BR112013030077B1

BR112013030077B1 - Sistema de construção de brinquedo, método implementado por computador e conjunto de construção de brinquedo

Info

Publication number: BR112013030077B1
Application number: BR112013030077-9A
Authority: BR
Inventors: Siddharth Muthyala; Harm Jan Van Beek; Nicolas David Alain Guyon; Frantz Lasorne; Mikkel Holm Jensen
Original assignee: Lego A/S
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2021-03-23
Also published as: JP2014515962A; DK2714223T3; KR20140043903A; HK1192187A1; CA2836505A1; US20140378022A1; CN103702726A; BR112013030077A2; KR101897311B1; WO2012160057A1; PL2714223T3; ES2544303T3; JP6113718B2; MX2013013544A; CN103702726B; US9821242B2; EP2714223A1; EP2714223B1; CA2836505C

Abstract

GERAÇÃO DE INSTRUÇÕES DE MONTAGEM PARA MODELOS DE ELEMENTO DE CONSTRUÇÃO A presente invenção refere-se a um sistema de construção de brinquedo que compreende um conjunto de elementos de construção de brinquedo com meios de acoplamento para interconectar de forma liberável os elementos de construção de brinquedo; e um sistema de processamento de dados que compreende meios de captura de imagem, meios de processamento e meios de exibição, em que o sistema de processamento de dados é adaptado para capturar uma imagem de um model o parcial de construção de brinquedo construído a partir de um subconjunto dos elementos de construção de brinquedo; processar a imagem captura da para detectar pelo menos uma posição e uma orientação do modelo parcial de construção de brinquedo; identificar uma seleção de usuário indicativa de uma seleção de usuário de pelo menos um dentre um conjunto de elementos de construção subsequente, sendo que cada elemento de construção subsequente é conectável ao modelo parcial de construção de brinque do; em resposta à posição e orientação detectadas do modelo parcial de construção de brinquedo, exibir no dito meio de exibição uma imagem composta que compreende a imagem capturada que sobrepôs uma imagem pelo menos do (...).

Description

SISTEMA DE CONSTRUÇÃO DE BRINQUEDO, MÉTODO IMPLEMENTADO POR COMPUTADOR E CONJUNTO DE CONSTRUÇÃO DE BRINQUEDO

Campo da Técnica

[001] A presente invenção refere-se à geração de instruções de montagens para modelos de construção de brinquedo.

Antecedentes

[002] Existem vários tipos de conceitos de modelagem de conjuntos de brinquedo de construção físicos. Especialmente, conceitos que utilizam conceitos modulares ou semi-modulares são muito populares visto que fornecem uma experiência de brincar desafiadora e interessante. Tipicamente, esses conceitos fornecem um conjunto de elementos de construção pré-fabricados que podem ser interconectáveis entre si de alguma maneira predeterminada de acordo com módulos dos elementos pré-fabricados. Os elementos pré-fabricados podem se assemelhar a objetos bem conhecidos adaptados para uma tarefa de modelagem específica. Assim, por exemplo, na construção de um modelo de casa, os elementos podem se assemelhar a tijolos de parede, telhas de telhado, portas e janelas. O objetivo de selecionar os elementos dessa maneira é que o trabalho envolvido na construção de um modelo de uma casa é reduzido significativamente em comparação com uma situação em que todos os detalhes de uma casa devam ser definidos cada vez que um novo modelo for feito. No entanto, a liberdade completa na construção de uma casa ou outro objeto é trocada pela simplicidade de construir o modelo.

[003] Por exemplo, os conjuntos de construção de brinquedo disponíveis com o nome LEGO compreendem uma pluralidade de tipos diferentes de elementos de construção interconectáveis que têm meios de acoplamento na forma de protuberâncias e cavidades correspondentes. Os meios de acoplamento são dispostos de acordo com padrões de grade regular, permitindo, dessa forma, uma variedade ampla de interconexões entre elementos de construção.

[004] Tipicamente, tais conjuntos de construção de brinquedo compreendem um conjunto de elementos de construção adequados para criação de um ou mais modelos de elemento de construção, por exemplo, um animal, um robô ou outra criatura, um carro, um avião, uma nave espacial, um edifício ou similares. Tipicamente, um conjunto de construção inclui adicionalmente instruções de montagens impressas ou instruções de montagem que ilustram como construir um certo modelo a partir dos elementos de construção do conjunto.

[005] Tipicamente, as instruções de montagens incluídas em um conjunto de construção de brinquedo compreendem uma sequência de fotos que ilustram etapa por etapa e em que ordem adicionar os elementos de construção ao modelo. Tais instruções de montagens têm a vantagem de que as mesmas são fáceis de seguir, mesmo por crianças sem muita experiência com conjuntos de construção de brinquedo e/ou se habilidades de leitura.

[006] No entanto, tais instruções de montagens têm a desvantagem de que as mesmas são caras e exigem trabalho intensivo para produzir. Tipicamente, o modelo para qual as instruções de montagens devem ser criadas é desconstruído em etapas de construções razoáveis e cada etapa de construção é subsequentemente desenhada em um sistema de CAD e finalmente impressa.

[007] Mais recentemente, as instruções de montagens foram geradas na forma eletrônica ao invés de na forma impressa. Em particular, as instruções de montagens animadas em que as etapas de construção mais complicadas são animadas. No entanto, permanece um problema fornecer conjuntos de construção de brinquedo que inspirem crianças a criar seus próprios modelos e reconstruir o modelo de uma maneira diferente, aumentando, dessa forma, o valor de brincar do conjunto de construção de brinquedo.

Sumário

[008] Reveladas no presente documento são modalidades de um sistema de construção de brinquedo que compreende um conjunto de elementos de construção de brinquedo com meios de acoplamento para interconectar de forma liberável os elementos de construção de brinquedo. Modalidades do sistema de construção de brinquedo compreendem um sistema de processamento de dados que compreende meios de captura de imagem, meios de processamento e meios de exibição, ao qual o sistema de processamento de dados é adaptado

- capturar uma imagem de um modelo parcial de construção de brinquedo construído a partir de um subconjunto dos elementos de construção de brinquedo;
- processar uma imagem capturada para detectar pelo menos uma posição e uma orientação do modelo parcial de construção de brinquedo;
- identificar uma seleção de usuário indicativa de uma seleção de usuário de pelo menos um dentre um conjunto de elementos de construção subsequentes, sendo que cada elemento de construção subsequente é conectável ao modelo parcial de construção de brinquedo;
- em resposta à posição e orientação detectadas do modelo parcial de construção de brinquedo, exibir nos ditos meios de exibição uma imagem composta que compreende a imagem capturada que sobrepôs uma imagem do elemento de construção subsequente selecionado.

[009] Logo, o usuário é presenteado com uma imagem do modelo parcial construídos até o presente momento e com uma escolha de selecionar um ou mais elementos de construção subsequentes a partir de um conjunto de possíveis elementos de construção subsequentes alternativos, isto é, a partir de um conjunto de continuações alternativas. Logo, os elementos de construção subsequentes podem ser elementos de construção subsequentes alternativos.

[0010] Consequentemente, o número de trajetos de construção possíveis e possivelmente até o número de modelos de brinquedo disponíveis ao usuário é aumentado, permitindo, dessa forma, uma variedade de experiências de construção diferentes.

[0011] Conforme o sistema detecta a seleção de usuário e exibe pelo menos o elemento de construção subsequente selecionado sobreposto à imagem capturada do modelo de construção parcial atual e, em resposta à posição e orientação detectadas do modelo de parcial atual, o sistema pode fornecer uma orientação clara e fácil de seguir ao usuário quanto a onde e como o elemento de construção subsequente selecionado é deve ser conectado.

[0012] Em algumas modalidades, o sistema de processamento de dados pode ser operável para exibir nos ditos meios de exibição uma imagem composta que compreende a imagem capturada que sobrepôs uma imagem de pelo menos do elemento de construção subsequente selecionado em uma posição e orientação relativa ao modelo parcial de construção de brinquedo que corresponde ao dito elemento de construção subsequente que é acoplado ao modelo parcial de construção de brinquedo.

[0013] Em algumas modalidades, o sistema de processamento de dados pode ser operável para obter uma representação digital do modelo de construção parcial; e, em resposta à representação digital obtida, exibir as respectivas imagens do conjunto de elementos de construção subsequentes, por exemplo, mediante a exibição de uma imagem composta da imagem capturada sobrepostas com as imagens do conjunto de elementos de construção subsequentes. Exemplos de representações digitais incluem um identificador ou outra estrutura de dados adequada que identifica um modelo parcial de construção de brinquedo.

[0014] O sistema de processamento de dados pode ser operável para gerar uma representação digital de um modelo parcial atualizado de construção de brinquedo a partir da representação digital do modelo parcial de construção de brinquedo e a partir da seleção de usuário identificada. Logo, com base nas seleções de usuário detectadas de elementos de construção subsequentes respectivos, o sistema de processamento de dados pode determinar qual trajeto de construção o usuário seguiu, identificando, assim, a qual modelo parcial de construção de brinquedo subsequente o usuário chegou quando o usuário acopla o elemento de construção subsequente selecionado ao modelo de construção parcial atual de acordo com as instruções de montagens exibidas pelo sistema de processamento de dados. Consequentemente, obter uma representação digital do modelo de construção parcial pode compreender determinar ou gerar a representação digital do modelo parcial de construção de brinquedo a partir de uma representação digital de um modelo parcial prévio de construção de brinquedo e a partir de uma seleção prévia de usuário.

[0015] Em algumas modalidades, o sistema de processamento de dados pode ser adaptado para determinar o conjunto de elementos de construção subsequentes a partir da dita representação digital e a partir de uma estrutura de dados indicativa de uma pluralidade de sequências de etapas de construção, sendo que cada sequência resulta em um dentre um conjunto de modelos de construção alternativa passível de construção a partir do conjunto de construção de brinquedo. Em algumas modalidades, a representação digital pode ser compreendida na estrutura de dados Por exemplo, a estrutura de dados pode ser qualquer estrutura de dados em árvore, por exemplo, representativa de um gráfico direcionado acíclico que compreende nós e margens em que cada nó representa um modelo de construção de brinquedo e cada margem que conecta um primeiro e um segundo nó representa uma conexão de um ou mais elementos de construção subsequentes conectáveis ao modelo parcial de construção de brinquedo representados pelo primeiro nó de modo a chegar a um elemento de construção de brinquedo (parcial) representado pelo segundo nó.

[0016] Em algumas modalidades, processar a imagem capturada para detectar pelo menos uma posição e uma orientação do modelo parcial de construção de brinquedo compreende detectar pelo menos um marcador de realidade (AR) aumentado e determinar a posição e a orientação do modelo de construção de brinquedo a partir do pelo menos um marcador de realidade aumentada detectado.

[0017] O sistema de processamento de dados pode ser operável para identificar a seleção de usuário em várias maneiras diferentes. Por exemplo, o usuário pode indicar a seleção de usuário mediante uma entrada de usuário adequada, por exemplo, ao apontar ou clicar com um dispositivo indicador tal como um mouse de computador na imagem exibida de um elemento de construção subsequente. Alternativa ou adicionalmente, em algumas modalidades, processar a imagem capturada compreende identificar pelo menos um elemento de construção adicionado; e o sistema de processamento de dados pode ser adaptado para determinar a seleção de usuário a partir do dito elemento de construção adicionado identificado. Logo, o usuário pode simplesmente acoplar o elemento de construção subsequente físico selecionado ao modelo de construção parcial físico. Quando o sistema de processamento de dados detecta qual elemento de construção subsequente foi adicionado ao modelo, o sistema de processamento de dados pode determinar que o elemento de construção subsequente selecionado seja aquele detectado. Em algumas modalidades, o sistema de processamento de dados pode detectar adicionalmente a posição e/ou a orientação do elemento de construção adicionado em relação ao modelo parcial de construção de brinquedo.

[0018] Em algumas modalidades, identificar o pelo menos um elemento de construção adicionado compreende detectar um marcador de realidade aumentada incluído no elemento de construção adicionado.

[0019] A presente invenção pode ser implantada de diferentes maneiras que incluem o sistema de construção de brinquedo descrito acima e em seguida, um sistema de processamento de dados, métodos e meios de produto adicionais, sendo que cada um rende um ou mais dos benefícios e vantagens descritas em conexão com o primeiro sistema de construção de brinquedo mencionado e sendo que cada um tem uma ou mais modalidades preferenciais que correspondem às modalidades preferenciais em conexão com o primeiro sistema de construção de brinquedo mencionado e/ou revelado nas reivindicações dependentes.

[0020] Em particular, os recursos do método descrito no presente documento podem ser implantados em software e executados em um sistema de processamento de dados ou outros meios de processamento causados pela execução de instruções executáveis por computador. As instruções podem ser meios de código de programa carregados em uma memória, tal como uma RAM, a partir de um meio de armazenamento ou a partir de outro computador por meio de uma rede de computador. Alternativamente, os recursos descritos podem ser implantados pelo conjunto de circuitos com fio ao invés de software ou em combinação com software.

[0021] Consequentemente, a invenção se refere adicionalmente a um sistema de processamento de dados adaptado para realizar o método descrito acima e em seguida. A invenção se refere adicionalmente a um programa de computador que compreende meios de código de programa para realizar todas as etapas do método descrito acima e em seguida quando o dito programa é executado em um computador. A invenção se refere adicionalmente a um produto de programa de computador que compreende meios de código de programa para a realização do método descrito acima e em seguida quando o dito produto de programa de computador é executado em um computador. Os meios de código de programa podem ser armazenados em um meio legível por computador e/ou incorporado como um sinal de dados propagado.

Breve Descrição dos Desenhos

[0022] Aspectos da invenção serão explicados de modo mais completo abaixo em conexão com uma modalidade preferencial e com referência aos desenhos, em que:

[0023] As Figuras 1a a d, cada uma, mostram um tijolo de construção de brinquedo da técnica anterior.

[0024] A Figura 2 mostra uma modalidade de um sistema de computador conforme revelado no presente documento.

[0025] A Figura 3 mostra um fluxograma de uma modalidade de um processo de exibição de etapas de instrução de construção para um modelo de construção de brinquedo.

[0026] A Figura 4 ilustra uma modalidade de estrutura de dados para representar digitalmente uma pluralidade de sequências alternativas de etapas de construção de um processo de construção para construir um modelo de construção de brinquedo.

[0027] A Figura 5 ilustra um exemplo de uma área de exibição de um visor de um sistema de computador conforme revelado no presente documento.

[0028] A Figura 6 mostra um elemento de construção de brinquedo na forma de um tijolo de construção de brinquedo.

[0029] A Figura 7 ilustra como um elemento de construção de marcador pode ser acoplado a outro elemento de construção de brinquedo de um modelo de construção de brinquedo.

[0030] As Figuras 8a a g ilustram exemplos de elementos compostos de construção de marcador.

[0031] As Figuras 9a a b ilustram um exemplo de um sistema de construção de brinquedo que define uma grade regular.

Descrição Detalhada

[0032] Vários aspectos e modalidades de sistemas de construção de brinquedo revelados no presente documento serão descritos agora com referência aos elementos de construção de brinquedo na forma de tijolos. No entanto, a invenção pode ser aplicada a outras formas de elementos de construção utilizados em conjuntos de construção de brinquedo.

[0033] As Figuras 1a a d, cada uma, mostram um tijolo de construção de brinquedo da técnica anterior com pinos de acoplamento 105 na sua superfície de topo e uma cavidade 102 que se estende no tijolo a partir do fundo. As Figuras 1a a b mostram um lado de topo de um tijolo de construção de brinquedo, enquanto a Figura 1 b mostra o lado de fundo do mesmo tijolo de construção de brinquedo. As Figuras 1c a d mostram exemplos de tijolos de construção de brinquedo similares de diferentes tamanhos. A cavidade tem um tubo central 103, e pinos de acoplamento de outro tijolo podem ser recebidos na cavidade em um engate friccional conforme revelado no documento US 3 005 282. Os tijolos de construção mostrados nas Figuras restantes podem ter esse tipo conhecido de meios de acoplamento na forma de pinos de cooperação e cavidades. No entanto, outros tipos de meios de acoplamento também podem ser utilizados. Os pinos de acoplamento são dispostos em uma grade plana quadrada, isto é, que define direções ortogonais ao longo das quais sequências de pinos de acoplamento são dispostas. Geralmente, tal disposição de elementos de acoplamento permite que os tijolos de brinquedo sejam interconectados em um número discreto de orientações em relação um ao outro, em particular, em ângulos retos em relação um ao outro. Deve-se observar que outras disposições geométricas de elementos de acoplamento podem resultar em restrições de orientação diferentes. Por exemplo, os elementos de acoplamento podem ser dispostos em uma grade regular triangular, permitindo que um elemento de construção seja colocado em outro elemento de construção em três orientações diferentes.

[0034] De modo geral, os meios de acoplamento podem incluir elementos de acoplamento que podem ser agrupados em classes diferentes de elementos de acoplamento, por exemplo, conectores, receptores e elementos variados. Os conectores são elementos de acoplamento que podem ser recebidos por um receptor de outro elemento de construção, fornecendo, dessa forma, uma conexão entre os elementos de construção. Por exemplo, um conector pode encaixar entre partes de outro elemento, em um furo ou similares. Os receptores são elementos de acoplamento que podem receber um conector de outro elemento de construção. Elementos variados são partes que podem funcionar tanto quanto um receptor quanto um conector, dependendo tipicamente do tipo de elemento de conexão de cooperação do outro elemento de construção.

[0035] Os elementos de construção do tipo ilustrados na Figura 1 estão disponíveis com o nome LEGO em uma grande variedade de formatos, tamanhos e cores. Adicionalmente, tais elementos de construção estão disponíveis com uma variedade de elementos de acoplamento diferentes. Compreende-se que o elemento de construção acima serve meramente como exemplos de possíveis elementos de construção.

[0036] A Figura 2 mostra uma vista esquemática de um exemplo de um sistema de computador. O sistema de computador compreende um computador adequadamente programado 15 e um visor 1. O computador pode ser um computador pessoal, um computador de mesa, um computador do tipo laptop, um computador de mão, um aparelho de jogos eletrônicos, um dispositivo de entretenimento de mão ou qualquer outro computador adequadamente programável. O visor 1 pode ser integrado no ou acoplado de outra forma de modo operativo ao computador 15 e operável para exibir, sob o controle do computador 15, uma imagem de vídeo.

[0037] Deve-se observar que o computador pode compreender ou ser acoplado de outra forma de modo operativo a dispositivos periféricos, tal como um teclado, 3, um mouse 2 ou outro dispositivo indicador, tal como um teclado sensível ao toque, um trackball, uma caneta ótica, uma tela sensível ao toque ou similares.

[0038] O sistema de computador é adaptado para facilitar a implantação de um sistema de realidade aumentada conforme descrito no presente documento. Com essa finalidade, o computador 15 compreende ou é acoplado de outra forma de modo operativo a uma câmera de vídeo 5. A câmera de vídeo 5 é operável para capturar imagens de vídeo do ambiente em que a câmera de vídeo está situada, por exemplo, de um campo de vista 7 incluindo uma área de superfície visível 8 de uma superfície 4, por exemplo, uma mesa, um piso ou similares. Logo, a área de superfície visível 8 é a projeção do campo de vista da câmera de vídeo na superfície 4. A câmera de vídeo é operável para encaminhar a imagem de vídeo capturada para uma unidade de processamento do computador 15, por exemplo, por meio de uma interface de entrada adequada do computador 15. Por exemplo, a câmera de vídeo pode ser uma webcam conectada ao integrada no computador 15. No exemplo da Figura 2, a câmera de vídeo é posicionada em um suporte de câmera 6, tal como um tripé, que sustenta a câmera em uma altura predeterminada acima da superfície 4.

[0039] Aqui, a câmera de vídeo 5 captura imagens de vídeo do ambiente 8 em que a câmera de vídeo está situada e encaminha as imagens de vídeo capturadas para o computador 15. Por exemplo, o ambiente em que a câmera de vídeo está situada pode compreender o modelo de construção de brinquedo 10. Além do modelo de construção de brinquedo 10, o ambiente pode compreender objetos adicionais tais como objetos domésticos, brinquedos ou similares.

[0040] As imagens de computador são renderizadas, então, pelo computador 15 no visor 1. Portanto, um usuário pode mover o modelo de construção de brinquedo 10 ao redor do e/ou manipular, de outra forma, o modelo de construção de brinquedo no campo de vista da câmera de vídeo 5 e visualizar vídeo ao vivo da câmera de vídeo 5 do modelo de construção de brinquedo. Alternativa ou adicionalmente, o usuário pode alterar a posição e/ou a orientação da câmera de vídeo de modo a capturar imagens de um modelo de construção de brinquedo (por exemplo, estacionário) de posições diferentes. Adicionalmente, o computador pode ser operável para armazenar as imagens de vídeo capturadas em um dispositivo de armazenamento tal como um disco rígido do computador, e/ou encaminhar o vídeo capturado para outro computador, por exemplo, por meio de uma rede de computador. Por exemplo, o computador pode ser operável para carregar as imagens de vídeo capturadas em um site da web.

[0041] O computador 15 é adequadamente programado para operar em um modo de instrução de construção de realidade aumentada em que o computador realiza processamento na imagem de vídeo capturada de modo a detectar um ou mais marcadores de realidade aumentada predeterminados ou rótulos na imagem de vídeo capturada. Em resposta a pelo menos o(s) marcador(es) de AR detectados, o computador pode ser programado para gerar uma imagem de vídeo modificada, por exemplo, uma imagem de vídeo formada como a imagem de vídeo capturada que tem uma imagem gerada por computador sobreposta ou uma imagem de vídeo em que pelo menos uma parte da imagem de vídeo capturada é substituída por uma imagem gerada por computador. O computador 15 é operável para exibir a imagem de vídeo modificada no visor 1. Para o propósito da presente descrição, um computador operável para implantar funcionalidade de AR conectada de modo operativo a uma câmera de vídeo e a um visor também será referido como um sistema de AR.

[0042] Métodos de processamento de imagem para a detecção de marcadores de AR e para gerar imagens modificadas de vídeo em resposta a marcadores de AR detectados são mostrados tanto na técnica (consulte, por exemplo, Daniel Wagner e Dieter Schmalstieg, "ARToolKitPlus for Pose Tracking on Mobile Devices", Computer Vision Winter Workshop 2007, Michael Grabner, Helmut Grabner (eds.), St. Lambrecht, Austria, 6 a 8 de fevereiro, Universidade de Graz Technical)).

[0043] No exemplo da Figura 2, o modelo de construção de brinquedo físico 10 compreende um elemento de construção de brinquedo 9 que tem conectado ao mesmo um elemento de construção de marcador 11. O elemento de construção de marcador 11 tem uma insígnia na forma de um código legível por máquina bidimensional em sua superfície de topo.

[0044] O computador 15 é operável para detectar a presença do código legível por máquina bidimensional na imagem capturada. Adicionalmente, o computador 15 pode determinar uma posição e orientação relativa do código legível por máquina bidimensional relativo à posição da câmera de vídeo 5.

[0045] Consequentemente, o computador 15 pode modificar a imagem capturada do modelo de construção de brinquedo que resulta em uma imagem de vídeo modificada 12 exibida no visor 1. Nesse exemplo, a imagem modificada mostra a imagem capturada 13 do modelo de construção de brinquedo e imagem gerada por elementos de computador 14a e 14b sobrepostos na imagem capturada. O computador gera a imagem gerada por elementos de computador em uma posição e orientação na imagem de vídeo 12 conforme determinado a partir da posição e orientação detectada do marcador de AR do elemento de construção de marcador 11.

[0046] Conforme o usuário manipula o modelo de construção de brinquedo físico 10 na área de projeção 8 da câmera de vídeo, por exemplo, ao mover e/ou girar o modelo físico, o computador 5 rastreia a posição e a orientação da insígnia do elemento de construção de marcador 11 do brinquedo físico. O computador 15 exibe a transmissão de vídeo ao vivo a câmera de vídeo (modo espelhado) no visor 1 e adiciona, em resposta à posição e orientação detectadas da insígnia, efeitos especiais de realidade aumentada à transmissão de vídeo ao vivo.

[0047] Conforme será descrito em mais detalhes abaixo, o computador 15 pode ser adaptado para mostrar imagens de elementos de construção de brinquedo alternativos 14a e 14b, respectivamente, que podem ser adicionados ao modelo de construção de brinquedo 10. O usuário pode selecionar, então, um dos elementos de construção alternativos e modificar o modelo de construção de brinquedo físico 10 ao adicionar o elemento de construção selecionado.

[0048] A Figura 3 mostra um fluxograma de uma modalidade de um processo de exibição de etapas de instrução de construção para um modelo de construção de brinquedo. O processo pode ser realizado por um sistema de AR adequadamente programado, por exemplo, pelo computador 15 do sistema mostrado na Figura 2. Na etapa inicial S1, o processo recebe uma entrada indicativa do ponto inicial do processo de construção. Por exemplo, o ponto inicial pode ser um modelo parcial previamente construído, uma placa de base sobre a qual o modelo deve ser construído ou mesmo um ambiente de edifício vazio onde nenhum componente do conjunto de construção foi disposto ainda. Por exemplo, o processo pode receber tal entrada na forma de uma entrada de usuário adequada, por exemplo, uma seleção de usuário de vários pontos iniciais possíveis. Alternativa ou adicionalmente, o processo pode receber a entrada na forma de uma imagem capturada por uma câmera de vídeo do sistema de AR. Em tal modalidade, o processo pode processar a imagem capturada de modo a determinar o ponto inicial. Por exemplo, o usuário pode posicionar uma placa de base ou outro um ou mais elementos de construção de brinquedo no campo de vista da câmera 5. Quando a placa de base ou outro elemento de construção de brinquedo inclui um marcador de AR (ou outro recurso visível detectável adequado), o sistema de AR pode detectar o marcador de AR e extrair informações sobre o tipo de placa de base ou elemento de construção de brinquedo a partir das informações embutidas no marcador de AR. A entrada recebida pode compreender também informações sobre o modelo ou modelos de construção de brinquedo a serem construídos. Por exemplo, as informações podem incluir um identificador que identifica o conjunto de construção de brinquedo a partir do qual o modelo de construção de brinquedo deve ser construído ou identificar um ou mais modelos de construção de brinquedo a serem construídos.

[0049] O processo continua, então, na etapa S2 com o ponto inicial detectado como modelo de parcial atual de construção de brinquedo. Deve-se observar a partir da discussão acima que o modelo de parcial atual de construção de brinquedo pode inclui nenhum, um ou vários elementos de construção de brinquedo do conjunto de construção de brinquedo.

[0050] Na etapa S2, o processo determina, com base no estado atual do processo de construção, isto é, o modelo de parcial atual de construção de brinquedo, varias continuações possíveis do processo de construção. Em particular, o processo determina um conjunto de elementos de construção de brinquedo alternativos a partir do conjunto de elementos de construção de brinquedo que pode ser adicionado ao modelo de parcial atual de construção de brinquedo. Por exemplo, essa determinação pode ser baseada em uma estrutura de dados adequada indicativa, para um dado modelo parcial de construção de brinquedo, do conjunto de elementos de construção de brinquedo subsequentes possíveis que pode ser adicionado ao dito modelo parcial de construção de brinquedo. Uma modalidade de tal estrutura de dados será descrita abaixo com referência à Figura 4. Se o número determinado de opções for zero, isto é, não há continuação possível adicional, o processo termina; caso contrário, o processo procede na etapa S3.

[0051] Na etapa S3, o processo apresenta as opções determinadas ao usuário, por exemplo, mediante a exibição de imagens dos elementos de construção de brinquedo alternativos que podem ser adicionados ao modelo na próxima etapa, por exemplo, conforme ilustrado na Figura 5. Em algumas modalidades, o sistema indica adicionalmente ao usuário onde os elementos de construção de brinquedo alternativos respectivos devem ser adicionados ao modelo de parcial atual de construção de brinquedo. Por exemplo, o sistema de AR pode exibir uma imagem combinada que mostra a imagem capturada do modelo de parcial atual de construção de brinquedo com imagens dos elementos de construção de brinquedo alternativos respectivos sobrepostos em posições e orientações respectivas em relação ao modelo parcial de construção de brinquedo que indica as posições respectivas onde os elementos de construção de brinquedo alternativos devem ser acoplados ao modelo de parcial atual de construção de brinquedo. Se dois ou mais dentre os elementos de construção de brinquedo alternativos forem adicionados na mesma posição (ou posições sobrepostas), o sistema de AR pode, por exemplo, exibir um marcador de posição na posição relevante e imagens dos elementos de construção de brinquedo alternativos em uma proximidade do marcador de posição. Alternativamente, o sistema de AR pode exibir os elementos de construção de brinquedo alternativos na posição relevante um de cada vez, por exemplo, ao circular os elementos de construção de brinquedo alternativos e exibir cada um por um período de tempo predeterminado.

[0052] Na etapa subsequente S4, o processo determina uma seleção de usuário entre as opções apresentadas. Por exemplo, o sistema de AR pode receber uma entrada de usuário indicativa de uma seleção de uma das opções apresentadas. Por exemplo, cada uma das imagens exibidas de elementos de construção alternativos pode corresponder a um elemento ativo de uma interface de usuário gráfica exibida pelo sistema de AR, de modo que o elemento ativo pode ser ativado, por exemplo, ao clicar no mesmo com um mouse de computador, para selecionar aquele elemento de construção. Em uma modalidade, um elemento de construção selecionado muda de aparência. Por exemplo, o elemento de construção selecionado pode mudar de cor, textura, etc.; pode ser destacado ao mostrar uma caixa envolvente ao redor do elemento de construção selecionado ou similares.

[0053] Alternativamente, o sistema de AR pode ser operável para identificar elementos de construção de brinquedo físicos adicionados ao modelo de parcial atual de construção de brinquedo mediante o processamento de imagens do modelo de construção de brinquedo capturadas pelo sistema de AR. Se, em resposta à exibição de elementos de construção de brinquedo alternativos na etapa S3, o sistema de AR identifica um elemento de construção adicionado de brinquedo que foi adicionado ao modelo de parcial atual de construção de brinquedo, e se o modelo de construção de brinquedo adicionado identificado corresponde a uma das alternativas apresentadas na etapa S3, o sistema de AR determina que o usuário selecionou a dita alternativa. Se o elemento de construção adicionado de brinquedo não corresponder a qualquer uma das alternativas apresentadas, o processo pode, por exemplo, proceder com uma mensagem de erro adequada. Em algumas modalidades, o processo pode determinar adicionalmente uma posição e opcionalmente uma orientação do elemento de construção adicionado de brinquedo indicativa de onde o elemento de construção de brinquedo adicional foi adicionado ao modelo.

[0054] Na etapa subsequente S5, o processo pode, em resposta à seleção detectada, atualizar uma representação do modelo de construção de brinquedo atual para um modelo de construção de brinquedo subsequente. Por exemplo, o sistema de AR pode atualizar um ponteiro ou indicador que indica o modelo de construção de brinquedo atual em uma estrutura de dados de identificadores de modelo de construção de brinquedo a apontar para um modelo de construção de brinquedo subsequente. Opcionalmente, o sistema de AR pode exibir recursos de imagem, por exemplo, sobrepôs a imagem de vídeo da imagem capturada do modelo de construção de brinquedo, em resposta à seleção de usuário detectada. Por exemplo, em uma modalidade em que a seleção de usuário é detectada por uma entrada de usuário antes de o usuário adicionar o elemento de construção selecionado de brinquedo ao modelo de parcial atual de construção de brinquedo, o sistema de AR pode exibir, por exemplo, na forma de uma animação, onde e como o elemento de construção selecionado deve ser conectado ao modelo de construção parcial atual. Alternativa ou adicionalmente, o sistema de AR pode exibir um enredo animado em que a continuação da estória depende da seleção de usuário.

[0055] Subsequentemente, o processo volta para a etapa S2 com um modelo parcial atualizado de construção de brinquedo como o novo modelo de parcial atual de construção de brinquedo, em que o modelo parcial atualizado de construção de brinquedo é derivado do modelo de parcial atual de construção de brinquedo da iteração precedente mediante a adição do elemento de construção selecionado de brinquedo.

[0056] A Figura 4 ilustra uma modalidade de estrutura de dados para representar digitalmente uma pluralidade de sequências alternativas de etapas de construção de um processo de construção para construir um modelo de construção de brinquedo.

[0057] Em uma modalidade, a estrutura de dados 401 tem a forma de uma estrutura em árvore ilustrada na Figura 4a. A estrutura em árvore tem uma pluralidade de nós e margens, em que cada nó representa um modelo de construção de brinquedo e em que cada margem conecta dois nós e representa uma etapa de construção de modo a transformar o modelo de construção representado por um dos nós (o nó antecessor) no modelo de construção representado pelo segundo nó (o nó sucessor). A estrutura em árvore compreende pelo menos um nó raiz 411 que não tem quaisquer nós antecessor e representa, assim, o ponto inicial de uma sequência de construção. De modo similar, a estrutura em árvore compreende um ou mais nós folhas 412 sem quaisquer nós sucessor, sendo que cada um representa um modelo de construção de brinquedo respectivo que pode ser construído a partir do conjunto de construção de brinquedo. Deve-se observar que a estrutura em árvore pode ter um ou mais nós raízes e um ou mais nós folhas. Cada nó não folha representa, assim, um modelo de construção de brinquedo parcial que pode ser transformado em um ou vários modelos de construção de brinquedo alternativos subsequentes (parciais) conforme representado pelos nós de sucessor do dito nó não folha. Cada nó não folha pode ter, assim, um ou vários nós sucessores. A estrutura em árvore pode representar, assim, um gráfico direcionado acíclico. A estrutura em árvore representa uma pluralidade de trajetos de construção de modo que cada trajeto de construção conecte um nó raiz com um nó folha. Deve-se observar que os trajetos de construção podem ter extensões diferentes.

[0058] A estrutura de dados pode compreender um ou mais registros de dados que incluem parâmetros de modelo global relacionados a todo o conjunto de modelos de construção que podem ser construídos a partir de sequências de construção. Exemplos de tais parâmetros de modelo incluem um nome de modelo, um nome de um criador de modelo, um número de versão de programa do aplicativo de modelagem, uma data de criação, etc.

[0059] A estrutura de dados de modelo 401 compreende adicionalmente uma pluralidade de estruturas de dados de margem, sendo que cada uma é associada a uma das margens da estrutura em árvore. Para simplicidade de ilustração, somente uma de tais estruturas de dados de margem 403 é explicitamente mostrada, associada com a margem 413. Deve-se observar, no entanto, que as outras margens têm estruturas de dados correspondentes associadas às mesmas. Cada registo de dados de margem representa um ou mais (por exemplo, uma lista de) elementos de construção de brinquedo, cada um representado por um registro de dados de elemento de construção de brinquedo. Cada registro de dados de elemento de construção de brinquedo pode ter a estrutura ilustrada pelo registro de dados 404 para "Elemento de Construção B" mostrado na Figura 4b.

[0060] Em particular, cada registro de dados de elemento de construção 404 pode compreender um elemento de construção ID 405 que indica um identificador que corresponde ao tipo de elemento de construção. Preferencialmente, o elemento de construção ID identifica de modo único as propriedades do elemento de construção ou tipo de elemento de construção.

[0061] O registro de dados de elemento de construção pode compreender adicionalmente vários atributos de elemento de construção 406 que indicam um ou mais atributos do elemento de construção, tal como cor, textura, decorações, etc.

[0062] Adicionalmente, o registro de dados de elemento de construção 404 pode compreender itens de dados 407 e 408 que representam a posição e orientação de um sistema de coordenada interno do elemento de construção, respectivamente. A posição e a orientação do elemento de construção podem ser definidas pelas coordenadas de uma origem do sistema de coordenada interno do elemento de construção em relação a um sistema de coordenada de "mundo" global, e mediante a orientação do sistema de coordenada interno em relação ao sistema de coordenada global.

[0063] Adicionalmente, o registro de dados de elemento de construção 404 pode compreender item de dados 409 que representa um ou mais caixas envolventes do elemento de construção.

[0064] Compreende-se que a representação digital pode ser codificada em qualquer formato de arquivo ou dados adequados, por exemplo, como um arquivo binário, como um arquivo de texto de acordo com linguagem de descrição de modelagem predeterminada ou similares. Um exemplo de um formato de dados para armazenar modelos de construções virtuais que inclui uma hierarquia de sistema de coordenadas é revelado na Patente no US 6.389.375.

[0065] Com base em tal estrutura de dados, um processo computadorizado para apresentar instruções de montagens pode, com base nas informações sobre um dado ponto inicial, determinar uma pluralidade de etapas de construção subsequentes alternativas. Em particular, o processo pode determinar o nó na estrutura em árvore que corresponde ao ponto inicial (por exemplo, o nó raiz 41) e as margens que conectam o ponto inicial com seus sucessores. Cada margem representa uma etapa subsequente alternativa no processo de construção, por exemplo, um elemento de construção alternativo (ou conjunto de elementos de construção). Quando o processo recebe informações sobre uma seleção de usuário de uma dentre as alternativas, o processo pode determinar o nó sucessor correspondente na estrutura em árvore. O processo pode proceder até que o processo alcance um nó folha. No exemplo da Figura 4, um exemplo de um trajeto de construção resultante é ilustrado por uma linha em negrito 414. Nesse exemplo, o ponto inicial é o nó raiz 411 e o trajeto de construção termina no nó folha 412. Na primeira iteração, o processo identifica as margens 415a, 415b, 415c que conectam o nó raiz 411 com seus três nós sucessores 416a, 416b, 416c, respectivamente. Se o usuário selecionar a margem 415a, o processo procede para o nó 416a. Deve-se observar que alguns nós podem ter somente um único sucessor, isto é, durante alguns estágios do processo de construção pode haver somente uma rota adiante com nenhuma alternativa adicional a escolher. De modo similar, alguns nós podem ter mais que um antecessor, refletindo o fato de que múltiplos trajetos de construção podem resultar no mesmo modelo de construção de brinquedo (parcial).

[0066] A Figura 5 ilustra um exemplo de uma área de exibição, designado de modo geral 501, de um visor de um sistema de computador conforme revelado no presente documento, por exemplo, o sistema da Figura 2. O sistema de computador (não é mostrado explicitamente na Figura 5) exibe uma imagem capturada obtida com uma câmera de vídeo (não é explicitamente mostrada na A Figura 5) do sistema de computador. Nesse exemplo, a imagem compreende uma imagem de um modelo de construção de brinquedo físico 510 localizado no campo de vista da câmera. Nesse exemplo, o modelo de construção de brinquedo 510 é construído no topo de uma placa de base 521, e uma parte de uma casa construída a partir de um ou mais elementos de construção de brinquedo, por exemplo, elementos similares aqueles mostrados na Figura 1 que tem pinos de acoplamento 525 na sua superfície de topo, permitindo o acoplamento de elementos de construção adicionais. Deve-se observar, no entanto, que o modelo de construção de brinquedo pode ser qualquer outra estrutura de modelo com ou sem placa de base.

[0067] Nesse exemplo, a placa de base compreende vários marcadores de AR 524 distribuídos ao redor da margem da placa de base. Cada marcador de AR compreende uma insígnia única que permite que um sistema de AR identifique a posição e a orientação do modelo de construção de brinquedo independente de sua posição ou orientação relativa em relação à câmera. Nesse exemplo, os marcadores de AR 524 têm a forma de um código de barras em 2D ou código de matriz similar e os mesmos incluem uma caixa envolvente que fornece um conjunto de linhas que se cruzam, permitindo que o sistema de AR detecte a insígnia e sua posição e orientação. No entanto, conforme será descrito abaixo, tipos diferentes de marcadores de AR podem ser utilizados. Em algumas modalidades, um ou mais dos elementos de construção de brinquedo a partir do qual o modelo de construção de brinquedo 510 é construído podem compreender marcadores de AR além de ou ao invés de marcadores de AR em uma placa de base.

[0068] No exemplo da Figura 5, o sistema de computador determinou três continuações alternativas de acordo com as quais o usuário pode proceder construindo o modelo de construção de brinquedo 510. Consequentemente, o sistema de computador exibe imagens, por exemplo, imagem gerada por computadores, dos elementos de construção alternativos correspondentes 514a, 514b e 514c que sobrepôs a imagem de vídeo de captura do modelo de construção 510. Como os elementos de construção alternativos seriam adicionados na mesma posição do modelo, o sistema de computador exibe adicionalmente uma imagem gerada por computador de um marcador de posição 515, por exemplo, na forma de um caixa envolvente, que indica onde em relação à estrutura do modelo 510 cada um dos elementos de construção alternativos seria adicionado. Por exemplo, o sistema de computador pode determinar o tamanho do marcador de posição a partir das informações correspondentes incluídas em uma estrutura de dados que representa o modelo, por exemplo, a estrutura de dados em árvore da Figura 4. De modo similar, o sistema de computador pode determinar a posição correta do marcador de posição e/ou dos elementos de construção alternativos em relação à imagem do modelo a partir das informações incluídas em uma estrutura de dados que representa o modelo e a partir de um posição e orientação da estrutura do modelo 510 detectada pelo sistema de computador. Por exemplo, o sistema de computador pode processar a imagem capturada para detectar os marcadores de AR. A partir dos marcadores de AR detectados, o sistema de computador pode determinar a posição de um sistema de coordenada adequado do modelo. Um exemplo de tal sistema de coordenada é ilustrado como sistema de coordenada 526 na Figura 5, mesmo apesar de o sistema de coordenada determinado como tal não poder precisar necessariamente ser exibido pelo sistema. O sistema de computador pode determinar, então, a posição e a orientação do marcador de posição e/ou as informações de posição e orientação de elementos de construção alternativos no modelo estrutura de dados em relação ao sistema de coordenada de modelo.

[0069] As Figuras 6 e 7 ilustram esquematicamente exemplos de elementos de construção de brinquedo que compreendem marcadores de AR que facilitam a detecção do elemento de construção de brinquedo por um sistema de AR. Para o propósito da presente descrição, tais elementos de construção que compreendem um marcador de AR também são referidos como um elemento de construção de marcador

[0070] A Figura 6 mostra um elemento de construção de brinquedo na forma de um tijolo de construção de brinquedo 611 similar ao tijolo de construção da Figura 1c, isto é, um tijolo de construção que compreende pinos de acoplamento 605 dispostos em uma grade quadrada plana na superfície de topo do tijolo de construção de brinquedo. O tijolo de construção de brinquedo também compreende uma ou mais cavidades em sua superfície de fundo (não é mostrada na Figura 6) para receber e engatar de modo friccional os pinos de acoplamento de outro tijolo de construção de brinquedo similar. O tijolo de construção de brinquedo compreende, em uma de suas faces laterais, um marcador de realidade aumentada 621 na forma de um código de barras em 2D.

[0071] Deve-se observar que outras formas de marcadores de AR podem ser utilizadas ao invés de um código de barras em 2D. De modo geral, o marcador de AR pode ser qualquer objeto que é relativamente fácil de distinguir automaticamente nas imagens de vídeo capturadas com uso de métodos de reconhecimento de imagem conhecidos. Quando o marcador de AR é detectado utilizando métodos de reconhecimento de imagem, o marcador de AR pode ser, por exemplo, um objeto tridimensional tal como um cubo ou um cilindro ou pode ser um marcador bidimensional tal como um quadrado ou um círculo. Tipicamente, o marcador de AR compreende um padrão facilmente distinguível tal como um quadrado preto e branco apesar de outros métodos poderem ser utilizados para reconhecimento de marcador tal como o uso de uma cor ou padrão de cores particular e similares.

[0072] O marcador de AR pode incluir um ou mais elementos que permitem que o computador detecte uma posição e/ou uma orientação do marcador de AR. Por exemplo, o marcador de AR pode compreender duas ou mais linhas que se cruzam. Adicional ou alternativamente, o marcador de AR pode compreender elementos visuais para codificação de informações, permitindo, assim, que o computador identifique e distingue tipos diferentes de marcadores e gere imagens geradas por computador de modo seletivo em resposta a tipos específicos de marcadores.

[0073] O marcador de AR pode ser disposto de uma maneira uniforme em relação aos meios de acoplamento, isto é, aos pinos de acoplamento na superfície de topo e/ou à cavidade de acoplamento no fundo. Por exemplo, o marcador de AR pode definir uma direção paralela ou normal para a grade plana definida pelos meios de acoplamento. Isso faz dos tijolos de marcador intercambiáveis e, em uma estrutura de brinquedo construída a partir de tijolos como nas Figuras 1 e 6, vários tijolos marcadores podem ser utilizados de modo intercambiável e um tijolo marcador particular pode ser utilizado em várias construções. Um sistema de construção de brinquedo pode compreender vários de tais tijolos de marcador que têm insígnia diferente aplicada aos mesmos e fazendo com que o sistema de computador gere imagens geradas por computador diferentes. Não obstante, se todos os tijolos de marcador incluírem a insígnia em posições uniformes, tais tijolos marcadores podem ser intercambiados facilmente em uma construção de brinquedo construída a partir dos tijolos de construção descritos no presente documento. Adicionalmente, o sistema de AR pode utilizar tais marcadores de AR posicionados uniformemente para determinar de modo exato a posição e a orientação de elementos de construção em relação a um sistema de coordenada definido pelos meios de acoplamento. Logo, o sistema de AR pode detectar, com base em um marcador de AR detectado de um elemento de construção, que um elemento de construção foi adicionado a um modelo (parcial) existente, cujo tipo de elemento de construção foi adicionado e onde o elemento de construção foi adicionado em relação ao modelo existente.

[0074] Quando a insígnia se localiza em uma parte da superfície do elemento de construção de marcador de modo que a parte de superfície que compreende a insígnia não tenha qualquer meio de acoplamento, é menos provável que a insígnia seja obstruída por outros elementos de construção acoplados ao elemento de construção de marcador. Um elemento de construção de marcador pode compreender uma pluralidade de insígnia, por exemplo, em diferentes faces (ou, caso contrário, em porções diferentes da superfície) do elemento de construção de brinquedo.

[0075] A Figura 7 ilustra como um elemento de construção de marcador pode ser acoplado a outro elemento de construção de brinquedo de um modelo de construção de brinquedo. Nesse exemplo, o modelo de construção de brinquedo compreende elementos de construção de brinquedo 710 e 712 e um elemento de construção de marcador 711. A Figura 7a mostra os elementos de construção individuais, enquanto a Figura 7b mostra o elemento de construção de marcador 711 acoplado de modo liberável ao elemento de construção 710. Com essa finalidade, o elemento de construção de brinquedo 710 compreende pinos de acoplamento 705 em sua superfície de topo conforme descrito em conexão com a Figura 1. O elemento de construção de marcador 704 compreende cavidades em sua superfície de fundo (não é mostrado na Figura 7), permitindo que o mesmo engate de modo friccional os pinos de acoplamento 704.

[0076] Logo, o usuário pode conectar um elemento de construção de marcador que compreende um marcador de AR a um modelo de brinquedo construído de modo a facilitar a detecção e identificação do elemento de construção de marcador adicionado. Com base na detecção, o sistema de AR pode determinar elementos de construção subsequentes possíveis que podem ser adicionados ao modelo e exibir imagens dos elementos subsequentes determinados sobrepostos à imagem capturada do modelo e em posições adequadas em relação à imagem capturada do modelo. Como no exemplo da Figura 6, a insígnia do elemento de construção de marcador 711 se localiza em uma superfície do elemento de construção de marcador que não compreende elementos de acoplamento.

[0077] As Figuras 8a a g ilustram exemplos de elementos compostos de construção de marcador, isto é, uma pluralidade de elementos de construção de marcador direta ou indiretamente conectados entre si através dos meios de acoplamento do sistema de construção de brinquedo, por exemplo, em uma relação espacial predeterminada entre si. Geralmente, os elementos compostos de construção de marcador permitem que o usuário crie um conjunto grande de objetos distintos, sendo que cada um é identificável por um dentre um número grande marcadores de AR únicos. Em particular, o número grande de marcadores de AR únicos pode ser criado a partir de um conjunto relativamente limitado de elementos individuais de construção de marcador, devido ao fato de que combinar um conjunto menor de marcadores através de um sistema de construção aumenta dramaticamente o número total de possibilidades combinatórias. Por exemplo, o sistema de AR pode identificar um (ou um subconjunto) de um número grande de modelos de construção parciais a partir de um elemento composto de construção de marcador incluído no modelo de construção parcial.

[0078] A Figura 8a mostra um exemplo de uma figura similar a humano construída a partir de três elementos de construção de marcador, a saber, um elemento 811 que se assemelha a uma cabeça da figura, um elemento 812 que se assemelha ao torso da figura e um elemento 813 que se assemelha às pernas da figura. Os elementos de construção são dotados de elementos de acoplamento que permitem que uma cabeça e pernas sejam acoplados de modo liberável ao torso. A cabeça, torso e pernas podem incluir insígnia, por exemplo, na forma de características faciais da cabeça e características de vestimenta do torso e/ou das pernas. Quando apresentado para a câmera de vídeo de um sistema de AR, o sistema de AR pode detectar, assim, as características da cabeça, do torso e das pernas, por exemplo, conforme ilustrado esquematicamente na Figura 8b pelas características detectadas 821, 822, 823 da cabeça, torso e pernas, respectivamente. Logo, ao combinar diferentes cabeças, torsos e pernas, uma variedade vasta de combinações de marcadores de AR pode ser criada. Dependendo de qual figura é detectada pelo sistema de AR, o sistema de AR pode responder com imagens criadas por computador diferentes, permitindo, dessa forma, uma variedade vasta de interações.

[0079] As Figuras 8c e d ilustram um elemento composto de construção de marcador similar, construído a partir de tijolos de construção de brinquedo conforme mostrado na Figura 1c. Os tijolos de construção de brinquedo 831, 832 e 833 têm cores diferentes, por exemplo, vermelho, branco e azul, respectivamente. Quando empilhados em cima do outro e interconectados por seus respectivos meios de acoplamento, os tijolos de construção definem uma sequência de cores que pode ser detectada, assim, por um sistema de AR. Ao mudar a ordem das cores, conforme ilustrado na Figura 8d, diferentes marcadores de AR compostos únicos podem ser construídos a partir de somente três elementos de construção de marcador.

[0080] A Figura 8e mostra um exemplo similar de um elemento marcador composto, incluindo tijolos de construção de brinquedo 841, 842, 843 similares aquele mostrado na Figura 6 que tem marcadores de AR na forma de insígnia em suas faces laterais.

[0081] As Figuras 8f a g mostram outro exemplo de um elemento marcador composto. Nesse exemplo, o elemento marcador composto compreende um tijolo de construção de base 850, por exemplo, um tijolo similar ao de 1c, porém com um número maior de elementos de acoplamento em sua superfície de topo. O elemento marcador composto compreende adicionalmente elementos de construção de marcador 851, 852, 853 conectados ao tijolo de construção de base 850. Logo, nesse exemplo, os elementos de construção de marcador 851, 852, e 853 são indiretamente acoplados entre si em uma configuração rígida de modo a formar um elemento composto de construção de marcador. Com essa finalidade, os elementos de construção de marcador têm elementos de acoplamento, por exemplo, cavidades, em sua superfície de fundo que podem engatar elementos de acoplamento correspondentes, por exemplo, pinos, na superfície de topo do tijolo de construção de base 850. Cada elemento de construção de marcador tem uma insígnia em sua superfície de topo, nesse exemplo, letras do alfabeto romano. Conforme os elementos de construção de marcador são dispostos lado a lado, os mesmos definem uma sequência de insígnia detectável pelo sistema de AR.

[0082] Conforme ilustrado pela Figura 8g, a insígnia dos elementos de construção de marcador pode definir uma orientação em um plano, e elementos marcadores individuais podem ser girados em relação um ao outro, aumentando adicionalmente, assim, os graus de liberdade de definição de múltiplos códigos, conforme o sistema de AR pode detectar a orientação dos marcadores de AR respectivos em relação um ao outro e/ou em relação a outro recurso do modelo de construção de brinquedo.

[0083] Logo, nos exemplos da Figura 8, os elementos individuais de construção de marcador, sendo que cada um compreende um recurso visualmente detectável distinto dos outros elementos de construção de marcador, são interconectados por meio de seus elementos de acoplamento, de modo a definir uma sequência de recursos visualmente detectáveis. Cada sequência distinta de recursos visualmente detectáveis pode definir, assim, um marcador de AR composto. Por exemplo, os recursos visualmente detectáveis individuais podem ser detectados pelo sistema de AR como símbolos de um código e uma sequência de símbolo detectado pode ser decodificado pelo sistema de AR de modo a obter informações codificadas pela sequência de símbolos. Em algumas modalidades, o sistema pode utilizar técnicas de detecção de erro e/ou correção de erro conhecidas para tornar o código mais robusto contra erros de detecção.

[0084] As Figuras 9a a b ilustram um exemplo de um sistema de construção de brinquedo que define uma grade regular.

[0085] A Figura 9a mostra uma vista em perspectiva de um elemento de construção de brinquedo e suas grades de conectividade correspondentes. O elemento de construção de brinquedo 901 tem uma superfície de topo 902 com oito botões 903a a h, uma superfície de fundo com furos correspondentes (não são mostrados) e faces laterais 904. Na Figura 9a, grades de conectividade 905 e 906 da superfície de topo e da superfície de fundo, respectivamente, são mostradas. Os pontos de grade são ilustrados por círculos conforme exemplificado pelos círculos 907a a k. Logo, os pontos de grade 907a a h correspondem aos botões 903a a h, respectivamente. Como as superfícies laterais 904 não têm elementos de conexão, nenhuma grade de conexão precisa ser definida pelas mesmas.

[0086] Conforme pode ser visto a partir da Figura 9a, uma colocação dos elementos de conexão do elemento de construção de brinquedo definido pelos pontos de grade colocado em uma grade regular impõe certas restrições à colocação física dos elementos de conexão. A grade 905 se localiza no plano da superfície de topo do elemento de construção de brinquedo a partir da qual os botões 903 se estendem. No exemplo da Figura 9a, os pontos de grade são colocados em uma grade quadrada em que cada quadrado tem uma dimensão de unidades 5x5 de uma unidade de extensão arbitraria (LU). Logo, nessa geometria, os elementos de conexão também são colocados em uma grade quadrada correspondente e a distância entre elementos de conexão em um plano do elemento de construção é um múltiplo de 10 LU. No exemplo da Figura 9a, as superfícies superior e inferior do elemento de construção são retangulares e têm uma dimensão de 20 LU x 40 LU e elementos de conexão adjacentes são separados por 10 LU. Na direção vertical, por outro lado, os elementos de conexão são separados por 12 LU. Logo, as dimensões de grade em dimensões diferentes podem variar. A localização dos pontos de conexão é definida em relação ao um sistema de coordenada interno 908 do elemento de construção de brinquedo. Ao definir uma posição e uma orientação do elemento de construção (e, assim, seu sistema de coordenada interno) relevante para um sistema de coordenada de modelo global, as posições dos elementos de conexão relativas ao modelo sistema de coordenada podem ser definidas.

[0087] A Figura 9b ilustra uma grade regular em 3D de um sistema de coordenada de modelo em que cada ponto de grade da grade define uma posição válida de um elemento de conexão em um modelo de construção de brinquedo. Deve-se observar geralmente que nem todos os pontos de grade da grade precisam de verdade ser preenchidos por elementos de acoplamento; no entanto, em algumas modalidades, todos os elementos de acoplamento são posicionados em pontos de grade da grade regular. Em particular, no exemplo da Figura 9b, os pontos de grade são dispostos em planos paralelos 911a a d em que os pontos de grade em um plano definem posições de elementos de conexão em uma superfície de um ou mais brinquedos.

[0088] A distância entre os planos paralelos define superfícies de elementos de construção que têm elementos de acoplamento. Por exemplo, em algumas modalidades, os elementos de construção têm uma altura que é igual a (ou um número inteiro múltiplo de) distância entre dois planos adjacentes da grade.

[0089] Quando o sistema de construção de brinquedo define uma grade regular, a posição e/ou a orientação dos marcadores de AR pode ser determinada de modo exato pelo sistema de AR em relação à grade. Adicionalmente, os marcadores de rastreamento que são fixados aos elementos de construção na grade do sistema de construção fornecem mais informações sobre como os elementos rotulados são utilizados no modelo. Eventos na aplicação podem ser seletivamente acionados se os rótulos são construídos corretamente, isto é, encaixam na grade.

[0090] Um marcador de AR pode causar, assim, o sistema de AR para iniciar a criação de elementos de imagem gerada por computador de elementos de construção subsequentes alternativos que podem ser adicionados ao modelo em resposta a uma posição e/ou uma orientação predeterminadas (e/ou outra restrição posicional) do(s) marcador(es) de AR em relação à grade. A aplicação de AR pode reagir, assim, a como os elementos físicos são utilizados no sistema de construção.

Claims

Sistema de construção de brinquedo que compreende um conjunto de elementos de construção de brinquedo com meios de acoplamento para interconectar de forma liberável os elementos de construção de brinquedo; e um sistema de processamento de dados que compreende meios de processamento (15) e meios de exibição (1),
caracterizado pelo fato de que o sistema de processamento de dados compreende meios de captura de imagem (5) e o sistema de processamento de dados é adaptado para
- - capturar uma imagem (13) de um modelo parcial de construção de brinquedo (10, 510) construído a partir de um subconjunto dos elementos de construção de brinquedo;
- - processar a imagem capturada para detectar pelo menos uma posição e uma orientação do modelo parcial de construção de brinquedo (10, 510);
- - identificar uma seleção de usuário indicativa de uma seleção de usuário de pelo menos um dentre um conjunto de elementos de construção subsequente, cada elemento de construção subsequente sendo conectável ao modelo parcial de construção de brinquedo (10, 510);
- - em resposta à posição e orientação detectadas do modelo parcial de construção de brinquedo, exibir no dito meio de exibição (1) uma imagem composta que compreende a imagem capturada que sobrepôs uma imagem (14a, 14b, 514a, 514b, 514c) pelo menos do elemento de construção subsequente selecionado.
Sistema de construção de brinquedo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de processamento de dados é adicionalmente adaptado para obter uma representação digital (411) do modelo parcial de construção de brinquedo (10, 510); e, em resposta à representação digital obtida, exibir as respectivas imagens do conjunto de elementos de construção subsequente.
Sistema de construção de brinquedo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o sistema de processamento de dados é adicionalmente adaptado para gerar uma representação digital de um modelo parcial atualizado de construção de brinquedo a partir de uma representação digital do modelo parcial de construção de brinquedo (10, 510) e da seleção de usuário identificado.
Sistema de construção de brinquedo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o sistema de processamento de dados é adicionalmente adaptado para determinar o conjunto de elementos de construção subsequente a partir de uma representação digital (411) do modelo parcial de construção de brinquedo (10, 510) e a partir de uma estrutura de dados indicativa de uma pluralidade de sequências de etapas de construção (413, 414, 415a, 415b, 415c), sendo que cada sequência resulta em um dentre um conjunto de modelos de construção alternativa (412) passível de construção a partir do conjunto de elementos de construção de brinquedo.
Sistema de construção de brinquedo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o processamento da imagem capturada para detectar pelo menos uma posição e uma orientação do modelo parcial de construção de brinquedo (10, 510) compreende detectar pelo menos um marcador de realidade aumentada (11, 524) e determinar a posição e orientação do modelo de construção de brinquedo a partir do pelo menos um marcador detectado de realidade aumentada (11, 524).
Sistema de construção de brinquedo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o processamento da imagem capturada compreende identificar pelo menos um elemento de construção adicionado; e determinar a seleção de usuário a partir do dito elemento de construção adicionado identificado.
Sistema de construção de brinquedo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o sistema de processamento de dados é adicionalmente adaptado para, em resposta à seleção de usuário identificado e à posição e orientação detectadas do modelo parcial de construção de brinquedo (10, 510), exibir no dito meio de exibição (1) uma imagem composta que compreende a imagem capturada que sobrepôs pelo menos uma imagem adicional gerada por computador.
Sistema de construção de brinquedo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o conjunto de elementos de construção de brinquedo compreende um ou mais elementos de construção de marcador (611, 711) que compreendem tal meio de acoplamento e cada um tem uma aparência visual reconhecível por um meio de processamento de imagem.
Sistema de construção de brinquedo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o meio de acoplamento define uma grade regular (905) que restringe uma posição e/ou orientação dos elementos de construção de brinquedo em um modelo de construção de brinquedo às posições distintas e/ou orientações distintas relativas à dita grade regular (905).
Sistema de construção de brinquedo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os meios de acoplamento compreendem uma ou mais protuberâncias e uma ou mais cavidades, sendo cada cavidade adaptada para receber pelo menos uma das protuberâncias em um engate por atrito.
Método implantado por computador para gerar instruções de montagem para construir um modelo de construção de brinquedo a partir dos elementos de construção de brinquedo de um sistema de construção de brinquedo, sendo que os elementos de construção de brinquedo compreendem meios de acoplamento para interconectar de forma liberável os elementos de construção de brinquedo; caracterizado pelo fato de que o método compreende:
- - capturar (S1) uma imagem (13) de um modelo parcial de construção de brinquedo (10, 510) construído a partir de um subconjunto dos elementos de construção de brinquedo;
- - processar (S1) a imagem capturada para detectar pelo menos uma posição e uma orientação do modelo parcial de construção de brinquedo (10, 510);
- - identificar (S4) uma seleção de usuário indicativa de uma seleção de usuário de pelo menos um dentre um conjunto de elementos de construção subsequente, sendo que cada elemento de construção subsequente é conectável ao modelo parcial de construção de brinquedo (10, 510);
- - em resposta à posição e orientação detectadas do modelo parcial de construção de brinquedo (10, 510), exibir (S5) no dito meio de exibição (1) uma imagem composta que compreende a imagem capturada que sobrepôs uma imagem (14a, 14b, 514a, 514b, 514c) pelo menos do elemento de construção subsequente selecionado.
Conjunto de construção de brinquedo caracterizado pelo fato de que compreende elementos de construção de brinquedo, sendo que os elementos de construção compreendem meios de acoplamento para interconectar de forma liberável os elementos de construção de brinquedo; e instruções de usuário para instalar, em um sistema de processamento de dados que compreende meios de captura de imagem (5), meios de processamento (15) e meios de exibição (1).