BR122020022596B1 - Sistema de construção de brinquedo, método implementado por computador, sistema de processamento de dados, programa de computador e conjunto construtivo de brinquedo - Google Patents

Abstract

a invenção refere-se a um sistema de construção de brinquedo compreendendo elementos de construção de brinquedo, os elementos de construção de brinquedo compreendendo meios de acoplamento, para liberavelmente interconectar os elementos de construção de brinquedo, compreendendo um ou mais elementos de construção marcadores compreendendo tais meios de acoplamento e cada um deles tendo uma aparência visual reconhecível por um meio de processamento de imagem, e um sistema de processamento de dados compreendendo meios de captura de imagem, meios de processamento de imagem, e meios de vídeo; em que o sistema de processamento de dados é adaptado para capturar uma imagem de um modelo de construção de brinquedo construído a partir dos elementos de construção de brinquedo, para processar a imagem capturada para detectar pelo menos uma presença de pelo menos um dos elementos de construção marcadores na imagem capturada; em resposta ao elemento construtivo marcador detectado, gerar uma imagem gerada por computador; e representar no citado meios de vídeo uma imagem composta compreendendo a imagem capturada tendo superposta a imagem gerada por computador gerada.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um sistema de construção de brinquedo compreendendo elementos de construção com meios de acoplamento, para liberavelmente interconectar elementos de construção.

ANTECEDENTE

[002] Tais sistemas de construção de brinquedo são conhecidos há décadas. Em particular, sistemas de construção de brinquedo compreendendo elementos de construção de brinquedo, tendo meios de acoplamento para interconectar elementos de construção, vêm ganhando popularidade. Blocos de construção simples vêm sendo suplementados com elementos de construção dedicados com funções mecânicas ou elétricas, para aumentar o valor de jogo. Tais funções incluem, por exemplo, marcadores, chaves, e lâmpadas.

[003] É geralmente desejável aumentar o valor do jogo de modelos de construção física, e permitir que o usuário interaja com modelos de construção física via computador. Com este propósito, modelos de construção física foram propostos, incluindo processadores programáveis, que aceitam entradas de sensores, e podem ativar elementos de função, em resposta às entradas de sensor e ser programados pelo usuário por meio de um computador adequadamente programado.

[004] Por exemplo, a WO 09047225 descreve um sistema de construção de brinquedo que compreende elementos de construção com meios de acoplamento para liberavelmente interconectar elementos de construção. O sistema de construção de brinquedo adicionalmente compreende um sistema de processamento de dados para gerar um ou mais comandos lógicos para controlar um ou mais elementos de função do sistema de construção. Com este propósito, o sistema de construção de brinquedo compreende elementos de construção de interface, que permitem acoplar eletricamente um modelo de construção de brinquedo a um computador, e permitir que o computador detecte quais elementos de função estão incluídos no modelo de construção de brinquedo.

[005] Ainda que o sistema de técnica anterior permita que o usuário interaja com um modelo de construção física por meio de um computador, permanece desejável prover uma integração mais próxima do modelo de construção física e realidade virtual gerada em computador.

[006] Dentro de campo técnico diferente de reconhecimento de imagem, sistemas gráficos e de reconhecimento de imagem de computador que usam realidade aumentada (AR) vêm atraindo um crescente interesse. Realidade aumentada (AR) é uma tecnologia onde uma imagem capturada ao vivo de um ou mais itens de um ambiente físico real é aumentada por gráficos gerados em computador, isto é, onde o usuário recebe uma imagem composta compreendendo a imagem real e uma imagem gerada por gráficos gerados por computador, isto é, sobrepondo a imagem gráfica de computador à imagem real.

[007] Nestes sistemas, os componentes de imagem são detectados na imagem capturada, e o sistema, então, pode gerar uma imagem gerada em computador dependendo do componente de imagem designado e sobrepondo a imagem gerada à imagem capturada. Adicionalmente, é bem conhecida a técnica de superposição de imagens geradas por computador a imagens de vídeos, compreendendo marcadores de realidade aumentada (AR de Augmented Reality), para facilitar a detecção de componentes de imagem.

[008] A realidade aumentada (AR) é usada para colocar a um usuário uma imagem gerada por computador de um modelo de construção de brinquedo, que pode ser construído a partir de elementos de construção vendidos em caixa. Com este propósito, a caixa compreende um marcador de realidade aumentada no lado de fora. Quando o usuário fixa a caixa na frente de uma câmara de vídeo de um sistema de quiosque em uma loja, o sistema de quiosque mostra a imagem de vídeo capturada da caixa, aumentada com uma imagem gerada por computador do modelo de construção, que é mostrado como se construído no topo da caixa. Quando o usuário move ou gira a caixa na frente da câmara, a imagem gerada por computador do modelo de construção segue estes movimentos.

[009] No entanto, permanece desejável prover uma integração mais próxima do modelo de construção física e realidade virtual gerada por computador.

[0010] Assim, permanece um problema prover um sistema de construção de brinquedo que permita a crianças pequenas (por exemplo, em idade pré-escolar) combinar um modelo de construção de brinquedo física com uma experiência de jogo virtual gerada por computador.

[0011] Também é geralmente desejável prover um sistema de construção de brinquedo que seja adequado a crianças sem um conhecimento mais detalhado de técnicas de programação, sistemas de controle, etc.

[0012] Também é geralmente desejável aumentar o valor educacional e lúdico de sistemas de construção de brinquedo.

SUMÁRIO

[0013] O presente relatório descritivo descreve um sistema de construção de brinquedo compreendendo elementos de construção de brinquedo incluindo meios de acoplamento para liberavelmente interconectar elementos de construção de brinquedo. Modalidades do sistema de construção de brinquedo compreendem um ou mais elementos de construção de marcador incluindo tais meios de acoplamento, e cada um deles tendo uma aparência visual reconhecível por um sistema de construção de brinquedo em uma imagem capturada do elemento de construção de marcador, e um sistema de processamento de dados compreendendo meios de captura de imagem, meios de processamento e meios de representação em vídeo, onde o sistema de processamento de dados é adaptado para:

[0014] - capturar uma imagem de um modelo de construção construído a partir de elementos de construção de brinquedo;

[0015] - processar a imagem capturada para detectar pelo menos a presença de pelo menos um dos elementos de construção de marcador dentro da imagem capturada;

[0016] - gerar, em resposta ao elemento de construção de marcador detectado, uma imagem gerada por computador; e

[0017] - representar nos citados meios de representação em vídeo, uma imagem composta compreendendo a imagem capturada tendo superposta a imagem gerada por computador.

[0018] Provendo elementos de construção de marcador que compreendem meios de acoplamento compatíveis com o sistema de construção de brinquedo, quais elementos de construção de marcador podem ser conectados liberavelmente a outros elementos de construção do sistema de construção de brinquedo. Geralmente um elemento de construção de marcador é um elemento de construção de brinquedo compreendendo meios de acoplamento compatíveis com um sistema de construção de brinquedo e tendo uma aparência visual reconhecível por um sistema de processamento de dados em uma imagem capturada do elemento de construção de marcador, por exemplo, uma insígnia facilmente detectável em uma imagem capturada do elemento de construção de marcador. O meio de acoplamento pode ser qualquer meio adequado- para mecanicamente conectar os elementos de construção de brinquedo entre si, por exemplo, por conexão friccional ou travamento ou encaixe e/ou qualquer conexão mecânica não adesiva. Consequentemente, o usuário pode acoplar repetidamente e liberavelmente um ou mais elementos marcadores a um modelo de construção de brinquedo, detectáveis por um sistema AR adaptado para reconhecer elementos de construção de marcador em uma imagem capturada do modelo de construção. Então, o usuário pode facilmente transformar qualquer modelo de construção construído de elementos de construção de brinquedo em um modelo capacitado AR, isto é, permitindo ao sistema de construção de brinquedo gerar e sobrepor imagens geradas por computador em resposta à presença, e, opcionalmente, a outras propriedades dos elementos de construção de marcador detectados. O usuário, assim, pode controlar um aplicativo AR, meramente usando como interface um elemento de construção do sistema de construção de brinquedo.

[0019] É uma vantagem adicional das modalidades do sistema de construção de brinquedo descrito nesta que os elementos de construção de marcador possam ser facilmente trocados por outros elementos de construção de marcador em uma dada estrutura de brinquedo, daí permitindo uma variedade de diferentes possíveis integrações dentro do sistema AR.

[0020] Em algumas modalidades, os meios de acoplamento são adaptados para definir a direção da conexão, e permitir a interconexão os elementos de construção entre si em um número discreto de orientações relativas predeterminadas em relação a um elemento de construção, e todas as insígnias são arranjadas de modo a serem visíveis a partir de pelo menos uma predeterminada direção em relação à direção da conexão, quando o elemento de construção de marcador estiver acoplado a pelo menos um outro elemento de construção do sistema de construção de brinquedo. Então, tal sistema de construção de brinquedo permite a construção de uma estrutura de brinquedo, onde os elementos de construção de marcador são interconectados com outros elementos de construção de marcador do sistema de construção de brinquedo de modo que uma visibilidade adequada da insígnia seja facilmente assegurada, quando diferentes elementos de construção de marcador são intercambiados.

[0021] Em algumas modalidades, o sistema de construção de brinquedo compreende pelo menos dois elementos de construção, onde os dois elementos de construção de marcador são liberavelmente interconectáveis via meios de acoplamento, de modo a formar um elemento marcador composto. Os elementos marcadores compostos podem ser diretamente ou indiretamente interconectáveis, por exemplo, conectando os dois elementos de construção de marcador a um terceiro elemento de construção de brinquedo comum (grupo de elementos de construção). O sistema de computador pode ser adaptado para detectar o elemento marcador composto e gerar gráficos gerados por computador seletivamente reativos à detecção do elemento marcador composto. Então, interconectando os elementos de construção de marcador de diferentes maneiras, o usuário pode construir uma variedade de novos elementos marcadores, compostos de um número relativamente pequeno de elementos de construção de marcador básicos, daí aumentando a variabilidade de possíveis cenários de realidade aumentada que podem ser criados por computador em resposta à detecção de tais marcadores compostos. Por exemplo, um conjunto de elementos de construção de marcador pode funcionar muito similarmente a como letras de um alfabeto formam uma palavra reconhecida pelo sistema AR, por exemplo, de acordo com um predeterminado código.

[0022] Em uma modalidade, o sistema de construção de brinquedo compreende um dado tendo faces substituíveis, cada uma delas sendo formada por um elemento de construção do sistema de construção de brinquedo, e onde um ou mais dos elementos de construção de marcador transmissão têm forma, tamanho, e meios de acoplamento configurados de modo a acoplar o elemento de construção ao dado, e onde o elemento de construção é configurado para formar a face do dado, onde o elemento de construção compreende uma insígnia em parte de sua superfície formando uma face do dado. Modalidades de dado podem corresponder a um dado de jogo, tal como um jogo de tabuleiro, jogo de cartas, ou algum outro jogo. O dado de jogo pode compreender uma parte de corpo compreendendo pelo menos seis lados, nos quais o dado de jogo se assenta em uma mesa suporte, e, onde, pelo menos um ou mais de tais lados é/são providos com meios de acoplamento, para permitir a montagem de um elemento marcador tendo uma insígnia. Em algumas modalidades, pelo menos um lado do dado pode ser provido com meios de acoplamento para simultaneamente permitir a montagem de pelo menos dois elementos marcadores portadores de insígnia. Consequentemente, o sistema de computador pode detectar elementos marcadores, e criar respostas, daí permitindo opções adicionais para novos tipos de jogos, ou mais opções para diferentes situações quando do lançamento do dado de jogo.

[0023] Em algumas modalidades, os meios de acoplamento definem uma grade regular, tal como uma grade tridimensional (3D), restringindo a posição dos elementos de construção a posições discretas na citada grade regular. Em particular, os meios de acoplamento podem compreender uma pluralidade de elementos de acoplamento posicionada em pontos da grade em uma grade regular tridimensional, por exemplo, definida como uma pluralidade de grades planas paralelas entre si e a uma distância regular interplano. O sistema de coordenadas intrínseco discreto definido pelos meios de acoplamento facilita a detecção de uma relação espacial entre diferentes elementos marcadores e/ou entre um elemento de construção e outro, ou um componente do modelo de construção de brinquedo. Em particular, quando os componentes visualmente detectáveis dos elementos de construção de marcador posicionados se encontrarem em posições uniformes em relação aos meios de acoplamento dos elementos de construção de marcador, uma determinação confiável e precisa da posição dos marcadores AR em um modelo de construção de brinquedo é facilitada.

[0024] Os elementos de construção de marcador cada um deles, podem compreender um componente visualmente detectável, tal como uma insígnia. Em particular, quando os elementos de construção de marcador tiverem pelo menos uma propriedade, que pode ser um de um conjunto discreto e finito de valores (por exemplo, um número limitado de cores distintas), tal propriedade pode ser usada como marcador AR, facilmente detectável, onde a propriedade é detectável e interpretável pelo sistema de computador AR. Para os propósitos da invenção, o componente visual do elemento de construção reconhecível pelo sistema AR também será chamado nesta - "marcador AR".

[0025] Um marcador AR, por exemplo, uma insígnia, pode definir uma ou mais direções, por exemplo, com respeito a um sistema de coordenadas intrínseco ou grade regular do sistema de construção de brinquedo, como descrito nesta, assim, permitindo que o sistema AR detecte orientações do marcador AR, por exemplo, orientações relativas à posição da câmara e/ou relativas a outro marcador AR.

[0026] Em algumas modalidades, cada elemento de construção inclui uma insígnia reconhecível por computador, por exemplo, em uma superfície externa do elemento de construção, por exemplo, código de barra reconhecível por computador, código de matriz, e/ou outro símbolo 2D adequado.

[0027] Em algumas modalidades, um elemento de construção de marcador compreende dois marcadores AR e um elemento móvel, por exemplo, um elemento articulado, um elemento arranjado giratoriamente, etc., que pode alternar entre uma primeira posição e uma segunda posição, de modo que o elemento móvel seletivamente obstrua o respectivo marcador de visão, quando posicionado na primeira posição e segunda posição, respectivamente. Assim, o movimento do componente torna visíveis marcadores diferentes, assim permitindo que o sistema de computador AR detecte o estado do componente móvel.

[0028] Modalidades do sistema de construção de brinquedo permitem que o usuário construa uma grande variedade de modelos de construção, facilitando a funcionalidade AR de maneira uniforme e bem estruturada e com um conjunto limitado de diferentes elementos de construção. Por exemplo, um sistema de construção de brinquedo pode ser provido como um conjunto construtivo de brinquedo compreendendo um número de elementos de construção de marcador incluindo diferentes insígnias. Opcionalmente, tal conjunto construtivo pode compreender um ou mais de: um dispositivo de captura de imagem, elementos de construção convencionais, manual de instruções, mídia legível por computador tendo armazenado meios de programa de computador adaptados para fazer o computador realizar as etapas das modalidades do método descrito e/ou similares.

[0029] Deve ser notado que os conjuntos construtivos de brinquedo podem compreender tipos adicionais de elementos de construção, tais como elementos de construção ativos e passivos, com e sem capacidades de realizar ações/ funções de execução e controle, tais como blocos de construção convencionais, como conhecido na técnica.

[0030] Os diferentes aspectos da presente invenção poderão ser implementados de diferentes maneiras, incluindo o sistema de construção de brinquedo descrito acima e nos seguintes métodos e aparelhos e correspondentes e meios de produto, cada um deles provendo um ou mais dos benefícios e vantagens descritas em conexão com pelo menos um dos aspectos descritos acima, e cada um deles tendo uma ou mais modalidades preferidas, que correspondem às modalidades preferidas descritas em conexão com pelo menos um dos aspectos descritos acima e a seguir e/ou descrito nas reivindicações dependentes. Ademais, deve ser apreciado que as modalidades descritas em conexão com um dos aspectos descritos nesta poderão igualmente ser aplicadas a outros aspectos.

[0031] Em particular, um método é provido para gerar uma imagem de um modelo de construção de brinquedo. Ademais, um produto de programa de computador é provido compreendendo meios de código de programa adaptados para fazer, quando executados em um sistema de processamento de dados, um sistema de processamento de dados executar as etapas do método descrito nesta.

[0032] O produto de programa de computador pode ser provido como uma mídia legível por computador, tal como CD-ROM, DVD, disco, cartão de memória, memória flash dispositivo de armazenamento magnético disco flexível, etc. Em outras modalidades, um produto de programa de computador pode ser provido como software descarregável, por exemplo, em um servidor de internet para descarregar (download) via internet ou outra rede de computador ou comunicação. Em particular, uma modalidade de um jogo construtivo de brinquedo pode incluir elementos de construção de brinquedo incluindo um ou mais elementos de construção de marcador como descrito aqui, e instruções de instalação para instalar um produto de programa de computador em um sistema de processamento de dados adequado.

[0033] Um sistema de processamento de dados pode incluir qualquer computador adequado ou outro dispositivo de processamento tal como PC, computador portátil ou de mão (handheld), PDA (Assistente Pessoal), Smartphone, e similares.

[0034] Modalidades do sistema de processamento de dados incluem meios de captura de imagem, ou qualquer outro dispositivo adequado para obter uma imagem de um modelo de construção.

[0035] Modalidades do sistema de processamento de dados incluem meios de processamento de imagem, por exemplo, meios de processamento configurados para realizar uma ou mais operações de processamento de imagem, tal como operações de detecção de componente em uma imagem capturada.

[0036] Aqui e a seguir, os termos "meios de processamento" e "unidade de processamento" pretendem compreender qualquer circuito ou dispositivo especialmente adaptado para realizar a s funções descritas nesta. Em particular, o termo acima compreende microprocessadores programáveis de propósito quer específico ou geral, Processadores de sinal digital (DSP), Circuitos Integrados de Aplicação Específica (ASIC), Arranjos Lógicos Programáveis (PLA), Arranjos de Porta Programável no Campo (FGPGA), circuitos eletrônicos de propósito especial, etc., ou uma combinação destes.

[0037] Modalidades de um jogo de construção de brinquedo descrito neta permitem que um usuário construa uma grande variedade de modelos de brinquedo e adicione elementos de construção de marcador reconhecíveis por computador, facilmente e precisamente reconhecíveis, que permita a um computador adequadamente programado capturar uma imagem de um modelo de brinquedo, e aumentar ou substituir a imagem capturada com imagens geradas por computador em resposta a elementos de construção de marcador reconhecíveis.

[0038] Gerar imagens geradas por computador em resposta à detecção de um marcador AR pode compreender executar a funcionalidade adicional disparada pela detecção de marcador AR, por exemplo, disparando eventos, tais como uma atividade em um ambiente virtual, comportamento de um ou mais caracteres virtuais, etc.

[0039] Ademais, de acordo com algumas modalidades, o usuário pode controlar a geração e representação de imagens geradas por computador, acoplando elementos de construção de marcador adequados ao modelo de construção de brinquedo, e/ou manipulando pelo menos partes do modelo de construção de brinquedo, incluindo tais elementos de construção de marcador.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0040] As figuras 1a a 1d mostram um tijolo construtivo de brinquedo de técnica anterior.

[0041] A figura 2 mostra uma modalidade de um sistema de construção de brinquedo como descrito nesta.

[0042] As figuras 3 e 4 ilustram esquematicamente exemplos de elementos de construção de marcador.

[0043] As figuras 5a a 5g ilustram exemplos de elementos de construção de marcador compostos.

[0044] As figuras 6 e 7 ilustram exemplos de uso de elementos de construção de marcador compostos.

[0045] As figuras 8a a 8d ilustram um exemplo de um sistema de construção de brinquedo definindo uma grade regular.

[0046] As figuras 9 e 10 ilustram um exemplo de um elemento de construção de marcador, como descrito acima.

[0047] As figuras 11a e 11b ilustram um exemplo de um elemento de construção de marcador compreendendo dois marcadores AR visíveis.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0048] Vários aspectos e modalidades de sistemas de construção de brinquedo descritos nesta especificação serão agora descritos nesta, com referência a elementos de construção de marcador com forma de tijolos. No entanto, a presente invenção pode ser aplicada a outras formas de elementos de construção usados em jogos de construção de brinquedo.

[0049] Cada uma das figuras 1a a 1d mostra um tijolo construtivo de brinquedo de técnica anterior incluindo pinos de acoplamento 105 em sua superfície superior e uma cavidade 102 se estendendo no tijolo a partir da superfície inferior. As figuras 1a e 1b mostram o lado de cima de um tijolo construtivo de brinquedo enquanto a figura 1b mostra o lado de baixo do mesmo tijolo construtivo de brinquedo. As figuras 1c e 1d mostram exemplos de tijolos construtivos de brinquedo similares de diferentes tamanhos. Tais elementos de construção são amplamente disponíveis com a marca registrada LOGO. A cavidade tem um tubo central 103 e os pinos de acoplamento de outro tijolo pode ser recebido na cavidade em engate friccional como descrito em US 3 005 282. Os tijolos construtivos mostrados nas figuras remanescentes podem ter este tipo de meio de acoplamento incluindo pinos e cavidades. No entanto, outros tipos de meios de acoplamento também podem ser usados. Os pinos de acoplamento são arranjados em uma grade plana quadrada, isto é, definindo direções ortogonais junto com sequências de pinos de acoplamento. Geralmente, tal arranjo de elementos de acoplamento permite que os tijolos de brinquedo se interconectem em um número discreto de elementos de acoplamento, em particular, formando ângulos retos. Deve ser apreciado que outros arranjos geométricos de elementos de acoplamento podem resultar em restrições de orientação diferentes. Por exemplo, os elementos de acoplamento podem ser arranjados em uma grade triangular regular, permitindo que o elemento de construção seja colocado em outro elemento de construção segundo três diferentes orientações.

[0050] A figura 2 mostra uma modalidade de um sistema de construção de brinquedo como descrito nesta. O sistema compreende um computador 15, tela de vídeo 1, câmara de vídeo 5, modelo de construção 10 construído a partir de pelo menos um elemento de construção de brinquedo, como descrito nesta. O computador pode ser um computador pessoal, computador de mesa, computador notebook, ou computador de mão, um console de jogos, dispositivo de entretenimento, ou qualquer outro computador adequadamente programado. A tela de vídeo 1 é operativamente acoplada (integrada) ao computador 15 e operável para representar, uma imagem de vídeo sob controle do computador 15. Deve ser apreciado que o sistema pode adicionalmente compreender dispositivos periféricos adicionais operativamente acoplados ao computador 15, tal como teclado, mouse, ou outro dispositivo apontador etc. A câmara de vídeo 5 é operável para capturar imagens de vídeo do ambiente no qual a câmara de vídeo se encontra por exemplo, um campo de visão 7, incluindo uma área de superfície visível 8 de uma superfície 4, por exemplo, uma mesa um pino, etc.. Assim, área de superfície visível 8 é a projeção do campo de visão da câmara de vídeo na superfície 4. A câmara de vídeo é operativamente conectada (por exemplo, integrada) ao computador 5 e para enviar a imagem capturada à unidade de processamento do computador 5, por exemplo, via uma interface de entrada adequada do computador 5. Por exemplo, a câmara de vídeo pode ser uma "webcam" conectada ou integrada ao computador 15. No exemplo da figura 2, a câmara de vídeo é posicionada em um suporte de câmara 6, tal como um tripé de câmara, que suporta a câmara a uma predeterminada altura acima da superfície 4.

[0051] Aqui a câmara de vídeo 5 captura imagens de vídeo do ambiente 8, em que a câmara de vídeo se localiza, e envia as imagens capturadas ao computador 15. Por exemplo, o ambiente em que a câmara de vídeo se encontra pode compreender o modelo de construção 10. Em adição ao modelo de construção 10, o ambiente pode compreender objetos adicionais, tais como objetos domésticos e similares.

[0052] As imagens de computador, então, são renderizadas pelo computador 15 na tela de vídeo 1. Por conseguinte, um usuário pode mover o modelo de construção 10 em torno e/ou de alguma forma manipular o modelo de construção dentro do campo de visão da câmara de vídeo 5 e obter imagens ao vivo do modelo de construção com a câmara de vídeo 5. Alternativamente ou adicionalmente, o usuário pode mudar a posição e/ou orientação da câmara de vídeo, de modo a capturar imagens (estacionárias) de um modelo de construção em diferentes posições. Adicionalmente, o computador pode ser operável para armazenar imagens de vídeo capturadas em um dispositivo de armazenamento, tal como disco rígido, do computador e/ou enviar a imagem capturada a outro computador por exemplo, via rede de computadores. Por exemplo, o computador pode ser operável para enviar as imagens de vídeo capturadas a um sítio da internet (website).

[0053] O computador 15 é adequadamente programado para operar no modo de realidade aumentada, em que o computador realiza o processamento de imagem sobre a imagem de vídeo capturada, de modo a detectar um ou mais marcadores de realidade aumentada na imagem de vídeo capturada. Em resposta aos marcadores AR, o computador pode ser programado de modo a gerar uma imagem de vídeo modificada, por exemplo, uma imagem de vídeo formada como a imagem de vídeo capturada, incluindo uma imagem gerada por computador sobreposta ou uma imagem de vídeo capturada em que pelo menos parte dela é substituída por uma imagem gerada por computador. O computador 15 é operável para representar a imagem de vídeo modificada na tela de vídeo 1. Para o propósito da presente invenção, um computador operável para implementar uma funcionalidade AR, operativamente conectada a uma câmara de vídeo e tela de vídeo, também será chamada nesta de "sistema AR".

[0054] Métodos de processamento de imagem para detectar marcadores AR e gerar imagens de vídeo modificadas em resposta a marcadores AR são bem conhecidos na técnica (por exemplo, Daniel Wagner and Dieter Schmalstieg).

[0055] "ARToolKitPius for Pose Tracking on Mobile Devices", Computer Vision Winter Workshop 2007, Michael Grabner, Helmut Grabner (eds), St Lambrecht, Austria, Fevereiro 6-8, Graz Technical University).

[0056] No exemplo da figura 2, modelo de construção física 10 compreende um elemento de construção de brinquedo 9 tendo conectado um elemento de construção de marcador 11. O elemento de construção de marcador 11 tem uma insígnia na forma de código legível por máquina bidimensional em sua superfície superior.

[0057] O computador 15 é operável para detectar a presença de um código legível por máquina bidimensional na imagem capturada. Ademais, o computador 15 pode determinar a posição e orientação relativa do código legível por máquina bidimensional em relação à posição da câmara de vídeo 15.

[0058] Por conseguinte, o computador 15 pode modificar a imagem capturada do modelo de construção, provendo uma imagem de vídeo modificada 12 representada na tela de vídeo 1. Neste exemplo, a imagem modificada mostra a imagem modificada 13 do modelo de construção e elementos de imagem gerados por computador 14 sobrepostos na imagem capturada. O computador gera elementos de imagem gerados por computador em uma posição e orientação dentro da imagem de vídeo 12, como determinado a partir da posição e orientação detectadas no marcador AR do elemento de construção de marcador 11.

[0059] Quando o usuário manipula o modelo de construção 10 dentro da área de projeção 8 da câmara de vídeo, por exemplo, movendo ou girando o modelo físico, o computador rastreia a posição e orientação da insígnia do elemento de construção de marcador 11 do brinquedo físico. O computador 15 representa na tela de vídeo ao vivo as imagens providas pela câmara de vídeo (modo espelhado) na tela de vídeo 1, e acrescenta, em resposta à posição e orientação detectada da insígnia, efeitos especiais de realidade aumentada na imagem de vídeo ao vivo.

[0060] As figuras 3 e 4 ilustram exemplos de elementos de construção de marcador.

[0061] A figura 3 mostra um elemento de construção na forma de um tijolo construtivo de brinquedo 311 similar ao tijolo construtivo da figura 1c isto é, um tijolo construtivo compreendendo pinos de acoplamento 305 arranjados em uma grade quadrada plana na superfície superior do tijolo construtivo de brinquedo. O tijolo construtivo de brinquedo também compreende uma ou mais cavidades em uma superfície inferior (não mostrados na figura 3) para receber e friccionalmente engatar pinos de acoplamento de outro tijolo construtivo de brinquedo similar. O tijolo construtivo de brinquedo compreende, em uma de suas faces laterais, um marcador de realidade aumentada 321 na forma de código de barra 2D.

[0062] Deve ser apreciado que outras formas de marcadores AR podem ser usadas ao invés de código de barra 2D. Geralmente o marcador AR pode ser qualquer objeto que seja relativamente fácil de automaticamente distinguir dentro das imagens de vídeo capturadas usando métodos de reconhecimento de imagem. Quando o marcador AR é detectado, usando métodos de reconhecimento de imagem, o marcador AR pode ser um marcador bidimensional, tal como um cubo ou cilindro ou um marcador bidimensional, tal como um quadrado ou círculo. Tipicamente, o marcador AR compreende um padrão facilmente distinguível, por exemplo, um quadrado branco e preto, embora outros métodos também possam ser usados para reconhecer o marcador, tal como uma cor ou padrão particular de cor etc.

[0063] O marcador AR inclui um ou mais elementos permitindo que o computador detecte a posição e/ou orientação do marcador AR. Por exemplo, o marcador AR pode compreender duas ou mais linhas intersectantes. Adicionalmente ou alternativamente, o marcador AR pode compreender elementos visuais para codificar informações, assim permitindo que o computador identifique e distinga diferentes tipos de marcadores e gerando imagens geradas por computador, seletivamente reativas a tipos específicos de marcadores.

[0064] O marcador AR pode ser arranjado de maneira uniforme em relação aos meios de acoplamento, isto é, pinos de acoplamento na superfície superior e/ou cavidades de acoplamento na superfície inferior. Por exemplo, o marcador AR pode definir uma direção paralela ou normal à grade plana definida pelos meios de acoplamento. Isto torna os tijolos marcadores intercambiáveis e em uma estrutura de brinquedo construída a partir de tijolos, como nas figuras 1 a 3, diversos tijolos marcadores podem ser usados de modo intercambiável, e um particular tijolo marcador pode ser usado em diversas construções. Um sistema de construção de brinquedo pode compreender diversos de tais tijolos tendo diferentes insígnias aplicadas ao mesmo, e fazendo o sistema de computador gerar diferentes imagens geradas por computador. Não obstante, se todos os tijolos marcadores incluírem a insígnia em posições uniformes tais tijolos marcadores podem facilmente ser intercambiados em uma construção de brinquedo, construída a partir de tijolos construtivos descritos nesta.

[0065] Quando a insígnia se localiza em uma parte da superfície do elemento de construção de marcador, de modo que a parte da superfície compreendendo a insígnia não tenha qualquer meio de acoplamento, ela será menos provavelmente obstruída, de modo não intencional, por outros elementos de construção. Um elemento de construção de marcador pode compreender uma pluralidade de insígnias, por exemplo, em diferentes faces (ou, ao invés, em diferentes porções da superfície) do elemento de construção de marcador.

[0066] A figura 4 ilustra como um elemento de construção de marcador pode ser acoplado ao outro elemento de construção de marcador de um modelo de construção. Neste exemplo, o modelo de construção de brinquedo compreende elementos de construção de brinquedo 410 e 412 e elemento de construção de marcador 411. A figura 4a mostra os elementos de construção individuais, enquanto a figura 4b mostra o elemento de construção de marcador 412 liberavelmente acoplado ao elemento de construção 410. Com este propósito, o elemento de construção de marcador 410 compreende pinos 405 na superfície superior, como descrito em conexão com a figura 1. O elemento de construção de marcador 404 compreende cavidades na superfície inferior 404 (não mostrada na figura 4), permitindo engate friccional com os pinos de acoplamento 404.

[0067] Então, o usuário pode conectar um elemento de construção de marcador compreendendo marcador AR a um modelo de brinquedo construído de modo a facilitar o rastreamento do modelo de brinquedo em um espaço 3D e sobreposição de gráficos e efeitos virtuais, daí provendo o brinquedo físico com atributos virtuais, e permitir que o modelo de brinquedo construído se torne parte do aplicativo AR. Como no exemplo da figura 3, a insígnia do elemento de construção de marcador 411 se localiza em uma superfície do elemento de construção de marcador, que não compreende elementos de acoplamento.

[0068] As figuras 5a a 5g ilustram exemplos de elementos de construção de marcador compostos, isto é, uma pluralidade de elementos de construção de marcador, diretamente ou indiretamente interconectados por meios de acoplamento do sistema de construção de brinquedo, por exemplo, em uma predeterminada relação espacial. Geralmente, elementos de construção de marcador compostos permitem ao usuário criar um grande conjunto de objetos distintos, cada um deles identificável por um de um grande número de marcadores AR únicos. Em particular, o grande número de marcadores AR pode ser criado a partir de um conjunto relativamente limitado de elementos de construção de marcador individuais, uma vez que a combinação de um conjunto menor de marcadores através de um sistema de construção aumenta dramaticamente o número total de possibilidades combinatórias.

[0069] A figura 5a mostra um exemplo de figura humana construída a partir de três elementos de construção de marcador, especificamente, o elemento 511 correspondendo à cabeça de figura, o elemento 512 ao tronco da figura, e o elemento 513 às pernas da figura. Os elementos de construção são providos com elementos de acoplamento permitindo que a cabeça e pernas sejam liberavelmente acoplados ao tronco. A cabeça, tronco, e pernas podem incluir a insígnia, por exemplo, na forma de aspectos faciais da cabeça, aspectos do tronco e/ou pernas. Quando apresentada na câmara de vídeo de um sistema AR, o sistema AR pode detectar a s figuras com cabeça, tronco, e pernas, por exemplo, como esquematicamente ilustrado na figura 5b pelos componentes 521, 522, 523 da cabeça, tronco, e pernas respectivamente. Então, combinando diferentes cabeças, troncos, e pernas, uma grande variedade de combinações de marcadores AR pode ser criada. Dependendo de qual figura for detectada pelo sistema AR, o sistema AR pode responder com diferentes imagens criadas por computador, daí permitindo uma grande variedade de interações.

[0070] As figuras 5c e 5d ilustram um elemento de construção de marcador composto similar, construído a partir de tijolos construtivos de brinquedo, como mostrado na figura 1. Os tijolos construtivos de brinquedo 531, 532, 533 têm diferentes cores, por exemplo, vermelho, branco, e azul, respectivamente. Quando empilhados e interconectados pelos respectivos meios de acoplamento, os tijolos construtivos definem uma sequência de cores que permite sua detecção por um sistema AR. Mudando a ordem das cores, como ilustrado na figura 5d, marcadores AR compostos únicos podem ser construídos a partir de apenas três diferentes elementos de construção de marcador.

[0071] A figura 5e mostra um exemplo similar de um elemento marcador composto incluindo tijolos construtivos de brinquedo 521, 542, 543 similares àquele mostrado na figura 3, tendo marcadores AR na forma de insígnia em suas faces.

[0072] As figuras 5f a 5g mostram ainda outro exemplo de um elemento marcador composto. Neste exemplo, o elemento marcador composto compreende tijolo construtivo base 550, por exemplo, um tijolo similar ao tijolo da figura 1c, mas tendo um grande número de elementos de acoplamento em sua superfície superior. O elemento marcador composto adicionalmente compreende elementos de construção de marcador 551, 552, 553 conectados ao tijolo construtivo base 550. Então, neste exemplo, os elementos de construção de marcador 551, 552, 553 são indiretamente acoplados entre si, em uma configuração rígida, de modo a formar um elemento de construção de marcador composto. Com este propósito, os elementos de construção de marcador têm elementos de acoplamento, por exemplo, cavidades em sua superfície inferior que podem engatar correspondentes elementos de acoplamento, por exemplo, pinos na superfície superior do tijolo construtivo base 550. Cada elemento de construção de marcador tem uma insígnia na superfície superior, neste exemplo letras do alfabeto romano. Quando os elementos de construção de marcador estão arranjados lado a lado, eles definem uma sequência de insígnia detectável pelo sistema AR.

[0073] Como ilustrado na figura 5g, a insígnia dos elementos de construção de marcador pode definir uma orientação em um plano, e elementos marcadores individuais podem ser girados entre si, assim, aumentando adicionalmente o grau de liberdade e definindo múltiplos códigos, quando o sistema AR pode detectar a orientação dos respectivos marcadores AR entre si e/ou em relação a outros componentes do modelo de construção de brinquedo.

[0074] Então, nos exemplos da figura 5, elementos de construção de marcador individuais, cada um deles compreendendo um componente visualmente detectável distinto de outros elementos de construção de marcador são interconectados por meio de seus elementos de acoplamento. Cada sequência distinta de componentes visualmente detectáveis, assim, define um marcador AR composto. Por exemplo, componentes visualmente detectáveis individuais podem ser detectados pelo sistema AR como símbolo de um código para obter informações codificadas pela sequência de símbolos. Em algumas modalidades, o sistema pode usar técnicas de detecção e/ou correção de erro para fazer o código mais robusto contra erros de detecção.

[0075] As figuras 6 e 7 ilustram exemplos de uso de elementos de construção de marcador compostos.

[0076] As figuras 6a e 6b ilustram o uso de elementos de construção de marcador das figuras 5a e 5b. A figura 6a mostra a câmara de vídeo 5 e tela de vídeo 1 de um sistema AR. Inicialmente, a tela de vídeo mostra uma cena 612. Quando o usuário apresenta a figura humana 613 à câmara de vídeo 5 do sistema AR, o sistema AR pode detectar a combinação de cabeça, tronco, e pernas, determinar o correspondente o marcador AR combinado, e modificar a imagem representada em resposta ao marcador combinado detectado. Por exemplo, o sistema AR pode gerar a imagem de uma figura 623 na cena 612. A figura pode se assemelhar à figura física 623 e ser animada para mostrar um comportamento (por exemplo, amigável, feroz, etc.) determinado pelo sistema AR, em resposta ao marcador AR combinado detectado.

[0077] As figuras 6c e 6d ilustram os elementos de construção de marcador das figuras 5c ou 5e. A figura 6c mostra a câmara de vídeo 5 e tela de vídeo 1 de um sistema AR. Quando o usuário apresenta um elemento marcador à câmara de vídeo 5 do sistema AR, o sistema AR pode detectar a combinação de elementos de construção de marcador. Opcionalmente, o sistema AR pode determinar a posição e/ou orientação relativa dos marcadores individuais formando o elemento marcador composto. O sistema AR, então, pode responder o elemento marcador composto detectado. Por exemplo, como na figura 6d, o sistema AR pode interpretar o elemento marcador combinado com um predeterminado nível de aplicação de jogo, etc. se o elemento marcador combinado apresentado corresponder a um código de acesso armazenado, será concedido acesso ao usuário, ou ao contrário, o acesso lhe será negado.

[0078] As figuras 7a a 7d ilustram outro exemplo de uso de elementos de construção de marcador combinados, por exemplo, elementos de construção de marcador do tipo mostrado nas figuras 5f e 5g. A figura 7a ilustra esquematicamente elementos de acoplamento 705 de um elemento de construção de brinquedo, por exemplo, pinos de acoplamento como descrito em conexão com a figura 1. Os elementos de acoplamento são arranjados em uma grade quadrada plana. A figura 7b ilustra um elemento de construção de marcador 7 acoplado ao elemento de construção de brinquedo por meio de elementos de acoplamento. O arranjo do elementos de acoplamento, e permite que os elementos de construção de marcador sejam conectados a outro elemento de construção de brinquedo segundo quatro orientações distintas. No exemplo da figura 7, o elemento de construção de marcador 711 tem uma insígnia definindo uma direção. Neste exemplo específico, a insígnia se assemelha a uma imagem de nuvem e sol, isto é, a imagem define a direção para cima. A figura 7c ilustra um elemento de construção de marcador 713 acoplado a elementos de acoplamento 705 adjacentes ao elemento de construção de marcador 711. O elemento de construção de marcador 713 também tem uma insígnia definindo uma direção - neste exemplo, se assemelhando a uma seta. O elemento de construção de marcador 712 também pode ser colocado em relação ao elemento de construção de marcador 711 com direção apontando para quatro diferentes orientações relativas à direção definida pelo elemento de construção 711. Três destas orientações estão ilustradas na figura 7 por círculos tracejados 2. Similarmente, a figura 7d ilustra outro elemento de construção de marcador 715 acoplado aos elementos de construção 705 adjacentes ao elemento de construção de marcador 711. O elemento de construção de marcador 715 também tem uma insígnia definindo uma direção neste exemplo parecendo uma seta. O elemento de construção de marcador 715 pode ser colocado em relação ao elemento de construção de marcador 711 com sua direção apontando para quatro diferentes orientações em relação à direção definida pelo elemento de construção 711. Três destas orientações estão ilustradas na figura 7, por círculos tracejados 714. O elemento de construção de marcador combinado compreende elementos 711, 713, 715 assim definindo uma sequência de marcadores AR, em ordem sequencial, e tendo as orientações detectáveis entre si. Quando apresentado à câmara do sistema AR, o sistema AR pode detectar os três elementos de construção, suas posições e localizações relativas. Consequentemente, com apenas dois tipos diferentes de elementos de construção de marcador (marcador tipo nuvem e sol e marcador tipo seta), um grande número de marcadores compostos diferentes pode ser construído, acoplando os elementos marcadores a um elemento de construção de brinquedo em orientações e localizações relativas diferentes (por exemplo, em ordens sequenciais diferentes).

[0079] Por exemplo, ao gerar elementos de imagem gerados por computador, o sistema AR pode gerar elementos de imagem se assemelhando a fenômenos naturais, nuvens, sol, neve etc. O sistema AR, assim, pode ser controlável para representar fenômenos naturais em resposta à orientação dos elementos de construção de marcador 711, 713, e 715. Por exemplo, quando o sistema AR detecta que um usuário conectou o elemento de construção de marcador 711 a um modelo de construção de brinquedo, o sistema AR pode iniciar a função de controlar a representação de elementos de imagem se assemelhando a fenômenos naturais.

[0080] A colocação do elemento de construção de marcador 713 com a seta apontando para cima (em relação ao elemento de construção de marcador 711) pode fazer o sistema AR iniciar a função de controlar a representação de elementos de imagem se assemelhando a um sol. A colocação com a seta apontada para a esquerda ou para baixo pode iniciar a função de representação para representar "chuva" ou "neve", respectivamente.

[0081] A colocação do elemento de construção de marcador 715 com a seta apontando para direita (em relação ao elemento de construção de marcador 711) pode fazer o sistema AR iniciar a função de representar o elemento de imagem selecionado (neste exemplo, o sol) em grau médio (por exemplo, parcialmente coberto por nuvens). A colocação com a seta apontando para cima ou para baixo, pode iniciar a função de representar o elemento de imagem selecionado em grau maior ou menor (isto é, muito sol ou pouco sol), respectivamente.

[0082] Geralmente, quando os meios de acoplamento dos elementos de construção de marcador apenas permitem acoplar um elemento de construção de marcador a outro elemento de construção de marcador (por exemplo, a outro elemento de construção de marcador) do sistema de construção de brinquedo em um predeterminado número de posições ou orientações relativas discretas com respeito a outro sistema de construção de brinquedo, o sistema AR pode ser configurado para detectar a posição e/ou orientação relativa de pelo menos dois elementos de construção de marcador entre si, e criar um componente de imagem gerado por computador em resposta à posição e/ou orientação relativa detectada. Por exemplo, um número limitado de posições e orientações relativas discretas pode ser provido quando elementos de acoplamento dos elementos de construção de marcador definem uma grade plana regular, e quando os elementos de acoplamento permitem o acoplamento dos elementos de construção de brinquedo em um predeterminado número de ângulos entre si dentro dos citados planos.

[0083] As figuras 8a a 8d ilustram um exemplo de um sistema de construção de brinquedo definindo uma grade regular. A figura 8a ilustra uma grade regular 3D, onde cada ponto de grade define uma posição válida de um elemento de conexão dentro do modelo de construção de brinquedo, mas deve ser apreciado que geralmente nem todos os pontos de grade da grade precisam de fato ser populados com elementos de acoplamento, no entanto, em algumas modalidades, todos os elementos de acoplamento são posicionados em pontos de grade da grade regular. Em particular, o exemplo da figura 8a os pontos de grade são arranjados em planos paralelos 801a a 801d, onde os pontos de grade dentro de um plano definem posições dos elementos de conexão em uma superfície de um ou mais elementos de construção de marcador, por exemplo, pinos de acoplamento dos tijolos construtivos mostrados na figura 1. A distância entre os planos paralelos define a distância entre as superfícies dos elementos de construção tendo elementos de acoplamento. Por exemplo, em algumas modalidades, elementos de construção têm uma altura igual (ou um número inteiro múltiplo de) à distância entre dois planos vizinhos da grade.

[0084] Quando o sistema de construção de brinquedo define uma grade regular a posição e/ou orientação dos marcadores AR pode ser determinado com precisão determinada pelo sistema AR em relação à grade. Ademais, marcadores de rastreamento afixados aos elementos de construção na grade do sistema de construção proveem mais informações com respeito a como os elementos marcados são usados no modelo. Eventos na aplicação podem ser seletivamente disparados se as marcações estiverem corretamente construídas, isto é, ajustadas na grade.

[0085] Um marcador AR, assim, pode fazer o sistema AR iniciar a criação de elementos de imagem gerados por computador, em resposta a uma predeterminada posição e/ou orientação (e/ou outra restrição posicional) do marcador AR em relação à grade. O aplicativo AR assim pode reagir a como os elementos físicos são usados no sistema de construção.

[0086] As figuras 8b a 8d ilustram um exemplo de tal função de disparo sensível à posição.

[0087] A figura 8b ilustra esquematicamente um exemplo de um modelo de construção, construído a partir de elementos de construção de brinquedo sendo que os elementos de acoplamento definem uma grade 3D como na figura 8a. As superfícies superiores dos elementos de construção, assim, podem se localizar em alturas predeterminadas em relação à origem de um sistema de construção de brinquedo. Por exemplo, o elemento de construção 810a da figura 8b se localiza em uma primeira altura, o elemento de construção 810b em uma segunda altura, e o elemento de construção 810c a uma terceira altura.

[0088] As superfícies superiores dos elementos de construção 810a, 810b, 810c podem ser detectáveis pelo sistema e função AR como botões virtuais. Se um usuário como ilustrado na figura 8c conecta um elemento de construção de marcador 811 a um dos elementos de construção, que é interpretado pelo sistema AR como botão virtual, a detecção do elemento de construção de marcador pode fazer o sistema AR disparar ação virtual, por exemplo, representar um elemento de imagem gerada por computador 812 em um local do botão virtual, como ilustrado na figura 8d. Deve ser apreciado que, em algumas modalidades, a ação disparada também pode depender da insígnia do elemento marcador 812 e/ou de outras condições, por exemplo, que os elementos marcadores estejam conectados a dois dos botões virtuais.

[0089] Deve ser apreciado que o sistema AR pode ser adaptado para determinar localizações de pontos de grade do sistema de coordenadas discreto intrínseco, definido por um modelo de construção, posicionado no campo de visão da câmara do sistema AR. Por exemplo, o sistema AR pode detectar posições de elementos de acoplamento e/ou posições de marcadores AR localizados em uma predeterminada relação espacial com respeito aos elementos de acoplamento de um elemento de construção de marcador correspondente. Baseado em determinadas localizações de grade, o sistema AR pode determinar a posição e/ou orientação da grade regular em relação à posição da câmara. O sistema AR pode mesmo criar uma grade de imagem regular a partir da grade física detectada, por exemplo, de modo que a grade de imagem tenha pontos de grade coincidindo com as imagens dos elementos de acoplamento físico. O sistema AR, então, pode usar a grade de imagem para gerar um componente de imagem da imagem gerada por computador em um local relativo à grade de imagem detectada.

[0090] As figuras 9 e 10 ilustram exemplos de uso de um sistema de construção de brinquedo como descrito nesta.

[0091] A figura 9 mostra elementos de construção de marcador 911a e 911b do tipo mostrado na figura 1. Nesta modalidade, diferentes elementos de construção de marcador têm suas respectivas insígnias, diferentes cores, e/ou componentes visíveis distinguíveis. Cada um dos elementos de construção de brinquedo, quando detectado pelo sistema de construção de brinquedo dentro de um modelo de construção, dispara uma predeterminada ação. Por exemplo, no exemplo da figura 9, cada um dos elementos de construção 911a a 911d representa um diferente tipo de paisagem ou fenômeno natural tal como água, neve, fogo etc.. Quando detectado pelo sistema AR, cada elemento de construção assim pode ser aumentado pelo sistema AR representando os correspondentes elementos de imagem representando água, neve, fogo, etc. respectivamente. Isto permite que o usuário construa uma paisagem por meio de elementos de construção, por exemplo, como ilustrado na figura 9b.

[0092] Deve ser apreciado que os elementos de construção de marcador também podem disparar ações adicionais dentro do sistema AR. Por exemplo, a paisagem da figura 9b pode ser usada em um sistema AR como a paisagem dentro da qual o jogo é realizado, isto é, o usuário pode construir seus próprios níveis de jogo de computador, usando elementos de construção físicos.

[0093] A figura 10 mostra um dado de jogo compreendendo um membro de corpo 2 tendo seis lados idênticos, onde cada um deles é configurado essencialmente quadrado, de modo que a probabilidade de o dado de jogo se apoiar em um dado lado a seguir de seu lançamento seja igualmente alto para todos os lados do dado de jogo.

[0094] Os lados do membro de corpo 2 são essencialmente idênticos, e, por conseguinte o lançamento do deste dado de jogo per se não é significante, não sendo possível que o usuário ou sistema AR distinga o resultado do lançamento de dado. De acordo com este exemplo de dado, quatro pinos de acoplamento 3, por conseguinte, são providos em cada um dos lados do membro de corpo 2 e arranjados em um padrão quadrado, de modo que os pinos de acoplamento 3 se localizem nos vértices de um quadrado, e os pinos de acoplamento 3 sejam configurados, de modo que seja possível montar elementos de construção a partir de um sistema de construção de brinquedo nos pinos de acoplamento 3, de modo que os lados do dado de jogo sejam capazes de mudar de natureza, na montagem de diferentes tais elementos de construção nos lados do dado de jogo.

[0095] No lado debaixo dos elementos de construção 4a, 4b, 4c, flanges de acoplamento são configurados, de modo que, a seguir da montagem dos elementos de construção 4a, 4b, 4c no dado de jogo, seja provido um contato friccional com o lado de fora dos pinos de acoplamento 3 no dado de jogo. Havendo grandes oportunidades para configurar flanges de acoplamento em diferentes modos, sendo que aqueles habilitados na técnica serão capazes de identificar tais opções.

[0096] Montando diferentes elementos de construção no dado de jogo, permite transmitir a cada lado do dado de jogo sua própria natureza, se os elementos que estiverem montados nos dados de jogo variar em número, forma, ou aspecto.

[0097] A figura 10 mostra um dado de jogo, onde, em pelo menos um dos três lados visíveis do dado de jogo, placas de construção 4a, 4b, 4c de um sistema de construção de brinquedo estão montadas. Em um lado voltado para cima, uma placa de construção de quadrada 4a é montada, cobrindo todos os quatro pinos para que a placa de construção não deixe espaço de montagem para montar elementos de construção adicionais naquele lado. Nos outros dois lados visíveis do dado de jogo, uma única placa de construção quadrada 4b está montada, cobrindo precisamente um único pino de acoplamento 3 em um lado, e, no outro lado, duas placas de construção retangulares 4c estão montadas, cada uma delas cobrindo precisamente dois pinos de acoplamento 3 naquele lado, para que as duas placas de construção retangulares 4c não deixem um espaço para uma montagem adicional das placas de construção naquele lado.

[0098] Então, diferentes marcadores AR podem ser associados a diferentes faces do dado de jogo. O lançamento do dado no campo de visão da câmara de vídeo do sistema AR descrito nesta assim pode fazer o sistema AR detectar marcador AR, por exemplo, em uma face do dado, e apresentar o correspondente resultado do jogo visual. Como diferentes marcadores AR podem ser associados às faces do dado, o sistema AR pode implementar diferentes jogos, sem precisar reprogramar ou de alguma forma reconfigurar o sistema AR, mas simplesmente substituindo os elementos de construção de marcador AR conectados às respectivas faces do dado.

[0099] As figuras 11a e 11b ilustram um exemplo de um elemento de construção de marcador compreendendo dois marcadores AR seletivamente visíveis. As figuras 11a e 11b esquematicamente mostram um modelo de construção de brinquedo 1101 compreendendo uma porta 103 articulada em uma moldura 102 para permitir que a porta 1103 pivote entre uma posição fechada como mostrado na figura 11a e uma posição aberta, como mostrado na figura 11b. A moldura e porta podem ser liberavelmente interconectáveis entre si por exemplo, através das articulações. Adicionalmente ou alternativamente, a moldura, a moldura 1102 pode compreender um ou mais elementos de acoplamento (não explicitamente mostrados na figura 11) permitindo que a moldura e a estrutura da porta se conectem a um modelo de construção maior, por exemplo, provendo uma barreira móvel cobrindo uma abertura na estrutura de brinquedo. A porta 1103 tem elementos de acoplamento (não explicitamente mostrados na figura 11) em ambos os lados, permitindo que diferentes elementos de construção de marcador 1111a e 1111b sejam conectados aos respectivos lados da porta. Por exemplo, os elementos de construção de marcador 1111a e 1111b podem ser elementos similares ao elemento 411 da figura 4a. Os elementos de construção de marcador 1111a e 111b compreendem diferentes insígnias em suas respectivas faces voltadas em direções oposta à porta. No exemplo da figura 1, o elemento de construção de marcador 1111a compreende uma moldura quadrada e a letra A na moldura. Então, a insígnia 1111a será visível quando a porta estiver em sua posição aberta. Quando a estrutura 101 é posicionada no campo de visão de uma câmara de vídeo 1105 de um sistema AR, como descrito nesta, o sistema AR pode detectar qual insígnia está visível, daí detectando se a porta está aberta ou fechada, e gerando imagens geradas por computador, em resposta ao estado detectado da porta. Por exemplo, na posição fechada, o sistema AR pode aumentar a imagem real de uma estrutura de brinquedo compreendendo a porta com imagens geradas por computador de objetos móveis (por exemplo, figuras humanas ou figuras de animais) que se movem em torno de ambiente definido pela estrutura de brinquedo. Quando o sistema AR detecta a porta a ser fechada, o movimento dos objetos móveis pode ser restringido a apenas uma porção do ambiente (ou nenhum objeto pode ser visível), enquanto os objetos móveis podem ser mostrados passando através de uma abertura coberta pela porta, quando se detecta que a porta está na posição aberta.

[00100] Então, quando dois marcadores AR estão conectados a um elemento funcional de um modelo de construção, de modo que qualquer um dos marcadores seja visível, dependendo do estado do elemento funcional, o estado do elemento funcional é detectável pelo sistema AR. Quando os elementos de construção de marcador AR 1111a e 1111b podem ser liberavelmente conectados a diferentes elementos de construção de brinquedo, um sistema de construção de brinquedo pode compreender um primeiro elemento de construção de marcador indicativo de um primeiro estado e um segundo elemento de construção de marcador indicativo de um segundo estado, assim permitindo que o sistema AR detecte estados ou elementos de construção funcionais diferentes.

[00101] Nas reivindicações enumerando diversos meios, diversos destes meios poderão ser incorporados por um e pelo mesmo componente ou item de hardware. O simples fato de certas medidas serem citadas em reivindicações dependentes mutuamente diferentes ou descritas em diferentes modalidades, não indica que uma combinação destas medidas não possa ser usada para obter outras vantagens.

[00102] Deve ser enfatizado que os termos "compreende" e "compreendendo" devem ser entendidos como especificando a presença dos aspectos, etapas, e componentes nominados, mas sem dispensar a presença ou adição de um ou mais de outros elementos, etapas, e componentes, ou grupos destes.

Claims (14)

1. Sistema de construção de brinquedo caracterizado pelo fato de que compreende elementos de construção de brinquedo (810a-c), os elementos de construção de brinquedo (810a-c) compreendendo meios de acoplamento, para interconectar de forma liberável os elementos de construção de brinquedo (810a-c), o sistema de construção de brinquedo compreendendo: um ou mais elementos de construção de marcador (811) compreendendo tais meios de acoplamento, e cada um tendo uma aparência visual reconhecível por um meio de processamento de imagem; e um sistema de processamento de dados compreendendo meios de captura de imagem (5), meios de processamento de imagem (15), e meios de vídeo (1), em que o sistema de processamento de dados é adaptado para: - capturar uma imagem de um modelo de construção de brinquedo construído a partir dos elementos de construção de brinquedo (810a-c), em que pelo menos um primeiro elemento de construção de brinquedo do modelo de construção de brinquedo é interpretado pelo sistema de processamento de dados como um botão virtual; - processar a imagem capturada para detectar, em resposta a um usuário conectar um elemento de construção de marcador para o modelo de construção de brinquedo, a presença do dito elemento construtivo marcador dentro da imagem capturada; - em resposta ao elemento de construção de marcador detectado sendo detectado conectado ao dito primeiro elemento de construção de brinquedo, desencadear uma ação virtual para gerar uma imagem gerada por computador (812); - aumentar ou substituir a imagem capturada com a imagem gerada por computador gerada; e para - exibir nos ditos meios de vídeo uma imagem composta compreendendo a imagem capturada tendo sobreposta a imagem gerada por computador (812).

2. Sistema de construção de brinquedo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro elemento de construção de brinquedo possui uma superfície superior, a superfície superior sendo detectável pelo sistema de processamento de dados e funcionado como o botão virtual.

3. Sistema de construção de brinquedo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os meios de acoplamento definem uma grade regular que restringe uma posição e/ou orientação dos elementos de construção de brinquedo (810a-c) em um modelo de construção de brinquedo para posições discretas e/ou orientações discretas com relação à dita grade regular.

4. Sistema de construção de brinquedo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos dois elementos de construção de marcador (811), e em que o sistema de processamento de dados é adaptado para detectar posições e/ou orientações respectivas dos dois elementos de construção de marcador (811) em um modelo de construção de brinquedo com relação à dita grade regular, e para gerar a imagem gerada por computador (812) em resposta às posições e/ou orientações respectivas detectadas.

5. Sistema de construção de brinquedo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o sistema de processamento de dados é adaptado para determinar localizações de grade de uma grade de imagem regular a partir das localizações detectadas dos elementos de construção de marcador (811), e para gerar um recurso de imagem da imagem gerada por computador (812) em uma localização em relação à grade de imagem detectada.

6. 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 protrusões e uma ou mais cavidades, cada cavidade adaptada para receber pelo menos uma das protrusões em um engate friccional.

7. Sistema de construção de brinquedo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os meios de acoplamento definem uma grade 3D, em que as localizações das superfícies superiores dos elementos de construção do modelo de construção de brinquedo são restringidas a alturas predeterminadas (801a-d) com relação a uma origem do sistema de coordenadas.

8. Sistema de construção de brinquedo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende exibir um elemento de imagem gerada por computador (812) na localização do botão virtual.

9. Sistema de construção de brinquedo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a ação virtual desencadeada ainda depende de uma ou mais condições adicionais.

10. Sistema de construção de brinquedo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a ação virtual desencadeada depende de uma insígnia do elemento de construção de marcador.

11. Sistema de construção de brinquedo, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que a ação virtual desencadeada depende de uma condição em que os elementos de construção do marcador estão conectados a dois botões virtuais.

12. Método implementado por computador, para gerar uma imagem de um modelo de construção de brinquedo, construído a partir de elementos de construção de brinquedo (810a-c) de um sistema de construção de brinquedo, os elementos de construção de brinquedo (810a-c) compreendendo meios de acoplamento para interconectar de forma liberável os elementos de construção de brinquedo (810a-c), o sistema de construção de brinquedo compreendendo um ou mais elementos de construção de marcador (811) compreendendo tais meios de acoplamento, e cada um tendo uma aparência visual reconhecível por um sistema de processamento de imagem; o método caracterizado pelo fato de que compreende: - capturar uma imagem de um modelo de construção de brinquedo construído a partir dos elementos de construção de brinquedo (810a-c), em que pelo menos um elemento de construção de brinquedo do modelo de construção de brinquedo é interpretado como um botão virtual; - processar a imagem capturada para detectar, em resposta a um usuário conectar um elemento de construção de marcador ao modelo de construção de brinquedo, a presença do elemento de construção de marcador na imagem capturada; - em resposta ao elemento de construção de marcador detectado sendo detectado conectado ao dito primeiro elemento de construção de brinquedo, desencadear uma ação virtual para gerar uma imagem gerada por computador (812); - aumentar ou substituir a imagem capturada com a imagem gerada por computador gerada; e para - exibir uma imagem composta compreendendo a imagem capturada tendo sobreposta a imagem gerada por computador (812).

13. Sistema de processamento de dados caracterizado pelo fato de que compreende meios de captura de imagem (5), meios de processamento, e meios de vídeo, em que o sistema de processamento de dados compreende meios de programa de computador, configurados para fazer o sistema de processamento de dados, quando executado pelo sistema de processamento de dados, executar as etapas do método como definido na reivindicação 12.

14. Conjunto construtivo de brinquedo caracterizado pelo fato de que compreende elementos de construção de brinquedo (810a-c), os elementos de construção compreendendo meios de acoplamento para interconectar de forma liberável os elementos de construção de brinquedo (810a-c), o conjunto construtivo de brinquedo compreendendo um ou mais elementos de construção de marcador (811) compreendendo tais meios de acoplamento e cada um tendo uma aparência visual reconhecível por um sistema de processamento de imagem; e instruções de usuário para instalar, em um sistema de processamento de dados compreendendo meios de captura de imagem (5), meios de processamento e meios de vídeo e um programa de computador.

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