具有透视显示器和深度感测能力的HMD设备被配置成，在用户和现实世界对象之间的距离被确定为小于阈值距离时，选择性地调暗虚拟现实环境的显示或使其淡出以使得用户能够看见现实世界，而没有虚拟世界的遮挡。在执行该调暗/淡出时可利用用户头部的当前高度(即从头部到地面的距离)，使得取决于用户正站着还是坐着可使用不同的阈值距离。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景诸如头戴式显示(HMD)系统和手持式移动设备(例如，智能电话、平板电脑，等等)之类的混合现实计算设备可被配置成向用户显示关于在用户的视野中和/或设备的相机的视野中的虚拟或真实对象的信息。例如，HMD设备可以被配置成使用透视显示系统来显示其中混合有现实世界对象的虚拟环境或者其中混合有虚拟对象的现实世界环境。类似地，移动设备可以使用相机取景器窗口来显示这样的信息。提供本背景来介绍以下概述和详细描述的简要上下文。本背景不旨在帮助确定所要求保护的主题的范围，也不旨在被看作将所要求保护的主题限于解决以上所提出的问题或缺点中的任一个或全部的实现。概述具有透视显示器和深度感测能力的HMD设备被配置成在用户和现实世界对象之间的距离被确定为小于阈值距离时，选择性地调暗(dim)虚拟现实环境的显示或使其淡出以使得用户能够看见现实世界，而没有虚拟世界的遮挡。在执行该调暗/淡出时可利用用户头部的当前高度(即从头部到地面的距离)，使得可取决于用户正站着还是坐着而使用不同的阈值距离。在各说明性示例中，表面重构数据或深度数据可由HMD设备使用深度传感器或通过确定距立体成像的深度来捕捉，以动态地测量用户和现实世界对象之间的距离以及估计用户的高度。用户可使用诸如圆柱体或胶囊之类的根据用户的高度来设定尺寸的体积形状来表示。现实世界对象和表示用户的体积形状之间的阈值距离(在该阈值距离处对显示的调暗/淡出被执行)在用户坐着时可较小，而在用户正站着时可较大。在认识到当在坐着的时候碰撞或触及现实世界对象时相比于在站着或行走时的这种对象交互对用户有可导致绊倒和摔跤的更小的安全危害性的情况下，可利用可变阈值。提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并非旨在标识出要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦非旨在用作辅助确定要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解决在本公开的任一部分中所提及的任何或所有缺点的实现。应当理解，上述主题可被实现为计算机控制的装置、计算机进程、计算系统或诸如一个或多个计算机可读存储介质等制品。通过阅读下面的详细描述并审阅相关联的附图，这些及各种其他特征将变得显而易见。附图简述图1示出一说明性虚拟现实环境，该说明性虚拟现实环境的一部分被渲染在HMD设备的用户的视野内；图2示出其中定位有HMD设备的用户的说明性现实世界环境；图3描绘了HMD设备正在捕捉的与现实世界对象相关联的表面重构数据；图4示出了说明性表面重构流水线的框图；图5和6示出用户由根据用户的高度来设定尺寸的说明性体积形状来表示；图7和8示出在其处操作HMD设备以示出现实世界对象的说明性阈值距离；图9、10和11是可使用HMD设备来执行的说明性方法的流程图；图12是混合现实HMD设备的说明性示例的图形视图；图13是混合现实HMD设备的说明性示例的功能框图；图14和15是可用作混合现实HMD设备的组件的封闭面罩的图形前视图；图16示出了封闭面罩的部分分解视图；图17示出了封闭面罩的幻影线前视图；图18示出了封闭面罩的图形后视图；以及图19示出了示例性计算系统。各附图中相同的附图标记指示相同的元素。除非另外指明否则各元素不是按比例绘制的。详细描述当在使用HMD设备的同时体验混合或虚拟现实环境时，用户在他们在现实世界空间中到处移动时可由于虚拟世界遮挡了其视野而碰撞物理对象或被物理对象绊倒。在说明性示例中，如图1所示，用户102可以使用透视HMD设备104来体验可视地呈现并在一些实现中可包括音频和/或触觉/触摸感觉的虚拟现实环境100。在该特定非限制示例中，虚拟现实环境100包括具有用户102可看见并与其交互的各种建筑、商店等的城市街道。当用户改变其头部的位置或朝向和/或在现实世界空间内移动时，其虚拟现实环境的景色可以改变。(由图1中的虚线区域110表示的)视野可被设定尺寸和形状，并且可以控制该设备的其它特性来使得HMD设备体验可视地似真以为用户提供在虚拟世界的强烈存在感。如图2所示，用户在使用HMD设备104时占据的现实世界空间200可包括可呈现对用户有绊倒危险或在被碰到或碰撞时以其他方式干扰HMD用户体验的各种对象(由参考标记205表示性指示)。在该说明性示例中，现实世界对象205没有被合并到虚拟现实环境100中(在图1中被示出)，并因此在HMD设备104上不是正常地对用户可见。本HMD设备104可在用户沉浸在虚拟现实环境中时提供防绊倒特征。如图3所示，该设备被配置成通过使用集成深度传感器305来感测现实世界空间中的对象205并确定其距用户的距离来获得表面重构数据300。在替换实现中，可以使用合适的立体图分析技术来导出深度数据。图4示出用于获得现实世界空间中的对象的表面重构数据的说明性表面重构数据流水线400。应强调，所公开的技术是说明性的，并且取决于特定实现的要求可以使用其它技术和方法。原始深度传感器数据402被输入到传感器的3D(三维)姿态估计中(框404)。传感器姿态跟踪可例如使用在预测表面和当前传感器测量之间的ICP(迭代最近点)对准来达成。可使用例如被编码为符号距离场(SDF)的表面将传感器的每一深度测量集成(框406)到体积表示中。使用循环，SDF被光线投射(框408)到估计帧中以提供所述深度图与之对准的密集表面预测。为了确定用户何时接近现实世界对象，HMD设备104将用户102表示为如图5和6中所示的体积形状。该体是从各种任意的形状(诸如图5中描绘的胶囊或圆柱体505)中选择出的。体积形状的尺寸是根据用户的头部在物理空间内的位置来设定的，使得在用户坐着时形状605较短，如图6所描绘的。用户的头部位置可使用任何合适的技术(包括例如使用HMD的内部传感器的头部跟踪、用于估计用户的头部距地板的高度的图像分析或者用外部/远程方法)来确定。体积形状和现实世界对象之间的阈值距离(在该阈值距离处使得HMD设备中的显示被调暗或淡出以使得用户能够看见该对象)可根据用户的头部在物理空间中的高度(例如，用户正站着/行走还是坐着)而变化。如图7和8所示，(由参考标记700所指示的)阈值距离1与较高的体积形状505相关联，并且比与较短的形状605相关联的阈值距离2(800)相对更大。图9、10和11是可使用HMD设备104来执行的说明性方法的流程图。除非明确说明，否则流程图中所示并且在伴随的文本中描述的方法或步骤不限于特定的次序或顺序。此外，一些方法或其步骤可同时发生或执行，并且取决于给定实现的要求，并不是所有方法或步骤均需要在这一实现中被执行，而可任选地使用一些方法或步骤。图9中的方法900可由支持虚拟现实环境的渲染的HMD设备来执行。在步骤905，获得描述与HMD设备的用户邻接的物理空间的传感器数据。传感器数据可包括例如使用集成在HMD设备中的深度传感器的深度数据，或者可从外部传感器或源中获得。立体成像深度分析也可被用来创建深度数据。在步骤910，传感器数据被用来例如使用表面重构来重构物理空间中的现实世界对象的几何形状。在步骤915中用体积形状来表示用户，当在步骤920中使用重构几何形状来确定用户和现实世界对象之间的当前距离时可使用该体积形状。在步骤925，HMD设备被操作为使得用户可看见现实世界对象，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种由支持虚拟现实环境的渲染的头戴式显示(HMD)设备执行的方法，包括：获得描述与所述HMD设备的用户邻接的物理空间的传感器数据；使用所述传感器数据来重构位于所述物理空间中的现实世界对象的几何形状；使用经重构的几何形状来确定所述用户和所述现实世界对象之间的距离；以及如果所述距离等于或小于预定阈值，则操作所述HMD设备使得所述用户能看见所述现实世界对象，而没有来自所述虚拟现实环境的遮挡。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.25 US 62/029,351;2015.01.20 US 14/600,7741.一种由支持虚拟现实环境的渲染的头戴式显示(HMD)设备执行的方法，包括：获得描述与所述HMD设备的用户邻接的物理空间的传感器数据；使用所述传感器数据来重构位于所述物理空间中的现实世界对象的几何形状；使用经重构的几何形状来确定所述用户和所述现实世界对象之间的距离；以及如果所述距离等于或小于预定阈值，则操作所述HMD设备使得所述用户能看见所述现实世界对象，而没有来自所述虚拟现实环境的遮挡。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器数据包括深度数据，并且进一步包括使用深度传感器来生成所述传感器数据，并应用表面识别技术来重构所述现实世界对象几何形状。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括使用一个或多个立体成像深度分析来生成深度数据。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括在所述操作期间调暗被合并到所述HMD设备中的透视显示器的至少一部分。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括使得被合并到所述HMD设备中的透视显示器的至少一部分变得基本上透明。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括用立体形状来表示所述用户，并在确定所述用户和所述现实世界对象之间的距离时使用所述立体形状。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括根据所述用户的头部在所述物理空间的地面之上的高度来设定所述立体形状的尺寸。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，进一...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·达 维咖，B·苏格登，L·梅赛，
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
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