CN106527887B - 虚拟物体选取方法、装置及vr系统 - Google Patents

虚拟物体选取方法、装置及vr系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种虚拟物体选取方法及装置，属于虚拟现实领域。所述方法包括：在三维虚拟环境中确定操作焦点的位置；以所述操作焦点为基准位置，确定所述操作焦点的三维操作范围；在接收到操作指令时，将所述受控点位于所述三维操作范围内的所述虚拟物体确定为被选取的虚拟物体；解决了基于每个虚拟物体的受控点设置响应范围，当三维虚拟环境中的虚拟物体较多时需要耗费处理单元的大量计算资源的问题；达到了不论虚拟物体有多少个，只需要为一个操作焦点确定一个三维操作范围，从而节约了处理单元的大量计算资源的效果。

Description

虚拟物体选取方法、装置及VR系统
技术领域
本发明实施例涉及虚拟现实(Virtual Reality，VR)领域，特别涉及一种虚拟物体选取方法、装置及VR系统。
背景技术
VR系统通常包括：头戴式显示器(Head Mount Display，HMD)、处理单元和输入设备。处理单元生成三维虚拟环境，HMD向用户显示该三维虚拟环境的环境画面，用户通过输入设备对三维虚拟环境中的虚拟物体进行控制。虚拟物体可以是任意的虚拟物体或角色，比如，虚拟宠物、虚拟盒子、虚拟球、虚拟棒、虚拟勺子等。
以虚拟物体是虚拟勺子为例，若用户需要对虚拟勺子进行操作，需要先使用输入设备选取该虚拟勺子，然后对虚拟勺子进行操作。在VR系统中，计算单元会基于虚拟勺子的受控点(通常为勺柄上的一个点)设置一个响应范围，比如以该受控点为球心的圆球范围为响应范围，然后当输入设备的操作焦点位于该响应范围内时，使用输入设备上的按键对该虚拟勺子进行选取和操作。
由于处理单元是基于每个虚拟物体的受控点设置响应范围，当三维虚拟环境中的虚拟物体较多时，需要耗费处理单元的大量计算资源。
发明内容
为了解决基于每个虚拟物体的受控点设置响应范围，会耗费处理单元的大量计算资源的问题，本发明实施例提供了一种虚拟物体选取方法、装置及VR系统。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种虚拟物体选取方法，所述方法包括：
在三维虚拟环境中确定操作焦点的位置，所述操作焦点是输入设备在所述三维虚拟环境中所对应的点，所述三维虚拟环境中包括虚拟物体，所述虚拟物体包括有用于接受操作的受控点；
以所述操作焦点为基准位置，确定所述操作焦点的三维操作范围；
在接收到操作指令时，将所述受控点位于所述三维操作范围内的所述虚拟物体确定为被选取的虚拟物体。
第二方面，提供了一种虚拟物体选取装置，所述装置包括：
第一确定模块，用于在三维虚拟环境中确定操作焦点的位置，所述操作焦点是输入设备在所述三维虚拟环境中所对应的点，所述三维虚拟环境中包括虚拟物体，所述虚拟物体包括有用于接受操作的受控点；
第二确定模块，用于以所述操作焦点为基准位置，确定所述操作焦点的三维操作范围；
第三确定模块，用于在接收到操作指令时，将所述受控点位于所述三维操作范围内的所述虚拟物体确定为被选取的虚拟物体。
第三方面，提供了一种VR系统，所述VR系统包括：头戴式显示器、处理单元和输入设备；所述头戴式显示器与所述处理单元相连，所述处理单元与所述输入设备相连；
所述处理单元，用于在三维虚拟环境中确定操作焦点的位置，所述操作焦点是所述输入设备在所述三维虚拟环境中所对应的点，所述三维虚拟环境中包括虚拟物体，所述虚拟物体包括有用于接受操作的受控点；
所述处理单元，用于以所述操作焦点为基准位置，确定所述操作焦点的三维操作范围；
所述处理单元，用于在接收到操作指令时，将所述受控点位于所述三维操作范围内的所述虚拟物体确定为被选取的虚拟物体。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过以操作焦点为基准位置确定操作焦点的三维操作范围，仅需要为一个操作焦点确定三维操作范围即可，不需要为每个虚拟物体的受控点设置响应范围，解决了基于每个虚拟物体的受控点设置响应范围，当三维虚拟环境中的虚拟物体较多时需要耗费处理单元的大量计算资源的问题；达到了不论虚拟物体有多少个，只需要为一个操作焦点确定一个三维操作范围，从而节约了处理单元的大量计算资源的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例提供的VR系统的结构示意图；
图2是本发明一个实施例提供的虚拟物体选取方法的流程图；
图3A至图3C是本发明一个实施例提供的受控点的示意图；
图3D是图2所提供的虚拟物体选取方法在具体实施时的示意图；
图4是本发明另一个实施例提供的虚拟物体选取方法的流程图；
图5A是本发明另一个实施例提供的虚拟物体选取方法的流程图；
图5B是图5A所提供的虚拟物体选取方法在具体实施时的示意图；
图6A是本发明另一个实施例提供的虚拟物体选取方法的流程图；
图6B是图6A所提供的虚拟物体选取方法在具体实施时的示意图；
图7A是本发明另一个实施例提供的虚拟物体选取方法的流程图；
图7B是图7A所提供的虚拟物体选取方法在具体实施时的示意图；
图8A是本发明另一个实施例提供的虚拟物体选取方法的流程图；
图8B是本发明另一个实施例提供的虚拟物体选取方法的流程图；
图9是本发明一个实施例提供的虚拟物体选取装置的框图；
图10是本发明另一个实施例提供的虚拟物体选取装置的框图；
图11是本发明另一个实施例提供的虚拟物体选取装置的框图；
图12是本发明另一个实施例提供的VR系统的框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
请参考图1，其示出了本发明一个实施例提供的VR系统的结构示意图。该VR系统包括：头戴式显示器120、处理单元140和输入设备160。
头戴式显示器120是用于佩戴在用户头部进行图像显示的显示器。头戴式显示器120通常包括佩戴部和显示部，佩戴部包括用于将头戴式显示器120佩戴在用户头部的眼镜腿及弹性带，显示部包括左眼显示屏和右眼显示屏。头戴式显示器120能够在左眼显示屏和右眼显示屏显示不同的图像，从而为用户模拟出三维虚拟环境。
头戴式显示器120通过柔性电路板或硬件接口与处理单元140电性相连。
处理单元140通常集成在头戴式显示器120的内部。处理单元140用于建模三维虚拟环境、生成三维虚拟环境所对应的显示画面、生成三维虚拟环境中的虚拟物体等。处理单元140接收输入设备160的输入信号，并生成头戴式显示器120的显示画面。处理单元140通常由设置在电路板上的处理器、存储器、图像处理单元等电子器件实现。可选地，处理单元140还包括运动传感器，用于捕捉用户的头部动作，并根据用户的头部动作改变头戴式显示器120中的显示画面。
处理单元140通过线缆、蓝牙连接或Wi-Fi(Wireless-Fidelity，无线保真)连接与输入设备160相连。
输入设备160是体感手套、体感手柄、遥控器、跑步机、鼠标、键盘、人眼聚焦设备等输入外设。可选地，输入设备160中设置有物理按键和运动传感器。物理按键用于接收用户触发的操作指令，运动传感器用于采集输入设备160的空间姿态。作为运动传感器的一种，重力加速度传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向；陀螺仪传感器可检测各个方向上角速度的大小，检测出输入设备160的旋转动作。输入设备160在接收到操作指令时，向处理单元140发送操作指令；输入设备160在发生移动和/或旋转时，向处理单元140发送移动数据和/或旋转数据。
请参考图2，其示出了本发明一个实施例提供的虚拟物体选取方法的方法流程图。本实施例以该虚拟物体选取方法应用于图1所示的VR系统中来举例说明。该方法包括：
步骤201，在三维虚拟环境中确定操作焦点的位置，操作焦点是输入设备在三维虚拟环境中所对应的点，三维虚拟环境中包括虚拟物体，虚拟物体包括有用于接受操作的受控点；
三维虚拟环境是由处理单元建模得到的虚拟环境。该三维虚拟环境可以是一个房间、一栋建筑、一个游戏场景等。可选地，三维虚拟环境包括：x轴、y轴和z轴所形成的虚拟坐标系。x轴、y轴和z轴中任意两个轴之间垂直。
三维虚拟环境中包括若干个虚拟物体，每个虚拟物体在三维虚拟环境中具有对应的三维坐标。每个虚拟物体具有一个或一个以上的受控点。比如，虚拟物体是一个盒子，该盒子的中心点是受控点32，如图3A所示；又比如，虚拟物体是牙刷，该牙刷的刷柄内的一个点是受控点32，如图3B所示；再比如，虚拟物体是一个棍子，该棍子的两端内分别有一个受控点32，如图3C所示。
操作焦点是输入设备在三维虚拟环境中所对应的点，操作角点用于指示输入设备在三维虚拟环境中的操作位置。可选地，操作焦点在三维虚拟环境中具有对应的三维坐标。当输入设备发生移动时，操作焦点也会发生移动。
步骤202，以操作焦点为基准位置，确定操作焦点的三维操作范围；
可选地，三维操作范围是以操作焦点为球心的圆球状范围。比如，三维操作范围是以操作焦点为球心，半径为20厘米的圆球状范围。
随着操作焦点在三维虚拟环境中的移动，三维操作范围在三维虚拟环境中也会发生移动。
控制单元以操作焦点为基准位置，实时确定操作焦点的三维操作范围。
步骤203，在接收到操作指令时，将受控点位于三维操作范围内的虚拟物体确定为被选取的虚拟物体。
受控点是虚拟物体上用于接受操作的点。可选地，受控点在三维虚拟环境中具有对应的三维坐标。当虚拟物体发生移动时，受控点也会发生移动。
操作指令是输入设备接收到的指令。操作指令包括：选取物体指令、拾取物体指令、打开物体指令、使用物体指令、拍打物体指令、攻击指令等指令中的任意一种。本实施例对操作指令的操作类型不加以限定，视具体的实施例所决定。
可选地，在处理单元接收到操作指令时，处理单元检测三维操作范围内是否存在虚拟物体的受控点；当三维操作范围内存在一个虚拟物体的受控点，则将受控点位于三维操作范围内的虚拟物体确定为被选取的虚拟物体。
示意性的，参考图3D，三维虚拟环境30中包括:虚拟桌子31和虚拟盒子33，虚拟盒子33放置在虚拟桌子31上，控制单元以操作焦点35为球心，确定球形的三维操作范围37。当操作焦点35发生移动时，三维操作范围37也发生移动。当控制单元接收到打开物体指令时，控制单元检测三维操作范围37内是否存在虚拟物体的受控点32，当虚拟盒子33的受控点32位于三维操作范围37内时，控制单元将该虚拟盒子33确定为被选取的虚拟物体。
可选地，当三维操作范围内不存在虚拟物体的受控点时，处理单元不响应操作指令；当三维操作范围内存在一个虚拟物体的受控点时，处理单元直接将该虚拟物体作为被选取的虚拟物体；当三维操作范围内存在至少两个虚拟物体的受控点时，处理单元从至少两个虚拟物体的受控点中，自动选择出一个虚拟物体作为被选取的虚拟物体。
综上所述，本实施例提供的虚拟物体选取方法，通过以操作焦点为基准位置确定操作焦点的三维操作范围，仅需要为一个操作焦点确定三维操作范围即可，不需要为每个虚拟物体的受控点设置响应范围，解决了基于每个虚拟物体的受控点设置响应范围，当三维虚拟环境中的虚拟物体较多时需要耗费处理单元的大量计算资源的问题；达到了不论虚拟物体有多少个，只需要为一个操作焦点确定一个三维操作范围，从而节约了处理单元的大量计算资源的效果。
在图3D中，以三维操作范围中存在一个虚拟物体的受控点为例，但是在更多的实施场景中，受控点位于三维操作范围的虚拟物体为两个或两个以上。此时，步骤203可替代实现成为步骤203a和步骤203b，如图4所示：
步骤203a，在接收到操作指令时，确定受控点位于三维操作范围内的虚拟物体；
在接收到操作指令时，处理单元检测三维操作范围内是否存在虚拟物体的受控点。该检测过程可以由三维操作范围与受控点之间的求交集运算或碰撞检测运算实现。
步骤203b，在三维操作范围内存在的虚拟物体为至少两个时，按照虚拟物体的属性信息确定出被选取的虚拟物体。
处理单元根据虚拟物体的属性信息，从两个或两个以上虚拟物体中自动确定出一个虚拟物体作为被选取的虚拟物体。
其中，虚拟物体的属性信息包括：虚拟物体的物体类型、虚拟物体的优先级、虚拟物体的受控点与操作焦点之间的距离中的至少一种。
综上所述，本实施例提供的虚拟物体选取方法，通过在虚拟物体为至少两个时，由处理单元自动选择出一个被选取的虚拟物体，减少用户的操作步骤和时间成本，并且能够兼顾用户的自主选择意愿和自动选择虚拟物体的便捷性。
由于虚拟物体的属性信息包括三种信息中的至少一种。当虚拟物体的属性信息包括虚拟物体的物体类型时，参考如下图5A所示实施例；当虚拟物体的属性信息包括虚拟物体的优先级时，参考如下图6A所示实施例；当虚拟物体的属性信息包括虚拟物体的受控点与操作焦点之间的距离时，参考如下图7A所示实施例。
请参考图5A，其示出了本发明一个实施例提供的虚拟物体选取方法的方法流程图。本实施例以该虚拟物体选取方法应用于图1所示的VR系统来举例说明。该方法包括：
步骤501，在三维虚拟环境中确定操作焦点的位置，操作焦点是输入设备在三维虚拟环境中所对应的点，三维虚拟环境中包括虚拟物体，虚拟物体包括有用于接受操作的受控点；
在VR系统运行后，处理单元建模得到三维虚拟环境，输入设备在三维虚拟环境中对应有操作焦点。处理单元根据输入设备在实际环境中的空间位置，确定操作焦点在三维虚拟环境中的位置。
当输入设备发生移动时，输入设备向处理单元发送移动数据，处理单元根据移动数据将操作焦点在三维虚拟环境中进行移动。可选地，如果操作焦点是具有方向性的操作焦点，比如手型操作焦点或者枪型操作焦点，当输入设备发生旋转时，输入设备向处理单元发送旋转数据，处理单元根据旋转数据将操作焦点在三维虚拟环境中进行旋转。
其中，移动数据用于指示输入设备在x轴、y轴和/或z轴上的移动距离；旋转数据用于指示输入设备在x轴、y轴和/或z轴上的旋转角度。
步骤502，以操作焦点为基准位置，确定操作焦点的三维操作范围；
示意性的，处理单元以操作焦点为球心确定球形的三维操作范围，作为操作焦点的三维操作范围。
可选地，当操作焦点移动时，该操作焦点的三维操作范围也会发生移动。
步骤503，在接收到操作指令时，获取操作指令对应的操作类型；
用户在输入设备上触发操作指令。触发方式包括但不限于：按压输入设备上的物理按键、使用输入设备做出预定手势、摇晃输入设备等。
其中，操作指令的操作类型包括但不限于：选取物体、拾取物体、打开物体、使用物体、拍打物体、攻击中的至少一种。
比如，按压输入设备上的物理按键A时，触发拾取物体指令；按压输入设备上的物理按键B时，触发打开物体指令。
输入设备将操作指令发送给处理单元，处理单元在接收到操作指令后，确定操作指令的操作类型。示意性的，操作指令的操作类型是打开物体。
步骤504，确定受控点位于三维操作范围内的虚拟物体；
可选地，处理单元对三维操作范围和虚拟物体的受控点进行求交集计算，当存在交集时，确定虚拟物体的受控点位于三维操作范围内。
可选地，当三维操作范围内不存在虚拟物体的受控点时，处理单元不响应操作指令；当三维操作范围内存在一个虚拟物体的受控点时，处理单元将该虚拟物体确定为被选取的虚拟物体。
当三维操作范围内的虚拟物体为至少两个时，进入步骤505。
步骤505，在虚拟物体为至少两个时，确定每个虚拟物体对应的物体类型；
每个虚拟物体对应各自的物体类型，物体类型包括但不限于：墙壁、柱子、桌子、椅子、杯子、水壶、盘子、植物、人物、岩石等各种类型，本实施例对该物体类型的划分形式不加以限定。
步骤506，从每个虚体物体对应的物体类型中，确定出与操作类型匹配的目标物体类型，目标物体类型是具有响应操作指令的能力的类型；
对于每一种操作指令来讲，并不一定是所有的虚拟物体都能够响应该操作指令。比如，盒子具有响应打开物体指令的能力，但勺子不具有响应打开物体指令的能力；又比如，杯子具有响应拾取物体指令的能力，但墙壁不具有响应拾取物体指令的能力。拾取物体指令是用于将物体拾取到虚拟手中的指令。
可选地，处理单元中存储有操作类型和物体类型之间的匹配关系。下表一示意性的示出了该对应关系。
表一
处理单元根据预存的匹配关系，确定出与操作类型匹配的目标物体类型，目标物体类型是具有响应操作指令的能力的类型。
步骤507，将具有目标物体类型的虚拟物体，确定为被选取的虚拟物体；
示意性的参考图5B，三维虚拟环境50中包括：虚拟水壶51、虚拟杯子52。控制单元以操作焦点53为中心点，确定出球状的三维操作范围54。当控制单元接收到打开物体指令时，确定出虚拟水壶51的受控点和虚拟杯子52的受控点位于三维操作范围54内，控制单元确定虚拟水壶51的物体类型与操作类型匹配，虚拟杯子52的物体类型与操作类型不匹配，控制单元将虚拟水壶51确定为被选取的虚拟物体。
步骤508，控制被选取的虚拟物体对操作指令进行响应。
处理单元控制虚拟水壶51对打开物体指令进行响应，比如控制虚拟水壶51展现出打开水壶盖的动画。
综上所述，本实施例提供的虚拟物体选取方法，在三维操作范围内的虚拟物体为两个或两个以上时，通过与操作类型匹配的物体类型自动选择出一个虚拟物体作为被选取的虚拟物体，实现了既能满足用户自身的选择意愿，又能实现对虚拟物体的自动选取，减少用户在多个虚拟物体时的选取操作次数，高效智能的帮助用户选取合适的虚拟物体。
请参考图6A，其示出了本发明一个实施例提供的虚拟物体选取方法的方法流程图。本实施例以该虚拟物体选取方法应用于图1所示的VR系统来举例说明。该方法包括：
步骤601，在三维虚拟环境中确定操作焦点的位置，操作焦点是输入设备在三维虚拟环境中所对应的点，三维虚拟环境中包括虚拟物体，虚拟物体包括有用于接受操作的受控点；
步骤602，以操作焦点为基准位置，确定操作焦点的三维操作范围；
示意性的，处理单元以操作焦点为球心确定椭球形的三维操作范围，作为操作焦点的三维操作范围。
可选地，当操作焦点移动时，该操作焦点的三维操作范围也会发生移动。
步骤603，在接收到操作指令时，确定受控点位于三维操作范围内的虚拟物体；
示意性的，操作指令是打开物体指令。
可选地，处理单元对三维操作范围和虚拟物体的受控点进行求交集计算，当存在交集时，确定虚拟物体的受控点位于三维操作范围内。
可选地，当三维操作范围内不存在虚拟物体的受控点时，处理单元不响应操作指令；当三维操作范围内存在一个虚拟物体的受控点时，处理单元将该虚拟物体确定为被选取的虚拟物体。
当三维操作范围内的虚拟物体为至少两个时，进入步骤604。
步骤604，在虚拟物体为至少两个时，确定每个虚拟物体的优先级；
可选地，每个虚拟物体的优先级是预设的优先级。或者，每个虚拟物体的优先级与历史使用次数呈正相关关系，历史使用次数越多，优先级越高。
示意性的参考图6B，三维虚拟环境60中包括：虚拟圆盒子61、虚拟方盒子62。控制单元以操作焦点64为中心点，确定出椭球状的三维操作范围65。当控制单元接收到打开物体指令时，确定出虚拟物体61和虚拟物体62位于三维操作范围65内，控制单元确定虚拟圆盒子61具有预设的优先级2，虚拟方盒子62具有预设的优先级1。
步骤605，将具有最高优先级的虚拟物体，确定为被选取的虚拟物体。
由于优先级1大于优先级2，所以控制单元将虚拟方盒子62确定为被选取的虚拟物体。
步骤606，控制被选取的虚拟物体对操作指令进行响应。
处理单元打开虚拟方盒子62。
综上所述，本实施例提供的虚拟物体选取方法，在三维操作范围内的虚拟物体为两个或两个以上时，通过优先级高低来自动选择出一个虚拟物体作为被选取的虚拟物体，实现了既能满足用户自身的选择意愿，又能实现对虚拟物体的自动选取，减少用户在多个虚拟物体时的选取操作次数，高效智能的帮助用户选取合适的虚拟物体。
请参考图7A，其示出了本发明一个实施例提供的虚拟物体选取方法的方法流程图。本实施例以该虚拟物体选取方法应用于图1所示的VR系统来举例说明。该方法包括：
步骤701，在三维虚拟环境中确定操作焦点的位置，操作焦点是输入设备在三维虚拟环境中所对应的点，三维虚拟环境中包括虚拟物体，虚拟物体包括有用于接受操作的受控点；
步骤702，以操作焦点为基准位置，确定操作焦点的三维操作范围；
示意性的，操作焦点为具有方向性的手型操作焦点，处理单元以手型操作焦点为起始点，手心向外方向为中心线，确定出圆锥形状的三维操作范围。
可选地，当操作焦点移动时，该操作焦点的三维操作范围也会发生移动；当操作焦点发生旋转时，该操作焦点的三维操作范围也会发生旋转。
步骤703，在接收到操作指令时，确定受控点位于三维操作范围内的虚拟物体；
示意性的，操作指令是拾取物体指令。
可选地，处理单元对三维操作范围和虚拟物体的受控点进行求交集计算，当存在交集时，确定虚拟物体的受控点位于三维操作范围内。
可选地，当三维操作范围内不存在虚拟物体的受控点时，处理单元不响应操作指令；当三维操作范围内存在一个虚拟物体的受控点时，处理单元将该虚拟物体确定为被选取的虚拟物体。
当三维操作范围内的虚拟物体为至少两个时，进入步骤704。
步骤704，在虚拟物体为至少两个时，确定每个虚拟物体的受控点与操作焦点之间的距离；
在三维操作范围内的虚拟物体为两个或两个以上时，处理单元计算每个虚拟物体的受控点与操作焦点之间的距离。
设操作焦点A在三维虚拟环境中的坐标为(x1，y1，z1)；虚拟物体的受控点B在三维虚拟环境中的坐标为(x2，y2，z2)，则操作焦点A与受控点B之间的距离d为：
可选地，若一个虚拟物体包括多个受控点，则处理单元计算该虚拟物体的每个受控点与操作焦点之间的距离，取最小的一个距离作为该虚拟物体的受控点与操作焦点之间的距离。
步骤705，将具有最小距离的虚拟物体，确定为被选取的虚拟物体。
在计算出每个虚拟物体的受控点与操作焦点之间的距离后，处理单元将具有最小距离的虚拟物体，确定为被选取的虚拟物体。
示意性的参考图7B，三维虚拟环境70中包括：虚拟物体71、虚拟物体72、虚拟物体73。控制单元以手型操作焦点74为起始点，手心向外方向为中心线，确定出圆锥形状的三维操作范围75。当控制单元接收到拾取物体指令时，确定出虚拟物体71、虚拟物体72、虚拟物体73位于三维操作范围75内，控制单元计算虚拟物体71的受控点与手型操作焦点74之间的距离1，计算虚拟物体72的受控点与手型操作焦点74之间的距离2，计算虚拟物体73的受控点与手型操作焦点74之间的距离3。由于距离1＜距离2＜距离3，所以控制单元将虚拟物体71确定为被选取的虚拟物体。
步骤706，控制被选取的虚拟物体对操作指令进行响应。
示意性的，操作指令是拾取物体指令，则处理单元将虚拟物体1拾取到手型操作焦点74对应的虚拟手中。
综上所述，本实施例提供的虚拟物体选取方法，在三维操作范围内的虚拟物体为两个或两个以上时，通过距离远近来自动选择出一个虚拟物体作为被选取的虚拟物体，实现了既能满足用户自身的选择意愿，又能实现对虚拟物体的自动选取，减少用户在多个虚拟物体时的选取操作次数，高效智能的帮助用户选取合适的虚拟物体。
上述的图5A实施例、图6A实施例和图7A实施例能够两两结合实施，或者三者结合实施。示意性的，在三维操作范围内的虚拟物体为多个时，将具有匹配的物体类型且优先级最高的虚拟物体确定为被选取的虚拟物体；或者，将具有匹配的物体类型且距离最近的虚拟物体确定为被选取的虚拟物体；或者，将优先级最高且距离最近的虚拟物体确定为被选取的虚拟物体，或者，具有匹配的物体类型且优先级最高且距离最近的虚拟物体确定为被选取的虚拟物体。
下面采用图8A对上述图5A实施例、图6A实施例和图7A实施例进行组合时的实施例进行示意。当虚拟物体的属性信息包括：虚拟物体的物体类型、虚拟物体的优先级、虚拟物体的受控点与操作焦点之间的距离这三种信息中的至少两种时，步骤203可被替代实现成为步骤203c至步骤203e，如图8A所示：
步骤203c，按照每个虚拟物体的第i种属性信息，确定第i次选取出的虚拟物体；
每种属性信息是上述三种属性信息中的一种。i的初始值为1且i为整数。示意性的，第1种属性信息是虚拟物体的物体类型；第2种属性信息是虚拟物体的优先级；第3种属性信息是虚拟物体的受控点与操作角点之间的距离，但本实施例并不限定每种属性信息的具体形式。
当第i种属性信息是虚拟物体的物体类型时，确定第i次选取出的虚拟物体的过程，可以参考如图5A实施例所提供的技术方案；当第i种属性信息是虚拟物体的优先级时，可以参考如图6A实施例所提供的技术方案；当第i种属性信息是虚拟物体的受控点与操作焦点之间的距离时，可以参考如图7A实施例所提供的技术方案。
根据第i种属性信息进行第i次选取时，有可能选择出一个虚拟物体，此时进入步骤203d；也有可能选择出多个虚拟物体，这多个虚拟物体具有相同的第i种属性信息，此时进入步骤203e。
步骤203d，当第i次选取出的虚拟物体为一个时，将第i次选取出的虚拟物体确定为被选取的虚拟物体；
步骤203e，当第i次选取出的虚拟物体为两个或两个以上时，按照每个虚拟物体的第i+1种属性信息，确定第i+1次选取出的虚拟物体；
如果第i次选取出的虚拟物体为两个或两个以上，则对第i次选取出的虚拟物体，按照每个虚拟物体的第i+1种属性信息，确定出第i+1次选取出的虚拟物体，循环执行上述步骤，直至选择出最终的一个被选取的虚拟物体。
例如，如果受控点位于三维操作范围内的虚拟物体为多个，处理单元先按照第1种属性信息“虚拟物体的物体类型”，确定出第1次选取出的虚拟物体；如果第1次选取出的虚拟物体为1个，则确定为最终的被选取的虚拟物体；如果第1次选取出的虚拟物体为2个或2个以上，则处理单元再按照第2种属性信息“虚拟物体的优先级”，确定出第2次选取出的虚拟物体；如果第2次选取出的虚拟物体为1个，则确定为最终的被选取的虚拟物体；如果第2次选取出的虚拟物体为2个或2个以上，则处理单元再按照第3种属性信息“虚拟物体的受控点与操作焦点之间的距离”，确定出第3次选取出的虚拟物体；如果第3次选取出的虚拟物体为1个，则确定为最终的被选取的虚拟物体；如果第3次选取出的虚拟物体为2个或2个以上，则处理单元认为选择失败，不做响应或者弹出错误提示信息。
为了对上述图8A实施例的过程进行更为详细的阐述，下面采用图8B对上述三个实施例结合实施的实施例进行阐述。
图8B示出了本发明另一实施例提供的虚拟物体选取方法的流程图。本实施例以该虚拟物体选取方法应用于图1所示的VR系统中来举例说明。该方法包括：
步骤801，在三维虚拟环境中确定操作焦点的位置，操作焦点是输入设备在三维虚拟环境中所对应的点，三维虚拟环境中包括虚拟物体，虚拟物体包括有用于接受操作的受控点；
步骤802，以操作焦点为基准位置，确定操作焦点的三维操作范围；
可选地，三维操作范围是以操作焦点为基准位置的圆球状范围、椭球状范围、圆锥状范围、立方体范围、圆柱体范围中的至少一种。可选地，如果操作焦点是具有方向性的操作焦点，比如手型操作焦点、枪型操作焦点等，处理单元以操作焦点为基准点，操作焦点的方向线为中心线，确定操作焦点的三维操作范围。
步骤803，在接收到操作指令时，确定受控点位于三维操作范围内的虚拟物体；
可选地，处理单元对三维操作范围和虚拟物体的受控点进行求交集计算，当存在交集时，确定虚拟物体的受控点位于三维操作范围内。
当三维操作范围内不存在虚拟物体的受控点时，进入步骤804；
当三维操作范围内存在一个虚拟物体的受控点时，进入步骤805；
当三维操作范围内存在两个或两个以上的虚拟物体的受控点时，进入步骤806。
步骤804，不响应操作指令；
步骤805，将该虚拟物体确定为被选取的虚拟物体；
步骤806，获取操作指令对应的操作类型；
步骤807，确定每个虚拟物体对应的物体类型；
步骤808，从每个虚体物体对应的物体类型中，确定出与操作类型匹配的目标物体类型，目标物体类型是具有响应操作指令的能力的类型；
步骤809，检测具有目标物体类型的虚拟物体是否超过一个；
若具有目标物体类型的虚拟物体仅有一个，则进入步骤805；若具有目标物体类型的虚拟物体为两个或两个以上，则进入步骤810。
步骤810，确定具有目标物体类型的虚拟物体的优先级；
步骤811，检测具有最高优先级的虚拟物体是否超过一个；
若具有最高优先级的虚拟物体为仅有一个，则进入步骤805；若具有最高优先级的虚拟物体为两个或两个以上，则进入步骤812。
步骤812，确定具有最高优先级的虚拟物体的受控点与操作焦点的距离；
步骤813，将具有最小距离的虚拟物体确定为被选取的虚拟物体。
步骤814，控制被选取的虚拟物体对操作指令进行响应。
示意性的，当操作指令是选取物体指令时，控制虚拟物体处于被选取状态；当操作指令是拾取物体指令时，控制虚拟物体处于被虚拟手(或其它元素)拾取的状态；当操作指令是打开物体指令时，控制虚拟物体处于被打开状态；当操作指令是使用物体指令时，控制虚拟物体处于被使用状态；当操作指令是拍打物体指令时，控制虚拟物体处于被虚拟手(或其它元素)拍打的状态；当操作指令是攻击指令时，控制虚拟物体处于被攻击状态。
综上所述，本实施例提供的虚拟物体选取方法，在三维操作范围内的虚拟物体为两个或两个以上时，通过与操作类型匹配的物体类型、优先级和距离三种因素自动选择出一个虚拟物体作为被选取的虚拟物体，实现了既能满足用户自身的选择意愿，又能实现对虚拟物体的自动选取，减少用户在多个虚拟物体时的选取操作次数，高效智能的帮助用户选取合适的虚拟物体。
下述为本发明装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于本发明装置实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。
请参考图9，其示出了本发明一个实施例提供的虚拟物体选取装置的结构方框图。本实施例以该虚拟物体选取装置应用于图1所示的VR系统中来举例说明。该虚拟物体选取装置，包括：
第一确定模块901，用于在三维虚拟环境中确定操作焦点的位置。
可选地，操作焦点是输入设备在三维虚拟环境中所对应的点，三维虚拟环境中包括虚拟物体，虚拟物体包括有用于接受操作的受控点。
第二确定模块902，用于以操作焦点为基准位置，确定操作焦点的三维操作范围。
第三确定模块903，用于在接收到操作指令时，将受控点位于三维操作范围内的虚拟物体确定为被选取的虚拟物体。
综上所述，本实施例提供的虚拟物体选取装置，通过以操作焦点为基准位置确定操作焦点的三维操作范围，仅需要为一个操作焦点确定三维操作范围即可，不需要为每个虚拟物体的受控点设置响应范围，解决了基于每个虚拟物体的受控点设置响应范围，当三维虚拟环境中的虚拟物体较多时需要耗费处理单元的大量计算资源的问题；达到了不论虚拟物体有多少个，只需要为一个操作焦点确定一个三维操作范围，从而节约了处理单元的大量计算资源的效果。
请参考图10，其示出了发明另一个实施例提供的虚拟物体选取装置的结构方框图。本实施例以该虚拟物体选取装置应用于图1所示的VR系统中来举例说明。该虚拟物体选取装置，包括：
第一确定模块1010，用于在三维虚拟环境中确定操作焦点的位置。
可选地，操作焦点是输入设备在三维虚拟环境中所对应的点，三维虚拟环境中包括虚拟物体，虚拟物体包括有用于接受操作的受控点。
第二确定模块1020，用于以操作焦点为基准位置，确定操作焦点的三维操作范围。
第三确定模块1030，用于在接收到操作指令时，将受控点位于三维操作范围内的虚拟物体确定为被选取的虚拟物体。
可选地，第三确定模块1030包括第一确定单元1031和第二确定单元1032。
第一确定单元1031，用于在接收到操作指令时，确定受控点位于三维操作范围内的虚拟物体。
第二确定单元1032，用于在虚拟物体为至少两个时，按照虚拟物体的属性信息确定出被选取的虚拟物体。
可选地，属性信息包括：虚拟物体的物体类型、虚拟物体的优先级和虚拟物体的受控点与操作焦点之间的距离中的至少一种。
综上所述，本实施例提供的虚拟物体选取装置，通过在虚拟物体为至少两个时，由处理单元自动选择出一个被选取的虚拟物体，减少用户的操作步骤和时间成本，并且能够兼顾用户的自主选择意愿和自动选择虚拟物体的便捷性。
请参考图11，其示出了发明一个实施例提供的虚拟物体选取装置的结构方框图。本实施例以该虚拟物体选取装置应用于图1所示的VR系统中来举例说明。该虚拟物体选取装置，包括：
第一确定模块1110，用于在三维虚拟环境中确定操作焦点的位置。
可选地，操作焦点是输入设备在三维虚拟环境中所对应的点，三维虚拟环境中包括虚拟物体，虚拟物体包括有用于接受操作的受控点。
第二确定模块1120，用于以操作焦点为基准位置，确定操作焦点的三维操作范围。
第三确定模块1130，用于在接收到操作指令时，将受控点位于三维操作范围内的虚拟物体确定为被选取的虚拟物体。
可选地，第三确定模块1130包括第一确定单元1131和第二确定单元1132。
第一确定单元1131，用于在接收到操作指令时，确定受控点位于三维操作范围内的虚拟物体。
第二确定单元1132，用于在虚拟物体为至少两个时，按照虚拟物体的属性信息确定出被选取的虚拟物体。
可选地，属性信息包括：虚拟物体的物体类型、虚拟物体的优先级和虚拟物体的受控点与操作焦点之间的距离中的至少一种。
可选地，当属性信息包括虚拟物体的物体类型时，第二确定单元1132，包括：指令获取子单元、第一确定子单元、第二确定子单元；可选地，当属性信息包括虚拟物体的优先级时，第二确定单元1132还包括：第三确定子单元、第四确定子单元、第五确定子单元；可选地，当属性信息包括虚拟物体的受控点与操作焦点之间的距离时，第二确定单元1132还包括：第六确定子单元和第七确定子单元；可选地，属性信息包括至少两种时，第二确定单元1132还包括：第八确定子单元和第九确定子单元。
指令获取子单元，用于获取操作指令对应的操作类型。
第一确定子单元，用于确定每个虚拟物体对应的物体类型。
第二确定子单元，用于从每个所述虚体物体对应的物体类型中，确定出与所述操作类型匹配的目标物体类型。
可选地，目标物体类型是具有响应操作指令的能力的类型。
第三确定子单元，用于将具有目标物体类型的虚拟物体，确定为被选取的虚拟物体。
第四确定子单元，用于确定每个虚拟物体的优先级。
第五确定子单元，用于将具有最高优先级的虚拟物体，确定为被选取的虚拟物体。
第六确定子单元，用于确定每个虚拟物体的受控点与操作焦点之间的距离。
第七确定子单元，用于将具有最小距离的虚拟物体，确定为被选取的虚拟物体。
第八确定子单元，用于按照每个所述虚拟物体的第i种属性信息，确定第i次选取出的虚拟物体；
第九确定子单元，用于当所述第i次选取出的所述虚拟物体为一个时，将所述第i次选取出的所述虚拟物体确定为所述被选取的虚拟物体；
所述第八确定子单元，还用于当所述第i次选取出的所述虚拟物体为两个或两个以上时，令i＝i+1，重新执行所述按照每个所述虚拟物体的第i种属性信息，确定第i次选取出的虚拟物体；
其中，i的初始值为1且i为整数。
指令响应模块1140，用于控制被选取的虚拟物体对操作指令进行响应。
综上所述，本实施例提供的虚拟物体选取装置，在三维操作范围内的虚拟物体为两个或两个以上时，通过与操作类型匹配的物体类型、优先级和距离三种因素自动选择出一个虚拟物体作为被选取的虚拟物体，实现了既能满足用户自身的选择意愿，又能实现对虚拟物体的自动选取，减少用户在多个虚拟物体时的选取操作次数，高效智能的帮助用户选取合适的虚拟物体。
请参考图12，其示出了本发明一个实施例提供的VR系统的结构示意图。该VR系统包括：头戴式显示器120、处理单元140和输入设备160。
头戴式显示器120是用于佩戴在用户头部进行图像显示的显示器。
头戴式显示器120通过柔性电路板或硬件接口与处理单元140电性相连。
处理单元140通常集成在头戴式显示器120的内部。处理单元140包括处理器142和存储器144。存储器144是用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质，比如RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存或其他固态存储其技术，CD-ROM、DVD或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备。存储器144存储有一个或一个以上的程序指令，该程序指令包括用于实现上述各个方法实施例所提供的虚拟物体选取方法的指令。处理器142用于执行存储器144中的指令，来实现上述各个方法实施例所提供的虚拟物体选取方法。
处理单元140通过线缆、蓝牙连接或Wi-Fi(Wireless-Fidelity，无线保真)连接与输入设备160相连。
输入设备160是体感手套、体感手柄、遥控器、跑步机、鼠标、键盘、人眼聚焦设备等输入外设。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中的存储器中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入终端中的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，该一个或者一个以上程序被一个或者一个以上的处理器用来执行虚拟物体选取方法。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种虚拟物体选取方法，其特征在于，所述方法包括：
在三维虚拟环境中确定操作焦点的位置，所述操作焦点是输入设备在所述三维虚拟环境中所对应的点，所述操作焦点用于指示所述输入设备在所述三维虚拟环境中的操作位置，所述三维虚拟环境中包括虚拟物体，所述虚拟物体包括有用于接受操作的受控点，所述受控点在所述三维虚拟环境中具有对应的三维坐标；
以所述操作焦点为基准位置，确定所述操作焦点的三维操作范围；
在接收到操作指令时，通过所述三维操作范围与所述受控点之间的求交集运算或碰撞检测运算检测所述三维操作范围内是否存在虚拟物体的受控点，确定所述受控点位于所述三维操作范围内的所述虚拟物体；
在所述虚拟物体为至少两个时，按照所述虚拟物体的属性信息确定出所述被选取的虚拟物体；
其中，所述属性信息包括：所述虚拟物体的物体类型、所述虚拟物体的优先级和所述虚拟物体的所述受控点与所述操作焦点之间的距离中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述属性信息包括：所述虚拟物体的物体类型；
所述在所述虚拟物体为至少两个时，按照所述虚拟物体的属性信息确定出所述被选取的虚拟物体，包括：
获取所述操作指令对应的操作类型；
确定每个所述虚拟物体对应的物体类型；
从每个所述虚拟物体对应的物体类型中，确定出与所述操作类型匹配的目标物体类型，所述目标物体类型是具有响应所述操作指令的能力的类型；
将具有所述目标物体类型的所述虚拟物体，确定为所述被选取的虚拟物体。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述属性信息包括：所述虚拟物体的优先级；
所述在所述虚拟物体为至少两个时，按照所述虚拟物体的属性信息确定出所述被选取的虚拟物体，包括：
确定每个所述虚拟物体的优先级；
将具有最高优先级的所述虚拟物体，确定为所述被选取的虚拟物体。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述属性信息包括：所述虚拟物体的所述受控点与所述操作焦点之间的距离；
所述在所述虚拟物体为至少两个时，按照所述虚拟物体的属性信息确定出所述被选取的虚拟物体，包括：
确定每个所述虚拟物体的所述受控点与所述操作焦点之间的距离；
将具有最小距离的所述虚拟物体，确定为所述被选取的虚拟物体。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述属性信息包括：所述虚拟物体的物体类型、所述虚拟物体的优先级和所述虚拟物体的所述受控点与所述操作焦点之间的距离中的至少两种；
所述在所述虚拟物体为至少两个时，按照所述虚拟物体的属性信息确定出所述被选取的虚拟物体，包括：
按照每个所述虚拟物体的第i种属性信息，确定第i次选取出的虚拟物体；
当所述第i次选取出的所述虚拟物体为一个时，将所述第i次选取出的所述虚拟物体确定为所述被选取的虚拟物体；
当所述第i次选取出的所述虚拟物体为两个或两个以上时，按照每个所述虚拟物体的第i+1种属性信息，确定第i+1次选取出的虚拟物体；
其中，i的初始值为1且i为整数。
6.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述在接收到操作指令时，将所述受控点位于所述三维操作范围内的所述虚拟物体确定为被选取的虚拟物体之后，还包括：
控制所述被选取的虚拟物体对所述操作指令进行响应。
7.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述三维操作范围是以所述操作焦点为基准位置的圆球状范围、椭球状范围、圆锥状范围、立方体范围、圆柱体范围中的至少一种。
8.一种虚拟物体选取装置，其特征在于，所述装置包括：
第一确定模块，用于在三维虚拟环境中确定操作焦点的位置，所述操作焦点是输入设备在所述三维虚拟环境中所对应的点，所述操作焦点用于指示所述输入设备在所述三维虚拟环境中的操作位置，所述三维虚拟环境中包括虚拟物体，所述虚拟物体包括有用于接受操作的受控点，所述受控点在所述三维虚拟环境中具有对应的三维坐标；
第二确定模块，用于以所述操作焦点为基准位置，确定所述操作焦点的三维操作范围；
第三确定模块，包括:
第一确定单元，用于在接收到操作指令时，通过所述三维操作范围与所述受控点之间的求交集运算或碰撞检测运算检测所述三维操作范围内是否存在虚拟物体的受控点，确定所述受控点位于所述三维操作范围内的所述虚拟物体；
第二确定单元，用于在所述虚拟物体为至少两个时，按照所述虚拟物体的属性信息确定出所述被选取的虚拟物体；
其中，所述属性信息包括：所述虚拟物体的物体类型、所述虚拟物体的优先级和所述虚拟物体的所述受控点与所述操作焦点之间的距离中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述属性信息包括：所述虚拟物体的物体类型；所述第二确定单元，包括：
指令获取子单元，用于获取所述操作指令对应的操作类型；
第一确定子单元，用于确定每个所述虚拟物体对应的物体类型；
第二确定子单元，用于从每个所述虚拟物体对应的物体类型中，确定出与所述操作类型匹配的目标物体类型，所述目标物体类型是具有响应所述操作指令的能力的类型；
第三确定子单元，用于将具有所述目标物体类型的所述虚拟物体，确定为所述被选取的虚拟物体。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述属性信息包括：所述虚拟物体的优先级；所述第二确定单元，还包括：
第四确定子单元，用于确定每个所述虚拟物体的优先级；
第五确定子单元，用于将具有最高优先级的所述虚拟物体，确定为所述被选取的虚拟物体。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述属性信息包括：所述虚拟物体的所述受控点与所述操作焦点之间的距离；所述第二确定单元，还包括：
第六确定子单元，用于确定每个所述虚拟物体的所述受控点与所述操作焦点之间的距离；
第七确定子单元，用于将具有最小距离的所述虚拟物体，确定为所述被选取的虚拟物体。
12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述属性信息包括：所述虚拟物体的物体类型、所述虚拟物体的优先级和所述虚拟物体的所述受控点与所述操作焦点之间的距离中的至少两种；
所述第二确定单元，包括：
第八确定子单元，用于按照每个所述虚拟物体的第i种属性信息，确定第i次选取出的虚拟物体；
第九确定子单元，用于当所述第i次选取出的所述虚拟物体为一个时，将所述第i次选取出的所述虚拟物体确定为所述被选取的虚拟物体；
所述第八确定子单元，还用于当所述第i次选取出的所述虚拟物体为两个或两个以上时，按照每个所述虚拟物体的第i+1种属性信息，确定第i+1次选取出的虚拟物体；
其中，i的初始值为1且i为整数。
13.根据权利要求8至12任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括:
指令响应模块，用于控制所述被选取的虚拟物体对所述操作指令进行响应。
14.根据权利要求8至12任一所述的装置，其特征在于，所述三维操作范围是以所述操作焦点为基准位置的圆球状范围、椭球状范围、圆锥状范围、立方体范围、圆柱体范围中的至少一种。
15.一种虚拟现实VR系统，其特征在于，所述VR系统包括：头戴式显示器、处理单元和输入设备；所述头戴式显示器与所述处理单元相连，所述处理单元与所述输入设备相连；
所述处理单元，用于在三维虚拟环境中确定操作焦点的位置，所述操作焦点是所述输入设备在所述三维虚拟环境中所对应的点，所述操作焦点用于指示所述输入设备在所述三维虚拟环境中的操作位置，所述三维虚拟环境中包括虚拟物体，所述虚拟物体包括有用于接受操作的受控点，所述受控点在所述三维虚拟环境中具有对应的三维坐标；
所述处理单元，用于以所述操作焦点为基准位置，确定所述操作焦点的三维操作范围；
所述处理单元，用于在接收到操作指令时，
通过所述三维操作范围与所述受控点之间的求交集运算或碰撞检测运算检测所述三维操作范围内是否存在虚拟物体的受控点，确定所述受控点位于所述三维操作范围内的所述虚拟物体；
在所述虚拟物体为至少两个时，按照所述虚拟物体的属性信息确定出所述被选取的虚拟物体；
其中，所述属性信息包括：所述虚拟物体的物体类型、所述虚拟物体的优先级和所述虚拟物体的所述受控点与所述操作焦点之间的距离中的至少一种。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有程序，所述程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1至7任一项所述的虚拟物体选取方法。
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