CN110692033B - 用于运行虚拟现实系统的方法和虚拟现实系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行虚拟现实系统(7)的方法，在其中，借助于第一人员(8)所佩戴的第一虚拟现实眼镜(1)从第一虚拟视角显示虚拟环境(12)，根据所检测的第一人员(8)的头部位置和/或头部取向来规定第一虚拟视角，其中，借助于其它人员(9、10、11)所佩戴的至少一个其它虚拟现实眼镜(2、3、4)同样从第一虚拟视角显示相同的虚拟环境(12)。本发明还涉及一种虚拟现实系统(7)，其具有第一虚拟现实眼镜(1)和至少一个其它虚拟现实眼镜(2、3、4)，以显示虚拟环境(12)。

Description

用于运行虚拟现实系统的方法和虚拟现实系统
技术领域
本发明涉及在独立权利要求的前序部分中提到的类型的、用于运行虚拟现实系统的方法和虚拟现实系统。
背景技术
虚拟现实系统是已知的，其具有一个或多个虚拟现实眼镜，以显示虚拟环境和布置在其中的虚拟对象。因此，例如DE 102014015871A1呈现了一种虚拟现实眼镜，车辆乘员可在行驶期间在机动车中使用该虚拟现实眼镜。为了避免虚拟现实眼镜的佩戴者感到不适，规定借助于摄像机拍摄机动车的环境，其中，所拍摄的机动车环境可借助于佩戴的虚拟现实眼镜来显示。在此，可检测虚拟现实眼镜的佩戴者的头部运动，并且在显示借助于虚拟现实眼镜呈现的内容时考虑该头部运动。
DE 10 2014 221 608 A1公开了一种用于在机动车中显示接触模拟信息的方法。为了防止设计成显示接触模拟信息的数据眼镜(Datenbrille)的佩戴者感到不适而规定，在机动车的运动超过规定的阈值期间，借助于数据眼镜中断接触模拟显示。例如可在绕弯道的相对顺畅的行驶的情况下操控数据眼镜，使得在转弯行驶期间中断接触模拟信息的显示，以防止数据眼镜的佩戴者感觉不舒服。
DE 10 2014 019 579 A1公开了一种用于在机动车中运行虚拟现实眼镜的方法。借助于虚拟现实眼镜一方面例如可显示文本。为了防止虚拟现实眼镜的佩戴者在随机动车行驶期间感到不适而规定，检测与车辆运动相关的数据并且操控虚拟现实眼镜，使得借助于虚拟现实眼镜除了显示文本之外还显示根据检测的车辆运动动画化的元素或结构。
这种虚拟现实眼镜例如还可用在开发和设计活动中。因此，可行的是，不同的人可借助于这种虚拟现实眼镜看到例如正好处于开发或设计阶段中的虚拟对象。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于运行虚拟现实系统的方法以及虚拟现实系统，借助于其促进产品的开发和设计活动。
该目的通过具有独立权利要求的特征的用于运行虚拟现实系统的方法以及虚拟现实系统来实现。本发明的有利的设计方案与适宜的且不平常的改进方案在从属权利要求中给出。
对于根据本发明的用于运行虚拟现实系统的方法，借助于第一人员所佩戴的第一虚拟现实眼镜从第一虚拟视角显示虚拟环境，其中，第一虚拟视角根据所检测的第一人员的头部位置和/或头部取向来规定。根据本发明的方法的突出之处在于，借助于其它人员佩戴的至少一个其它虚拟现实眼镜同样从第一虚拟视角显示相同的虚拟环境。因此，借助于根据本发明的方法可实现，其它人员可从与第一人员相同的虚拟视角看到虚拟环境。可以说，第一人员用作图像发送者，其确定看虚拟环境和布置在其中的虚拟对象的视角。为了确定或检测第一人员的头部位置和/或头部取向，例如可规定，简单地检测和确定第一虚拟现实眼镜的位置和/或取向。
例如第一人员和其它人员一起投身于特定产品的开发，则两个人员可佩戴所述虚拟现实眼镜。通过规定的操作处理，例如可行的是，该其它人员将其佩戴的虚拟现实眼镜置于一模式下，在该模式中，借助于虚拟现实眼镜从与第一人员借助于其佩戴的第一虚拟现实眼镜得到的虚拟环境相同的虚拟视角显示虚拟环境和布置在其中的、要查看的虚拟对象。
根据本发明的方法尤其用于开发和设计活动，在其中涉及多个人员。人员可置身于其它人员的相应的虚拟视角中。因此，例如可行的是，已经佩戴相应的虚拟现实眼镜的一组人员从相同的虚拟视角呈现得到虚拟环境，该虚拟视角通过一特定的人员的头部取向和/或头部位置来规定。用作图像发送者的人员可为组的一部分或者不为组的一部分。
本发明的有利的实施方式规定，将其它虚拟现实眼镜的全部可用的显示区域完全用于从第一虚拟视角显示虚拟环境。因此，在这种情况下，其它人员是所示的环境的共同观看者，其中，其它人员从与第一人员相同的视角获得虚拟环境的不受限的图像。由于将其它虚拟现实眼镜的全部可用的显示区域完全用于从第一虚拟视角显示虚拟环境，其它人员可以与第一人员通过其佩戴的第一虚拟现实眼镜一样好地识别虚拟环境和布置在其中的虚拟对象。
本发明的其它有利的实施方式规定，检测人员的相应的头部运动，其中，如果所检测的、第一人员和其它人员的头部运动间的差异程度大于规定程度，则使借助于其它虚拟现实眼镜从第一虚拟视角显示的虚拟环境隐没。因此，优选地规定一旦两个人员的检测到的头部运动明显不同，不再从第一虚拟视角为其它人员呈现虚拟环境。由此应对其它人员在其从第一人员的视角看虚拟环境、然而两个人员的真实的运动、尤其头部运动明显不同时可能不适的问题。由于在这种情况下不再从和第一人员相同的视角为其它人员呈现虚拟环境，可防止其它人员感到不舒服。
根据本发明的其它有利的实施方式规定，如果使从第一虚拟视角显示的虚拟环境隐没，则借助于其它虚拟现实眼镜从其它虚拟视角显现虚拟环境，该其它虚拟视角根据所检测的其它人员的头部位置和/或头部取向来规定。因此，如果两个人员的头部运动明显不同，使得不再从和第一人员相同的视角为其它人员呈现虚拟环境，因此，此时优选地为其它人员对应于其自己的头部运动或其自己的头部位置呈现出虚拟环境。因此，其它人员可继续查看虚拟环境，其中，然而，在这种情况下，为其它人员对应于其自己的头部取向或头部定位呈现虚拟环境。
就此而言，优选地规定，从第一虚拟视角显示的虚拟环境从外部朝中间隐没，相应地使从所述其它虚拟视角显示的虚拟环境显现。因此，借助于其它虚拟现实眼镜从其它虚拟视角显示的虚拟环境以与从第一虚拟视角显示的虚拟环境变小的程度相同的程度变大。因此，如果两个人员之间的头部运动出现一定的差异，其它人员继续看到虚拟环境，然而此时会根据其自己的头部定位和头部运动。
根据本发明的替代的有利的实施方式规定，将其它虚拟现实眼镜的全部可用的显示区域分成第一显示区域和第二显示区域，其中，在第一显示区域中从第一虚拟视角显示虚拟环境，并且在第二显示区域中从其它虚拟视角显示虚拟环境，该其它虚拟视角根据其它人员的检测到的头部位置和/或头部取向来规定。因此，在本发明的替代的优选的实施方式中规定，为其它人员从与第一人员相同的虚拟视角并且从根据其自己的头部定位和/或自己的头部运动的虚拟视角呈现虚拟环境和布置在其中的虚拟对象。
就此而言优选地规定，与所检测的人员的相应头部运动间的差异无关地，保持两个显示区域的尺寸比例，同时从第一虚拟视角以及其它虚拟视角在相应的显示区域中显示虚拟环境。因此，换句话说，可规定，借助于其它虚拟现实眼镜来显现图像发送者的图像，即以小窗口的方式从第一虚拟视角来显示虚拟环境，其中，始终借助于其它虚拟现实眼镜根据其它人员的头部定位和/或头部取向来显示虚拟环境。因此，借助于分屏呈现的方式，其它人员可从第一人员的虚拟视角以及根据其自己的头部运动和/或头部定位来观看虚拟环境。
根据本发明的替代的有利的实施方式规定，操控其它虚拟现实眼镜，使得所检测的人员头部运动间的差异越大，第二显示区域被选择得越大并且相应地第一显示区域被选择得越小。因此，其它人员同样从第一人员的视角以及根据与其自己的头部运动匹配的虚拟视角观看虚拟环境。通过人员的相应检测到的头部运动差异越大，将在里面根据其它人员的自己的头部运动显示虚拟环境的第二显示区域选择得越大，并且相应地将在里面从第一人员的虚拟视角显示虚拟环境的第一显示区域选择得越小，在从第一人员的视角显示虚拟环境与其它人员不会由此而觉得不舒服之间实现了特别好的折衷。优选地，操控其它虚拟现实眼镜，使得第二显示区域包围第一显示区域。所检测的两个人员的头部运动差异越小，则在中间借助于虚拟现实眼镜从第一虚拟视角、即近乎从第一人员的角度显示的虚拟环境就越大。人员的头部运动的差异越大，则框状地包围第一显示区域的第二显示区域选择得越大，由此可以特别可靠的方式避免其它人员不适。
根据本发明的虚拟现实系统包括：第一虚拟现实眼镜，其用于显示虚拟环境；检测装置，其用于检测佩戴虚拟现实眼镜的第一人员的头部位置和/或头部取向；以及控制装置，其配置成根据所检测的第一人员的头部位置和/或头部取向规定第一虚拟视角，并且操控第一虚拟现实眼镜从第一虚拟视角显示虚拟环境。在此，根据本发明的虚拟现实系统的特征在于，控制装置配置成操控其它人员佩戴的其它虚拟现实眼镜，以从第一虚拟视角显示虚拟环境。根据本发明的方法的有利的设计方案可看作根据本发明的虚拟现实系统的有利的设计方案，其中，虚拟现实系统尤其具有用于执行方法步骤的装置。
从优选实施例的下文的说明以及借助附图得到本发明的其它的优点、特征和细节。上文在说明书中提到的特征和特征组合以及下文在附图说明中和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅可以相应给出的组合使用，而且可以其它组合或单独使用，而不脱离本发明的范围。
附图说明
在附图中：
图1示出了虚拟现实系统的示意性的图示，其具有四个虚拟现实眼镜、用于操控虚拟现实眼镜的控制装置以及用于检测虚拟现实眼镜的取向和定位的检测装置；
图2示出了佩戴着虚拟现实眼镜的一组人员的示意性的图示；
图3示出了布置在虚拟环境中的虚拟机动车和布置在其中的化身/显示对象的示意性的图示，其对应于在图2中示出的人员的相对定位来布置；并且
图4示出了虚拟现实眼镜中的一个虚拟现实眼镜的显示区域的示意性的图示，借助于该虚拟现实眼镜同时从不同的两个虚拟视角显示虚拟环境。
具体实施方式
在附图中，相同或功能相同的元件设有相同的附图标记。
在图1中以示意性的图示示出了多个虚拟现实眼镜1、2、3、4、用于操控虚拟现实眼镜1、2、3、4的控制装置5以及用于检测相应的虚拟现实眼镜1、2、3、4的取向和定位的检测装置6。虚拟现实眼镜1、2、3、4、控制装置5和检测装置6一起形成虚拟现实系统7。虚拟现实系统7可用于使得多个人员能够观看虚拟环境，例如，以便在产品开发等等期间支持开发和设计活动。
在图2中示出了一组人员8、9、10、11，其中，人员8、9、10、11各自佩戴着一个虚拟现实眼镜1、2、3、4。在此，虚拟现实眼镜1、2、3、4相应覆盖人员8、9、10、11的整个视域。
在图3中示出了虚拟环境12，在其中布置有多个化身/显示对象13、14、15、16。在此，化身13、14、15、16的布置相应于佩戴虚拟现实眼镜1、2、3、4的人员8、9、10、11的相对定位，如图2所示。此外，还布置有虚拟机动车17，在图2中示出的人员8、9、10、11可通过其相应佩戴的虚拟现实眼镜1、2、3、4根据化身的取向和定位看到虚拟机动车。
虚拟现实系统10可在第一模式中运行，在其中，人员8、9、10、11通过其相应佩戴的虚拟现实眼镜1、2、3、4从相应的虚拟视角看到虚拟机动车17，该虚拟视角与人员8、9、10、11的相应的定位和运动对应。因此，例如如果人员8根据在图2中的图示向左运动，则其远离虚拟机动车17。于是，人员8、9、10、11至少能在检测装置6所能可靠检测虚拟现实眼镜1、2、3、4的定位和取向的确定检测区域内自由运动，结果，其相应的虚拟视角与借助于虚拟现实眼镜1、2、3、4显示的虚拟环境12匹配、并且因此还与显示的机动车17相应地匹配。
虚拟现实系统10还可在其它模式中运行，在其中，人员9、10、11借助于其佩戴的虚拟现实眼镜2、3、4从与人员8通过其佩戴的虚拟现实眼镜1所得到的相同的虚拟视角看虚拟环境12并且因此看虚拟机动车17。
在这种情况下，控制装置6操控虚拟现实眼镜2、3、4，使得借助于虚拟现实眼镜从和借助于虚拟现实眼镜1显示虚拟环境相同的虚拟视角显示虚拟环境12。因此，人员9、10、11根据图3中的示意性的示例不再根据化身14、15、16的相应的定位从右边看虚拟机动车17，而是和人员8一样根据化身13的定位从左边看虚拟机动车17。由此，可行的是，相应的人员8、9、10、11可置于到其它人员8、9、10、11的相应的观察视角中。
然而在此存在的风险是，从别人的视角看虚拟环境12的人员8、9、10、11可能感到不适。在不同的人员8、9、10、11的相应的头部运动之间的差异越大，该风险越高。
在图4中示意性地示出了用于虚拟现实眼镜1、2、3、4之中的一个虚拟现实眼镜的显示区域18。在此，可行的是，将全部可用的显示区域18完全用于从他人的虚拟视角显示虚拟环境12。如果显示区域18例如属于人员9佩戴的虚拟现实眼镜2，则可将整个显示区域18用于从和借助于人员8佩戴的虚拟现实眼镜1一样的视角显示虚拟环境12。在此，检测人员8、9的相应的头部运动，其中，一旦所检测的、两个人员8、9的头部运动明显不同于规定的程度，使借助于虚拟现实眼镜2从和人员8一样的虚拟视角显示的虚拟环境12隐没。例如可规定确定的运动半径。此外还可规定平移和/或转动的头部运动的确定的加速度值。原则上可规定相应的人员8、9、10、11的头部运动的差异的任意阈值，其中，在超过该阈值时，中断或至少改变处在相应其它人员8、9、10、11的观察视角中的虚拟显示。
例如可行的是，一旦人员8、9的头部运动差异太大，人员9借助于其虚拟现实眼镜2从其自己合适的视角看到虚拟环境12。在这种情况下例如可行的是，将整个显示区域18用于从所检测的、相应于人员9的头部位置和头部取向的虚拟视角显示虚拟环境12。此时，之前从他人视角显示的虚拟环境12例如可从外向内隐没，并且相应地从与人员9的头部取向和头部位置匹配的虚拟视角显示虚拟环境12。
替代地，还可行的是，将整个显示区域18分成两个在此示意性地表示的显示区域18、19。在此可规定，例如在中间的显示区域19中，第二人员9通常从和人员8一样的虚拟视角看到虚拟环境12，其中，在周边的显示区域20中，根据第二人员9的实际的头部取向和头部定位显示虚拟环境12。在此，两个显示区域19、20的面积比例例如可持久保持恒定。
但是替代地同样可行的是，例如人员9、8的头部运动差异越小，显示区域19选择得越大。例如如果人员8、9保持其头部完全静止，则显示区域19选择得特别大，使得人员9在其佩戴的虚拟现实眼镜2的特别大面积的区域中和人员8一样看虚拟环境12。相反，如果在两个人员8、9的头部运动之间的差异很大，则显示区域19相对明显变小，并且周边显示区域20变大，使得人员9可通过其佩戴的虚拟现实眼镜2根据其自己的头部取向和头部定位特别大面积地看到虚拟环境12，而从人员8的角度的视角显得特别小。
因此，借助于所阐述的虚拟现实系统7和相应说明的用于运行虚拟现实系统7的方法可以特别简单的方式实现多个人员8、9、10、11可从相同的虚拟视角观察虚拟环境12，其中，其它方面可同时确保人员8、9、10、11在其相应的头部取向和头部运动差异很大时不会觉得不舒服。

Claims (3)

1.一种用于运行虚拟现实系统(7)的方法，在该方法中，借助于第一人员(8)所佩戴的第一虚拟现实眼镜(1)从第一虚拟视角显示虚拟环境(12)，根据所检测的第一人员(8)的头部位置和/或头部取向来规定第一虚拟视角，
-借助于其它人员(9、10、11)所佩戴的至少一个其它虚拟现实眼镜(2、3、4)同样从第一虚拟视角显示相同的虚拟环境(12)，
-将其它虚拟现实眼镜(2、3、4)的全部可用的显示区域(18)分成第一显示区域(19)和第二显示区域(20)，其中，在第一显示区域(19)中从第一虚拟视角显示虚拟环境(12)，并且在第二显示区域(20)中从其它虚拟视角显示虚拟环境(12)，该其它虚拟视角根据所检测的其它人员(9、10、11)的头部位置和/或头部取向来规定，
其特征在于，
操控所述其它虚拟现实眼镜(2、3、4)，使得所检测的人员(8、9、10、11)头部运动间的差异越大，第二显示区域(20)被选择得越大并且相应地第一显示区域(19)被选择得越小。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，操控所述其它虚拟现实眼镜(2、3、4)，使得第二显示区域(20)围绕第一显示区域(19)。
3.一种虚拟现实系统(7)，包括
-第一虚拟现实眼镜(1)，该第一虚拟现实眼镜用于显示虚拟环境(12)；
-检测装置(6)，该检测装置用于检测佩戴第一虚拟现实眼镜(1)的第一人员(8)的头部位置和/或头部取向；
-控制装置(5)，该控制装置配置成根据所检测的第一人员(8)的头部位置和/或头部取向规定第一虚拟视角，并且操控第一虚拟现实眼镜(1)以从第一虚拟视角显示虚拟环境(12)；
所述控制装置(5)配置成，
-操控其它人员(9、10、11)所佩戴的其它虚拟现实眼镜(2、3、4)以从第一虚拟视角显示虚拟环境(12)，
-将其它虚拟现实眼镜(2、3、4)的全部可用的显示区域(18)分成第一显示区域(19)和第二显示区域(20)，
-在第一显示区域(19)中从第一虚拟视角显示虚拟环境(12)，并且在第二显示区域(20)中从其它虚拟视角显示虚拟环境(12)，该其它虚拟视角根据所检测的其它人员(9、10、11)的头部位置和/或头部取向来规定，
其特征在于，
控制装置(5)配置成，操控所述其它虚拟现实眼镜(2、3、4)，使得所检测的人员(8、9、10、11)头部运动间的差异越大，第二显示区域(20)被选择得越大并且相应地第一显示区域(19)被选择得越小。
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