机、电磁体、压电装置、加热元件、冷却元件、一个或多个电活性聚合物或一个或多个相变材料、或能够向用户施加一个或多个触摸感觉的其它装置。触觉装置可模拟虚拟对象的纹理、虚拟对象的形状、通过虚拟对象虚拟地施加在用户上的压力的量、例如虚拟对象的振动或其它移动等移动的量、或虚拟对象相对于第二虚拟对象的接近性。外围装置还可包括至少一个运动传感器，所述运动传感器耦合到触觉反馈控制器，且能够检测外围装置的运动并将运动信号输出到反馈控制器和/或计算机。触觉装置可安置在能够被用户穿戴的衣物中，例如手套、帽子、鞋类、裤子或衬衫。触觉装置还可安置在头戴式显示器中。另一实施方案提供一种模拟与呈现在头戴式显示器中的虚拟环境中的虚拟对象接触的触觉的方法。所述方法包括通过外围装置接收触觉指令，所述外围装置具有能够与用户接触的至少一个触觉装置。所述接触可为直接的或间接的。触觉指令对应于在虚拟环境中呈现的虚拟对象的纹理特性、温度特性、移动特性或形状中的至少一个。外围装置表示与虚拟对象的接触。外围装置中的触觉装置的触觉反馈可被改变以对应于与虚拟环境中的虚拟对象的交互。触觉指令可包括在触觉简档中，所述触觉简档可从计算机发送到外围装置并存储在外围装置中。本专利技术的其它方面和优点将从以下结合附图进行的借助实例说明本专利技术的原理的详细描述而变得清楚。附图说明本专利技术将通过以下结合附图的详细描述而得到容易的理解。图1说明根据所公开的实施方案中的一个的视频游戏的交互式玩游戏的系统。图2说明根据所公开的实施方案中的一个的HMD。图3说明使用能够将视频游戏内容渲染给用户的HMD的客户端系统的玩游戏的一个示例。图4说明根据所公开的实施方案中的一个的在使用期间戴着HMD的用户。图5是根据所公开的实施方案中的一个的用于将虚拟对象的触觉和纹理提供给用户的系统的简化示意图。图6是根据所公开的实施方案中的一个的内容来源的简化示意图。图7是说明根据所公开的实施方案中的一个的在模拟用户的手上的变化的纹理或压力时所执行的方法操作的流程图。图8和图9是根据所公开的实施方案中的一个的左手手套和右手手套的更详细的示意图。图10是根据所公开的实施方案中的一个的形成握成拳头的用户的手的手套的示意图。图11是根据所公开的实施方案中的一个的使得用户的手张开的手套的示意图。图12是根据所公开的实施方案中的一个的对用户的手施加压力的手套的示意图。图13是根据所公开的实施方案中的一个的对用户的手施加多个压力点的手套的示意图。图14是根据所公开的实施方案中的一个的手套和触觉控制器的示意图。图15是根据所公开的实施方案中的一个的耦合到游戏控制器的手套的示意图。图16是根据所公开的实施方案中的一个的触觉反馈系统的简化方块图。图17是根据所公开的实施方案中的一个的在耦合到游戏控制器104的手套中的触觉反馈系统的简化方块图。图18是根据所公开的实施方案中的一个的用虚拟的剑进行的动作的示例简化连续序列和将触觉反馈提供给用户的手套。图19是说明根据所公开的实施方案中的一个的在模拟用户的手上的变化的纹理或压力以与虚拟对象相对应时所执行的方法操作的流程图。图20，示出说明根据所公开的实施方案中的一个的头戴式显示器的示例组件的图式。图21说明信息服务提供商架构的实施方案。具体实施方式现将描述用于模拟在虚拟环境中的虚拟对象的不同感觉和纹理的若干示例性实施方案。所属领域的技术人员应清楚，本专利技术可在没有本文中所阐述的具体细节中的一些或全部的情况下实践。一种模拟虚拟对象的不同感觉和纹理的方法是使用可对用户的手施加可动态调整的压力和/或纹理的手套(或多个手套)。手套可挤压用户的手或使用户的手和/或手指弯曲，以对应于在头戴式显示器(HMD)中呈现给用户的三维(3D)虚拟环境中的虚拟对象的感觉和纹理。图1说明根据所公开的实施方案中的一个的视频游戏的交互式玩游戏的系统。用户100示出为戴着头戴式显示器(HMD)102。HMD102以类似于眼镜、护目镜或头盔的方式穿戴，且经配置以向用户100显示视频游戏或其它内容。HMD102经配置以通过其提供紧密接近于用户的眼睛的显示器机构(例如，光学和显示屏)和传递到HMD的内容的格式来将沉浸式体验提供给用户。在一个示例中，HMD102可将显示区提供给用户的眼睛中的每一个，所述显示区占据用户的视场的较大部分或甚至全部。在一个实施方案中，HMD102可连接到计算机106。到计算机106的连接122可为有线或无线的。计算机106可为任何通用或专用计算机，包括但不限于，游戏控制台、个人计算机、膝上型计算机、平板计算机、移动装置、手机、平板计算机、瘦客户端、机顶盒、流媒体装置等。在一些实施方案中，HMD102可直接地连接到网络110，例如互联网，所述网络可允许云游戏而不需要单独的本地计算机。在一个实施方案中，计算机106可经配置以执行视频游戏(和其它数字内容)，并从视频游戏输出视频和音频以用通过HMD102渲染。计算机106在本文中也被称为客户端系统106，所述客户端系统在一个示例中为视频游戏控制台。在一些实施方案中，计算机106可为本地或远程计算机，且所述计算机可运行仿真软件。在云游戏实施方案中，计算机106为远程的，且可通过可在数据中心虚拟化的多个计算服务表示，其中游戏系统/逻辑可被虚拟化并经由网络110分配给用户。用户100可操作控制器104以提供视频游戏的输入。在一个示例中，相机108可经配置以捕获交互式环境的图像，用户100位于所述交互式环境中。这些所捕获的图像可经分析以确定用户100、HMD102以及控制器104的位置和移动。在一个实施方案中，控制器104包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理头戴式显示器(HMD)的内容的系统，所述系统包括，用户接口装置，所述用户接口装置具有用于向用户施加触觉反馈的触觉装置；计算装置，所述计算装置与所述用户接口和所述HMD介接，所述计算装置包括，输入装置接口，所述输入装置接口用于从所述用户接口装置或所述HMD接收输入，所述用户装置接口处理指令以选择内容以显示在所述HMD中；虚拟现实空间产生模块，所述模块用于以虚拟现实场景的形式在所述HMD中渲染所述选定内容；对象配置矩阵渲染模块，所述模块用于识别所述虚拟现实场景中的虚拟对象，所述对象配置矩阵渲染模块访问所述虚拟对象的触觉简档；触觉响应处理模块，所述触觉响应处理模块用于识别所述用户接口装置与所述虚拟对象之间的交互，并根据所述虚拟对象的所述触觉简档将所述触觉反馈发送到所述用户接口装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.20 US 14/664,7401.一种用于处理头戴式显示器(HMD)的内容的系统，所述系统包括，用户接口装置，所述用户接口装置具有用于向用户施加触觉反馈的触觉装置；计算装置，所述计算装置与所述用户接口和所述HMD介接，所述计算装置包括，输入装置接口，所述输入装置接口用于从所述用户接口装置或所述HMD接收输入，所述用户装置接口处理指令以选择内容以显示在所述HMD中；虚拟现实空间产生模块，所述模块用于以虚拟现实场景的形式在所述HMD中渲染所述选定内容；对象配置矩阵渲染模块，所述模块用于识别所述虚拟现实场景中的虚拟对象，所述对象配置矩阵渲染模块访问所述虚拟对象的触觉简档；触觉响应处理模块，所述触觉响应处理模块用于识别所述用户接口装置与所述虚拟对象之间的交互，并根据所述虚拟对象的所述触觉简档将所述触觉反馈发送到所述用户接口装置。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述用户接口是包括所述触觉装置的手套式装置，且所述触觉响应处理模块使用所述触觉简档基于检测到的交互的类型来对所述触觉反馈施加改变。3.根据权利要求2所述的系统，所述系统另外包括，相机，所述相机用于检测所述手套式装置在现实空间中的位置和所述HMD的位置，其中所述手套式装置相对于现实空间中的所述HMD的所述位置识别所述手套式装置相对于所述虚拟现实场景中的所述虚拟对象的位置；其中所述手套式装置与所述HMD的所述相对位置用于识别所述手套式装置与所述虚拟对象之间的交互，并界定提供到所述手套式装置的至少一部分的所述触觉反馈的量值或类型。4.根据权利要求2所述的系统，所述系统另外包括，至少一个惯性传感器，所述惯性传感器安置在所述手套式装置上，所述惯性传感器产生可由所述计算机用来确定所述手套式装置的位置或所述手套式装置的位置的变化的运动数据。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述选定用于显示在所述HMD中的内容通过以下方式中的一种或两种访问：从所述计算装置的本地存储装置访问或经由网络访问。6.根据权利要求1所述的系统，其中多个虚拟对象中的每一个具有相应的触觉简档，且每一触觉简档界定所述虚拟对象的属性，且所述虚拟对象的属性可包括以下各项中的一个或多个：对被固持的响应、对被移动的响应、对被压扁的响应、对被投掷的响应、对被扔下的响应、对被触摸的响应、对被摩擦的响应、对被挤压的响应、对被按压的响应、对被打碎的响应、对被碰撞的响应、大小的界定、温度的界定、重量的界定、与音频反馈相关联的界定、与压力或纹理相关联的界定、振动界定、表面平滑度、表面粗糙度、阻力的、渐变压力的界定、或这些属性中的两个或多个的组合。7.根据权利要求1所述的系统，所述虚拟现实空间产生模块经配置以至少取决于所述HMD在渲染所述虚拟现实场景时移动所朝向的位置来连续地产生用于所述HMD的另外的内容，所述另外的内容另外包括一个或多个另外的虚拟对象；其中每一另外的虚拟对象包括对应的触觉简档。8.一种用于与通过计算机产生以用于呈现在头戴式显示器上的虚拟现实场景介接的外围装置，所述外围装置包括，触觉装置，所述触觉装置能够向用户施加触觉反馈；以及触觉反馈控制器，所述触觉反馈控制器用于处理用于将触觉信号输出到所述触觉装置的指令，所述触觉反馈控制器使用虚拟对象的触觉简档，所述触觉反馈控制器经配置以从所述计算机接收所述指令，使得所述触觉装置的所述触觉反馈通过所述触觉简档界定，以响应于在所述虚拟现实场景呈现在所述头戴式显示器上时所述外围装置与所述虚拟现实场景中的虚拟对象的交互；其中所述触觉装置的所述触觉反馈通过所述触觉反馈控制器修改，以响应于使用所述外围装置与所述虚拟对象的另外交互。9.根据权利要求8所述的外围装置，所述外围装置另外包括运动传感器，所述运动传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：N里蒙，X毛，X叶，
申请(专利权)人：索尼互动娱乐股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP