虚拟现实环境下基于双摇杆控制器的文本输入方法技术

本发明专利技术公开了一种虚拟现实环境下基于双摇杆控制器的文本输入方法，包括：定位虚拟现实环境下的文字输入位置，并弹出虚拟键盘；摇动第一摇杆定位目标字符所在区域，摇动第二摇杆选择目标字符；判断第二摇杆位置的保持时间是否大于设定阈值，若大于设定阈值判定为目标字符的连续输入。通过设计一种新的键盘布局，可以降低错误率，并提高打字速度。

Text Input Method Based on Double Rocker Controller in Virtual Reality Environment

The invention discloses a text input method based on double rocker controller in virtual reality environment, which includes: locating the text input position in virtual reality environment and popping up the virtual keyboard; rocking the first rocker to locate the area where the target character is located, rocking the second rocker to select the target character; judging whether the holding time of the second rocker position is longer than the setting threshold, if greater than the setting value. Threshold determination is the continuous input of the target character. By designing a new keyboard layout, the error rate can be reduced and the typing speed can be improved.

【技术实现步骤摘要】
虚拟现实环境下基于双摇杆控制器的文本输入方法
本专利技术涉及虚拟现实的用户输入命令的
，具体地涉及一种虚拟现实环境下基于双摇杆控制器的文本输入方法。
技术介绍
文本输入是VR(VisualReality，虚拟现实)环境中的一个常见活动，如用户输入个人信息注册或登录系统、在游戏过程中给其他玩家发送文本信息或在VE(VisualEnvironment，虚拟环境)中做文字注释。随着虚拟现实技术的日益普及，VE中文本输入技术也在不断发展。然而，现存的技术使其具有一定的局限性。Yu等人对基于头戴式显示器的技术实验表明，GestureType的文本输入速度达到大约24.73wpm，但是它不支持输入字典外的单词(如用户名，密码)。此外，该技术要求在佩戴头戴式显示器的情况下长时间进行头部运动，用户可能会快速感觉到疲劳。所以相对于头戴式技术来说，在市场上现有的VR系统中，如OculusRift、HTCVive和索尼的PlayStationVR，基于游戏控制器的交互(尤其是文本输入)是更常用的方式。大部分现有基于游戏控制器的方法使用了AimandShoot技术，但这种方法既枯燥又繁琐。对于GoogleDrumKeys技术，新手用户需要长时间训练去学习如何使用，同时它需要大幅度的手臂运动去选择字符，所以很容易引起疲劳。Wilson、Agrawala、Sandnes和Aubert等人都曾提出基于传统标准键盘的文字输入技术，结果表明虽然用户对传统标准键盘布局比较熟悉，但矩形设计可能不适合基于操纵杆控制器的文本输入，会出现目标定位不精确的问题。对于非传统标准键盘布局，如基于手势的技术MDITIM，结果显示在5小时内，其文本输入速度并不是很高。最近的FeatureStroke技术利用手势输入字符，结果显示新手的错误率非常高(33.62％)。另外，Quikwriting技术通过在文本区移动光标输入文本，在5个小时训练之后，参与者的速度才会有较大的提升。由此看出，目前许多非传统标准键盘布局或使用操纵杆的基于手势的技术可能需要长时间的训练，而且对于新手可能无法达到基本的文本输入速度。许多研究也提出了圆形键盘布局，它需要较小的屏幕区域，更有利于界面交互。圆形布局对于操纵文本输入有一定的优势，特别是使用双手的方法。但是研究发现，现有的一些圆形键盘技术的文本输入速度很低，尤其是对于新手用户。如T-Cube提出了一种基于笔的文字输入，对于专家来说效率更快。另一个基于手写笔的技术，CIRRIN和其增强版提出环形布局的手势输入，虽然优化了圆周的字母顺序，但用户如何快速使用可能并不容易。另外，TUP、pEYEwrite、SliceType等技术的新手用户文本输入速度都不高。最近一项基于语音的多模态技术SWIFTER，声称平均输入速度能够达到23.6wpm(wordsperminute)。但环境噪声敏感性、隐私性和在公共环境中的突兀性都使得语音技术有很大的局限性，也可能干扰其他认知任务，并且很难纠正错误，不太适用于公众场合。虽然触摸屏技术可以提供移动虚拟文本的输入，且文本输入速度较高(17-23wpm)。但由于用户在第一次按下触摸板之前不容易感觉到手的位置，所以这种技术可能需要额外的运动来选择目标。其他的方法如空中打字和基于物理键盘的技术，这些可能需要额外的传感器或设备因此产生更大的制作成本，而且当用户使用其他输入设备(如游戏控制器)与虚拟机交互时，用户姿势和位置限定在有传感器的区域。总的来说，手持游戏控制器仍然是文本输入的一个重要设备，但VR中手持游戏控制器的高效文字输入方法仍然没有进行充分研究。事实上，大多数基于操纵杆的输入方法都存在文本输入速度低的问题。对于效率，易用性和易学性来说仍然有可提升的空间，尤其是针对新手用户。因此，在虚拟现实系统中基于手持游戏控制器设计高效、易学的文本输入方式仍然很重要。
技术实现思路
针对上述存在的缺陷和不足，本专利技术的目的是提出了一种虚拟现实环境下基于双摇杆控制器的文本输入方法。通过设计一种新的键盘布局，可以降低错误率，并提高打字速度。本专利技术的技术方案是：一种虚拟现实环境下基于双摇杆控制器的文本输入方法，包括以下步骤：S01：定位虚拟现实环境下的文字输入位置，并弹出虚拟键盘；S02：摇动第一摇杆定位目标字符所在区域，摇动第二摇杆选择目标字符；S03：判断第二摇杆位置的保持时间是否大于设定阈值，若大于设定阈值判定为目标字符的连续输入。优选的技术方案中，所述虚拟键盘为圆形键盘，所述圆形键盘均分成若干个扇形区，每个扇形区平均放置字符。优选的技术方案中，每个扇形区放置四个字符，扇形区的英文字母按字母表顺序进行顺时针排列。优选的技术方案中，当扇形区或者字符被选中时，选中对象进行高亮显示。优选的技术方案中，当字符输入完成后提供音频反馈。优选的技术方案中，所述圆形键盘通过操纵杆进行缩放。与现有技术相比，本专利技术的优点是：1、本专利技术的虚拟现实环境下基于双摇杆控制器的文本输入方法，主要通过设计一个圆形的披萨键盘，可用于范围广泛的VR头戴式显示器和文字输入技术的应用。披萨键盘优于现有的基于操纵杆的文本输入技术如EdgeWrite，TwoStick和Quikwriting，尤其是针对新手用户。披萨键盘只需要用户向某一方向倾斜操纵杆来选择字符，实验证明键盘大小不影响性能，因此更有利于VR头盔的使用。2、本专利技术提出的圆形键盘布局该键盘可以缩放不同尺寸，因为它只需要用户朝不同方向按下操纵杆即可，这对VR头盔有限的垂直视野有所帮助。用户使用披萨键盘输入文本时的KSPC较低(大约是2)，可以实现较高的WPM。本专利技术可以加快文本输入速度，减少学习时间，并需要相对较小的空间运动以减少疲劳。使文本输入更简单，容易，高效，新手用户可以达到一个比较高的文字输入速度。3、此外，披萨键盘不仅可以适用于本研究中所用的XboxOne游戏控制器，也适用于其他双摇杆控制器，如OculusTouch控制器和LenovoExplorer控制器。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：图1为本专利技术虚拟现实环境下基于双摇杆控制器的文本输入方法的流程图；图2为本专利技术一种键盘布局示意图；图3为本专利技术另一种键盘布局示意图；图4为本专利技术再一种键盘布局示意图；图5为本专利技术文本输入速度对比图；图6为本专利技术不同键盘布局的平均总错误率和未修正错误率示意图；图7为本专利技术不同键盘布局的工作量大小示意图；图8为本专利技术四键披萨键盘使用示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。本专利技术的移动虚拟现实头戴显示器以OculusRiftCV1为例进行说明，双摇杆控制器为XboxOne控制器。包含操纵杆、触发器、缓冲器、按钮和方向盘。本研究使用两个操纵杆和右触发器进行选择。如图1所示，虚拟现实环境下基于双摇杆控制器的文本输入方法，包括以下步骤：1.选中虚拟现实环境下的文字输入位置:使用手持游戏控制器的射线实现定位。2.调整披萨键盘的位置：用户根据需求和爱好，使用手持游戏控制器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟现实环境下基于双摇杆控制器的文本输入方法，其特征在于，包括以下步骤：S01：定位虚拟现实环境下的文字输入位置，并弹出虚拟键盘；S02：摇动第一摇杆定位目标字符所在区域，摇动第二摇杆选择目标字符；S03：判断第二摇杆位置的保持时间是否大于设定阈值，若大于设定阈值判定为目标字符的连续输入。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟现实环境下基于双摇杆控制器的文本输入方法，其特征在于，包括以下步骤：S01：定位虚拟现实环境下的文字输入位置，并弹出虚拟键盘；S02：摇动第一摇杆定位目标字符所在区域，摇动第二摇杆选择目标字符；S03：判断第二摇杆位置的保持时间是否大于设定阈值，若大于设定阈值判定为目标字符的连续输入。2.根据权利要求1所述的虚拟现实环境下基于双摇杆控制器的文本输入方法，其特征在于，所述虚拟键盘为圆形键盘，所述圆形键盘均分成若干个扇形区，每个扇形区平均放置字符。3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁海宁，俞迪枫，
申请(专利权)人：西交利物浦大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32