CN108628452B - 虚拟现实设备、基于虚拟现实设备的显示控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种虚拟现实设备、基于虚拟现实设备的显示控制方法及装置，通过VR设备中的第一操控设备可以获取佩戴者的身体的第一部位的第一信息，通过VR设备中的第二操控设备可以获取佩戴者的身体的第二部位的第二信息，进而由VR设备中的VR显示设备根据第一信息调整虚拟环境中与第一部位对应的第一虚拟部位在虚拟环境中的空间方位以及根据第二信息调整虚拟环境中与第二部位对应的第二虚拟部位在虚拟环境中的空间方位，实现对佩戴者的身体的第一部位和第二部位在三维空间中的运动轨迹的跟踪，提高佩戴者的沉浸感，且相对于单一的手部的空间方位信息来说，增加用于优化虚拟环境的信息，从而提高VR设备的虚拟环境的优化空间。

Description

虚拟现实设备、基于虚拟现实设备的显示控制方法及装置

技术领域

本发明属于虚拟现实技术领域，更具体的说，尤其涉及一种虚拟现实设备、基于虚拟现实设备的显示控制方法及装置。

背景技术

VR(VirtualReality，虚拟现实)技术是一种可以创建和体验虚拟环境的计算机仿真系统，其已经被广泛地运用到影视、虚拟现实游戏和虚拟绘画等场景下，在这些场景下，用户可以佩戴应用VR技术的VR设备，使用户沉浸到该场景下的虚拟环境中。

目前VR设备包括：VR显示设备和与VR显示设备通信、且用于控制VR设备的手柄，其中VR显示设备具有独立处理器，用于接收手柄发送的手部在VR显示设备所处的三维空间中的姿态信息，根据手部的姿态信息调整手部在虚拟环境中的姿态，由此实现对手部在三维空间中的姿态跟踪，且通过跟踪手部的姿态实现对虚拟环境中对象的控制。

但是目前VR设备中仅通过手柄来控制VR设备，这就意味着目前VR设备仅能跟踪手部在三维空间中的姿态，降低用户沉浸感，且VR设备仅能获取手部的姿态信息，使得VR设备的虚拟环境的优化空间有限。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种虚拟现实设备、基于虚拟现实设备的显示控制方法及装置，用于提高佩戴者的沉浸感以及提高虚拟环境的优化空间。技术方案如下：

本发明提供一种虚拟现实设备，所述虚拟现实设备包括：第一操控设备、第二操控设备和虚拟现实显示设备；

所述第一操控设备可固定在佩戴者的身体的第一部位，用于获取所述第一部位在所述虚拟现实设备所处三维空间中的第一信息，所述第一信息用于确定出所述第一部位在所述三维空间中的空间方位；

所述第二操控设备可固定在所述佩戴者的身体的第二部位，用于获取所述第二部位在所述虚拟现实设备所处三维空间中的第二信息，所述第二信息用于确定出所述第二部位在所述三维空间中的空间方位，所述第一部位和所述第二部位其中之一属于所述佩戴者的身体的上半部分，另一个属于所述佩戴者的身体的下半部分，或者所述第一部位和第二部位为所述佩戴者的身体的上半部分相连的两个部位，或者所述第一部位和第二部位为所述佩戴者的身体的下半部分相连的两个部位；

所述虚拟现实显示设备，用于为所述佩戴者呈现虚拟环境，并根据所述第一信息，调整所述虚拟环境中与所述第一部位对应的第一虚拟部位在所述虚拟环境中的空间方位，根据所述第二信息，调整所述虚拟环境中与所述第二部位对应的第二虚拟部位在所述虚拟环境中的空间方位。

优选的，所述虚拟现实显示设备，还用于根据所述第一信息和所述第二信息，获得所述第一虚拟部位和所述第二虚拟部位相对于预设参考平面的深度信息，并根据所述深度信息，调整所述虚拟环境中第一虚拟部位和第二虚拟部位与所述预设参考平面之间的距离。

优选的，所述第二操控设备包括：可固定在所述第二部位的第一子部位的第一操控子设备和可固定在所述第二部位的第二子部位的第二操控子设备，所述第一子部位和所述第二子部位为所述第二部位中相连的两个部位；

所述第一操控子设备，用于获取所述第一子部位在所述三维空间中的第一子信息，所述第一子信息用于确定出所述第一子部位在所述三维空间中的空间方位；

所述第二操控子设备，用于获取所述第二子部位在所述三维空间中的第二子信息，所述第二子信息用于确定出所述第二子部位在所述三维空间中的空间方位，所述第二信息包括所述第一子信息和所述第二子信息。

优选的，所述第一操控子设备包括：第一姿态传感器和第一通信模块，所述第一姿态传感器用于采集所述第一子部位在所述三维空间中的第一运动姿态信息，将所述第一运动姿态信息确定为所述第一子信息；

所述第二操控子设备包括：第二姿态传感器，所述第二姿态传感器，用于采集所述第二子部位在所述三维空间中的第二运动姿态信息，将所述第二运动姿态信息确定为所述第二子信息，并将所述第二子信息发送给所述第一通信模块；

所述第一通信模块，用于将所述第一子信息和所述第二子信息发送给所述虚拟现实显示设备。

优选的，所述第一操控子设备包括：第一姿态传感器、第一处理器和第一通信模块，所述第一姿态传感器用于采集所述第一子部位在所述三维空间中的第一运动姿态信息；

所述第一处理器，用于根据所述第一运动姿态信息，计算用于确定出所述第一子部位在所述三维空间中的空间方位的第一子信息；

所述第二操控子设备包括：第二姿态传感器，所述第二姿态传感器，用于采集所述第二子部位在所述三维空间中的第二运动姿态信息，将所述第二运动姿态信息发送给所述第一处理器；

所述第一处理器，还用于根据所述第二运动姿态信息，计算用于确定出所述第二子部位在所述三维空间中的空间方位的第二子信息；

所述第一通信模块，用于将所述第一子信息和所述第二子信息发送给所述虚拟现实显示设备。

优选的，所述第一操控设备包括：第三姿态传感器、第二处理器和第二通信模块；

所述第三姿态传感器，用于采集所述第一部位在所述三维空间中的第三运动姿态信息；

所述第二处理器，用于根据所述第三运动姿态信息，计算用于确定出所述第一部位在所述三维空间中的空间方位的第一信息，并通过所述第二通信模块向所述虚拟现实显示设备发送所述第一信息。

优选的，所述第一操控设备可固定在所述佩戴者的手部上，所述第一操控子设备可固定在所述佩戴者的小臂上，所述第二操控子设备可固定在所述佩戴者的大臂上。

本发明还提供一种基于虚拟现实设备的显示控制方法，所述方法包括：

获取所述虚拟现实设备的第一操控设备采集的第一信息，其中所述第一信息用于确定出第一部位在所述虚拟现实设备所处三维空间中的空间方位，所述第一部位为固定有所述第一操控设备的佩戴者的身体部位；

获取所述虚拟现实设备的第二操控设备采集的第二信息，其中所述第二信息用于确定出第二部位在所述虚拟现实设备所处三维空间中的空间方位，所述第二部位为固定有所述第二操控设备的佩戴者的身体部位，所述第一部位和所述第二部位其中之一属于所述佩戴者的身体的上半部分，另一个属于所述佩戴者的身体的下半部分，或者所述第一部位和第二部位为所述佩戴者的身体的上半部分相连的两个部位，或者所述第一部位和第二部位为所述佩戴者的身体的下半部分相连的两个部位；

根据所述第一信息，调整为所述佩戴者呈现的虚拟环境中与所述第一部位对应的第一虚拟部位在所述虚拟环境中的空间方位；

根据所述第二信息，调整所述虚拟环境中与所述第二部位对应的第二虚拟部位在所述虚拟环境中的空间方位。

优选的，所述方法还包括：根据所述第一信息和所述第二信息，获得所述第一虚拟部位和所述第二虚拟部位相对于预设参考平面的深度信息；

根据所述深度信息，调整所述虚拟环境中第一虚拟部位和第二虚拟部位与所述预设参考平面之间的距离。

本发明还提供一种基于虚拟现实设备的显示控制装置，所述装置包括：

第一获取单元，用于获取所述虚拟现实设备的第一操控设备采集的第一信息，其中所述第一信息用于确定出第一部位在所述虚拟现实设备所处三维空间中的空间方位，所述第一部位为固定有所述第一操控设备的佩戴者的身体部位；

第二获取单元，用于获取所述虚拟现实设备的第二操控设备采集的第二信息，其中所述第二信息用于确定出第二部位在所述虚拟现实设备所处三维空间中的空间方位，所述第二部位为固定有所述第二操控设备的佩戴者的身体部位，所述第一部位和所述第二部位其中之一属于所述佩戴者的身体的上半部分，另一个属于所述佩戴者的身体的下半部分，或者所述第一部位和第二部位为所述佩戴者的身体的上半部分相连的两个部位，或者所述第一部位和第二部位为所述佩戴者的身体的下半部分相连的两个部位；

调整单元，用于根据所述第一信息，调整为所述佩戴者呈现的虚拟环境中与所述第一部位对应的第一虚拟部位在所述虚拟环境中的空间方位，以及用于根据所述第二信息，调整所述虚拟环境中与所述第二部位对应的第二虚拟部位在所述虚拟环境中的空间方位。

与现有技术相比，本发明提供的上述技术方案具有如下优点：

从上述技术方案可知，通过VR设备中的第一操控设备可以获取佩戴者的身体的第一部位的第一信息，通过VR设备中的第二操控设备可以获取佩戴者的身体的第二部位的第二信息，进而由VR设备中的VR显示设备根据第一信息调整虚拟环境中与第一部位对应的第一虚拟部位在虚拟环境中的空间方位以及根据第二信息调整虚拟环境中与第二部位对应的第二虚拟部位在虚拟环境中的空间方位，实现对佩戴者的身体的第一部位和第二部位在三维空间中的运动轨迹的跟踪，提高佩戴者的沉浸感，且相对于单一的手部的空间方位信息来说，增加用于优化虚拟环境的信息，从而提高VR设备的虚拟环境的优化空间。

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，下面描述中的附图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是本发明实施例提供的一种VR设备的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种VR设备的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种第二操控设备的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种第二操控设备的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的第一操控设备的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种基于虚拟现实设备的显示控制方法的流程图；

图7是本发明实施例提供的另一种基于虚拟现实设备的显示控制方法的流程图；

图8是本发明实施例提供的另一种基于虚拟现实设备的显示控制装置的结构示意图。

具体实施方式

现有VR设备包括VR显示设备和手柄，其中仅手柄可以用于控制VR设备，这就意味着VR设备仅能跟踪手部在三维空间中的姿态信息，降低佩戴者沉浸感，且VR设备仅能获取手部的空间中的姿态信息，使得用于对VR设备的虚拟环境进行优化的信息有限，进而降低虚拟环境的优化空间。为此本发明实施例提供的VR设备通过增加操控设备数量的方式，实现对佩戴者的身体的多个部位在三维空间中的运动轨迹的跟踪，以此提高佩戴者的沉浸感以及提高虚拟环境的优化空间。

在本发明实施例中以VR设备包括第一操控设备、第二操控设备和VR显示设备为例，即以VR设备可包括两个操控设备为例进行说明，但本发明实施例并不限定VR设备中包括的操控设备的数量，即VR设备可以包括三个操控设备甚至更多操控设备，以对身体的不同部位在三维空间的运动轨迹的跟踪，从而提高佩戴者的沉浸感以及提高虚拟环境的优化空间。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

请参阅图1，其示出了本发明实施例提供的VR设备的结构示意图，该VR设备通过增加操控设备数量的方式，实现对佩戴者的身体的多个部位在三维空间中的运动轨迹的跟踪，以此提高佩戴者的沉浸感以及提高虚拟环境的优化空间。在本实施例中图1所示VR设备包括：第一操控设备11、第二操控设备12和VR显示设备13。

第一操控设备11可固定在佩戴者的身体的第一部位，用于获取第一部位在VR设备所处三维空间中的第一信息，第一信息用于确定出第一部位在三维空间中的空间方位。

例如第一信息可以是第一操控设备11采集到的第一部位在三维空间中的运动姿态信息，如运动姿态信息包括但不限于第一部位在三维空间中的角速度、加速度和磁矢量数据等等，通过第一部位在三维空间中的运动姿态信息来计算第一部位在三维空间中的空间方位，具体计算过程本实施例不再阐述，又或者第一信息可以是根据运动姿态信息得到的空间方位信息，如空间方位信息包括但不限于第一部位在三维空间中的姿态(如欧拉角roll/pith/yaw)和位置(如在三维xyz坐标系下的坐标)等等，由此可以直接将空间方位信息指示的姿态和位置作为第一部位在三维空间中的空间方位。

其中VR设备所处三维空间是：佩戴该VR设备的佩戴者所处环境对应的三维空间，对于VR设备所处三维空间的建立可以参阅现有VR设备中三维空间的建立方法，对此本实施例不再阐述。

第二操控设备12可固定在佩戴者的身体的第二部位，用于获取第二部位在VR设备所处三维空间中的第二信息，第二信息用于确定出第二部位在三维空间中的空间方位，其中第一部位和第二部位其中之一属于佩戴者的身体的上半部分，另一个属于佩戴者的身体的下半部分，也就是说第一操控设备11固定在佩戴者的身体的上半部分的一个部位上，如手部或臂部等，第二操控设备12固定在佩戴者的身体的下半部分的一个部位上，如腿部或脚部等。或者第一部位和第二部位为佩戴者的身体的上半部分相连的两个部位，如手部和小臂；或者第一部位和第二部位为佩戴者的下半部分相连的两个部位，如大腿和小腿。

在本实施例中，第二信息可以是第二操控设备12采集到的第二部位在三维空间中的运动姿态信息，如运动姿态信息包括但不限于第二部位在三维空间中的角速度、加速度和磁矢量数据等等，通过第二部位在三维空间中的运动姿态信息来计算第一部位在三维空间中的空间方位，具体计算过程本实施例不再阐述，又或者第二信息可以是根据运动姿态信息得到的空间方位信息，如空间方位信息包括但不限于第二部位在三维空间中的姿态(如欧拉角roll/pith/yaw)和位置(如在三维xyz坐标系下的坐标)等等，由此可以直接将空间方位信息指示的姿态和位置作为第一部位在三维空间中的空间方位。

从上述第一操控设备11和第二操控设备12可知，通过第一操控设备11和第二操控设备12可以获取到佩戴者的身体中两个部位在三维空间中的信息，以通过该信息确定出这两个部位在三维空间中的空间方位。例如第一部位是佩戴者的身体的手部，第二部位是与手部相连的胳膊，则通过第一操控设备11和第二操控设备12可以获取到手部和胳膊在三维空间中的信息，以确定出这两个部位在三维空间中的空间方位。对于第一操控设备11和第二操控设备12来说，将其固定在身体的对应部位的方式可以是：为操控设备设置对应的固定部件，如操控设备可以包括一固定部件或者为操控设备选取一个固定部件，该固定部件可采用缠绕、套和魔术贴等方式固定在身体的对应部位。

例如第一操控设备11为可固定在手部的操控设备，可以为第一操控设备11选取一个手套，将第一操控设备11固定在手套上，然后将手套套在手部，此时第一操控设备11即被固定在手部。

VR显示设备13，用于为佩戴者呈现虚拟环境，并根据第一信息，调整虚拟环境中与第一部位对应的第一虚拟部位在虚拟环境中的空间方位，根据第二信息，调整虚拟环境中与第二部位对应的第二虚拟部位在虚拟环境中的空间方位。

其中VR显示设备13可固定在佩戴者的头部，通过VR技术为佩戴者呈现一虚拟环境，在该虚拟环境中构建与第一部位对应的第一虚拟部位以及与第二部位对应的第二虚拟部位，以通过第一虚拟部位和第二虚拟部位来模拟第一部位和第二部位，并基于第一信息和第二信息来调整第一虚拟部位在虚拟环境中的空间方位和第二虚拟部位在虚拟环境中的空间方位，使得第一虚拟部位和第二虚拟部位在虚拟环境中的运动与第一部位和第二部位在三维空间中的运动保持一致，对于如何调整本实施例不再详述。例如在第一部位是手部的时候，可以在该虚拟环境中构建手部和物体作为第一虚拟部位，且物体位于手部的手掌中，由此可知第一部位是身体的某个部位时，第一虚拟部位除是身体的某个部位的虚拟部位之外，还可以是与虚拟部位相关联的其他虚拟对象。

在本实施例中，VR显示设备13在正常开机后，VR显示设备13检测其与哪个操控设备成功连接(所谓成功连接是VR显示设备13可以与操控设备通信)，如VR显示设备13中存储有与其成功连接的操控设备的设备标识信息，根据设备标识信息确定与其成功连接的操控设备，在VR显示设备13呈现的虚拟环境中显示与该操控设备对应的佩戴者的身体部位对应的虚拟部位(第一虚拟部位和第二虚拟部位中与身体部位对应的虚拟部位)，并根据该操控设备的信息调整身体部位对应的虚拟部位在虚拟环境中的空间方位，其他未成功连接的操控设备对应的佩戴者的身体部位处于隐藏状态，即在虚拟环境中不显示未成功连接的操控设备对应的佩戴者的身体部位对应的虚拟部位，且不会调整该身体部位对应的虚拟部位在虚拟环境中的空间方位。

如VR显示设备13与上述第一操控设备11成功连接，但与上述第二操控设备12未成功连接，则在虚拟环境中显示与第一部位对应的第一虚拟部位，并根据第一部位对应的第一信息，调整第一虚拟部位在虚拟环境中的空间方位；对于第二部位来说，由于第二操控设备12与VR显示设备13未成功连接，因此在虚拟环境中不显示与第二部位对应的第二虚拟部位，进而也不会调整第二虚拟部位在虚拟环境中的空间方位。

若VR设备中还包括其他操控设备，则对于操控设备相对应的佩戴者的身体部位在虚拟环境中呈现与否，也可以参阅对上述第一操控设备11和第二操控设备12的说明，具体不再一一阐述。并且对于VR显示设备13来说，其可以通过现有建模方式调整第一虚拟部位或第二虚拟部位在虚拟环境中的空间方位，对此本实施例不再阐述。

此外，在本实施例中VR显示设备13，还用于根据第一信息和第二信息，获得第一虚拟部位和第二虚拟部位相对于预设参考平面的深度信息，并根据深度信息，调整虚拟环境中第一虚拟部位和第二虚拟部位与预设参考平面之间的距离。其中第一部位和第二部位相对于预设参考平面的深度信息可以是：第一部位和第二部位这一整体中预设目标点相对于预设参考平面的深度信息，如第一部位是手部，第二部位是胳膊的情况下，这一深度信息是第一虚拟部位中某个虚拟手指相对于预设参考平面的深度信息。

在本实施例中，VR显示设备13可以根据预设深度信息与距离之间的关系，在获得深度信息后根据深度信息查找与其对应的距离，并将查找到的距离作为第一虚拟部位和第二虚拟部位与预设参考平面之间的距离，实现对第一虚拟部位和第二虚拟部位与预设参考平面之间的距离调整，而这一距离调整会使得第一虚拟部位和第二虚拟部位呈现出与预设参考平面的远近变化，从而实现根据深度信息对虚拟环境的空间进行远近优化，提高佩戴者的沉浸感。其中预设参考平面可以是佩戴者的眼睛所在水平面，当然预设参考平面还可以采用其他面作为参考平面，对此本实施例不加以限制，相对应的预设目标点也可以根据实际应用场景而定，对此本实施例也不加以限制。

从上述技术方案可知，通过VR设备中的第一操控设备可以获取佩戴者的身体的第一部位的第一信息，通过VR设备中的第二操控设备可以获取佩戴者的身体的第二部位的第二信息，进而由VR设备中的VR显示设备根据第一信息调整虚拟环境中与第一部位对应的第一虚拟部位在虚拟环境中的空间方位以及根据第二信息调整虚拟环境中与第二部位对应的第二虚拟部位在虚拟环境中的空间方位，实现对佩戴者的身体的第一部位和第二部位在三维空间中的运动轨迹的跟踪，提高佩戴者的沉浸感，且相对于单一的手部的空间方位信息来说，增加用于优化虚拟环境的信息，从而提高VR设备的虚拟环境的优化空间。

在本实施例中，第一操控设备11和第二操控设备12中的任意一个操控设备可以至少包括两个操控子设备，这两个操控子设备固定在操控设备对应的身体部位的两个相连的子部位上，如第二操控设备12包括：可固定在第二部位的第一子部位的第一操控子设备121和可固定在第二部位的第二子部位的第二操控子设备122，如图2所示，第一子部位和第二子部位为第二部位中相连的两个部位。如第二操控设备12为固定在胳膊的操控设备，则第一操控子设备121可以固定在胳膊的小臂部分，第二操控子设备122可以固定在胳膊的大臂部分。

第一操控子设备121，用于获取第一子部位在三维空间中的第一子信息，第一子信息用于确定出第一子部位在三维空间中的空间方位。第二操控子设备122，用于获取第二子部位在三维空间中的第二子信息，第二子信息用于确定出第二子部位在三维空间中的空间方位，第二信息包括第一子信息和第二子信息。对于第一子信息和第二子信息的可行方式请参阅上述对第一信息和第二信息的说明，如可以是对应子部位在三维空间中的运动姿态信息，又或者是根据运动姿态信息得到的空间方位信息，对此本实施例不再阐述。

而固定第一操控子设备121和第二操控子设备122的方式可以是：为第二操控设备12设置对应的固定部件，如第二操控设备12可以包括一固定部件或者为第二操控设备12选取一个固定部件，第一操控子设备121和第二操控子设备122可以固定在该固定部件上，并且该固定部件可采用缠绕、套和魔术贴等方式固定在身体的对应部位，而在固定部件固定在身体的对应部位时，第一操控子设备121和第二操控子设备122也被固定在对应的子部位。

例如第二操控设备12为可固定在胳膊的操控设备，可以为第二操控设备12选取一个护肘，将第一操控子设备121和第二操控子设备122通过魔术贴或缝制等固定方式固定在护肘上，需要注意的是：第一操控子设备121需要固定在护肘与小臂对应的区域，第二操控子设备122需要固定在护肘与大臂对应的区域，这样在将护肘佩戴在胳膊上，第一操控子设备121和第二操控子设备122也被固定在胳膊上。

在本实施例中，第一操控子设备121和第二操控子设备122的一种结构如图3所示，其中第一操控子设备121包括：第一姿态传感器1211和第一通信模块1212，第二操控子设备122包括：第二姿态传感器1221。

第一姿态传感器1211用于采集第一子部位在三维空间中的第一运动姿态信息，将第一运动姿态信息确定为第一子信息。第二姿态传感器1221，用于采集第二子部位在三维空间中的第二运动姿态信息，将第二运动姿态信息确定为第二子信息，并将第二子信息发送给第一通信模块1212。

其中第一姿态传感器1211和第二姿态传感器1221是标定后的姿态传感器，如通过安装误差标定、温漂标定、磁场标定和标度因数标定等标定方式进行标定后的姿态传感器，这样可以提高获取的子信息的精度。

第一通信模块1212，用于将第一子信息和第二子信息发送给VR显示设备13。也就是说，在第二操控设备12中包括一个第一通信模块1212，该第一通信模块1212可以将第一子信息和第二子信息发送给VR显示设备13，如第一通信模块1212以有线或无线方式发送第一子信息和第二子信息，这种设置一个通信模块的方式可以有效降低成本，减少工艺复杂性，并且相对于多个通信模块来说，其对通信带宽的要求低于多个通信模块对通信带宽的要求，进而可以提高通信可靠性和通信速度。

请参阅图4，其示出了本发明实施例提供的第一操控子设备121和第二操控子设备122的另一种结构，相对于图3所示第一操控子设备121和第二操控子设备122来说，在第一操控子设备121中增加第一处理器1213。

其中第一处理器1213，用于根据第一运动姿态信息，计算用于确定出第一子部位在三维空间中的空间方位的第一子信息，以及用于根据第二运动姿态信息，计算用于确定出第二子部位在三维空间中的空间方位的第二子信息。并通过第一通信模块1212发送第一子信息和第二子信息发送给VR显示设备13。也就是说，相对于图3所示第一操控子设备121和第二操控子设备122来说，在图4所示第一操控子设备121和第二操控子设备122增加一个可以第一运动姿态信息和第二运动姿态信息进行处理的第一处理器1213，第一处理器1213计算得到的第一子信息和第二子信息可以分别是：第一部位在三维空间中的空间方位信息和第二部位在三维空间中的空间方位信息，从而使得VR显示设备13可以直接使用第一子信息和第二子信息。

在本实施例中，第一处理器1213可以通过导航结算方法，如互补滤波算法对第一运动姿态信息和第二运动姿态信息的处理，得到用于确定出第一子部位在三维空间中的空间方位的第一子信息和用于确定出第二子部位在三维空间中的空间方位的第二子信息，对此本实施例不再阐述，且对于第二姿态传感器1221来说，其可以采用有线或无线方式发送第二子信息。

请参阅图5，其示出了本发明实施例提供的第一操控设备11的结构，该第一操控设备11包括：第三姿态传感器111、第二处理器112和第二通信模块113。

第三姿态传感器111，用于采集第第一部位在三维空间中的第三运动姿态信息。其中第三姿态传感器111是标定后的姿态传感器，如通过安装误差标定、温漂标定、磁场标定和标度因数标定等标定方式进行标定后的姿态传感器，这样可以提高第三运动姿态信息的精度。

第二处理器112，用于根据第三运动姿态信息，计算用于确定出第一部位在三维空间中的空间方位的第一信息，并通过第二通信模块113向VR显示设备13发送第一信息。比如第二处理器112可以通过导航结算方法，如互补滤波算法对第三运动姿态信息和第二运动姿态信息的处理，且对于第二通信模块113来说，其可以采用有线或无线方式发送第一信息。

相对于上述第一操控设备11和第二操控设备12来说，VR显示设备13可以包括：姿态传感器、处理器和通信模块；姿态传感器用于采集VR显示设备13对应的身体部位，如佩戴者的头部的运动姿态信息，且姿态传感器可以是标定后的姿态传感器，如通过安装误差标定、温漂标定、磁场标定和标度因数标定等标定方式进行标定后的姿态传感器，这样可以提高运动姿态信息的精度。

处理器，用于通过通信模块获取上述第一信息和第二信息，根据第一信息，调整虚拟环境中与第一部位对应的第一虚拟部位在虚拟环境中的空间方位，根据第二信息，调整虚拟环境中与第二部位对应的第二虚拟部位在虚拟环境中的空间方位。进一步处理器还可以用于根据第一信息和第二信息，获得第一虚拟部位和第二虚拟部位相对于预设参考平面的深度信息，并根据深度信息，调整虚拟环境中第一虚拟部位和第二虚拟部位与预设参考平面之间的距离，具体阐述请参阅上述VR显示设备对应的相关说明。

并且对于第一操控设备11和第二操控设备12来说，两个操控设备可以通过各自的通信模块与VR显示设备的通信模块通信，这样使得第一操控设备11和第二操控设备12是两个相对独立的操作设备，在一个操控设备异常的情况下，另一个操控设备仍可以独立工作，但是这种分别采用独立通信模块通信的方式会提高对通信带宽的要求。当然第一操控设备11和第二操控设备12也可以通过一个通信模块与VR显示设备通信，如通过第一操控设备11中的第二通信模块113与VR显示设备中的通信模块通信，这种方式虽然可以降低对通信带宽的要求，但是需要第一操控设备11和第二操控设备12中的信息同步，增加第二通信模块113的等待时长，使得VR显示设备中的姿态调整不及时，降低调整速率。

对于前述的各设备实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的部件组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的部件组合的限制，因为依据本发明，某些部件组合可以采用其他可选结构。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的部件组合并不一定是本发明所必须的。

与上述设备实施例相对应，本发明实施例还提供一种基于虚拟现实设备的显示控制方法，其流程图如图6所示，可以包括以下步骤：

S101：获取虚拟现实设备的第一操控设备采集的第一信息，其中第一信息用于确定出第一部位在虚拟现实设备所处三维空间中的空间方位，第一部位为固定有第一操控设备的佩戴者的身体部位，对于第一信息的说明以及第一操控设备如何采集到第一信息，请参阅上述设备实施例中的相关说明，对此本实施例不再阐述。

S102：获取虚拟现实设备的第二操控设备采集的第二信息，其中第二信息用于确定出第二部位在虚拟现实设备所处三维空间中的空间方位，第二部位为固定有第二操控设备的佩戴者的身体部位，对于第二信息的说明以及第二操控设备如何采集到第二信息，请参阅上述设备实施例中的相关说明，对此本实施例不再阐述。

对于第一部位和第二部位来说，第一部位和第二部位其中之一属于佩戴者的身体的上半部分，另一个属于佩戴者的身体的下半部分，或者第一部位和第二部位为佩戴者的身体的上半部分相连的两个部位，或者第一部位和第二部位为佩戴者的身体的下半部分相连的两个部位。

S103：根据第一信息，调整为佩戴者呈现的虚拟环境中与第一部位对应的第一虚拟部位在虚拟环境中的空间方位。

S104：根据第二信息，调整虚拟环境中与第二部位对应的第二虚拟部位在虚拟环境中的空间方位。

例如，通过VR技术为佩戴者呈现一虚拟环境，在该虚拟环境中构建与第一部位对应的第一虚拟部位以及与第二部位对应的第二虚拟部位，以通过第一虚拟部位和第二虚拟部位来模拟第一部位和第二部位，并基于第一信息和第二信息来调整第一虚拟部位在虚拟环境中的空间方位和第二虚拟部位在虚拟环境中的空间方位，使得第一虚拟部位和第二虚拟部位在虚拟环境中的运动与第一部位和第二部位在三维空间中的运动保持一致。例如在第一部位是手部的时候，可以在该虚拟环境中构建手部和物体作为第一虚拟部位，且物体位于手部的手掌中，由此可知第一部位是身体的某个部位时，第一虚拟部位除是身体的某个部位的虚拟部位之外，还可以是与虚拟部位相关联的其他虚拟对象。

在这里需要说明的一点是：上述步骤S101和S102可以并行执行，同样的S103和S104也可以并行执行，即同时获取到第一信息和第二信息，并同时根据第一信息和第二信息，调整第一虚拟部位和第二虚拟部位在虚拟环境中的空间方位。

此外，本实施例还可以对虚拟现实设备中VR显示设备与第一操控设备和第二操控设备的连接进行检测，在检测到VR显示设备与某个操控设备成功连接的情况下，在虚拟环境中显示成功连接的操控设备对应的身体部位的虚拟部位，并基于对应的信息调整该虚拟部位，这样就可以仅在虚拟环境中构建成功连接的操控设备对应的身体部位的虚拟部位，节省部分工作量。

在上述图6所示方法的基础上，本发明实施例提供的基于虚拟现实设备的显示控制方法还可以包括以下步骤：

S105：根据第一信息和第二信息，获得第一虚拟部位和第二虚拟部位相对于预设参考平面的深度信息。

其中第一部位和第二部位相对于预设参考平面的深度信息可以是：第一部位和第二部位这一整体中预设目标点相对于预设参考平面的深度信息，如第一部位是手部，第二部位是胳膊的情况下，这一深度信息是第一虚拟部位中某个虚拟手指相对于预设参考平面的深度信息。预设参考平面可以是佩戴者的眼睛所在水平面，当然预设参考平面还可以采用其他面作为参考平面，对此本实施例不加以限制，相对应的预设目标点也可以根据实际应用场景而定，对此本实施例也不加以限制。

S106：根据深度信息，调整虚拟环境中第一虚拟部位和第二虚拟部位与预设参考平面之间的距离。例如可以根据预设深度信息与距离之间的关系，在获得深度信息后根据深度信息查找与其对应的距离，并将查找到的距离作为第一虚拟部位和第二虚拟部位与预设参考平面之间的距离，实现对第一虚拟部位和第二虚拟部位与预设参考平面之间的距离调整，而这一距离调整会使得第一虚拟部位和第二虚拟部位呈现出与预设参考平面的远近变化，从而实现根据深度信息对虚拟环境的空间进行远近优化，提高佩戴者的沉浸感。

从上述技术方案可知，通过VR设备中的第一操控设备可以获取佩戴者的身体的第一部位的第一信息，通过VR设备中的第二操控设备可以获取佩戴者的身体的第二部位的第二信息，进而由VR设备中的VR显示设备根据第一信息调整虚拟环境中与第一部位对应的第一虚拟部位在虚拟环境中的空间方位以及根据第二信息调整虚拟环境中与第二部位对应的第二虚拟部位在虚拟环境中的空间方位，实现对佩戴者的身体的第一部位和第二部位在三维空间中的运动轨迹的跟踪，提高佩戴者的沉浸感，且相对于单一的手部的空间方位信息来说，增加用于优化虚拟环境的信息，从而提高VR设备的虚拟环境的优化空间。

与上述方法实施例相对应，本发明实施例还提供一种基于虚拟现实设备的显示控制装置，其结构如图8所示，可以包括：第一获取单元21、第二获取单元22和调整单元23。

第一获取单元21，用于获取虚拟现实设备的第一操控设备采集的第一信息，其中第一信息用于确定出第一部位在虚拟现实设备所处三维空间中的空间方位，第一部位为固定有第一操控设备的佩戴者的身体部位，对于第一信息的说明以及第一操控设备如何采集到第一信息，请参阅上述设备实施例中的相关说明，对此本实施例不再阐述。

第二获取单元22，用于获取虚拟现实设备的第二操控设备采集的第二信息，其中第二信息用于确定出第二部位在虚拟现实设备所处三维空间中的空间方位，第二部位为固定有第二操控设备的佩戴者的身体部位，对于第二信息的说明以及第二操控设备如何采集到第二信息，请参阅上述设备实施例中的相关说明，对此本实施例不再阐述。

对于第一部位和第二部位来说，第一部位和第二部位其中之一属于佩戴者的身体的上半部分，另一个属于佩戴者的身体的下半部分，或者第一部位和第二部位为佩戴者的身体的上半部分相连的两个部位，或者第一部位和第二部位为佩戴者的身体的下半部分相连的两个部位。

调整单元23，用于根据第一信息，调整为佩戴者呈现的虚拟环境中与第一部位对应的第一虚拟部位在虚拟环境中的空间方位，以及用于根据第二信息，调整虚拟环境中与第二部位对应的第二虚拟部位在虚拟环境中的空间方位。

例如，通过VR技术为佩戴者呈现一虚拟环境，在该虚拟环境中构建与第一部位对应的第一虚拟部位以及与第二部位对应的第二虚拟部位，以通过第一虚拟部位和第二虚拟部位来模拟第一部位和第二部位，并基于第一信息和第二信息来调整第一虚拟部位在虚拟环境中的空间方位和第二虚拟部位在虚拟环境中的空间方位，使得第一虚拟部位和第二虚拟部位在虚拟环境中的运动与第一部位和第二部位在三维空间中的运动保持一致。例如在第一部位是手部的时候，可以在该虚拟环境中构建手部和物体作为第一虚拟部位，且物体位于手部的手掌中，由此可知第一部位是身体的某个部位时，第一虚拟部位除是身体的某个部位的虚拟部位之外，还可以是与虚拟部位相关联的其他虚拟对象。

此外，本实施例还可以对虚拟现实设备中VR显示设备与第一操控设备和第二操控设备的连接进行检测，在检测到VR显示设备与某个操控设备成功连接的情况下，在虚拟环境中显示成功连接的操控设备对应的身体部位的虚拟部位，并基于对应的信息调整该虚拟部位，这样就可以仅在虚拟环境中构建成功连接的操控设备对应的身体部位的虚拟部位，节省部分工作量。

进一步的，上述调整单元23还用于根据第一信息和第二信息，获得第一虚拟部位和第二虚拟部位相对于预设参考平面的深度信息，并根据深度信息，调整虚拟环境中第一虚拟部位和第二虚拟部位与预设参考平面之间的距离。

其中第一部位和第二部位相对于预设参考平面的深度信息可以是：第一部位和第二部位这一整体中预设目标点相对于预设参考平面的深度信息，如第一部位是手部，第二部位是胳膊的情况下，这一深度信息是第一虚拟部位中某个虚拟手指相对于预设参考平面的深度信息。预设参考平面可以是佩戴者的眼睛所在水平面，当然预设参考平面还可以采用其他面作为参考平面，对此本实施例不加以限制，相对应的预设目标点也可以根据实际应用场景而定，对此本实施例也不加以限制。

对于调整虚拟环境中第一虚拟部位和第二虚拟部位与预设参考平面之间的距离的过程可以是：根据预设深度信息与距离之间的关系，在获得深度信息后根据深度信息查找与其对应的距离，并将查找到的距离作为第一虚拟部位和第二虚拟部位与预设参考平面之间的距离，实现对第一虚拟部位和第二虚拟部位与预设参考平面之间的距离调整，而这一距离调整会使得第一虚拟部位和第二虚拟部位呈现出与预设参考平面的远近变化，从而实现根据深度信息对虚拟环境的空间进行远近优化，提高佩戴者的沉浸感。

从上述技术方案可知，通过VR设备中的第一操控设备可以获取佩戴者的身体的第一部位的第一信息，通过VR设备中的第二操控设备可以获取佩戴者的身体的第二部位的第二信息，进而由VR设备中的VR显示设备根据第一信息调整虚拟环境中与第一部位对应的第一虚拟部位在虚拟环境中的空间方位以及根据第二信息调整虚拟环境中与第二部位对应的第二虚拟部位在虚拟环境中的空间方位，实现对佩戴者的身体的第一部位和第二部位在三维空间中的运动轨迹的跟踪，提高佩戴者的沉浸感，且相对于单一的手部的空间方位信息来说，增加用于优化虚拟环境的信息，从而提高VR设备的虚拟环境的优化空间。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于方法类实施例和装置类实施例而言，由于其与设备实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见设备实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种虚拟现实设备，其特征在于，所述虚拟现实设备包括：第一操控设备、第二操控设备和虚拟现实显示设备；

所述第一操控设备可固定在佩戴者的身体的第一部位，用于获取所述第一部位在所述虚拟现实设备所处三维空间中的第一信息，所述第一信息用于确定出所述第一部位在所述三维空间中的空间方位；

所述第二操控设备可固定在所述佩戴者的身体的第二部位，用于获取所述第二部位在所述虚拟现实设备所处三维空间中的第二信息，所述第二信息用于确定出所述第二部位在所述三维空间中的空间方位，所述第一部位和所述第二部位其中之一属于所述佩戴者的身体的上半部分，另一个属于所述佩戴者的身体的下半部分，或者所述第一部位和第二部位为所述佩戴者的身体的上半部分相连的两个部位，或者所述第一部位和第二部位为所述佩戴者的身体的下半部分相连的两个部位；

所述虚拟现实显示设备，用于为所述佩戴者呈现虚拟环境，并根据所述第一信息，调整所述虚拟环境中与所述第一部位对应的第一虚拟部位在所述虚拟环境中的空间方位，根据所述第二信息，调整所述虚拟环境中与所述第二部位对应的第二虚拟部位在所述虚拟环境中的空间方位；

其中，所述第二操控设备包括：可固定在所述第二部位的第一子部位的第一操控子设备和可固定在所述第二部位的第二子部位的第二操控子设备，所述第一子部位和所述第二子部位为所述第二部位中相连的两个部位；

所述第一操控子设备，用于获取所述第一子部位在所述三维空间中的第一子信息，所述第一子信息用于确定出所述第一子部位在所述三维空间中的空间方位；

所述第二操控子设备，用于获取所述第二子部位在所述三维空间中的第二子信息，所述第二子信息用于确定出所述第二子部位在所述三维空间中的空间方位，所述第二信息包括所述第一子信息和所述第二子信息；

其中，所述空间方位包括相应部位在三维空间中的姿态和位置。

2.根据权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述虚拟现实显示设备，还用于根据所述第一信息和所述第二信息，获得所述第一虚拟部位和所述第二虚拟部位相对于预设参考平面的深度信息，并根据所述深度信息，调整所述虚拟环境中第一虚拟部位和第二虚拟部位与所述预设参考平面之间的距离。

3.根据权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述第一操控子设备包括：第一姿态传感器和第一通信模块，所述第一姿态传感器用于采集所述第一子部位在所述三维空间中的第一运动姿态信息，将所述第一运动姿态信息确定为所述第一子信息；

所述第二操控子设备包括：第二姿态传感器，所述第二姿态传感器，用于采集所述第二子部位在所述三维空间中的第二运动姿态信息，将所述第二运动姿态信息确定为所述第二子信息，并将所述第二子信息发送给所述第一通信模块；

所述第一通信模块，用于将所述第一子信息和所述第二子信息发送给所述虚拟现实显示设备。

4.根据权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述第一操控子设备包括：第一姿态传感器、第一处理器和第一通信模块，所述第一姿态传感器用于采集所述第一子部位在所述三维空间中的第一运动姿态信息；

所述第一处理器，用于根据所述第一运动姿态信息，计算用于确定出所述第一子部位在所述三维空间中的空间方位的第一子信息；

所述第二操控子设备包括：第二姿态传感器，所述第二姿态传感器，用于采集所述第二子部位在所述三维空间中的第二运动姿态信息，将所述第二运动姿态信息发送给所述第一处理器；

所述第一处理器，还用于根据所述第二运动姿态信息，计算用于确定出所述第二子部位在所述三维空间中的空间方位的第二子信息；

所述第一通信模块，用于将所述第一子信息和所述第二子信息发送给所述虚拟现实显示设备。

5.根据权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述第一操控设备包括：第三姿态传感器、第二处理器和第二通信模块；

所述第三姿态传感器，用于采集所述第一部位在所述三维空间中的第三运动姿态信息；

所述第二处理器，用于根据所述第三运动姿态信息，计算用于确定出所述第一部位在所述三维空间中的空间方位的第一信息，并通过所述第二通信模块向所述虚拟现实显示设备发送所述第一信息。

6.根据权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述第一操控设备可固定在所述佩戴者的手部上，所述第一操控子设备可固定在所述佩戴者的小臂上，所述第二操控子设备可固定在所述佩戴者的大臂上。

7.一种基于虚拟现实设备的显示控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取所述虚拟现实设备的第一操控设备采集的第一信息，其中所述第一信息用于确定出第一部位在所述虚拟现实设备所处三维空间中的空间方位，所述第一部位为固定有所述第一操控设备的佩戴者的身体部位；

获取所述虚拟现实设备的第二操控设备采集的第二信息，其中所述第二信息用于确定出第二部位在所述虚拟现实设备所处三维空间中的空间方位，所述第二部位为固定有所述第二操控设备的佩戴者的身体部位，所述第一部位和所述第二部位其中之一属于所述佩戴者的身体的上半部分，另一个属于所述佩戴者的身体的下半部分，或者所述第一部位和第二部位为所述佩戴者的身体的上半部分相连的两个部位，或者所述第一部位和第二部位为所述佩戴者的身体的下半部分相连的两个部位；

根据所述第一信息，调整为所述佩戴者呈现的虚拟环境中与所述第一部位对应的第一虚拟部位在所述虚拟环境中的空间方位；

根据所述第二信息，调整所述虚拟环境中与所述第二部位对应的第二虚拟部位在所述虚拟环境中的空间方位；

其中，所述第二操控设备包括：可固定在所述第二部位的第一子部位的第一操控子设备和可固定在所述第二部位的第二子部位的第二操控子设备，所述第一子部位和所述第二子部位为所述第二部位中相连的两个部位；

所述第一操控子设备，用于获取所述第一子部位在所述三维空间中的第一子信息，所述第一子信息用于确定出所述第一子部位在所述三维空间中的空间方位；

所述第二操控子设备，用于获取所述第二子部位在所述三维空间中的第二子信息，所述第二子信息用于确定出所述第二子部位在所述三维空间中的空间方位，所述第二信息包括所述第一子信息和所述第二子信息；

其中，所述空间方位包括相应部位在三维空间中的姿态和位置。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述第一信息和所述第二信息，获得所述第一虚拟部位和所述第二虚拟部位相对于预设参考平面的深度信息；

根据所述深度信息，调整所述虚拟环境中第一虚拟部位和第二虚拟部位与所述预设参考平面之间的距离。

9.一种基于虚拟现实设备的显示控制装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取单元，用于获取所述虚拟现实设备的第一操控设备采集的第一信息，其中所述第一信息用于确定出第一部位在所述虚拟现实设备所处三维空间中的空间方位，所述第一部位为固定有所述第一操控设备的佩戴者的身体部位；

第二获取单元，用于获取所述虚拟现实设备的第二操控设备采集的第二信息，其中所述第二信息用于确定出第二部位在所述虚拟现实设备所处三维空间中的空间方位，所述第二部位为固定有所述第二操控设备的佩戴者的身体部位，所述第一部位和所述第二部位其中之一属于所述佩戴者的身体的上半部分，另一个属于所述佩戴者的身体的下半部分，或者所述第一部位和第二部位为所述佩戴者的身体的上半部分相连的两个部位，或者所述第一部位和第二部位为所述佩戴者的身体的下半部分相连的两个部位；

调整单元，用于根据所述第一信息，调整为所述佩戴者呈现的虚拟环境中与所述第一部位对应的第一虚拟部位在所述虚拟环境中的空间方位，以及用于根据所述第二信息，调整所述虚拟环境中与所述第二部位对应的第二虚拟部位在所述虚拟环境中的空间方位；

所述第二操控设备包括：可固定在所述第二部位的第一子部位的第一操控子设备和可固定在所述第二部位的第二子部位的第二操控子设备，所述第一子部位和所述第二子部位为所述第二部位中相连的两个部位；

所述第一操控子设备，用于获取所述第一子部位在所述三维空间中的第一子信息，所述第一子信息用于确定出所述第一子部位在所述三维空间中的空间方位；

所述第二操控子设备，用于获取所述第二子部位在所述三维空间中的第二子信息，所述第二子信息用于确定出所述第二子部位在所述三维空间中的空间方位，所述第二信息包括所述第一子信息和所述第二子信息；

其中，所述空间方位包括相应部位在三维空间中的姿态和位置。

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