游戏界面利用混合的视频捕捉和超声波跟踪系统跟踪一个或更多个游戏控制器在三维空间中的位置。所捕捉到的视频信息被用于识别每个控制器在捕捉区域内的水平和垂直位置。超声波跟踪系统分析声音通信以确定游戏系统与每个控制器之间的距离并且确定控制器之间的距离。然后，游戏界面对这些距离进行分析以针对每个控制器计算捕捉区域内的深度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及计算设备与握在用户手中的控制器之间的通信，并且更具体地 涉及利用计算设备与控制器之间的通信来确定控制器在三维空间中的定位(location)。
技术介绍
这些年来视频游戏产业发生了许多变化。随着计算能力的扩张，视频游戏的开发 者同样创造出了利用计算能力上的这些提高的游戏软件。为此，视频游戏开发者已经编写 了并入复杂的操作和数学以产生非常逼真的游戏体验的游戏。游戏平台的例子可以是Sony Playstation 、SonyPlaystation 2 (PS2)以及 Sony Playstation3 - (PS3)，其各自均以游戏机(game console)的形式出售。众所周知， 游戏机被设计成与监视器(通常为电视机)连接，并且通过手持控制器而允许用户互动。游 戏机设计有专用处理硬件、固件以及软件，所述专用处理硬件包括CPU、用于处理密集的图 形操作的图形合成器、用于执行几何变换的向量单元以及其他中间硬件。游戏机还设计有 用于容纳游戏压缩盘的光盘托盘以通过游戏机在本地玩。也有可能进行在线游戏，其中用 户可以通过因特网互动地与其他用户进行比赛或一起玩。随着游戏复杂度持续引起玩家的兴趣，游戏和硬件制造者不断创新以允许附加的 互动性和计算机程序。计算机游戏产业的发展趋势是开发出增加用户与游戏系统之间的互动的游戏。实 现更加丰富的互动体验的一种方式是使用无线游戏控制器，游戏系统跟踪无线游戏控制器 的运动(movement)，从而跟踪玩家的运动并且将这些运动用作游戏的输入。一般来说，手势 输入是指使诸如计算系统、视频游戏机、智能电器等电子设备对由跟踪对象的摄像机所捕 捉到的某个手势作出反应。然而，当前的对象跟踪在捕捉精度上受到制约。出现这个问题的原因在于常规的 图像分析仅可对用户在两个维度上的定位进行较可靠的测量。由于朝向或远离摄像机的运 动所引起的微小的形状变化无法提供足够的信息来可靠地计算摄像机与控制器之间的距 离，因此难以确定摄像机与正被跟踪的对象之间的距离。在实验室设定中，有些采用了深度 感测设备。然而，这些深度感测设备依赖于双向回弹，其试图根据从位于这样的设备前方的 对象反射的光来勾勒某些图像的轮廓。尽管这样的传感器具有一定的应用，但其应用于游 戏仍在一定程度上受到限制，这是因为需要费用、复杂度以及额外的处理来将深度数据与 二位图像数据组合。因此，深度数据与互动游戏控制器的集成不断延迟，产生少于所希望的 结果，并且尚未在实验室之外被广泛接受。本专利技术的实施例在这个背景下产生。
技术实现思路
广义而言，本专利技术通过提供下述方法和系统来满足这些需要所述方法和系统在 计算系统中的计算机程序与用户所握(hold)的控制器之间建立通信来确定控制器的三维定位。应当理解的是，本专利技术可以诸如过程、装置、系统、设备或计算机可读介质上的方法等 众多方式来实现。以下描述本专利技术的若干具有创造性的实施例。在一个实施例中，提供了在计算系统中的计算机程序与握在用户手中的控制器之 间建立通信的方法。该方法在显示器上显示图形用户界面并且捕捉所述显示器前方的区域 的图像数据。所述显示器前方的区域也被称为捕捉区域，并且包围预期与所述计算系统进 行互动的用户所处的空间。也可对所述捕捉区域进行调整，以便缩小或扩大该区域。诸如 由数码摄像机提供的数据等所捕捉到的图像数据被用于识别所述控制器相对于所述捕捉 区域的二维定位。所述方法还捕捉最接近于(proximate to)所述显示器的定位(诸如麦 克风)与所述控制器处的定位之间的单向声音通信。经由该声音通信所获得的信息被用于 计算所述控制器在所述捕捉区域内的第三维定位。另一实施例描述了在计算机程序与控制器之间建立通信的系统。该系统包括用于 呈递(render)图形用户界面的显示器、图像捕捉设备、声音捕捉设备以及用于执行所述计 算机程序的计算系统。所述图像捕捉设备捕捉所述显示器前方的区域中的图像数据，该区 域在这里被称为捕捉区域。所述声音捕捉设备类似地捕捉所述捕捉区域中的声音数据。所 述计算系统与所述显示器、所述图像捕捉设备以及所述声音捕捉设备连接。所述控制器被 构造为由用户用单手握住，并且包括具有第一端部和第二端部的主体；位于所述第一端部 附近的握把区域(griparea)；位于所述两个端部之间用于输入输入数据的输入板(input pad)；位于所述第二端部的球形部分；以及位于所述第二端部附近的声音发射设备。所述 球形部分便于所述图像捕捉设备进行图像辨识，并且所述声音发射设备提供与所述声音捕 捉设备的单向声音通信，该声音发射设备在被握住时朝着远离用户的方向。所述计算机程 序基于所捕捉到的图像数据识别所述控制器的二维定位，并且基于所捕捉到的声音数据识 别所述控制器的第三维定位。此外，在另一实施例中，提供了在计算机程序与控制器之间建立通信的系统。该 系统包括显示器、位于所述显示器附近并且面向所述显示器前方的捕捉区域的两组光发射 器、诸如麦克风等声音捕捉设备以及用于执行所述计算机程序的计算系统。所述计算系统 与所述显示器和所述声音捕捉设备连接。在所述系统中，所述控制器将由用户用单手握住， 并且所述控制器包括具有第一端部和第二端部的主体、处于所述第一端部附近的握把区 域、位于所述第一端部与所述第二端部之间的输入板、处于所述第二端部附近的图像捕捉 设备以及处于所述第二端部附近的声音发射设备。该声音发射设备在被握住时朝着远离用 户的方向并且被构造为用于与所述计算系统附近的声音捕捉设备进行单向声音通信。在这 个系统内，所述计算机程序基于所捕捉到的图像数据识别所述控制器的二维定位并且基于 所捕捉到的声音数据识别所述控制器的第三维定位。通过以下具体说明将更加明了本专利技术的其他方面，该具体说明是结合附图所得到 的并且其通过举例的方式示出了本专利技术的原理。附图说明参考以下结合附图所得到的说明可以最佳地理解本专利技术，在所述附图中图1示出了具有多个玩家的互动游戏环境。图2A-2D示出了根据一个实施例的多玩家环境以及使用视频和声音数据来确定玩家所握的不同控制器的定位的示意图。图3A-;3B描述了具有球形部分和超声波能力的单手控制器的实施例。图4示出了根据一个实施例的具有被一个或更多个内部光发射器照亮的球形部 分的控制器的示意性表示。图5包括了根据一个实施例的在球形部分内部具有光发射器的控制器，其中光发 射器从控制器外部可见。图6描述了具有超声波能力和球形部分的控制器，其中球形部分部分地由定向反 身寸(retro-reflective)材料覆盖。图7描述了具有可更换面板的单手控制器的一个实施例。图8示出了根据一个实施例的两个单手控制器的示意性表示，所述两个单手控制 器通过插入板结合在一起而形成旨在用两只手使用的控制器。图9A-9B描绘了一个实施例中在底部结合而形成一个单手控制器的两个单手控 制器。图10示出了根据一个实施例的对控制器和用户特征的视觉跟踪。图11示出了 一个实施例中的控制器运动跟踪。图12A-12B示出了玩家所握的单手控制器的不同视图。图13示出了根据一个实施例的使用单手控制器的玩家的示意性表示以示出使用 超声波来确定相对距离。图14A-14B示出了根据一个实施例的使用视频和超声波对两个控制器本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于在计算系统中的计算机程序与握在用户手中的控制器之间建立通信的方法，所述方法包括：捕捉显示器前方的捕捉区域中的图像数据，所述捕捉被构造为识别所述控制器在所述捕捉区域中的二维定位；以及捕捉最接近于所述显示器的定位与所述控制器处的定位之间的单向声音通信，所述声音通信被用于计算所述控制器在所述捕捉区域中的第三维定位。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·M·扎列夫斯基，
申请(专利权)人：美国索尼电脑娱乐有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US
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