CN110780733A - 一种用于虚拟现实的文本输入系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于虚拟现实的文本输入系统，属于虚拟现实技术领域，能够采用头戴式显示器的配件即手柄，实现虚拟现实场景中有效、快速和便捷的文本输入。本发明的技术方案为：一种用于虚拟现实的文本输入系统，包括头戴式显示器以及至少一个手柄。手柄具备至少一个输入部；输入部划分为设定数量的字符区域；每个字符区域对应设定数量的输入字符；每个字符区域对应的输入字符不相同。字符区域在被触发时向头戴式显示器输入对应的输入字符。头戴式显示器接收输入信号，采用设定的输入法生成输入字符结果图像，并将输入结果图像渲染在虚拟环境中进行显示。

Description

一种用于虚拟现实的文本输入系统
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域，具体涉及一种用于虚拟现实的文本输入系统。
背景技术
目前，在虚拟现实中，用户在移动场景中不能使用键盘鼠标等外围设备，不能进行有效的文字输入，一般使用手柄选择字符等方式来进行输入，但是该方法输入效率较低。同时，在虚拟增强现实环境中，目前一般使用手柄或者手势进行物体选取，但速度较慢，手势操作准确性较低，长时间的操作用户也会感觉疲惫，舒适度较低，且该方法对环境光照具有较高要求此外，虽然目前可以使用控制器、手势、语音等方式在虚拟现实中进行输入，手势输入速度较慢识别准确度相对较低，且长时间的操作用户也会感觉疲惫，舒适度较低；语音对周围声音环境要求较高，而且私密性较低，但目前虚拟现实环境中仍然没有一种高效、舒适的文本输入方式。
目前已有的能够进行有效的文字输入的虚拟现实技术主要有以下两种：
一种是在文章RingText:Dwell-free and hands-free Text Entry for MobileHead-Mounted Displays using Head Motions中提出的使用头戴式显示器和圆形键盘布局进行文本输入。该系统利用头部运动改变头戴式显示器的视线光标在圆形键盘布局中的位置，进行文字的选择。该文本输入方式不需要额外的手持设备。
该种方式需要头部进行运动，这不仅会加重用户使用头戴式显示器时的晕动症，长时间使用可能会造成头部不舒适，而且由于头部运动在灵活度、移动速度方面不及手指运动，因此相比较为常用的键盘输入方法，该种文字输入方法在输入效率和输入精度方面相对较低。
第二种方法是在文章PizzaText:Text Entry for Virtual Reality SystemsUsing Dual Thumbsticks中涉及的使用手持控制器用于虚拟现实的文本输入，并将26个字符进行圆盘排布，将一个圆分成7片，每个片包含4个字符。用户使用右拇指操纵杆来遍历切片，使用左拇指操纵杆来选择字母，来进行文本输入。
该方式需要使用手持控制器作为输入设备，需要用户增加额外的设备。而且在输入过程中，如果要选定某一确定的字符，需要进行二次输入；而且切片的遍历只能采取同一方向进行遍历，不能实现自由选择。
考虑上述技术方案，在当前的虚拟现实技术中，要进行有效的文字输入的同时，又能保证输入的精确性、实时性和便捷性，是目前亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于虚拟现实的文本输入系统，能够采用头戴式显示器的配件即手柄，实现虚拟现实场景中有效、精确、快速和便捷的文本输入。
为达到上述目的，本发明的技术方案为：一种用于虚拟现实的文本输入系统，包括头戴式显示器以及至少一个手柄。
手柄具备至少一个输入部；输入部划分为设定数量的字符区域；每个字符区域对应设定数量的输入字符；每个字符区域对应的输入字符不相同。
字符区域在被触碰时向头戴式显示器输入对应的输入字符。
头戴式显示器接收输入字符，采用设定的输入法生成输入字符结果图像，并将输入结果图像渲染在虚拟环境中进行显示。
进一步地，手柄为触摸板式手柄、控制杆输入式手柄和、或Microsoft XBOX无线控制器手柄。
进一步地，手柄为触摸板式手柄时，输入部为触摸板，则字符区域为在触摸板上划分的设定数量的区域。
进一步地，手柄为控制杆输入式手柄时，输入部为控制杆的移动方向范围，则字符区域为控制杆的设定数量设定角度的移动方向。
进一步地，手柄为Microsoft XBOX无线控制器手柄，则输入部位Microsoft XBOX无线控制器手柄上按键区域，字符区域为设定数量的按键。
进一步地，字符区域的数量为4～8个，每个字符区域对应的输入字符数量为3～5个。
进一步地，手柄数量为2个，则两手柄上字符区域对应输入字符不相同。
进一步地，输入字符对应键盘上的输入字符。
进一步地，输入字符对应键盘上的字母字符或者数字字符或者标点符号字符；手柄上具备一个按键，对应切换功能，即切换按键，当切换按键被按下时，输入字符对应键盘上的字符在字母字符、数字字符或者标点符号字符之间进行切换。
有益效果：
本发明所提供一种用于虚拟现实的文本输入系统，直接采用头戴式显示器配件-手柄，即可实现虚拟现实场景中的文本输入。目前头戴式显示器设备配件手柄都具有触摸板或者控制杆，可以通过获取用户手指在触摸板的位置或者操控杆的方位来进行字符输入。将触摸板或者控制杆方位分为设定输入的字符区域，每个区域对应设定数量的输入字符，点击或者触摸该字符区域即可选择该区域的字符。同时，利用手柄上的其他功能键，比如说菜单键进行单词的选择，使用扳机键进行发送等等。该技术通过使用手柄实现了文本输入的功能，不需要用户增加额外的输入设备，而且利用手部操控，具备较高的灵活度和舒适度，因此是一种虚拟现实场景中有效、精确、快速和便捷的文本输入方式。
附图说明
图1为本发明第一种实施例中采用触摸板式手柄时，字符区域划分示意图；
图2为本发明第二种实施例中采用控制杆输入式手柄时，字符区域划分示意图；
图3为本发明第三种实施例中采用两个触摸板式手柄时，字符区域划分示意图；
图4为本发明第四种实施例中采用两个触摸板式手柄时，字符区域划分示意图；
图5为本发明第五种实施例中采用两个控制杆输入式手柄时，字符区域划分示意图；
图6为本发明第六种实施例中采用Microsoft XBOX无线控制器手柄时，字符区域划分示意图；
图7为本发明中采用触摸板式手柄时，功能键设置示意图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种用于虚拟现实的文本输入系统，包括头戴式显示器以及至少一个手柄。
手柄具备至少一个输入部；输入部划分为设定数量的字符区域；每个字符区域对应设定数量的输入字符；每个字符区域对应的输入字符不相同。
其中手柄为头戴式显示器的配件，可以是触摸板式手柄，也可以是控制杆输入式手柄，也有可能是Microsoft XBOX无线控制器手柄。当手柄为触摸板式手柄时，则输入部为触摸板，则字符区域为在触摸板上划分的设定数量的区域，则用户通过触摸所述触摸板上的区域触发对应字符区域。
当手柄为控制杆输入式手柄时，输入部为控制杆的移动方向范围，则字符区域为控制杆的设定数量设定角度的移动方向，则用户通过将所述控制杆移动至设定移动方向触发对应字符区域。
当手柄为Microsoft XBOX无线控制器手柄时，则输入部位Microsoft XBOX无线控制器手柄上按键区域，字符区域为设定数量的按键，则用户通过按下按键触发对应字符区域。
本发明实施例中，手柄数量可以为2个，则两手柄上字符区域对应输入字符不相同。手柄可以是触摸板式手柄、控制杆输入式手柄以及Microsoft XBOX无线控制器手柄中一个或多个的组合。
字符区域在被触碰时向头戴式显示器输入对应的输入字符；本发明实施例中字符区域的数量为4～8个，每个字符区域对应的输入字符数量为3～5个。
头戴式显示器接收包含输入字符的输入信号，采用设定的输入法生成输入字符结果图像，并将输入结果图像渲染在虚拟环境中进行显示。。
输入字符对应键盘上的输入字符，手柄上还具备按键，每个按键对应键盘上的功能键。
输入字符对应键盘上的字母字符或者数字字符或者标点符号字符；
手柄上具备一个按键，对应切换功能，即切换按键，当切换按键被按下时，输入字符对应键盘上的字符在字母字符、数字字符或者标点符号字符之间进行切换。
本发明的第一种实施例如图1所示，本实施例中，手柄采用触摸板式手柄，此时将触摸板分为8个区域，如图1所示。一个区域放置3个或者4个字符，区域划分、字符放置顺序以及组合方式可以使用图中所示方式，但不限于此种排布方式。用户手指触摸对应字符区域时候，选择对应字符区域的输入字符。触摸板对应字符区域可以如图1中左侧所示，为了减小中间区域的歧义，可以将中心一定区域设置为无对应区域，如图中最右边所示。
本发明的第二种实施例如图2所示，本实施例中，手柄采控制杆输入式手柄，将控制杆的移动方向分为8个方向分别对应8个字符区域，每个方向对应3到4个字符，如图2所示，8个方向(字符区域)分别对应一组字符的输入。假设最上方方向8的方向角度为0°，则方向1的角度为4°，方向2的角度为90°，方向3、4、5、6、7的对应的角度分别为135°、180°、225°、270°、315°。用户将控制杆拨向对应的方向，选择对应字符区域的输入字符。其中，当拨动的角度不在对应角度时，取角度差值最小的对应区域的值。
本发明的第三种实施例如图3所示，同时使用两个触摸板式手柄进行输入，每个触摸板分为4个对应字符区域，每个对应字符区域三个到四个字符的输入，如图3所示。字符区域的划分、字符放置顺序以及组合方式可以使用图中所示方式，但不限于此种排布方式。
本发明的第四种实施例如图4所示，同时使用两个触摸板式手柄进行输入，将每个触摸板平均分为6个字符区域，8个字符区域对应字符组的输入，其余区域用于其他字符的输入，例如符号、字母。区域划分、字符放置顺序以及组合方式可以使用图中所示方式，但不限于此种排布方式。
本发明第五种实施例如图5所示，同时使用两个控制杆输入式手柄进行输入，每个控制杆对应六个方向0°、60°、120°、180°、240°、300°，输入方式类似基于双触摸板的输入布局2的输入方式。
本发明第六种实施例如图6所示，对于单个触摸板或者控制杆的输入模式中四个方向的输入模式均可使用具有四个方向的输入键或者具有类似功能的键值代替，例如图6中Microsoft XBOX无线控制器手柄上的区域1和区域2。
在本发明其他的实施例中，所有触摸板模式中的触摸板区域划分都可以将中间区域设置为无对应区域。
在本发明其他的实施例中，手柄上可以具备2个或以上的输入部。例如当手柄为触摸板式手柄时，其可以是具有2个或以上触摸板的手柄；当手柄为控制杆输入时，其可以是具有2个或以上控制杆的手柄。
在本发明其他实施例中，当该系统具备2个或以上手柄时，可以是触摸板式手柄、控制杆输入式手柄以及Microsoft XBOX无线控制器手柄中一个或多个的组合。
本发明其他的实施例中，手柄上的菜单键、扳机键、侧边键以及其他将用作功能键，相当于QWERTY键盘上的“space”、“backspace”、“enter”功能键，特殊的，“backspace”用于单个字符的删除，增加用于一个单词(英文)或者词组(中文)以及整句话的删除。此外，将增加切换键，将输入字母切换为字符或者数字的输入，以进行所有字符的输入。特殊的，增加选择键值，用于选择预测的单词、字或者词组。
切换键1，用户按下切换键1将可以把触摸板区域上的字母切换为字符以及数字的输入。
切换键2，用户按下切换键2用于中英文输入法以及英文非单词输入的切换。
例如，如图7所示，在HTC VIVE单手柄输入时，手柄上的菜单键可用作“space”键；扳机键可用作“enter”键；左有两边侧键可用作选择键，用于选择预测的单词、字或者词组，其中，直接按下space，相当于选择第一个预测的值，按下左键表示选择下一个预测的值，右边侧键相当于选择上一个预测的值，再按下“space”表示键入该值。一定时间内连续按下两次扳机键相当于删除一个单词(英文)或者词组(中文)，连续按下三次扳机键相当于删除整句话。在没有输入单词的情况下，左键可用作切换键1，右键可用作切换键2.
功能键完善输入法，以保证该种输入方式的可用性，具体输入模式以及键值的分配可以根据具体的输入设备而改变。
本发明第八种实施例：
使用目前手机T9输入类似输入法进行输入。
假设字符区域1对应字母abc；字符区域2对应字母def；字符区域3对应字母ghi；字符区域4对应字母jkl；字符区域5对应字母mno；字符区域6对应字母pqrs；字符区域7对应字母tuv；字符区域8对应字母wxyz；
若要进行英文输入：例如，用户按下区域“3172”，对应的单词可能为“have”、“hate”“gate”等等，用户按下space，输入“have”，使用选择键可以进行“gate”“hate”的输入。
若要进行中文输入：例如，用户按下区域“431”，对应自可能为“家”，“假”，“价”，用户使用“space”键，以及选择键进行输入。
若要进行英文非单词的输入：例如输入“uwi”，语言资料库中没有该单词的存在，因此，需要将输入切换到非单词的输入，对于图1中的输入布局，快速触摸两次区域7将输入字母“u”，触摸区域“8”一次按下字母“w”，触摸区域4三次输入“i”。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (9)

1.一种用于虚拟现实的文本输入系统，其特征在于，包括头戴式显示器以及至少一个手柄；
所述手柄具备至少一个输入部；所述输入部划分为设定数量的字符区域；每个字符区域对应设定数量的输入字符；每个字符区域对应的输入字符不相同；
所述字符区域在被触发时向所述头戴式显示器输入对应的输入字符；
所述头戴式显示器接收所述输入字符，采用设定的输入法生成输入结果图像，并将所述输入结果图像渲染在虚拟环境中进行显示。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述手柄为触摸板式手柄、控制杆输入式手柄和、或Microsoft XBOX无线控制器手柄。
3.如权利要求1所述的系统，所述手柄为触摸板式手柄时，所述输入部为触摸板，则所述字符区域为在所述触摸板上划分的设定数量的区域，则用户通过触摸所述触摸板上的区域触发对应字符区域。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述手柄为控制杆输入式手柄时，所述输入部为所述控制杆的移动方向范围，则所述字符区域为所述控制杆的设定数量设定角度的移动方向，则用户通过将所述控制杆移动至设定移动方向触发对应字符区域。
5.如权利要求1所述的系统，所述手柄为Microsoft XBOX无线控制器手柄，则所述输入部位所述Microsoft XBOX无线控制器手柄上按键区域，所述字符区域为设定数量的按键，则用户通过按下按键触发对应字符区域。
6.如权利要求1～5任一所述的系统，其特征在于，所述字符区域的数量为4～8个，每个字符区域对应的输入字符数量为3～5个。
7.如权利要求1～5任一所述的系统，其特征在于，所述手柄数量为2个，则两手柄上字符区域对应输入字符不相同。
8.如权利要求1～5任一所述的系统，其特征在于，所述输入字符对应键盘上的输入字符。
9.如权利要求1～5任一所述的系统，其特征在于，所述输入字符对应键盘上的字母字符或者数字字符或者标点符号字符；
所述手柄上具备一个按键，对应切换功能，即切换按键，当所述切换按键被按下时，所述输入字符对应键盘上的字符在字母字符、数字字符或者标点符号字符之间进行切换。
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