优化头戴式显示器屏幕上的内容定位的方法技术

一种在交互式HMD会话期间调整显示给用户的内容以补偿所述用户的头部倾斜的系统和方法。所述用户的头部倾斜致使所显示的内容偏离所述用户在所述HMD中的所述屏幕的舒适观看区域来显示。以多种方式来确定所述偏移，并且然后调整所显示的图像以减少或基本上消除所述偏移。所述调整可以补偿如在交互式HMD会话期间可能发生的站立、坐着、倾斜、躺下等不同的用户姿势。所述用户的头部倾斜可以由用户的身体姿势、身体形态导致或由于致使所述用户无意地倾斜他的头部的校正透镜而导致。

Method for optimizing content orientation on head mounted display screen

A system and method for adjusting the content displayed to the user during the interactive HMD session to compensate the head tilt of the user. The head tilt of the user causes the displayed content to deviate from the user's comfortable viewing area of the screen in the HMD. The offset is determined in a variety of ways, and the displayed image is then adjusted to reduce or substantially eliminate the offset. The adjustment can compensate for different user positions such as standing, sitting, tilting, and lying down during the interactive HMD session. The head tilt of the user may be caused by a user's body posture, body shape, or due to a correction lens that causes the user to inadvertently tilt the head of the user.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优化头戴式显示器屏幕上的内容定位的方法
本公开总体上涉及虚拟环境，并且更具体地涉及用于基于用户的观看取向的检测和/或基于用户利用校正透镜进行的观看取向而优化头戴式显示器(HMD)屏幕上的内容放置的方法和系统。
技术介绍
人机交互领域中的一种快速发展的技术是各种头戴式显示器(HMD)，其可以被佩戴在用户的头上并且具有位于用户的一只或两只眼睛前面的一个或两个显示器。这种类型的显示器具有涉及模拟包括视频游戏、医学、运动训练、娱乐应用等虚拟现实的多个商业应用。在游戏领域中，这些显示器可以用于例如渲染三维(3D)虚拟游戏世界。尽管在HMD领域中已经取得了很大的进步，但该技术仍然需要进步，以便将物理现实带入到与HMD中呈现的虚拟环境中所渲染的虚拟对象进行实际用户交互。在该上下文中，出现了以下实施方案。
技术实现思路
广义地说，本公开通过提供一种用于动态地调整显示在HMD中的屏幕上的图像以补偿佩戴HMD的用户的头部倾斜的系统和方法来满足这些需求。如将要描述的，头部倾斜可能是由于用户佩戴校正眼镜、具有双焦透镜的眼镜或由于用户的观看姿势而造成的。在各种示例中，当用户倾斜他的头以直接观看时，用户可以这样做以避免直接通过他或她的校正眼镜的双焦线观看。在一些情况下，用户可能不会有意地避免双焦线，但是由于习惯或癖好，用户可能仍倾向于倾斜他或她的头(例如，向下)，以模仿看向眼镜双焦线的顶部部分。在其它情况下，用户可能会抬起头或甚至是侧身，或者是进行任何头部倾斜的变化。在一个配置中，可以完成校准过程以检测由给定用户做出的头部倾斜量，并且一旦例如通过偏移对该倾斜进行量化，则可以对显示在HMD上的内容进行调整，使得倾斜被消除、最小化或减小，从而为用户提供更舒适的观看姿势。例如通过使内容向上、向下、以某种角度等移位来调整内容的另一个好处是：当用户被要求专注于特定内容(例如在游戏或应用中)时，用户的头部移动将会与预期方向一致。因此，向用户提供更高的准确度，使得用HMD进行的专注于特定内容的移动将更准确地指向用户需要观看、介接、凝视或通过查看进行选择或其组合的场景中的内容或对象。应理解，本公开可以多种方式实现，包括作为过程、设备、系统、计算机可读介质或装置。下面描述本公开的若干创造性实施方案。一个实施方案提供了一种虚拟现实系统，所述虚拟现实系统包括耦接到计算装置的头戴式显示器，所述计算装置能够生成虚拟现实环境，所述虚拟现实环境包括被渲染并显示在HMD上的多个虚拟现实场景。计算装置可以包括用于接收来自用户输入装置或HMD的输入的输入装置接口。输入装置接口处理指令以选择用于在HMD中显示的内容。计算装置还可以包括虚拟现实空间生成模块，其用于以虚拟现实场景的形式渲染HMD中的选定内容，和HMD移动模块。可以提供HMD运动模块以跟踪HMD在真实空间中的移动。在一些实施方案中，可以使用集成在HMD中的惯性传感器来完成跟踪。在其它实施方案中，可以使用HMD(例如放置在HMD上的LED或其它标记)的捕获图像来完成跟踪。更进一步地，可以通过惯性跟踪和图像跟踪两者来完成跟踪。在一个配置中，可以进行跟踪以识别HMD在真实空间中的第一位置和姿势。HMD移动模块还可以在用户正观看感兴趣的特定对象(例如，场景中的内容、目标标线(reticle)等)时识别HMD的第二位置和姿势。在一个实施方案中，识别在第一位置和第二位置之间的偏移，所述偏移指示补偿用户在观看感兴趣的特定对象时所做出的头部倾斜的量。通过使用偏移，可以调整或移位场景中渲染的内容，使得用户不需要应用头部倾斜或不需要应用过多头部倾斜来观看对象。在一些实施方案中，通过使用偏移调整场景，可以更好地关联显示给用户的内容，使得系统可以知道用户何时正在观看HMD中显示的特定内容。一个优点是，当用户想要观看场景中的特定内容时，用户的头部移动将对应于用户想要观看的位置或内容。作为示例，在需要用户观看或凝视特定内容的应用或游戏中，用户将移动他或她的头去看特定位置。通过了解用户的偏移，可以校正场景中内容的定位，使得用户可以准确地观看、查看、凝视或识别感兴趣的内容。如上所述，可以在校准阶段期间测量偏移，并且可以将偏移保存到用户的配置文件。在其它方法中，可以在用户与内容交互期间动态地或被动地测量偏移。例如，当系统注意到用户未准确地查看或注视特定内容时，可以进行偏移的背景测量。随着时间的推移，如果重复偏移，则可以具有一定程度上的确定性地假定，用户确实具有由于头部倾斜而造成的偏移。场景内容的这种调整是技术进步，其避免了提供既不能精确地匹配用户的自然姿势或头部倾斜习惯也不能考虑到带有校正眼镜的用户的HMD系统。然而，应理解，用户的头部倾斜或者具有一定头部倾斜的观看习惯可能不仅仅是由于佩戴校正眼镜所致，因为一些人只是有头部倾斜习惯。一个实施方案提供了一种用于优化场景在头戴式显示器(HMD)的屏幕上显示时的定位的方法。所述方法可以包括检测HMD在三维空间中的初始取向，HMD的初始取向是用户的舒适观看位置。对象在场景中渲染在HMD的屏幕上显示的场景中的选定位置处。提示用户观察所显示的对象并检测HMD的引导取向。可以确定三维空间中的在初始取向和引导取向之间的偏移。可以应用偏移来调整在HMD屏幕中显示的后续场景的定位。偏移也可以被保存到用户的配置文件，以便每当用户使用HMD时都允许调用偏移。在用户使用HMD期间，可以不断地监测和调整偏移。从下面结合附图进行的、通过举例方式说明本公开的原理的详细描述中，本公开的其它方面和优点将变得明显。附图说明通过下面结合附图进行的详细描述，将容易地理解本公开。图1示出了根据所公开实施方案的用于视频游戏的交互式游戏玩法的系统。图2示出了根据所公开实施方案的HMD。图3示出了使用能够将视频游戏内容渲染给用户的HMD的客户端系统的游戏玩法的一个示例。图4示出了根据所公开实施方案的在使用期间佩戴HMD的用户。图5A示出了根据所公开实施方案的在使用期间的HMD。图5B-5D示出了根据所公开实施方案的不同的人体姿势。图6A和图6B示出了根据所公开实施方案的佩戴HMD的不同的人体姿势。图7A-7D示出了根据所公开实施方案的在用户的眼睛与HMD的屏幕上所显示的图像中的标线之间插入的校正透镜。图7E和图7F示出了根据所公开实施方案的在观看HMD的屏幕上所显示的图像时用户的头部倾斜。图8是根据所公开实施方案的用于头部倾斜调整待显示在HMD中的所渲染图像的系统的简化示意图。图9是根据所公开实施方案的内容源的简化示意图。图10是示出根据所公开实施方案的在调整HMD中所显示的图像时执行的方法操作的流程图。图11是示出根据所公开实施方案的在跟踪HMD的移动时执行的方法操作的更详细的流程图。图12是示出根据所公开实施方案的头戴式显示器的示例部件的图。图13示出了信息服务提供商架构的实施方案。具体实施方式现在将描述用于动态调整显示在HMD中的屏幕上的图像以补偿佩戴HMD的用户的头部倾斜的若干示例性实施方案。本领域技术人员应理解，本公开可在没有本文所述具体细节中的一些或全部细节的情况下来实践。通常，当用户佩戴HMD时，用户将向一个方向或另一个方向倾斜他们的头部，诸如稍稍向前倾斜他们的头部。因此，显示在HMD中的图像可能不能与用户的中心视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于优化场景在头戴式显示器(HMD)的屏幕上显示时的定位的方法，其包括：检测所述HMD在三维空间中的初始取向，所述HMD的所述初始取向是用户的舒适观看位置；在所述场景中渲染对象，所述渲染致使所述对象显示在如在所述HMD的所述屏幕上显示的所述场景中的位置处；检测所述HMD在所述三维空间中的引导取向，响应于引导所述用户观察所述场景中的所述对象的提示，佩戴所述HMD的所述用户将所述HMD从所述初始取向移动之后，检测所述引导取向；确定三维空间中在所述初始取向和所述引导取向之间的偏移；以及将所述偏移保存到所述用户的配置文件，所述偏移被应用来调整后续场景在为所述用户渲染时的定位，使得所述后续场景中的某些对象被渲染在所述屏幕上以使得能够接近所述用户的所述舒适观看位置观看所述某些对象。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.30 US 62/235,3511.一种用于优化场景在头戴式显示器(HMD)的屏幕上显示时的定位的方法，其包括：检测所述HMD在三维空间中的初始取向，所述HMD的所述初始取向是用户的舒适观看位置；在所述场景中渲染对象，所述渲染致使所述对象显示在如在所述HMD的所述屏幕上显示的所述场景中的位置处；检测所述HMD在所述三维空间中的引导取向，响应于引导所述用户观察所述场景中的所述对象的提示，佩戴所述HMD的所述用户将所述HMD从所述初始取向移动之后，检测所述引导取向；确定三维空间中在所述初始取向和所述引导取向之间的偏移；以及将所述偏移保存到所述用户的配置文件，所述偏移被应用来调整后续场景在为所述用户渲染时的定位，使得所述后续场景中的某些对象被渲染在所述屏幕上以使得能够接近所述用户的所述舒适观看位置观看所述某些对象。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括，检测所述用户的身份；以及获得所述用户的所述配置文件，所述配置文件具有将在所述HMD的使用会话期间使用的所述偏移。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述后续场景与将在所述HMD上渲染的交互式内容相关联。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述场景或后续场景以游戏、应用、广告、程序或其组合的形式提供交互式内容。5.根据权利要求1所述的方法，其中当佩戴所述HMD时，所述用户使用至少一个校正透镜，使得所述用户具有针对当使用一副眼镜时设定的所述舒适观看位置。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述至少一个校正透镜是多焦点透镜，并且在所述多焦点透镜的上部中的第一视线校正与所述多焦点透镜的下部中的第二视线校正之间具有可见的分界线，所述可见分界线影响所述用户在观看所述对象时的所述引导取向。7.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述后续场景的所述定位减小在观看所述某些对象时的所述偏移。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述某些对象是作为在所述场景中渲染的交互式内容的主题的对象。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述HMD在三维空间中的所述初始取向是属于真实世界环境，所述真实世界环境具有物理参考。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述舒适观看位置被定义为所述用户在佩戴所述HMD时朝向所述用户前方的方向观看。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述场景中的所述对象是可从多个其它图形图像中识别的图形图像。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述图形图像是叠加在所述场景中的对象上的标线。13.根据权利要求11所述的方法，其中所述图形图像是所述场景中的交互式对象。14.根据权利要求1所述的方法，其中所述场景中的所述位置在所述屏幕上的预定义坐标处。15.根据权利要求1所述的方法，其中所述引导取向在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：S奥斯曼，R马克斯，
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