CN105096384B - 调整虚拟物件位置及姿态角的方法及装置 - Google Patents

调整虚拟物件位置及姿态角的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了调整虚拟物件位置及姿态角的方法及装置。所述方法包括：获取定位物件与现实物件之间的相对位置转换关系及姿态角转换关系；获取定位物件在现实空间坐标系中的第一三维坐标及第一姿态角，根据相对位置转换关系将第一三维坐标转换为第二三维坐标，并根据姿态角转换关系将第一姿态角转换为第二姿态角；将第二三维坐标转换目标三维坐标，并将第二姿态角转换为目标姿态角；以目标三维坐标及目标姿态角的指示，调整现实物件所对应的虚拟物件的位置及姿态角。采用本发明实施例中的方法及装置，可以根据定位物件上报的位置及姿态角确定现实物件的位置及姿态角，调整该现实物件对应虚拟物件在虚拟空间中的位置及姿态角。

Description

调整虚拟物件位置及姿态角的方法及装置
技术领域
本发明涉及虚拟现实领域，尤其涉及调整虚拟物件位置及姿态角的方法及装置。
背景技术
虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)技术是指利用电子设备构建一个虚拟空间，并且根据该虚拟空间为用户提供关于视觉、听觉等感官模拟的一种技术。采用虚拟现实技术可以使用户与该虚拟空间内的虚拟物件进行互动，为用户提供如同身历其境的视觉、听觉、触觉等体验。
在实现虚拟现实的过程中，主设备通常需要预先构建一个虚拟空间，然后在该虚拟空间中展示各种虚拟物件，其中，所述主设备可以是虚拟现实设备，例如VR眼镜、VR头盔等。为使用户能够与虚拟空间中的虚拟物件进行交互，通常需要在虚拟空间中构建一个与现实空间中现实物件相对应的虚拟物件，从而使用户可以通过操纵现实物件实现对虚拟物件的控制。
为实现通过操纵现实物件对虚拟物件进行控制，需要根据现实物件在现实空间中的位置及姿态角，调整该现实物件对应虚拟物件在虚拟空间中的位置及姿态角。只有现实物件向虚拟现实设备上报自身在现实空间中的位置姿态信息，虚拟现实设备才能调整该现实物件对应虚拟物件在虚拟空间中的位置及姿态角。但是，在现实空间中，绝大部分的现实物件不具有位置姿态信息的上报功能，因此需要一种新的调整方法，在现实物件不具有位置姿态信息的上报功能时，仍然能够通过与现实物件连接在一起的定位设备在现实空间中的位置及姿态角及它与现实物件之间的连接关系，调整该现实物件对应虚拟物件在虚拟空间中的位置及姿态角。
发明内容
本发明实施例提供了调整虚拟物件位置及姿态角的方法及装置，可以根据现实物件在现实空间中的位置及姿态角，调整该现实物件对应虚拟物件在虚拟空间中的位置及姿态角的方法。
第一方面，本发明实施例提供了一种调整虚拟物件位置及姿态角的方法，该方法包括：获取定位物件与现实物件之间的相对位置转换关系及姿态角转换关系；获取所述定位物件在现实空间坐标系中的第一三维坐标及第一姿态角，所述现实空间坐标系为以现实空间中以指定点为原点所建立的三维坐标系；根据所述相对位置转换关系将所述第一三维坐标转换为现实物件在所述现实空间坐标系中的第二三维坐标，并根据所述姿态角转换关系将所述第一姿态角转换为现实物件在所述现实空间坐标系中的第二姿态角；按照预定转换规则将所述第二三维坐标转换目标三维坐标，并将所述第二姿态角转换为目标姿态角；以虚拟空间的任意一个指定坐标系中所述目标三维坐标及所述目标姿态角的指示，调整与所述现实物件所对应的虚拟物件的位置及姿态。
结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述获取定位物件与现实物件之间的相对位置转换关系及姿态角转换关系包括：从所述定位物件的存储器、或现实物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务器中获取所述相对位置转换关系及姿态角转换关系。
结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述获取定位物件与现实物件之间的相对位置转换关系及姿态角转换关系包括：获取所述现实物件的标识符ID；从所述定位物件的存储器、或现实物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务中获取与所述ID所对应的相对位置转换关系及姿态角转换关系。
结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述方法还包括：从所述定位物件的存储器、或现实物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务器中获取所述虚拟物件的三维模型信息及属性信息。
结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述方法还包括：从所述定位物件的存储器、或现实物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务中获取与所述ID所对应的三维模型信息及属性信息。
结合第一方面第三或第四种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述以虚拟空间的任意一个指定坐标系中所述目标三维坐标及所述目标姿态角的指示，调整与所述现实物件所对应的虚拟物件的位置及姿态包括：以所述指定坐标系中所述目标三维坐标及所述目标姿态角所指示的位置及角度，采用三维模型信息所指示的方式及属性信息，调整所述虚拟物件的位置、姿态及属性值。
第二方面。本发明实施例提供了一种调整虚拟物件位置及姿态角的装置，该装置包括：转换关系获取单元，用于获取定位物件与现实物件之间的相对位置转换关系及姿态角转换关系；
位置姿态信息获取单元，用于获取所述定位物件在现实空间坐标系中的第一三维坐标及第一姿态角，所述现实空间坐标系为以现实空间中以指定点为原点所建立的三维坐标系；位置姿态信息转换单元，用于根据所述相对位置转换关系将所述第一三维坐标转换为现实物件在所述现实空间坐标系中的第二三维坐标，并根据所述姿态角转换关系将所述第一姿态角转换为现实物件在所述现实空间坐标系中的第二姿态角；目标位置姿态确定单元，用于按照预定转换规则将所述第二三维坐标转换目标三维坐标，并将所述第二姿态角转换为目标姿态角；调整单元，用于以虚拟空间的任意一个指定坐标系中所述目标三维坐标及所述目标姿态角的指示，调整所述现实物件所对应的虚拟物件的位置和姿态。
结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，所述转换关系获取单元，包括：标识获取子单元，用于获取所述现实物件的ID；转换关系获取子单元，用于从所述定位物件的存储器、或现实物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务中获取与所述ID所对应的相对位置转换关系及姿态角转换关系。
结合第二方面第一种可能的实现方式，在第二方面第二种可能的实现方式中，所述装置还包括：模型信息获取单元，用于从所述定位物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务中获取与所述ID所对应的三维模型信息和属性信息。
结合第二方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述装置还包括：展示单元，用于以所述指定坐标系中所述目标三维坐标及所述目标姿态角所指示的位置及角度，采用三维模型信息所指示的方式及属性信息，调整所述虚拟物件的位置、姿态和属性值。
本发明实施例中，获取定位物件与现实物件之间的相对位置转换关系及姿态角转换关系；获取所述定位物件在现实空间坐标系中的第一三维坐标及第一姿态角，所述现实空间坐标系为以现实空间中以指定点为原点所建立的三维坐标系；根据所述相对位置转换关系将所述第一三维坐标转换为现实物件在所述现实空间坐标系中的第二三维坐标，并根据所述姿态角转换关系将所述第一姿态角转换为现实物件在所述现实空间坐标系中的第二姿态角；按照预定转换规则将所述第二三维坐标转换目标三维坐标，并将所述第二姿态角转换为目标姿态角；以虚拟空间的任意一个指定坐标系中所述目标三维坐标及所述目标姿态角的指示，调整与所述现实物件所对应的虚拟物件的位置及姿态。采用本实施例，可以根据定位物件上报的位置及姿态角确定现实物件的位置及姿态角，进而根据现实物件在现实空间中的位置及姿态角，调整该现实物件对应虚拟物件在虚拟空间中的位置及姿态角。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明调整虚拟物件位置及姿态角的方法一个实施例的流程图；
图2为本发明调整虚拟物件位置及姿态角的装置一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，为本发明调整虚拟物件位置及姿态角的方法。该方法可以由虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)设备执行，所述VR设备可以是VR眼镜、VR头盔等。
步骤101，获取定位物件与现实物件之间的相对位置转换关系及姿态角转换关系。
所述相对位置转换关系及姿态角转换关系可以保存在所述虚拟现实设备虚拟现实设备的存储器中，或者也可以保存在所述定位物件的存储器中，或者也可以保存在第三方服务器中。所述虚拟现实设备可以直接从所述定位物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务器中获取所述相对位置转换关系及姿态角转换关系。所述现实物件是指与虚拟空间中某个虚拟物件相对应的物件。例如可以是数据手套、鼠标等，也可以是桌子，椅子等。所述定位物件是指有定位功能，可以确定并向虚拟现实设备上报自身在现实空间中位置及姿态的设备，例如，六自由度交互外设。
其中，所述相对位置转换关系及姿态角转换关系可以文件需要进行设置。例如，在所述定位物件与所述现实物件固定为一体时，所述位置转换关系可以是定位物件与现实物件位置相同，所述姿态角转换关系可以是定位物件与现实物件姿态角相同等。
步骤102，获取所述定位物件在现实空间坐标系中的第一三维坐标及第一姿态角，所述现实空间坐标系为以现实空间中以指定点为原点所建立的三维坐标系。
在获取到所述相对位置转换关系及姿态角转换关系的同时，虚拟现实设备可以获取所述定位物件在现实空间坐标系中的第一三维坐标及第一姿态角。
步骤103，根据所述相对位置转换关系将所述第一三维坐标转换为现实物件在所述现实空间坐标系中的第二三维坐标，并根据所述姿态角转换关系将所述第一姿态角转换为现实物件在所述现实空间坐标系中的第二姿态角。
在获取到定位物件与现实物件之间的相对位置转换关系及姿态角转换关系，及定位物件在现实空间坐标系中的第一三维坐标及第一姿态角之后，可以根据所述相对位置转换关系将所述第一三维坐标转换为现实物件在所述现实空间坐标系中的第二三维坐标，并根据所述姿态角转换关系将所述第一姿态角转换为现实物件在所述现实空间坐标系中的第二姿态角。例如，在所述位置转换关系为定位物件与现实物件位置相同，所述姿态角转换关系为定位物件与现实物件姿态角相同等时，可以将所述定位物件在现实空间坐标系中的三维坐标作为现实物件在在现实空间坐标系中的三维坐标；并且将所述定位物件在现实空间坐标系中的姿态角作为现实物件在在现实空间坐标系中的姿态角。
步骤104，按照预定转换规则将所述第二三维坐标转换目标三维坐标，并将所述第二姿态角转换为目标姿态角。
所述预定转换规则可以由技术人员预先根据需要进行设定，可以包括动作函数及姿态角转换函数，其中，所述动作函数用于以所述第二三维坐标为输入计算目标三维坐标；所述姿态角转换函数用于以所述第二姿态角为输入计算目标姿态角。虚拟现实设备可以根据预定条件首先确定一组动作函数及姿态角转换函数，然后使用所述动作函数及姿态角转换函数计算出目标三维坐标及目标姿态角。
步骤105，以虚拟空间的任意一个指定坐标系中所述目标三维坐标及所述目标姿态角的指示，调整与所述现实物件所对应的虚拟物件的位置及姿态。
在目标三维坐标及目标姿态角都确定以后，可以以虚拟空间的任意一个指定坐标系中所述目标三维坐标及所述目标姿态角的指示，调整与所述现实物件所对应的虚拟物件的位置和姿态。
为使虚拟现实设备能够更快的调整并展示现实物件对应的虚拟物件，还可以在所述定位物件的存储器、或现实物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务器中预先保存现实物件所述对应虚拟物件的三维模型信息及属性信息，其中，所述属性信息可以是虚拟物件的颜色等信息。
虚拟现实设备可以直接从所述定位物件的存储器、或现实物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务中获取三维模型信息；并以所述指定坐标系中所述目标三维坐标及所述目标姿态角所指示的位置及角度，采用三维模型信息所指示的方式，展示所述虚拟物件。例如，在指定坐标系内目标三维坐标以所述表姿态角现实与所述三维模型信息所指示的形状展示虚拟物件，而虚拟物件的色彩则可以由所述属性信息决定。
同样的，当保存有多组三维模型信息时，虚拟现实设备可以首先获取所述现实物件的标识符ID；然后从所述定位物件的存储器、或现实物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务中获取与所述ID所对应的三维模型信息和属性信息。
在本实施例中，获取定位物件与现实物件之间的相对位置转换关系及姿态角转换关系；获取所述定位物件在现实空间坐标系中的第一三维坐标及第一姿态角，所述现实空间坐标系为以现实空间中以指定点为原点所建立的三维坐标系；根据所述相对位置转换关系将所述第一三维坐标转换为现实物件在所述现实空间坐标系中的第二三维坐标，并根据所述姿态角转换关系将所述第一姿态角转换为现实物件在所述现实空间坐标系中的第二姿态角；按照预定转换规则将所述第二三维坐标转换目标三维坐标，并将所述第二姿态角转换为目标姿态角；以虚拟空间的任意一个指定坐标系中所述目标三维坐标及所述目标姿态角的指示，调整与所述现实物件所对应的虚拟物件的位置及姿态。采用本实施例，可以根据定位物件上报的位置及姿态角确定现实物件的位置及姿态角，进而根据现实物件在现实空间中的位置及姿态角，调整该现实物件对应虚拟物件在虚拟空间中的位置及姿态角。
与本发明调整虚拟物件位置及姿态角的方法相对应，本发明还提供了调整虚拟物件位置及姿态角的装置。
参见图2，为本发明调整虚拟物件位置及姿态角的装置一个实施例的结构示意图。
如图2所示，所述装置可以包括：转换关系获取单元201，位置姿态信息获取单元202，位置姿态信息转换单元203，目标位置姿态确定单元204，调整单元205。
其中，转换关系获取单元201，用于获取定位物件与现实物件之间的相对位置转换关系及姿态角转换关系；位置姿态信息获取单元202，用于获取所述定位物件在现实空间坐标系中的第一三维坐标及第一姿态角，所述现实空间坐标系为以现实空间中以指定点为原点所建立的三维坐标系；位置姿态信息转换单元203，用于根据所述相对位置转换关系将所述第一三维坐标转换为现实物件在所述现实空间坐标系中的第二三维坐标，并根据所述姿态角转换关系将所述第一姿态角转换为现实物件在所述现实空间坐标系中的第二姿态角；目标位置姿态确定单元204，用于按照预定转换规则将所述第二三维坐标转换目标三维坐标，并将所述第二姿态角转换为目标姿态角；调整单元205，用于以虚拟空间的任意一个指定坐标系中所述目标三维坐标及所述目标姿态角的指示，调整与所述现实物件所对应的虚拟物件的位置和姿态。
可选的，所述转换关系获取单元201，包括：标识获取子单元，用于获取所述现实物件的ID；转换关系获取子单元，用于从所述定位物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务中获取与所述ID所对应的相对位置转换关系及姿态角转换关系。
可选的，转换关系获取单元201用于，从所述定位物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务器中获取所述相对位置转换关系及姿态角转换关系。
可选的，所述装置还包括：模型信息获取单元，用于从所述定位物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务器中获取所述虚拟物件的三维模型信息和属性信息。
可选的，模型信息获取单元，用于从所述定位物件的存储器、或现实物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务中获取与所述ID所对应的三维模型信息和属性信息。
可选的，所述装置还包括：展示单元，用于以所述指定坐标系中所述目标三维坐标及所述目标姿态角所指示的位置及角度，采用三维模型信息所指示的方式，调整所述虚拟物件的位置和姿态角。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种调整虚拟物件位置及姿态角的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取定位物件与现实物件之间的相对位置转换关系及姿态角转换关系；
获取所述定位物件在现实空间坐标系中的第一三维坐标及第一姿态角，所述现实空间坐标系为以现实空间中以指定点为原点所建立的三维坐标系；
根据所述相对位置转换关系将所述第一三维坐标转换为现实物件在所述现实空间坐标系中的第二三维坐标，并根据所述姿态角转换关系将所述第一姿态角转换为现实物件在所述现实空间坐标系中的第二姿态角；
按照预定转换规则将所述第二三维坐标转换目标三维坐标，并将所述第二姿态角转换为目标姿态角；
以虚拟空间的任意一个指定坐标系中所述目标三维坐标及所述目标姿态角的指示，调整与所述现实物件所对应的虚拟物件的位置及姿态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取定位物件与现实物件之间的相对位置转换关系及姿态角转换关系包括：
从所述定位物件的存储器、或现实物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务器中获取所述相对位置转换关系及姿态角转换关系。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取定位物件与现实物件之间的相对位置转换关系及姿态角转换关系包括：
获取所述现实物件的标识符ID；
从所述定位物件的存储器、或现实物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务中获取与所述ID所对应的相对位置转换关系及姿态角转换关系。
4.如权利要求2所述的方法，特征在于，所述方法还包括：
从所述定位物件的存储器、或现实物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务器中获取所述虚拟物件的三维模型信息及属性信息。
5.如权利要求3所述的方法，特征在于，所述方法还包括：
从所述定位物件的存储器、或现实物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务中获取与所述ID所对应的三维模型信息及属性信息。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述以虚拟空间的任意一个指定坐标系中所述目标三维坐标及所述目标姿态角的指示，调整与所述现实物件所对应的虚拟物件的位置及姿态包括：
以所述指定坐标系中所述目标三维坐标及所述目标姿态角所指示的位置及角度，采用三维模型信息及属性信息所指示的方式，调整所述虚拟物件的位置、姿态及属性值。
7.一种调整虚拟物件位置及姿态角的装置，其特征在于，包括：
转换关系获取单元，用于获取定位物件与现实物件之间的相对位置转换关系及姿态角转换关系；
位置姿态信息获取单元，用于获取所述定位物件在现实空间坐标系中的第一三维坐标及第一姿态角，所述现实空间坐标系为以现实空间中以指定点为原点所建立的三维坐标系；
位置姿态信息转换单元，用于根据所述相对位置转换关系将所述第一三维坐标转换为现实物件在所述现实空间坐标系中的第二三维坐标，并根据所述姿态角转换关系将所述第一姿态角转换为现实物件在所述现实空间坐标系中的第二姿态角；
目标位置姿态确定单元，用于按照预定转换规则将所述第二三维坐标转换目标三维坐标，并将所述第二姿态角转换为目标姿态角；
调整单元，用于以虚拟空间的任意一个指定坐标系中所述目标三维坐标及所述目标姿态角的指示，调整与所述现实物件所对应的虚拟物件的位置及姿态。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述转换关系获取单元，包括：
标识获取子单元，用于获取所述现实物件的ID；
转换关系获取子单元，用于从所述定位物件的存储器、或现实物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务中获取与所述ID所对应的相对位置转换关系及姿态角转换关系。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
模型信息获取单元，用于从所述定位物件的存储器、或现实物件的存储器、或虚拟现实设备的存储器、或第三方服务中获取与所述ID所对应的三维模型信息。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
展示单元，用于以所述指定坐标系中所述目标三维坐标及所述目标姿态角所指示的位置及角度，采用三维模型信息及属性信息所指示的方式，调整所述虚拟物件的位置、姿态及属性值。
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