CN111107911B - 竞赛模拟 - Google Patents

Abstract

一种用于显示虚拟车辆的方法，包括标识在赛道处的物理车辆的位置、标识在赛道处的视点的位置、提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分。该方法是基于视点的位置计算虚拟世界内的虚拟位置。一种用于显示虚拟车辆的系统包括检测赛道处的物理车辆的位置的第一传感器、检测赛道处的视点的位置的第二传感器、以及提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的模拟系统。该模拟系统被配置为基于视点的位置来计算视点在虚拟世界内的虚拟位置。

Description

竞赛模拟

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月15日提交的美国非临时申请No.15/813,662的权益，非临时申请主张于2017年7月7日提交的题为“竞赛模拟”(Racing Simulation)美国临时申请No.62/530,037的权益，申请中的每一项通过引用整体结合于此。

领域

本发明大体涉及车辆模拟，更具体地涉及结合真实世界和虚拟世界的汽车竞赛。

背景技术

几乎每一辆车都有一场竞赛比赛。我们的媒体充斥着赛道处的汽车赛、自行车赛和卡车赛。每一场比赛产生一个冠军，而一系列比赛产生赛季冠军。

汽车竞赛不限于真实世界。近年来，虚拟汽车竞赛越来越流行。虚拟竞赛冠军每一场比赛可以赢得数十万美元。赛季虚拟冠军可以赢得数百万美元。

发明内容

在一些实施例中，一种显示虚拟车辆的方法，包括标识在赛道处的物理车辆的位置、标识在赛道处的视点的位置、以及向显示系统提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分，基于所述赛道处所述视点的所述位置，来计算在所述虚拟世界内的所述视点的虚拟位置。作为示例性优势，本文所述的实施例可以允许物理车辆操作员与虚拟车辆操作员竞争。此外，通过显示从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的表示，物理车辆操作员和虚拟车辆操作员之间的竞争可以看起来更加真实。

在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括从视点的虚拟位置不被虚拟世界中的物理车辆的虚拟位置处物理车辆的表示遮挡的虚拟车辆的部分。

在一些实施例中，该方法进一步包括由模拟系统模拟虚拟车辆和虚拟世界中的物理车辆的表示之间的交互，其中基于该交互计算从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分。

在一些实施例中，赛道的视点位置包括物理车辆的操作员的视点，并且标识赛道处的视点位置包括在传感器处检测物理车辆的操作员的视点，该方法进一步包括：标识物理对象的位置；接收虚拟车辆的运动学信息；在显示系统中，基于物理对象的位置、赛道的视点位置和运动学信息生成虚拟车辆的表示；以及显示虚拟车辆的表示，使得虚拟车辆从赛道处的视点位置的角度与该物理对象对准。

在一些实施例中，该方法进一步包括在显示系统处生成从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆部分的表示。

在一些实施例中，该方法进一步包括通过显示系统，显示虚拟车辆在一段时间内的一系列表示，以模拟虚拟车辆在赛道上的轨迹，该一系列表示包括从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的表示。在一些实施例中，显示了虚拟车辆的预测轨迹。该预测可以基于当前的轨迹、加速度、当前的车辆参数等。这可以允许参与者预测虚拟车辆是否可能超过物理车辆。该预测轨迹可以呈现为线，诸如黄线。还可以包括其他显示，例如“会通过！或者“要碰撞！”。

在一些实施例中，该方法进一步包括由显示系统存储用于从该一系列表示中生成每一个表示的虚拟车辆的数字3-D模型，每一个表示由显示系统基于该数字3-D模型生成。

在一些实施例中，该方法进一步包括接收用于从该一系列表示中生成每一个表示的虚拟车辆的数字3-D模型，每一个表示由显示系统基于该数字3-D模型生成。

在一些实施例中，运动学信息包括虚拟车辆的一个或多个运动矢量、一个或多个运动标量、位置矢量、GPS位置、速度、加速度、定向或它们的组合。

在一些实施例中，识别该物理车辆的位置包括检测该虚拟车辆的一个或多个运动矢量、一个或多个运动标量、位置矢量、GPS位置、速度、加速度、定向或它们的组合。

在一些实施例中，识别赛道处的视点的位置包括检测物理车辆的操作员的头部的空间位置。

在一些实施例中，该方法进一步包括通过耦合到物理车辆的遥测系统将空间位置传送到模拟器系统；在遥测系统处接收与从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆部分相关的信息；以及基于该信息来向物理车辆的操作员显示虚拟车辆的部分的表示。

在一些实施例中，该方法进一步包括显示虚拟车辆的部分的表示，包括：将信息翻译成一组图形元素，显示该部分的表示包括显示该组图形元素。在一些实施例中，该方法进一步包括在模拟系统处，计算与从视点的虚拟位置可见的部分相关的信息。

在一些实施例中，显示该虚拟车辆的该一系列表示包括在物理车辆的显示器上显示该一系列表示，并且该显示器是透明有机发光二极管(T-OLED)显示器，该显示器允许光通过T-OLED向操作员显示视场。

在一些实施例中，显示该虚拟车辆的该一系列表示包括在该物理车辆的显示器上显示该一系列表示，并且该显示器是LCD显示器，该方法进一步包括：通过耦合到该物理车辆上的照相机捕获表示操作员在物理车辆中的显示器上看到的物理世界的视场的图像；并且在LCD显示器的一侧上输出该图像以向操作员显示视场，该一系列表示被叠加在LCD显示器显示的图像上。

在一些实施例中，显示虚拟车辆的该一系列表示包括在物理车辆的显示器上显示该一系列表示，并且显示器包括物理车辆的前挡风玻璃、物理车辆的一个或多个侧窗、物理车辆的后挡风玻璃、一个或多个侧镜、后视镜或它们的组合。

在一些实施例中，显示虚拟车辆的该一系列表示包括在操作员佩戴的耳机的显示器上显示该一系列表示。在一些实施例中，该耳机是头盔。

在一些实施例中，识别赛道处的视点的位置包括检测用户眼睛的空间位置、用户眼睛的注视方向、或用户眼睛的焦点中的一个或多个。

在一些实施例中，该方法进一步包括：向模拟系统提供物理车辆的位置和在赛道处的视点位置；由该模拟系统计算包括虚拟车辆和物理车辆的表示的虚拟世界；由模拟系统基于赛道处的视点位置，计算在虚拟世界内的视点的虚拟位置；以及由该模拟系统计算从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分，以及向显示系统提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分，包括由该模拟系统输出从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分。

在一些实施例中，标识物理车辆的位置包括接收车辆的两个部分中的每一个的位置。

在一些实施例中，标识物理车辆的位置包括接收车辆的一个部分的位置和车辆的定向。在一些实施例中，接收车辆的定向包括接收陀螺仪数据。

在一些实施例中，赛道处的视点的位置包括赛道处物理车辆的操作员的视点的位置。在一些实施例中，赛道处的视点的位置包括处在于赛道处并且观察赛道上的物理车辆的观众的视点的位置。

在一些实施例中，赛道处的视点的位置包括存在于赛道处并且对赛道上的物理车辆成像的照相机的位置。在一些实施例中，照相机对物理车辆正在其上竞赛的赛道的部分进行成像。当物理车辆穿过被照相机捕获的赛道的部分时，照相机可以在照相机的视频馈送中捕获该物理车辆。当物理车辆穿过被照相机捕获的赛道的部分时，照相机可以在照相机的视频馈送中捕获该物理车辆。

在一些实施例中，标识赛道处的视点的位置包括测量眼睛的注视点、跟踪眼睛运动、跟踪头部位置、标识从一个或两个眼睛到物理车辆上的固定点的矢量、标识从头部上的点到物理车辆上的固定点的矢量、标识从护目镜上的点到物理车辆上的固定点的矢量、标识从安全帽上的点到物理车辆上的固定点的矢量、标识从一个或两个眼睛到场地内的固定点的矢量、标识从头部上的点到场地内的固定点的矢量、标识从护目镜上的点到场地内的固定点的矢量、或标识从安全帽上的点到场地内的固定点的矢量中的至少一个。在一些实施例中，标识赛道处的视点的位置包括测量眼睛的注视点，并且该测量包括测量来自眼睛的光反射或光折射。

在一些实施例中，提供物理车辆的位置和赛道处的视点的位置包括在至少一个位置的无线传送。

在一些实施例中，计算虚拟世界包括将物理车辆的物理坐标转换为虚拟世界中的坐标，并且物理车辆的虚拟位置包括虚拟坐标。

在一些实施例中，计算从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括：计算虚拟世界中物理车辆的表示、计算视点和虚拟世界内的虚拟车辆之间的物理对象的表示、并且通过物理车辆和物理对象的表示从视点的虚拟位置提取未隐匿的虚拟车辆的部分。在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟世界中的虚拟车辆的部分包括未被遮挡的部分。

在一些实施例中，提取虚拟车辆的部分可以包括确定哪些像素被其他表示遮挡，并且仅显示不被其他表示遮挡的像素。在一些实施例中，提取虚拟车辆的部分可以包括为被其他表示遮挡的所有像素设置0％(在RGBA空间中)的像素α值。例如，虚拟车辆的部分可以被其他虚拟表示(例如，另一个虚拟车辆)或物理对象(例如，物理车辆内的对象或物理车辆本身)的表示所遮挡。任何观察到的(从视点的虚拟位置)像素值可以用于提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆部分。在一些实施例中，虚拟车辆的未被遮挡和被观测部分的像素可以分别被设置为包括大于0％的α值(在RGBA空间中)，以指示那些未被遮挡的像素可以被看到并且应该被显示。相比之下，设置为0％的α值的像素指示这些像素是完全透明的，即不可见的，并且不会显示。

在一些实施例中，计算视点的虚拟位置和物理车辆的表示之间的物理对象的表示包括访问表示数据库以获取该物理对象的虚拟位置。

在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分由虚拟车辆的部分组成，该虚拟车辆的部分未被虚拟世界中的其他表示遮挡。

在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括虚拟世界中的虚拟阴影。在一些实施例中，虚拟阴影是虚拟车辆投影的阴影和投影到虚拟车辆上的阴影中的至少一个。在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括虚拟反射。在一些实施例中，虚拟反射是虚拟车辆的反射和虚拟车辆上的反射中的至少一个。

在一些实施例中，通过模仿系统计算从视点的虚拟位置可见的虚拟世界中的虚拟车辆的部分，包括从视点的虚拟位置计算视场并提供给显示系统，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括在视场内显示虚拟车辆的部分。

在一些实施例中，由模仿系统计算从虚拟视点的位置可见的虚拟世界中的虚拟车辆的部分，包括从视点的虚拟位置计算视场并提供给显示系统，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括在视场内可见的虚拟车辆的部分的显示。

在一些实施例中，用于显示虚拟车辆的方法包括用于标识赛道上的物理车辆的位置的方法、用于标识赛道上的视点的位置的方法、以及用于向显示系统提供虚拟车辆的部分的方法，该虚拟车辆的部分从基于赛道上的视点的位置在虚拟世界中计算的视点的虚拟位置可见。作为示例性优势，本文所述的实施例可以允许物理车辆操作员与虚拟车辆操作员竞争。此外，通过显示从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的表示，物理车辆操作员和虚拟车辆操作员之间的竞争可以看起来更加真实。

在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括虚拟车辆的部分，该虚拟车辆的部分从视点的虚拟位置不被虚拟世界中的物理车辆的虚拟位置处物理车辆的表示遮挡。在一些实施例中，该方法进一步包括用于通过模拟系统模拟虚拟车辆和虚拟世界中的物理车辆的表示之间的交互的方法，基于该交互计算从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分。

在一些实施例中，赛道的视点位置包括物理车辆的操作员的视点，并且用于标识赛道处的视点位置的方法包括用于在传感器处检测物理车辆的操作员的视点的方法，该方法进一步包括：用于标识物理对象的位置的方法；用于接收虚拟车辆的运动学信息的方法；用于在显示系统中，基于物理对象的位置、赛道的视点位置和运动学信息生成虚拟车辆的表示的方法；以及用于显示虚拟车辆的表示，使得虚拟车辆从赛道上的视点位置的角度与该物理对象对准的方法。

在一些实施例中，该方法进一步包括用于在显示系统处生成从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆部分的表示的方法。

在一些实施例中，该方法进一步包括用于通过显示系统，显示虚拟车辆在一段时间内的一系列表示的方法，以模拟虚拟车辆在赛道上的轨迹，该一系列表示包括从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的表示。在一些实施例中，显示了虚拟车辆的预测轨迹。该预测可以基于当前的轨迹、加速度、当前的车辆参数等。这可以允许参与者预测虚拟车辆是否可能超过物理车辆。该预测轨迹可以呈现为线，诸如黄线。还可以包括其他显示，例如“会通过！或者“要碰撞！”。

在一些实施例中，该方法进一步包括用于由显示系统存储用于从该一系列表示中生成每一个表示的虚拟车辆的数字3-D模型的方法，每一个表示由显示系统基于该数字3-D模型生成。

在一些实施例中，该方法进一步包括用于接收用于从该一系列表示中生成每一个表示的虚拟车辆的数字3-D模型的方法，每一个表示由显示系统基于该数字3-D模型生成。

在一些实施例中，运动学信息包括虚拟车辆的一个或多个运动矢量、一个或多个运动标量、位置矢量、GPS位置、速度、加速度、方向或它们的组合。

在一些实施例中，用于识别该物理车辆的位置的方法包括用于检测该虚拟车辆的一个或多个运动矢量、一个或多个运动标量、位置矢量、GPS位置、速度、加速度、定向或它们的组合的方法。

在一些实施例中，用于标识赛道处的视点的位置的方法包括用于检测物理车辆的操作员的头部的空间位置的方法。在一些实施例中，该方法进一步包括用于通过耦合到物理车辆的遥测系统将空间位置传送到模拟器系统的方法；用于在遥测系统处接收与从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆部分相关的信息的方法；以及用于显示，对物理车辆的操作员来说，基于该信息的虚拟车辆的部分的表示的方法。

在一些实施例中，该方法进一步包括用于显示虚拟车辆的部分的表示的方法，包括：用于将信息翻译成一组图形元素的方法，用于显示该部分的表示的方法包括显示该组图形元素。在一些实施例中，该方法进一步包括用于在模拟系统处，计算与从视点的虚拟位置可见的部分相关的信息的方法。

在一些实施例中，用于显示该虚拟车辆的该一系列表示的方法包括用于在物理车辆的显示器上显示该一系列表示的方法，并且该显示器是透明有机发光二极管(T-OLED)显示器，该显示器允许光通过T-OLED向操作员显示视场。

在一些实施例中，用于显示该虚拟车辆的该一系列表示的方法包括用于在该物理车辆的显示器上显示该一系列表示的方法，并且该显示器是LCD显示器，该方法进一步包括：用于通过耦合到该物理车辆上的照相机捕获表示操作员在物理车辆中的显示器上看到的物理世界的视场的图像的方法；以及用于在LCD显示器的一侧上输出该图像以向操作员显示视场的方法，该一系列的表示被叠加在LCD显示器显示的图像上。

在一些实施例中，用于显示虚拟车辆的该一系列表示的方法包括用于在物理车辆的显示器上显示该一系列表示的方法，并且显示器包括物理车辆的前挡风玻璃、物理车辆的一个或多个侧窗、物理车辆的后挡风玻璃、一个或多个侧镜、后视镜或它们的组合。

在一些实施例中，用于显示虚拟车辆的该一系列表示的方法包括用于在操作员佩戴的耳机的显示器上显示该一系列表示的方法。在一些实施例中，该耳机是头盔。

在一些实施例中，用于识别赛道处的视点的位置的方法包括用于检测用户眼睛的空间位置、用户眼睛的注视方向、或用户眼睛的焦点中的一个或多个的方法。

在一些实施例中，该方法进一步包括：用于向模拟系统提供物理车辆的位置和在赛道处的视点位置的方法；用于由该模拟系统计算包括虚拟车辆和物理车辆的表示的虚拟世界的方法；用于由模拟系统基于赛道处的视点位置，计算在虚拟世界内的视点的虚拟位置的方法；以及用于由该模拟系统计算从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的方法，以及用于向显示系统提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的方法，包括用于由该模拟系统输出从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的方法。

在一些实施例中，用于识别物理车辆的位置的方法包括用于接收车辆的两个部分中的每一个的位置的方法。

在一些实施例中，用于识别物理车辆的位置的方法包括用于接收车辆的一个部分的位置和车辆的方向的方法。在一些实施例中，用于接收车辆的方向的方法包括接收陀螺仪数据。

在一些实施例中，赛道处的视点的位置包括赛道处物理车辆的操作员的视点的位置。在一些实施例中，赛道处的视点的位置包括赛道处的观众的视点并且观察赛道上的物理车辆的位置。在一些实施例中，赛道处的视点的位置包括赛道处的照相机的位置，并且该方法进一步包括对赛道上的物理车辆成像。在一些实施例中，照相机对物理车辆正在其上竞赛的赛道的部分进行成像。当物理车辆穿过被照相机捕获的赛道的部分时，照相机可以在照相机的视频馈送中捕获该物理车辆。当物理车辆穿过被照相机捕获的赛道的部分时，照相机可以在照相机的视频馈送中捕获该物理车辆。

在一些实施例中，用于标识赛道处的视点的位置的方法包括用于测量眼睛的注视点的方法、用于跟踪眼睛运动的方法、用于跟踪头部位置的方法、用于标识从一个或两个眼睛到物理车辆上的固定点的矢量的方法、用于标识从头部上的点到物理车辆上的固定点的矢量的方法、用于标识从护目镜上的点到物理车辆上的固定点的矢量的方法、用于标识从安全帽上的点到物理车辆上的固定点的矢量的方法、用于标识从一个或两个眼睛到场地内的固定点的矢量的方法、用于标识从头部上的点到场地内的固定点的矢量的方法、用于识别从护目镜上的点到场地内的固定点的矢量的方法、或用于标识从安全帽上的点到场地内的固定点的矢量的方法中的至少一个。在一些实施例中，用于标识赛道处的视点的位置的方法包括用于测量眼睛的注视点的方法，并且用于该测量的方法包括用于测量来自眼睛的光反射或光折射的方法。

在一些实施例中，用于提供物理车辆的位置和赛道处的视点的位置的方法包括用于在至少一个位置的无线传送的方法。

在一些实施例中，用于计算虚拟世界的方法包括用于将物理车辆的物理坐标转换为虚拟世界中的坐标的方法，并且物理车辆的虚拟位置包括虚拟坐标。

在一些实施例中，用于计算从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的方法包括：用于计算虚拟世界中物理车辆的表示的方法、用于计算视点和虚拟世界内的虚拟车辆之间的物理对象的表示的方法、以及用于通过物理车辆的表示和物理对象的表示从视点的虚拟位置提取未被遮挡的虚拟车辆的部分的方法。在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟世界中的虚拟车辆的部分包括未被遮挡的部分。

在一些实施例中，用于提取虚拟车辆的部分的方法可以包括用于确定哪些像素被其他表示遮挡的方法，并且仅显示不被其他表示遮挡的像素。在一些实施例中，用于提取虚拟车辆的部分的方法可以包括用于为被其他表示遮挡的所有像素设置0％(在RGBA空间中)的像素α值的方法。例如，虚拟车辆的部分可以被其他虚拟表示(例如，另一个虚拟车辆)或物理对象(例如，物理车辆内的对象或物理车辆本身)的表示所遮挡。任何观察到的(从视点的虚拟位置)像素值可以用于提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆部分。在一些实施例中，虚拟车辆的未被遮挡和被观测部分的像素可以分别被设置为包括大于0％的α值(在RGBA空间中)，以指示那些未被遮挡的像素可以被看到并且应该被显示。相比之下，设置为0％的α值的像素指示这些像素是完全透明的，即不可见的，并且不会显示。

在一些实施例中，用于计算视点的虚拟位置和物理车辆的表示之间的物理对象的表示的方法包括用于访问表示数据库的方法，以获取该物理对象的虚拟位置。

在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括未被虚拟世界中的其他表示遮挡的虚拟车辆的部分。

在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括虚拟世界中的虚拟阴影。在一些实施例中，虚拟阴影是虚拟车辆投影的阴影和投影到虚拟车辆上的阴影中的至少一个。在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括虚拟反射。在一些实施例中，虚拟反射是虚拟车辆的反射和虚拟车辆上的反射中的至少一个。

在一些实施例中，用于通过模仿系统计算从视点的虚拟位置可见的虚拟世界中的虚拟车辆的部分的方法，包括用于从视点的虚拟位置计算视场的方法以及用于提供给显示系统，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括在视场内显示虚拟车辆的部分的方法。

在一些实施例中，用于通过模仿系统计算从虚拟视点的位置可见的虚拟世界内的虚拟车辆的部分的方法，包括用于从视点的虚拟位置计算视场的方法以及用于提供给显示系统，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的方法包括用于显示在视场内可见的虚拟车辆的部分的方法。

在一些实施例中，用于显示虚拟车辆的系统包括检测赛道处的物理车辆的位置的第一传感器、检测赛道处的视点的位置的第二传感器、以及输出从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的模拟系统。作为示例性优势，本文所述的实施例可以允许物理车辆操作员与虚拟车辆操作员竞争。此外，通过显示从视点的位置可见的虚拟车辆的部分，物理车辆操作员和虚拟车辆操作员之间的比赛可以看起来更加真实。

在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括从视点的虚拟位置不被虚拟世界中的物理车辆的虚拟位置处物理车辆的表示遮挡的虚拟车辆的部分。

在一些实施例中，该系统进一步包括被配置为模拟虚拟车辆和虚拟世界中的物理车辆的表示之间的交互的模拟系统，基于该交互计算从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分。

在一些实施例中，该系统进一步包括耦合到物理车辆的第一传感器、被配置为检测物理车辆的操作员的眼睛位置的第二传感器、耦合到物理车辆的显示系统，该显示系统被配置为：接收虚拟车辆的运动学信息；标识操作员的视场中的物理对象的位置；基于该物理对象的该位置、视点、运动学信息，生成虚拟车辆的表示；并且显示虚拟车辆的表示使得该虚拟车辆与来自视点的角度的物理对象对准。

在一些实施例中，该系统进一步包括被配置为生成从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的表示。

在一些实施例中，显示虚拟车辆的表示包括在物理车辆的显示屏上显示该表示，并且该显示系统进一步被配置为：在该显示屏上，显示所述虚拟车辆在一段时间内的一系列表示，以模拟所述虚拟车辆在该赛道上的轨迹，其中该一系列表示包括从该视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的表示。在一些实施例中，正在显示虚拟车辆的预测轨迹。该预测可以基于当前的轨迹、加速度、当前的车辆参数等。这可以允许参与者预测虚拟车辆是否可能超过物理车辆。该预测轨迹可以呈现为线，诸如黄线。还可以包括其他显示，例如“会通过！或者“要碰撞！”

在一些实施例中，显示虚拟车辆的该一系列表示包括在物理车辆的显示器上显示该一系列表示，并且该显示系统进一步被配置为：存储用于从该一系列表示中生成每一个表示的虚拟车辆的数字3-D模型，每一个表示由显示系统基于该数字3-D模型生成。

在一些实施例中，该显示系统进一步被配置为接收用于从该一系列表示中生成每一个表示的虚拟车辆的数字3-D模型，每一个表示由显示系统基于该数字3-D模型生成。

在一些实施例中，运动学信息包括虚拟车辆的一个或多个运动矢量、一个或多个运动标量、位置矢量、GPS位置、速度、加速度、定向或它们的组合。

在一些实施例中，第一检测器被配置为通过检测该虚拟车辆的一个或多个运动矢量、一个或多个运动标量、位置矢量、GPS位置、速度、加速度、定向或它们的组合，来检测物理车辆的位置。

在一些实施例中，第一传感器被配置成通过以下方式检测操作员的视点：检测操作员的头部的空间位置。

在一些实施例中，显示系统进一步被配置为：将空间位置传送到模拟系统；接收从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆部分的相关信息；并向物理车辆的操作员显示虚拟车辆的部分。

在一些实施例中，显示系统进一步被配置成通过以下方式显示虚拟车辆的一系列表示：将信息翻译成一组图形元素，显示该部分的表示包括显示该组图形元素。在一些实施例中，在模拟系统处计算与从视点的虚拟位置可见的部分相关的信息。

在一些实施例中，该系统进一步包括：透明的有机发光二极管(T-OLED)显示器，允许光通过T-OLED向操作员显示视场，并且该显示系统被配置为在T-OLED显示器上显示该一系列表示，以显示虚拟车辆的表示。

在一些实施例中，该系统进一步包括LCD显示器；耦合到物理车辆的照相机，该照相机被配置为捕获表示操作员在物理车辆的LCD显示器上看到的物理世界的视场的图像，并且该显示系统被配置为：在LCD显示器的一侧上输出图像以向操作员显示视场，并在LCD显示器显示的图像上覆盖该一系列表示。

在一些实施例中，系统进一步包括显示器，其包括物理车辆的挡风玻璃、物理车辆的一个或多个侧窗、物理车辆的后挡风玻璃或它们的组合，并且显示系统被配置位在显示器上显示虚拟车辆的表示。

在一些实施例中，系统包括操作员佩戴的耳机、包括显示器的耳机，并且该显示系统被配置为在显示器上显示虚拟车辆的该一系列表示。在一些实施例中，该耳机是头盔。

在一些实施例中，第二传感器检测用户眼睛的空间位置、用户眼睛的注视方向、或用户眼睛的焦点中的一个或多个。

在一些实施例中，该系统包括按如下配置的模拟系统：接收物理车辆的位置和在赛道处的视点的位置、计算包括虚拟车辆和物理车辆的表示虚拟世界、基于在赛道处的视点的位置计算虚拟世界内的视点的虚拟位置、计算从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分、并且将从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分输出到显示系统。

在一些实施例中，第一传感器接收车辆的两个部分中的每一个的位置。

在一些实施例中，车辆的一个部分的位置和车辆的方向。在一些实施例中，接收车辆的方向包括接收陀螺仪数据。

在一些实施例中，赛道处的视点的位置包括赛道处物理车辆的操作员的视点的位置。在一些实施例中，赛道处的视点的位置包括存在于赛道处并且观察赛道上的物理车辆的观众的视点的位置。

在一些实施例中，赛道处的视点的位置包括存在于赛道处并且对赛道上的物理车辆成像的照相机的位置。在一些实施例中，照相机对物理车辆正在其上竞赛的赛道的部分进行成像。当物理车辆穿过被照相机捕获的赛道的部分时，照相机可以在照相机的视频馈送中捕获该物理车辆。当物理车辆穿过被照相机捕获的赛道的部分时，照相机可以在照相机的视频馈送中捕获该物理车辆。

在一些实施例中，第二传感器被配置为通过测量眼睛的注视点、跟踪眼睛运动、跟踪头部位置、标识从一个或两个眼睛到物理车辆上的固定点的矢量、标识从头部上的点到物理车辆上的固定点的矢量、标识一个从护目镜上的点到物理车辆上的固定点的矢量、标识从安全帽上的点到物理车辆上的固定点的矢量、标识从一个或两个眼睛到场地内的固定点的矢量、标识从头部上的点到场地内的固定点的矢量、标识从护目镜上的点到场地内的固定点的矢量、标识从安全帽上的点到场地内的固定点的矢量中的至少一个，来检测赛道处的视点的位置。在一些实施例中，标识赛道处的视点的位置包括测量眼睛的注视点，并且该测量包括测量来自眼睛的光反射或光折射。

在一些实施例中，接收物理车辆的位置和赛道处的视点的位置包括在至少一个位置的无线接收。

在一些实施例中，计算虚拟世界包括将物理车辆的物理坐标转换为虚拟世界中的坐标，并且物理车辆的虚拟位置包括虚拟坐标。

在一些实施例中，计算从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括：计算虚拟世界中物理车辆的表示、计算视点和虚拟世界内的虚拟车辆之间的物理对象的表示、以及提取从视点的虚拟位置未被物理车辆的表示和物理对象的表示遮挡的虚拟车辆的部分。在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟世界中的虚拟车辆的部分包括未被遮挡的部分。

在一些实施例中，提取虚拟车辆的部分可以包括确定哪些像素被其他表示遮挡，并且仅显示不被其他表示遮挡的像素。在一些实施例中，提取虚拟车辆的部分可以包括为被其他表示遮挡的所有像素设置0％(在RGBA空间中)的像素α值。例如，虚拟车辆的部分可以被其他虚拟表示(例如，另一个虚拟车辆)或物理对象(例如，物理车辆内的对象或物理车辆本身)的表示所遮挡。任何观察到的(从视点的虚拟位置)像素值可以用于提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆部分。在一些实施例中，虚拟车辆的未被遮挡和被观测部分的像素可以分别被设置为包括大于0％的α值(在RGBA空间中)，以指示那些未被遮挡的像素可以被看到并且应该被显示。相比之下，设置为0％的α值的像素指示这些像素是完全透明的，即不可见的，并且不会显示。

在一些实施例中，计算视点的虚拟位置和物理车辆的表示之间的物理对象的表示包括访问表示数据库以获取该物理对象的虚拟位置。

在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括未被虚拟世界中的其他表示遮挡的虚拟车辆的部分。

在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括虚拟世界中的虚拟阴影。在一些实施例中，虚拟阴影是虚拟车辆投影的阴影和投影到虚拟车辆上的阴影中的至少一个。在一些实施例中，从赛道处的视点的位置可见的虚拟车辆的部分包括虚拟反射。在一些实施例中，虚拟反射是虚拟车辆的反射和虚拟车辆上的反射中的至少一个。

在一些实施例中，该系统进一步包括模拟系统，该模拟系统被配置为通过计算从该视点的虚拟位置的视场来计算从该视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分，并且向显示系统提供从该视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括在视场内显示虚拟车辆的部分。

在一些实施例中，该系统进一步包括模拟系统，该模拟系统被配置为通过计算从该视点的虚拟位置的视场来计算从该视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分，并且向显示系统提供从该视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括显示视场内可见的虚拟车辆的部分。

附图说明

图1是根据一些实施例的物理车辆的示意图。

图2A-C是根据一些实施例示出的一个或多个虚拟车辆如何显示在一个或多个显示器上的示意图。

图3A-D是根据一些实施例示出的虚拟车辆的可见部分如何显示在显示器上的示意图。

图4A-D是根据一些实施例示出的虚拟车辆的可见部分如何显示在显示器上的示意图。

图5是根据一些实施例示出的用于模拟实时系统和模拟系统之间的虚拟竞争的系统。

图6是根据一些实施例示出的用于在显示器上显示虚拟车辆的方法的流程图。

图7是根据一些实施例示出的用于向物理车辆的操作员提供虚拟车辆和物理车辆之间的双向交互的方法的流程图。

图8是根据一些实施例的用于模拟虚拟车辆和物理车辆之间的竞争以提供双向交互的方法的流程图。

图9是根据一些实施例示出的由模拟系统执行以使得能够显示虚拟车辆的方法的流程图。

图10是根据一些实施例示出的使得能够显示虚拟车辆的方法的流程图。

图11是根据一些实施例的计算机的功能框图。

具体实施方式

本文描述的实施例将真实世界和虚拟世界竞赛比赛合并。例如，真实世界的竞赛冠军和虚拟世界的赛车冠军可以竞争，以确定一个总冠军。有利的是，每一个冠军可以留在他们各自的“世界”内并且仍然与来自另一个“世界”的冠军竞争。实际上，本文描述的实施例使得实时参与者能够与虚拟参与者竞争。

术语“物理”和“真实世界”在本文中互换使用，并与“虚拟世界”形成对比。例如，“物理车辆”或“真实世界车辆”可以物理地存在于赛道处或赛道处。“虚拟车辆”不可以物理地存在于相同的赛道处。例如，“虚拟车辆”可以是显示在显示器上的图形生成的车辆。在一些实施例中，“虚拟车辆”是基于软件的环境中的表示。

在一些实施例中，用于显示虚拟车辆的方法包括标识赛道处的物理车辆的位置、标识赛道处的视点的位置、并且向显示系统提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分。本文公开的实施例解决的问题可以包括克服了以往解决方案的用户所体验到的真实感不足。在本文的一些实施例中，向用户提供虚拟车辆的可见部分提高了用户体验的真实感。通过提供包括虚拟车辆的真实世界赛车，提高的真实感提供了可靠且可再现的用户体验。

在一些实施例中，基于虚拟世界中物理车辆的虚拟位置、虚拟世界中视点的虚拟位置和虚拟世界中虚拟车辆的虚拟位置来计算虚拟车辆的可见部分。本文公开的实施例解决的问题可以包括如何提供虚拟车辆的可见部分。在本文的一些实施例中，通过可见部分的虚拟计算提供虚拟车辆的可见部分提高了可见部分确定的准确性。通过提供包括虚拟车辆的真实世界赛车，提高的准确性提供了可靠且可再现的用户体验。在本文的一些实施例中，通过虚拟计算提供可见部分提高了计算的效率。提高的效率降低了功耗并且提高了表示速度，从而获得更无缝的用户体验。

在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括虚拟车辆的部分，虚拟车辆的部分从视点的虚拟位置通过在虚拟世界中的物理车辆的虚拟位置处的物理车辆的表示而不被遮挡。

在一些实施例中，方法进一步包括通过模拟系统模拟虚拟车辆和虚拟世界中的物理车辆的表示之间的交互，基于交互计算从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分。

在一些实施例中，赛道的视点位置包括物理车辆的操作员的视点，并且标识赛道处的视点位置包括在传感器处检测物理车辆的操作员的视点，方法进一步包括：标识物理对象的位置；接收虚拟车辆的运动学信息；在显示系统中，基于物理对象的位置、赛道的视点位置和运动学信息生成虚拟车辆的表示；以及显示虚拟车辆的表示，使得虚拟车辆从赛道处的视点位置的角度与物理对象对准。

在一些实施例中，方法进一步包括在显示系统处生成从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆部分的表示。

在一些实施例中，方法进一步包括通过显示系统，显示虚拟车辆在一段时间内的一系列表示，以模拟虚拟车辆在赛道上的轨迹，该一系列表示包括从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的表示。在一些实施例中，显示了虚拟车辆的预测轨迹。预测可以基于当前的轨迹、加速度、当前车辆参数等。这可以允许观众成员预测虚拟车辆是否可能超过物理车辆。预测轨迹可以呈现为线，诸如黄线。还可以包括其他显示，例如“会通过！或者“要碰撞！”。

在一些实施例中，方法进一步包括由显示系统存储被用来从该一系列表示中生成每一个表示的虚拟车辆的数字3-D模型，每一个表示由显示系统基于数字3-D模型生成。

在一些实施例中，方法进一步包括接收用于从该一系列表示中生成每一个表示的虚拟车辆的数字3-D模型，每一个表示由显示系统基于数字3-D模型生成。

在一些实施例中，运动学信息包括虚拟车辆的一个或多个运动矢量、一个或多个运动标量、位置矢量、GPS位置、速度、加速度、定向或它们的组合。

在一些实施例中，标识物理车辆的位置包括检测虚拟车辆的一个或多个运动矢量、一个或多个运动标量、位置矢量、GPS位置、速度、加速度、定向或它们的组合。

在一些实施例中，标识赛道处的视点的位置包括检测物理车辆的操作员的头部的空间位置。在一些实施例中，方法进一步包括通过耦合到物理车辆的遥测系统将空间位置传送到模拟器系统；在遥测系统处接收与从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆部分相关的信息；以及显示，对物理车辆的操作员来说，基于信息的虚拟车辆的部分的表示。

在一些实施例中，方法进一步包括显示虚拟车辆的部分的表示，包括：将信息翻译成一组图形元素，显示部分的表示包括显示该组图形元素。在一些实施例中，方法进一步包括在模拟系统处，计算与从视点的虚拟位置可见的部分相关的信息。

在一些实施例中，显示虚拟车辆的该一系列表示包括在物理车辆的显示器上显示该一系列表示，并且显示器是透明有机发光二极管(T-OLED)显示器，显示器允许光通过T-OLED向操作员显示视场。

在一些实施例中，显示虚拟车辆的该一系列表示包括在物理车辆的显示器上显示该一系列表示，并且显示器是LCD显示器，方法进一步包括：通过耦合到物理车辆上的照相机捕获表示操作员在物理车辆中的显示器上看到的物理世界的视场的图像；并且在LCD显示器的一侧上输出图像以向操作员显示视场，该一系列表示覆盖在LCD显示器显示的图像上。

在一些实施例中，显示虚拟车辆的该一系列表示包括在物理车辆的显示器上显示该一系列表示，并且显示器包括物理车辆的前挡风玻璃、物理车辆的一个或多个侧窗、物理车辆的后挡风玻璃、一个或多个侧视镜、后视镜或它们的组合。

在一些实施例中，显示虚拟车辆的该一系列表示包括在操作员佩戴的耳机的显示器上显示该一系列表示。在一些实施例中，该耳机是头盔。

在一些实施例中，标识赛道处的视点的位置包括检测用户眼睛的空间位置、用户眼睛的注视方向、或用户眼睛的焦点中的一个或多个。

在一些实施例中，该方法进一步包括：向模拟系统提供物理车辆的位置和在赛道处的视点位置；由该模拟系统计算包括虚拟车辆和物理车辆的表示的虚拟世界；由模拟系统基于赛道处的视点位置，计算在虚拟世界内的视点的虚拟位置；以及由该模拟系统计算从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分，以及向显示系统提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分，包括由该模拟系统输出从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分。本文公开的实施例解决的问题可以包括如何计算虚拟车辆的可见部分。在本文的一些实施例中，计算虚拟世界中虚拟车辆的可见部分提高了可见部分确定的准确性。通过提供包括虚拟车辆的真实世界赛车，提高的准确性提供了可靠且可再现的用户体验。在本文的一些实施例中，通过虚拟计算提供可见部分提高了计算的效率。提高的效率降低了功耗并且提高了表示速度，从而获得更无缝的用户体验。

在一些实施例中，标识物理车辆的位置包括接收车辆的两个部分中的每一个的位置。在一些实施例中，标识物理车辆的位置包括接收车辆的一个部分的位置和车辆的定向。在一些实施例中，接收车辆的定向包括接收陀螺仪数据。本文公开的实施例解决的问题可以包括如何在虚拟世界中正确地定位物理车辆以确定虚拟车辆的可见部分。在本文的一些实施例中，使用定向测量提供了物理车辆在虚拟世界中的准确位置。提高的准确性提供了车辆的可见部分的更真实的显示，从而改善了用户体验。

在一些实施例中，赛道处的视点的位置包括赛道处物理车辆的操作员的视点的位置。在一些实施例中，赛道处的视点的位置包括赛道处的观众成员的视点并且观察赛道上的物理车辆的位置。在一些实施例中，赛道处的视点的位置包括赛道处的照相机的位置并且对赛道上的物理车辆成像。在一些实施例中，照相机对物理车辆正在其上竞赛的赛道的部分进行成像。当物理车辆穿过被照相机捕获的赛道的部分时，照相机可以在照相机的视频馈送中捕获该物理车辆。当物理车辆穿过被照相机捕获的赛道的部分时，照相机可以在照相机的视频馈送中捕获该物理车辆。

在一些实施例中，标识赛道处的视点的位置包括测量眼睛的注视点、跟踪眼睛运动、跟踪头部位置、标识从一个或两个眼睛到物理车辆上的固定点的矢量、标识从头部上的点到物理车辆上的固定点的矢量、标识一个从眼镜上的点到物理车辆上的固定点的矢量、标识从安全帽上的点到物理车辆上的固定点的矢量、标识从一个或两个眼睛到场地内的固定点的矢量、标识从头部上的点到场馆内的固定点的矢量、标识从眼镜上的点到场地内的固定点的矢量、或标识从安全帽上的点到场地内的固定点的矢量中的至少一个。在一些实施例中，标识赛道处的视点的位置包括测量眼睛的注视点，并且该测量包括测量来自眼睛的光反射或光折射。

在一些实施例中，提供物理车辆的位置和赛道处的视点的位置包括在至少一个位置的无线传送。

在一些实施例中，计算虚拟世界包括将物理车辆的物理坐标转换为虚拟世界中的坐标，并且物理车辆的虚拟位置包括虚拟坐标。

在一些实施例中，计算从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括：计算虚拟世界中物理车辆的表示、计算视点和虚拟世界内的虚拟车辆之间的物理对象的表示、并且通过物理车辆的表示和物理对象的表示从视点的虚拟位置提取未被遮挡的虚拟车辆的部分。在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟世界中的虚拟车辆的部分包括未被遮挡的部分。本文公开的实施例解决的问题可以包括如何计算虚拟车辆的可见部分，包括不只是物理车辆未被遮挡的部分。在本文的一些实施例中，计算包括真实世界中的物理对象的虚拟世界中的可见部分提高了可见部分确定的准确性。通过提供包括虚拟车辆的真实世界赛车，提高的准确性提供了可靠且可再现的用户体验。在本文的一些实施例中，通过虚拟计算提供可见部分提高了计算的效率。提高的效率降低了功耗并且提高了表示速度，从而获得更无缝的用户体验。

在一些实施例中，提取虚拟车辆的部分可以包括确定哪些像素被其他表示被遮挡，并且仅显示不被其他表示被遮挡的像素。在一些实施例中，提取虚拟车辆的部分可以包括为被其他表示被遮挡的所有像素设置0％(在RGBA空间中)的像素α值。例如，虚拟车辆的部分可以被其他虚拟表示(例如，另一个虚拟车辆)或物理对象(例如，物理车辆内的对象或物理车辆本身)的表示所被遮挡。任何观察到的(从视点的虚拟位置)像素值可以用于提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆部分。在一些实施例中，虚拟车辆的未被遮挡和被观测部分的像素可以分别被设置为包括大于0％的α值(在RGBA空间中)，以指示那些未被遮挡的像素可以被看到并且应该被显示。相比之下，设置为0％的α值的像素指示这些像素是完全透明的，即不可见的，并且不会显示。

在一些实施例中，计算视点的虚拟位置和物理车辆的表示之间的物理对象的表示包括访问表示数据库以获取该物理对象的虚拟位置。

在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分由虚拟车辆的部分组成，该虚拟车辆的部分未被虚拟世界中的其他表示遮挡。

在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括虚拟世界中的虚拟阴影。在一些实施例中，虚拟阴影是虚拟车辆投影的阴影和投影到虚拟车辆上的阴影中的至少一个。在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括虚拟反射。在一些实施例中，虚拟反射是虚拟车辆的反射和虚拟车辆上的反射中的至少一个。

在一些实施例中，通过模仿系统计算从视点的虚拟位置可见的虚拟世界内的虚拟车辆的部分包括从视点的虚拟位置计算视场，而向显示系统提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括显示视场内的虚拟车辆的部分。

在一些实施例中，通过模拟系统计算从视点的虚拟位置可见的虚拟世界内的虚拟车辆的部分，包括从视点的虚拟位置计算视场并提供给显示系统，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括显示在视场内可见的虚拟车辆的部分。

在一些实施例中，该方法可以促进物理赛道处两个虚拟车辆之间的比赛。在没有任何物理车辆的情况下两个虚拟车辆在一个物理赛道处比赛的场景中，那么“标识物理车辆的位置”的步骤将是不必要的。该方法可以包括标识赛道处的视点的位置，并向显示系统提供从赛道处的视点的位置可见的虚拟车辆的部分。在此类实施例中，可以应用与物理车辆的位置无关的上述方法的所有方面。在一些实施例中，虚拟车辆被赋予特殊特性和视频游戏外观。在一些实施例中，视频游戏属性(即，虚拟对象)可以通过将这些视频游戏属性覆盖在物理车辆的顶部来类似地应用于物理车辆。例如，汽车可以被赋予助推器、机枪、导弹(进入真实世界视图的其他图形虚拟对象)、虚拟跳跃等功能。在赛道和家中的观众可以将在物理赛道处的虚拟竞争对手视为在真实世界中竞争。

在一些实施例中，用于显示虚拟车辆的方法包括用于标识赛道处的物理车辆的位置的方法、用于标识赛道处的视点的位置的方法、以及用于向显示系统提供虚拟车辆的部分的方法，该虚拟车辆的部分从基于赛道处的视点的位置在虚拟世界中计算的视点的虚拟位置可见。本文公开的实施例解决的而问题可以包括克服了以往解决方案的用户所体验到的真实感不足。在本文的一些实施例中，向用户提供虚拟车辆的可见部分提高了用户体验的真实感。通过提供包括虚拟车辆的真实世界赛车，提高的真实感提供了可靠且可再现的用户体验。

在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括虚拟车辆的部分，该虚拟车辆的部分从视点的虚拟位置通过在虚拟世界中的物理车辆的虚拟位置处的物理车辆的表示而不被遮挡。本文公开的实施例解决的问题可以包括如何提供虚拟车辆的可见部分。在本文的一些实施例中，通过可见部分的虚拟计算提供虚拟车辆的可见部分提高了可见部分确定的准确性。通过提供包括虚拟车辆的真实世界赛车，提高的准确性提供了可靠且可再现的用户体验。在本文的一些实施例中，通过虚拟计算提供可见部分提高了计算的效率。提高的效率降低了功耗并且提高了表示速度，从而获得更无缝的用户体验。

在一些实施例中，该方法进一步包括用于通过模拟系统模拟虚拟车辆和虚拟世界中的物理车辆的表示之间的交互的方法，基于该交互计算从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分。

在一些实施例中，赛道的视点位置包括物理车辆的操作员的视点，并且用于标识赛道处的视点位置的方法包括用于在传感器处检测物理车辆的操作员的视点的方法，该方法进一步包括：用于标识物理对象的位置的方法；用于接收虚拟车辆的运动学信息的方法；用于在显示系统中，基于物理对象的位置、赛道的视点位置和运动学信息生成虚拟车辆的表示的方法；以及用于显示虚拟车辆的表示，使得虚拟车辆从赛道处的视点位置的角度与该物理对象对准的方法。本文公开的实施例解决的问题可以包括如何计算虚拟车辆的可见部分。在本文的一些实施例中，计算虚拟世界中虚拟车辆的可见部分提高了可见部分确定的准确性。通过提供包括虚拟车辆的真实世界赛车，提高的准确性提供了可靠且可再现的用户体验。在本文的一些实施例中，通过虚拟计算提供可见部分提高了计算的效率。提高的效率降低了功耗并且提高了表示速度，从而获得更无缝的用户体验。

在一些实施例中，该方法进一步包括用于在显示系统处生成从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆部分的表示的方法。

在一些实施例中，该方法进一步包括用于通过显示系统，显示虚拟车辆在一段时间内的一系列表示的方法，以模拟虚拟车辆在赛道上的轨迹，该一系列表示包括从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的表示。在一些实施例中，显示了虚拟车辆的预测轨迹。该预测可以基于当前的轨迹、加速度、当前车辆参数等。这可以允许观众成员预测虚拟车辆是否可能超过物理车辆。该预测轨迹可以呈现为线，诸如黄线。还可以包括其他显示，例如“会通过！或者“要碰撞！”。

在一些实施例中，该方法进一步包括用于由显示系统存储被用来从该一系列表示中生成每一个表示的虚拟车辆的数字3-D模型的方法，每一个表示由显示系统基于该数字3-D模型生成。

在一些实施例中，该方法进一步包括用于接收被用来从该一系列表示中生成每一个表示的虚拟车辆的数字3-D模型的方法，每一个表示由显示系统基于该数字3-D模型生成。

在一些实施例中，运动学信息包括虚拟车辆的一个或多个运动矢量、一个或多个运动标量、位置矢量、GPS位置、速度、加速度、定向或它们的组合。

在一些实施例中，用于标识该物理车辆的位置的方法包括用于检测该虚拟车辆的一个或多个运动矢量、一个或多个运动标量、位置矢量、GPS位置、速度、加速度、定向或它们的组合的方法。

在一些实施例中，用于标识赛道处的视点的位置的方法包括用于检测物理车辆的操作员的头部的空间位置的方法。在一些实施例中，该方法进一步包括用于通过耦合到物理车辆的遥测系统将空间位置传送到模拟器系统的方法；用于在遥测系统处接收与从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆部分相关的信息的方法；以及用于基于该信息向物理车辆的操作员显示虚拟车辆的部分的表示的方法。

在一些实施例中，该方法进一步包括用于显示虚拟车辆的部分的表示的方法，包括：用于将信息翻译成一组图形元素的方法，用于显示该部分的表示的方法包括显示该组图形元素。在一些实施例中，该方法进一步包括用于在模拟系统处，计算与从视点的虚拟位置可见的部分相关的信息的方法。

在一些实施例中，用于显示该虚拟车辆的该一系列表示的方法包括用于在物理车辆的显示器上显示该一系列表示的方法，并且该显示器是透明有机发光二极管(T-OLED)显示器，该显示器允许光通过T-OLED向操作员显示视场。

在一些实施例中，用于显示该虚拟车辆的该一系列表示的方法包括用于在该物理车辆的显示器上显示该一系列表示的方法，并且该显示器是LCD显示器，该方法进一步包括：用于通过耦合到该物理车辆上的照相机捕获表示操作员在物理车辆中的显示器上看到的物理世界的视场的图像的方法；以及用于在LCD显示器的一侧上输出该图像以向操作员显示视场的方法，该一系列的表示覆盖在LCD显示器显示的图像上。

在一些实施例中，用于显示虚拟车辆的该一系列表示的方法包括用于在物理车辆的显示器上显示该一系列表示的方法，并且显示器包括物理车辆的前挡风玻璃、物理车辆的一个或多个侧窗、物理车辆的后挡风玻璃、一个或多个侧视镜、后视镜或它们的组合。

在一些实施例中，用于显示虚拟车辆的该一系列表示的方法包括用于在操作员佩戴的耳机的显示器上显示该一系列表示的方法。在一些实施例中，该耳机是头盔。

在一些实施例中，用于标识赛道处的视点的位置的方法包括用于检测用户眼睛的空间位置、用户眼睛的注视方向、或用户眼睛的焦点中的一个或多个的方法。

在一些实施例中，该方法进一步包括：用于向模拟系统提供物理车辆的位置和在赛道处的视点位置的方法；用于由该模拟系统计算包括虚拟车辆和物理车辆的表示的虚拟世界的方法；用于由模拟系统基于赛道处的视点位置，计算在虚拟世界内的视点的虚拟位置的方法；以及用于由该模拟系统计算从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的方法，以及用于向显示系统提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的方法，包括用于由该模拟系统输出从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的方法。

在一些实施例中，用于标识物理车辆的位置的方法包括用于接收车辆的两个部分中的每一个的位置的方法。

在一些实施例中，用于标识物理车辆的位置的方法包括用于接收车辆的一个部分的位置和车辆的定向的方法。在一些实施例中，用于接收车辆的定向的方法包括接收陀螺仪数据。本文公开的实施例解决的问题可以包括如何在虚拟世界中正确地定位物理车辆以确定虚拟车辆的可见部分。在本文的一些实施例中，使用对定向的测量提供了物理车辆在虚拟世界中的准确位置。提高的准确性提供了车辆的可见部分的更真实的显示，从而改善了用户体验。

在一些实施例中，赛道处的视点的位置包括赛道处物理车辆的操作员的视点的位置。在一些实施例中，赛道处的视点的位置包括赛道处的观众成员的视点并且观察赛道上的物理车辆的位置。在一些实施例中，赛道处的视点的位置包括赛道处的照相机的位置，并且该方法进一步包括对赛道上的物理车辆成像。在一些实施例中，照相机对物理车辆正在其上竞赛的赛道的部分进行成像。当物理车辆穿过被照相机捕获的赛道的部分时，照相机可以在照相机的视频馈送中捕获该物理车辆。当物理车辆穿过被照相机捕获的赛道的部分时，照相机可以在照相机的视频馈送中捕获该物理车辆。

在一些实施例中，用于标识赛道处的视点的位置的方法包括用于测量眼睛的注视点的方法、用于跟踪眼睛运动的方法、用于跟踪头部位置的方法、用于标识从一个或两个眼睛到物理车辆上的固定点的矢量的方法、用于标识从头部上的点到物理车辆上的固定点的矢量的方法、用于标识一个从眼镜上的点到物理车辆上的固定点的矢量的方法、用于标识从安全帽上的点到物理车辆上的固定点的矢量的方法、用于标识从一个或两个眼睛到场地内的固定点的矢量的方法、用于标识从头部上的点到场馆内的固定点的矢量的方法、用于标识从眼镜上的点到场地内的固定点的矢量的方法、或者用于标识从安全帽上的点到场地内的固定点的矢量的方法中的至少一个。在一些实施例中，用于标识赛道处的视点的位置的方法包括用于测量眼睛的注视点的方法，并且用于该测量的方法包括用于测量来自眼睛的光反射或光折射的方法。

在一些实施例中，用于提供物理车辆的位置和赛道处的视点的位置的方法包括用于在至少一个位置的无线传送的方法。

在一些实施例中，用于计算虚拟世界的方法包括用于将物理车辆的物理坐标转换为虚拟世界中的坐标的方法，并且物理车辆的虚拟位置包括虚拟坐标。

在一些实施例中，用于计算从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的方法包括：用于计算虚拟世界中物理车辆的表示的方法、用于计算视点和虚拟世界内的虚拟车辆之间的物理对象的表示的方法、以及用于通过物理车辆的表示和物理对象的表示从视点的虚拟位置提取未被遮挡的虚拟车辆的部分的方法。在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟世界中的虚拟车辆的部分包括未被遮挡的部分。本文公开的实施例解决的问题可以包括如何计算虚拟车辆的可见部分，包括不只是物理车辆未被遮挡的部分。在本文的一些实施例中，计算包括真实世界中的物理对象的虚拟世界中的可见部分提高了可见部分确定的准确性。通过提供包括虚拟车辆的真实世界赛车，提高的准确性提供了可靠且可再现的用户体验。在本文的一些实施例中，通过虚拟计算提供可见部分提高了计算的效率。提高的效率降低了功耗并且提高了表示速度，从而获得更无缝的用户体验。

在一些实施例中，用于提取虚拟车辆的部分的方法可以包括用于确定哪些像素被其他表示遮挡的方法，并且仅显示不被其他表示遮挡的像素。在一些实施例中，用于提取虚拟车辆的部分的方法可以包括用于为被其他表示遮挡的所有像素设置0％(在RGBA空间中)的像素α值的方法。例如，虚拟车辆的部分可以被其他虚拟表示(例如，另一个虚拟车辆)或物理对象(例如，物理车辆内的对象或物理车辆本身)的表示所遮挡。任何观察到的(从视点的虚拟位置)像素值可以用于提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆部分。在一些实施例中，虚拟车辆的未被遮挡和被观测部分的像素可以分别被设置为包括大于0％的α值(在RGBA空间中)，以指示那些未被遮挡的像素可以被看到并且应该被显示。相比之下，设置为0％的α值的像素指示这些像素是完全透明的，即不可见的，并且不会显示。

在一些实施例中，用于计算视点的虚拟位置和物理车辆的表示之间的物理对象的表示的方法包括用于访问表示数据库的方法，以获取该物理对象的虚拟位置。

在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分由虚拟车辆的部分组成，该虚拟车辆的部分未被虚拟世界中的其他表示遮挡。

在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括虚拟世界中的虚拟阴影。在一些实施例中，虚拟阴影是虚拟车辆投影的阴影和投影到虚拟车辆上的阴影中的至少一个。在一些实施例中，从赛道处的视点的位置可见的虚拟车辆的部分包括虚拟反射。在一些实施例中，虚拟反射是虚拟车辆的反射和虚拟车辆上的反射中的至少一个。

在一些实施例中，用于通过模拟系统计算从视点的虚拟位置可见的虚拟世界中的虚拟车辆的部分的方法，包括用于从视点的虚拟位置计算视场的方法，而用于向显示系统提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的方法包括显示视场内的虚拟车辆的部分。

在一些实施例中，用于通过模拟系统计算从虚拟视点的位置可见的虚拟世界内的虚拟车辆的部分的方法，包括用于从视点的虚拟位置计算视场的方法，而用于向显示系统提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分的方法包括用于显示视场内的虚拟车辆的部分的方法。

在一些实施例中，用于显示虚拟车辆的系统包括检测赛道处的物理车辆的位置的第一传感器、检测赛道处的视点的位置的第二传感器、以及输出从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分得模拟系统。本文公开的实施例解决的而问题可以包括克服了以往解决方案的用户所体验到的真实感不足。在本文的一些实施例中，向用户提供虚拟车辆的可见部分提高了用户体验的真实感。通过提供包括虚拟车辆的真实世界赛车，提高的真实感提供了可靠且可再现的用户体验。

在一些实施例中，该模拟系统基于虚拟世界中物理车辆的虚拟位置、虚拟世界中视点的虚拟位置和虚拟世界中虚拟车辆的虚拟位置来确定虚拟车辆的可见部分。本文公开的实施例解决的问题可以包括如何提供虚拟车辆的可见部分。在本文的一些实施例中，通过可见部分的虚拟计算提供虚拟车辆的可见部分提高了可见部分确定的准确性。通过提供包括虚拟车辆的真实世界赛车，提高的准确性提供了可靠且可再现的用户体验。在本文的一些实施例中，通过虚拟计算提供可见部分提高了计算的效率。提高的效率降低了功耗并且提高了表示速度，从而获得更无缝的用户体验。

在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括虚拟车辆的部分，该虚拟车辆的部分从视点的虚拟位置通过物理车辆的虚拟位置处的物理车辆的表示而不被遮挡。

在一些实施例中，该系统进一步包括被配置为模拟虚拟车辆和虚拟世界中的物理车辆的表示之间的交互的模拟系统，基于该交互计算从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分。

在一些实施例中，该系统包括按如下配置的模拟系统：接收物理车辆的位置和在赛道处的视点的位置、计算包括虚拟车辆和物理车辆的表示虚拟世界、基于在赛道处的视点的位置计算虚拟世界内的视点的虚拟位置、计算从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分、并且将从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分输出到显示系统。本文公开的实施例解决的问题可以包括如何计算虚拟车辆的可见部分。在本文的一些实施例中，计算虚拟世界中虚拟车辆的可见部分提高了可见部分确定的准确性。通过提供包括虚拟车辆的真实世界赛车，提高的准确性提供了可靠且可再现的用户体验。在本文的一些实施例中，通过虚拟计算提供可见部分提高了计算的效率。提高的效率降低了功耗并且提高了表示速度，从而获得更无缝的用户体验。

在一些实施例中，第一传感器接收车辆的两个部分中的每一个的位置。在一些实施例中，车辆的一个部分的位置和车辆的定向。在一些实施例中，接收车辆的定向包括接收陀螺仪数据。本文公开的实施例解决的问题可以包括如何在虚拟世界中正确地定位物理车辆以确定虚拟车辆的可见部分。在本文的一些实施例中，使用对定向的测量提供了物理车辆在虚拟世界中的准确位置。提高的准确性提供了车辆的可见部分的更真实的显示，从而改善了用户体验。

在一些实施例中，赛道处的视点的位置包括赛道处物理车辆的操作员的视点的位置。在一些实施例中，赛道处的视点的位置包括赛道处的观众成员的视点并且观察赛道上的物理车辆的位置。

在一些实施例中，赛道处的视点的位置包括赛道处的照相机的位置，并且对赛道上的物理车辆成像。在一些实施例中，照相机对物理车辆正在其上竞赛的赛道的部分进行成像。当物理车辆穿过被照相机捕获的赛道的部分时，照相机可以在照相机的视频馈送中捕获该物理车辆。当物理车辆并未穿过被照相机捕获的赛道的部分时，照相机仍可捕获赛道的部分。

在一些实施例中，第二传感器被配置为通过以下中的至少一者来检测赛道处的视点的位置：测量眼睛的注视点、跟踪眼睛运动、跟踪头部位置、标识从一个或两个眼睛到物理车辆上的固定点的矢量、标识从头部上的点到物理车辆上的固定点的矢量、标识从眼镜上的点到物理车辆上的固定点的矢量、标识从安全帽上的点到物理车辆上的固定点的矢量、标识从一个或两个眼睛到场地内的固定点的矢量、标识从头部上的点到场馆内的固定点的矢量、标识从眼镜上的点到场地内的固定点的矢量、或标识从安全帽上的点到场地内的固定点的矢量中。在一些实施例中，第二传感器被配置成通过测量来自眼睛的光反射或光折射，来检测赛道处的视点的位置。

在一些实施例中，接收物理车辆的位置和赛道处的视点的位置包括在至少一个位置的无线接收。

在一些实施例中，计算虚拟世界包括将物理车辆的物理坐标转换为虚拟世界中的坐标，并且物理车辆的虚拟位置包括虚拟坐标。

在一些实施例中，计算从赛道处的视点的位置可见的虚拟车辆的部分包括：计算虚拟世界中物理车辆的表示、计算视点和虚拟世界内的虚拟车辆之间的物理对象的表示、并且通过物理车辆和物理对象的表示从视点的虚拟位置提取未被遮挡的虚拟车辆的部分。在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟世界中的虚拟车辆的部分包括未被遮挡的部分。本文公开的实施例解决的问题可以包括如何计算虚拟车辆的可见部分，包括不只是物理车辆未被遮挡的部分。在本文的一些实施例中，计算包括真实世界中的物理对象的虚拟世界中的可见部分提高了可见部分确定的准确性。通过提供包括虚拟车辆的真实世界赛车，提高的准确性提供了可靠且可再现的用户体验。在本文的一些实施例中，通过虚拟计算提供可见部分提高了计算的效率。提高的效率降低了功耗并且提高了表示速度，从而获得更无缝的用户体验。

在一些实施例中，提取虚拟车辆的部分可以包括确定哪些像素被其他表示遮挡，并且仅显示不被其他表示遮挡的像素。在一些实施例中，提取虚拟车辆的部分可以包括为被其他表示遮挡的所有像素设置0％(在RGBA空间中)的像素α值。例如，虚拟车辆的部分可以被其他虚拟表示(例如，另一个虚拟车辆)或物理对象(例如，物理车辆内的对象或物理车辆本身)的表示所遮挡。任何观察到的(从视点的虚拟位置)像素值可以用于提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆部分。在一些实施例中，虚拟车辆的未被遮挡和被观测部分的像素可以分别被设置为包括大于0％的α值(在RGBA空间中)，以指示那些未被遮挡的像素可以被看到并且应该被显示。相比之下，设置为0％的α值的像素指示这些像素是完全透明的，即不可见的，并且不会显示。

在一些实施例中，计算视点的虚拟位置和物理车辆的表示之间的物理对象的表示包括访问表示数据库以获取该物理对象的虚拟位置。

在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分由虚拟车辆的部分组成，该虚拟车辆的部分未被虚拟世界中的其他表示遮挡。

在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括虚拟世界中的虚拟阴影。在一些实施例中，虚拟阴影是虚拟车辆投影的阴影和投影到虚拟车辆上的阴影中的至少一个。在一些实施例中，从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括虚拟反射。在一些实施例中，虚拟反射是虚拟车辆的反射和虚拟车辆上的反射中的至少一个。

在一些实施例中，计算从视点的虚拟位置可见的虚拟世界内的虚拟车辆的部分包括从视点的虚拟位置计算视场，而向显示系统提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括显示视场内的虚拟车辆的部分。

在一些实施例中，计算从视点的虚拟位置可见的虚拟世界内的虚拟车辆的部分包括从视点的虚拟位置计算视场，而向显示系统提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分包括显示视场内虚拟车辆可见的部分。

在一些实施例中，该系统可以促进物理赛道上两个虚拟车辆之间的比赛。在没有任何物理车辆的情况下两个虚拟车辆在一个物理赛道上比赛的场景中，那么检测物理车辆的位置的第一传感器将是不必要的。在此类实施例中的该系统可以包括检测赛道处的视点的位置的传感器，以及提供从赛道处的视点的位置可见的虚拟车辆的部分的显示系统。在此类实施例中，可以应用与物理车辆的位置无关的上述系统的所有方面。在一些实施例中，虚拟车辆被赋予特殊特性和视频游戏外观。例如，汽车可以被赋予助推器、机枪、导弹(进入真实世界视图的其他图形虚拟对象)、虚拟跳跃等功能。在一些实施例中，物理车辆可以被赋予类似的视频游戏属性。例如，如在显示器上观察到的，图形虚拟对象(诸如机枪或导弹等)可以被渲染并覆盖在物理车辆上。在赛道和家中的观众可以将在物理赛道上的虚拟竞争对手视为在真实世界中竞争。

如本文使用的，“视点”可以理解为将从其观看虚拟车辆的真实世界位置。例如，物理车辆的操作员(例如，物理车辆中的驾驶员)观察其周围环境。显示器可以用于通过在视图中引入虚拟车辆来增强操作员的视图。因为虚拟车辆是从真实世界的视点添加的，如果没有提供或停止显示系统，真实世界的角度将看不到虚拟车辆。

图1是根据一些实施例的物理车辆101的示意图100。图1提供了物理车辆101的操作员(例如，驾驶员)的视点的示例。因此，操作员视点的位置是操作员眼睛的位置和(注视)方向(或操作员眼睛位置和方向的一些近似)。尽管图1是参考物理车辆的操作员的视点提供的，但是教导同样适用于其他视点，诸如物理车辆正在其上驾驶的赛道处的观众成员或赛道处的照相机。

物理车辆101包括显示系统102(包括渲染部件107)、模拟部件106、遥测系统104(包括传感器108)、RF电路105和力控制器112。物理车辆101还包括眼睛位置检测器110、前挡风玻璃120、后视镜122、后挡风玻璃124、侧窗126A和126B、侧视镜128A和128B、座椅和头撑130、扬声器132和制动器134。图1还包括车辆操作员114。在图1中，示出了车辆操作员114佩戴头盔116、眼睛117上方的护目镜和触觉套装118。在一些实施例中，佩戴在眼睛117上的护目镜是头盔116的部件。

如图1所示，物理车辆101是汽车。在一些实施例中，物理车辆101内的设备与模拟系统140通信以模拟车辆操作员114的视场内的一个或多个虚拟车辆。模拟系统140可以是车载物理车辆101。在一些实施例中，如示意图100所示，模拟系统140可以远离物理车辆101，本文也在别处描述。在一些实施例中，由模拟系统140执行的功能可以分布在车载物理车辆101和远离物理车辆101的两个系统中。在一些实施例中，模拟系统140生成并维护一个或多个实时参与者(即，车辆操作员114操作物理车辆101)和一个或多个远程参与者(未示出)之间的竞赛模拟141。

对虚拟车辆进行实时模拟，提高了车辆操作员114的竞赛体验。在物理车辆101内实现模拟能力允许作为实时参与者的车辆操作员114能够与在竞赛模拟141中操作虚拟车辆的远程参与者比赛。车辆操作员114的视场是由车辆操作员114利用虚拟车辆增强而看到的可观察世界。在一些实施例中，可以通过显示器来提供增强，例如，容纳在前挡风玻璃120、后视镜122、后挡风玻璃124、侧窗126A和126B以及侧视镜128A和128B中的一个或多个或多个中或与前挡风玻璃120、后视镜122、后挡风玻璃124、侧窗126A和126B以及侧视镜128A和128B中的一个或多个组合的显示器。

在一些实施例中，增强可以由全系设备或3-D显示系统提供。在这些实施例中，前挡风玻璃120、后视镜122、后挡风玻璃124、侧窗126A和126B或侧视镜128A和128B可以是T-OLED显示器，该T-OLED显示器通过利用照相机来捕获连同覆盖在非透明显示器上的3-D图像一起显示的环境来使得能够显示3-D图像。

在一些实施例中，增强可以由车辆操作员114佩戴在眼睛117上的头戴式显示器(HMD)提供。HMD可以作为头盔116的部分佩戴。在一些实施例中，HMD嵌入在戴在车辆操作员114眼前的护目镜、眼镜、防护眼镜或其他设备中。与上述显示器一样，HMD可以通过在HMD中的一个或多个显示器上渲染一个或多个虚拟车辆来操作以增强车辆操作员114的视场。

在其他实施例中，HMD实现视网膜投影技术以模拟一个或多个虚拟车辆。例如，HMD可以包括虚拟视网膜显示器(VRD)，该虚拟视网膜显示器(VRD)将图像投影到车辆操作员114的左眼和右眼上，以在车辆操作员114的视场中创建一个或多个虚拟车辆的三维(3D)图像。

在一些实施例中，增强可以由如上所述的容纳在物理车辆101中的一个或多个显示器(例如，前挡风玻璃120和后视镜122)、如上所述的由车辆操作员114佩戴的显示器(例如，HMD)、如上所述的全系设备或它们的组合来提供。在多种类型的显示器上(例如，在容纳在物理车辆101中的显示器上和车辆操作员114佩戴的HMD上)模拟虚拟车辆的优点是，当车辆操作员114取下HMD时，可以保持增强现实体验。此外，物理车辆101中的多个参与者可以共享增强现实体验，而不论每一个参与者是否佩戴HMD。

在一些实施例中，为车辆操作员114模拟多个虚拟车辆。例如，多个虚拟车辆显示在操作员的前面和/或后面和/或旁边。例如，一个或多个虚拟车辆可以显示在前挡风玻璃120(示例显示器)上，一个或多个虚拟车辆可以显示在后视镜122(示例显示器)上。此外，可以在HMD上显示一个或多个虚拟车辆。类似地，物理车辆101可以是彼此邻近的多个物理车辆中的一个。在一些实施例中，为车辆操作员114模拟的虚拟车辆可以是在与车辆操作员114运行的物理车辆在不同的物理位置的物理赛道上运行的另一个物理车辆。例如，一名驾驶员可以在摩纳哥的赛道上操作车辆，而另一名驾驶员可以在洛杉矶的复制赛道上操作车辆。本文中的实施例考虑向摩纳哥和洛杉矶的一个或两个驾驶员呈现代表另一个驾驶员的虚拟车辆。

回到模拟系统140并且如上所述，模拟系统140可以包括竞赛模拟141，该竞赛模拟141模拟物理车辆101与虚拟赛道上的一个或多个虚拟车辆之间的比赛。在一些实施例中，虚拟赛道由模拟系统140生成和存储，以对应于车辆操作员114正在其中操作(例如，驾驶)物理车辆101的物理赛道。在一些实施例中，使用360度激光扫描视频记录或类似技术生成虚拟赛道。因此，当车辆操作员114实时控制物理赛道上的物理车辆101时，由模拟系统140模拟竞赛模拟141中的物理车辆101的虚拟轨迹，以仿真物理赛道上的物理车辆101的物理、真实轨迹。

在一些实施例中，为了使模拟系统140能够在竞赛模拟141中在虚拟赛道上模拟物理车辆101，物理车辆101包括遥测系统104。遥测系统104包括检测与物理车辆101相关联的数据的传感器108。传感器108包括检测物理车辆101的运动学信息的一个或多个设备。在一些实施例中，运动学信息包括一个或多个运动矢量、一个或多个运动标量、定向、全球定位系统(GPS)位置或它们的组合。例如，运动矢量可以包括速度、位置矢量或加速度。例如，运动标量可以包括速度。因此，传感器108可以包括用于检测加速度的一个或多个加速计、用于检测GPS位置的一个或多个GPS(或洛纳斯(GLONASS)或其他全球导航系统)接收器、一个或多个运动传感器、一个或多个定向传感器或它们的组合。在一些实施例中，由传感器108收集的实时数据被传送到模拟系统140。其他实时数据可以包括汽车、热量、轮胎温度等的测量。在一些实施例中，一个或多个运动学信息和车辆测量用于模拟可预测性。例如，一些实施例可以包括基于这些其他测量和速度和加速度信息预先构建场景的预测模拟引擎。

在一些实施例中，物理车辆101包括射频(RF)电路105，用于将数据(例如，由遥测系统104生成的遥测信息)传送到模拟系统140。RF电路105接收和发送RF信号，也称为电磁信号。RF电路105将电信号转换为电磁信号/从电磁信号转换为电信号并且经由电磁信号与通信网络和其他通信设备通信。RF电路105可以包括用于执行这些功能的众所周知的电路，包括但不限于天线系统、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、一个或多个振荡器、数字信号处理器、编解码器芯片组、用户身份模块(SIM)卡、存储器等。RF电路105可以通过无线通信与网络(例如，因特网，也称为万维网(WWW)、内联网和/或无线网络，诸如蜂窝电话网络、无线局域网(LAN)和/或城域网(MAN)和其他设备通信。无线通信可选地使用多个通信标准、协议和技术中的任何一个，包括但不限于：全球移动通信系统(GSM)、增强数据GSM环境(EDGE)、高速下行分组接入(HSDPA)、高速上行分组接入(HSUPA)、演进、纯数据(EV-DO)、HSPA、HSPA+、双单元HSPA(DC-HSPDA)、长期演进(LTE)、近场通信(NFC)、宽带码分多址(W-CDMA)、码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、蓝牙、蓝牙低能(BTLE)、无线保真(Wi-Fi)(例如，IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g和/或IEEE802.11n)，Wi-MAX，电子邮件协议(例如，互联网消息访问协议(IMAP)和/或邮局协议(POP))，即时消息(例如，可扩展消息和状态协议(XMPP)、利用扩展实现即时消息和状态的会话初始化协议(SIMPLE)、即时消息和状态服务(IMPS))、和/或短消息服务(SMS)，或任何其他合适的通信协议。

在一些实施例中，模拟系统140包括类似于RF电路105的RF电路，用于从物理车辆101接收数据。基于从物理车辆101接收到的遥测信息，模拟系统140将物理车辆101模拟作为竞赛模拟141中的化身。在一些实施例中，如将参考图5进一步描述的，模拟系统140接收用于在竞赛模拟中控制和模拟一个或多个虚拟车辆的输入。在一些实施例中，在竞赛模拟141中，模拟系统140基于所接收的输入和虚拟车辆在虚拟赛道上的当前状态来计算虚拟车辆的运动学信息。例如，当前状态可以指在虚拟赛道上模拟的虚拟车辆的坐标、位置、速度、速度、加速度、定向等。为了在实时参与者(即，车辆操作员114)和为车辆操作员114操作虚拟车辆的虚拟参与者之间复制虚拟竞争，模拟系统140将虚拟车辆的运动学信息经由RF电路发送到的物理车辆101中的部件(例如，显示系统102或模拟部件106)。如本公开中其他部分所述，应当理解，根据所模拟的上下文的类型，显示系统102和物理车辆101中所示的其他部件可以被容纳在其他类型的设备中。

在一些实施例中，为了使双向交互竞赛成为可能，其中竞赛模拟141中模拟的交互可以再现给驾驶物理车辆101的车辆操作员114，模拟系统140确定竞赛模拟141内的物理车辆101的化身是否与障碍物(诸如在竞赛模拟141中模拟的虚拟车辆)接触。一旦确定接触，模拟系统140计算与接触相关联的力信息、音频信息或它们的组合。在一些实施例中，模拟系统140将力信息或音频信息传到物理车辆101，在物理车辆101处再现力或音频信息以增强车辆操作员114的虚拟现实竞赛体验。

回到物理车辆101，物理车辆101包括显示系统102，该显示系统102用于基于经由RF电路105从模拟系统140接收到的信息(例如，虚拟车辆的运动学信息)生成虚拟车辆的表示。在一些实施例中，显示系统102耦合到模拟部件106，模拟部件106基于从模拟系统140接收到的虚拟车辆的运动学信息生成虚拟车辆的虚拟表示。在一些实施例中，模拟部件106基于车辆操作员114的眼睛117的运动学信息和眼睛测量(例如，空间位置)生成虚拟表示。为了进一步增强虚拟表示的真实感，即，根据一些实施例，模拟部件106基于运动学信息、车辆操作员114的眼睛117的空间位置、眼睛117的注视方向和眼睛117的焦点来生成虚拟表示。如本文所述，眼睛测量可以包括左眼、右眼或左眼和右眼的组合的眼睛117的空间位置、眼睛117的注视方向、眼睛117的焦点或它们的组合。

在一些实施例中，物理车辆101包括眼睛位置检测器110，例如，照相机或光(例如，红外)反射检测器，以检测车辆操作员114的眼睛117的眼睛测量(例如，眼睛117的空间位置、注视方向、焦点或它们的组合)。在一些实施例中，眼睛位置检测器110检测车辆操作员114的头部的空间位置以估计眼睛117的测量。例如，眼睛位置检测器110可以检测头盔116或头盔116上的护目镜以估计眼睛117的测量。检测眼睛测量和/或头部位置还可以包括检测车辆操作员114佩戴的头盔116的位置和定向中的至少一个。

可以直接(例如，从固定传感器，诸如轨道侧传感器)或基于车内传感器和车的位置的组合，计算眼睛的位置。

在一些实施例中，眼睛位置检测器110包括可以记录实时视频序列或捕捉车辆操作员114的面部的一系列图像的照相机。然后，眼睛位置检测器110可以通过分析实时视频序列或图像系列来跟踪和检测眼睛117的测量。在一些实施例中，眼睛位置检测器110实现用于跟踪车辆操作员114的头部运动或定向的一个或多个算法，以帮助眼睛跟踪、检测和测量。如图100所示，眼睛位置检测器110可以耦合到后视镜122。然而，只要眼睛位置检测器110实现在物理车辆附近，眼睛位置检测器110就可以被放置在其他位置，例如，在仪表板上、物理车辆101内部或外部。在一些实施例中，为了提高检测的准确性，眼睛位置检测器110可以在头盔116或其它头戴式显示器(HMD)内实现，例如，车辆操作员114戴在眼睛117上的护目镜或防护眼镜。

在一些实施例中，在HMD内实现的眼睛位置检测器110进一步包括一个或多个焦点可调谐透镜、一个或多个机械致动显示器，并且可以绘制移动注视跟踪技术再现的场景，该场景随着基于用户在虚拟场景中看向何处来持续监控眼睛而实际校正虚拟世界中常见的折射误差。上述技术的优点是，车辆操作员114在佩戴HMD植入眼睛位置检测器110时不需要佩戴隐形眼镜或矫正眼镜。

在一些实施例中，模拟部件106基于虚拟车辆的3-D模型生成虚拟车辆的虚拟表示。例如，虚拟表示可以表示从眼睛117观看的三维模型的透视图。在一些实施例中，通过从眼睛117的角度生成虚拟表示(其测量值由眼睛位置检测器110检测或估计)，可以为车辆操作员114在准确的尺寸和比例上模拟虚拟表示，以增加与虚拟车辆竞赛的实现性。在一些实施例中，3-D模型可以预先存储在模拟部件106上或从模拟系统140接收3-D模型。

在一些实施例中，显示系统102内的渲染部件107在物理车辆101的一个或多个显示器上显示生成的虚拟表示。如上所述，虚拟表示可以由一些实施例中的模拟部件106或一些实施例中的模拟系统140生成。一个或多个显示器可以包括物理车辆101的窗户，例如，前挡风玻璃120或侧窗126A-B，或者物理车辆101的镜子，例如，后视镜122或侧视镜128A-B。在一些实施例中，一个或多个显示器可以是头盔116中的部件。头盔116可以包括车辆操作员114佩戴的头盔、护目镜、眼镜或防护眼镜系统。

在一些实施例中，一个或多个显示器(例如，前挡风玻璃120)可以是透明的有机发光二极管(T-OLED)显示器，该有机发光二极管(T-OLED)显示器允许光通过T-OLED向车辆操作员114显示视场。在这些实施例中，渲染部件107将虚拟车辆的虚拟表示渲染为一个或多个显示器上的像素层。T-OLED显示器可以允许车辆操作员114在其视场中看到模拟的虚拟车辆和物理的、非模拟的世界。

在其他实施例中，一个或多个显示器(例如，前挡风玻璃120)可以是非透明液晶显示器(LCD)。在这些实施例中，与T-OLED显示器不同，LCD不能允许光通过以使车辆操作员114能够在其视场中看到物理的、非模拟的世界。相反，在这些实施例中，相对于LCD面朝外并耦合到物理车辆101的照相机(例如，针孔照相机)可以记录物理、非模拟世界的实时视频馈送，并且表示如果LCD是透明的(例如，T-OLED显示器)，则从车辆操作员114的眼睛117可以看到的作为物理世界的视场。然后，渲染部件107可以在LCD的内侧显示实时视频馈送，以向车辆操作员114显示视场。此外，渲染部件107可以将生成的虚拟表示覆盖在由LCD显示的实时视频馈送上，以使车辆操作员114能够看到模拟的虚拟车辆。

在一些实施例中，非透明LCD本身不能在3D中显示图像或实时视频馈送。因此，用于记录实时视频馈送的照相机可以包括一个或多个照相机，该一个或多个照相机是用于以彩色和3D方式记录物理世界的立体照相机系统的部分。在一些实施例中，为了进一步增强正在显示的实时视频馈送的3D效果，非透明LCD是多视图自动立体3D显示器，即，多视图自动立体显示器，其使得车辆操作员114能够在车辆操作员114移动头部时眼睛117从不同角度观看所显示的3D视频馈送。

在高速竞赛活动中，车辆操作员114号的头部几乎不动。因此，在一些实施例中，可以从物理车辆101中省略用于跟踪车辆操作员114的头部或眼睛117的位置的眼睛位置检测器110，以减少在物理车辆101模拟虚拟车辆时的部件数量和复杂性。在一些实施例中，为了使车辆操作员114能够自由地移动头部，实现眼睛位置检测器110来跟踪车辆操作员114的头部或眼睛117的位置。在显示器为非透明显示器的实施例中，可以调整一个或多个照相机(例如，立体照相机系统中的照相机)的角度以对应于车辆操作员114的头部或眼睛117的被跟踪位置。

在一些实施例中，为了实现其中可以为驾驶物理车辆101的车辆操作员114复制在竞赛模拟141中的虚拟赛道上模拟的交互的双向交互竞赛，模拟部件106基于从模拟系统140接收到的虚拟车辆的运动学信息来确定虚拟车辆与物理车辆101的接近度。在一些实施例中，一旦基于确定的接近度确定虚拟车辆和物理车辆101之间的接触，模拟系统140就计算与该接触相关联的力信息、音频信息或它们的组合。然后，模拟部件106可以将力信息传送到力控制器112和/或将音频信息传送到扬声器132。在一些实施例中，经由扬声器132播放音频信息可以仿真引擎、制动器、轮胎以及物理车辆101和由模拟系统140模拟的虚拟车辆之间的碰撞的声音。在一些实施例中，音频信息可以包括基于在模拟赛道上的物理车辆101和虚拟车辆之间计算的距离所计算的体积，并且可以考虑车辆操作员114的头部的方向位置和耳朵的定向。在一些实施例中，扬声器132可以包括装备在物理车辆101中的音频设备(例如，扬声器或扬声器系统)或车辆操作员114佩戴的音频设备(例如，耳机或听筒)。在车辆操作员114佩戴扬声器132的实施例中，扬声器132可以在诸如头盔116的头戴式显示器内实现。

对于不在物理车辆中(例如，在赛道或在家观看比赛的观众成员)为观察者再现的声音，扬声器可以放置在轨道周围或穿过帽子或观众或照相机的视点。在虚拟世界中，麦克风的位置可以设置，就像照相机的位置一样。类似的，可以设置声音生成位置。在一些实施例中，当具有声音生成位置的虚拟汽车离麦克风更远时，虚拟汽车发出的噪声将更小。

在一些实施例中，力控制器112基于力信息来控制一个或多个致动器，以在由模拟系统140模拟的虚拟赛道上仿真物理车辆101和虚拟车辆之间模拟的接触。例如，力控制器112可以控制内置于座椅和头撑130中的一个或多个力致动器，以仿真车辆操作员114如何在颠簸中的感受，例如，头部被碰撞的感觉。类似地，在一些实施例中，力控制器112可以经由有线或无线通信与车辆操作员114穿着的触觉套装118通信，以仿真车辆操作员114接触真实物理车辆的感觉。力控制器112还可以控制构建在物理车辆101中的一个或多个力致动器，以仿真与虚拟对象接触的物理车辆101。在一些实施例中，力控制器112控制影响物理车辆101的实际功能的一个或多个机械系统。例如，力控制器112可以控制一个或多个制动器134、转向柱、或物理车辆101的电源以及其他机械和/或电气系统，以仿真物理车辆101与虚拟车辆或虚拟对象之间的接触的效果，虚拟对象(诸如虚拟车辆)实际上是与物理车辆101在同一赛道上的物理对象。如上所述，在一些实施例中，被模拟的虚拟对象可以是现实世界中位于不同物理位置的赛道上的物理车辆。因此，本公开还使得在不同赛道上运行的两个车辆操作员感到好像在同一赛道上竞争，因为其对应的物理车辆可以被模拟作为虚拟车辆。

在涉及电动汽车的一些实施例中，模拟效果可以包括控制对轴产生的功率，并且在某些情况下，对具有四个电气电动机(每一个轮子一个)的汽车中的每一个特定轮子的控制。这可以有利地允许通过轮子的电动机中的小尖峰来模拟颠簸。这可以基于影响的持续时间和其他因素加以控制。

在一些实施例中，如关于图5所述，可以通过例如模拟系统140远程地执行上述模拟部件106的一些或全部功能。在这些实施例中，显示系统102接收由模拟系统140生成的虚拟表示。相关地，在这些实施例中，力控制器112和扬声器132可以分别接收由模拟系统140计算的力和音频信息。

图2A-C是根据一些实施例的虚拟车辆如何分别显示在一个或多个显示器上的示意图。为了便于解释，图2A-C将参考图1的元件来描述，例如，显示系统102和车辆操作员114。根据一些实施例，可以根据增强现实实施例或完全渲染实施例来显示虚拟车辆，下面将进一步描述每一个实施例。

在增强现实的的实施例中，图2A的视图202A和204A可以通过在图2C的相应的显示器220和222上输出虚拟车辆228和230来增强，以使车辆操作员114能够看到图2B的相应的视图202B和204B中示出的虚拟车辆212和214的部分。在一些实施例中，显示器220和显示器222可以与如关于图1所述的前挡风玻璃120和后视镜122相对应。

如图2A所示，视图202A示出了车辆操作员114的视场，车辆操作员114可以经由显示器220和222看到物理赛道上的物理车辆206A。类似地，视图204A显示空位，因为车辆操作员114经由显示器222可以看到物理赛道上没有真实车辆。

在一些实施例中，为了模拟用于在显示器220和222上显示的一个或多个虚拟车辆，显示系统102分别标识显示器220和222上的一个或多个位置224和226。在一些实施例中，位置224可以对应于车辆操作员114视场中的物理位置208A。例如，显示器220上的位置224可以对应于物理赛道的部分或车辆操作员114可以看到的建筑物或地标的部分(在视图202A中显示为位置208A)，并且在模拟系统140的竞赛模拟141中的虚拟赛道中模拟。类似地，位置26可以对应于物理赛道的不同部分或车辆操作员114可看到的建筑物或地标的部分(在视图202A中显示为位置210A)。

在一些实施例中，如关于图1所述，模拟部件106可以生成第一虚拟车辆228作为第一表示，以及生成第二虚拟车辆230作为第二表示。在一些实施例中，模拟部件106可以基于位置224、眼睛117的测量(如关于眼睛位置检测器110所述)和第一虚拟竞争者车辆的运动学，来生成第一虚拟车辆228。如显示器220所示，渲染部件107显示与位置224对准的第一虚拟车辆228。类似地，渲染部件107可以显示第二虚拟车辆230以与显示器222上的位置226对准。

因此，车辆操作员114可以看到如视图202B和204B所示的物理对象和虚拟对象。例如，与视图202A类似，视图202B显示车辆操作员114可以继续看到物理车辆206B。然而，视图202B显示车辆操作员114可以在显示器220上看到虚拟对象，诸如显示为虚拟车辆228的虚拟车辆212。类似地，视图204B显示车辆操作员114可以在显示器222上看到虚拟对象，诸如显示为虚拟车辆230的虚拟车辆214。关于图10描述了进一步的实施例。

在完整渲染的实施例中，显示器220和222可以被配置为渲染物理和虚拟对象以显示，以使车辆操作员114能够看到虚拟车辆与物理车辆并排。在该实施例中，渲染部件107可以渲染和显示如图2A的视图202A和204A所示的道路和物理车辆206A等物理对象。如上所述，关于增强现实实施例，模拟部件106可以生成第一虚拟车辆228作为第一表示，以及生成第二虚拟车辆230作为第二表示以进行显示。在完整渲染的实施例中，显示器220和222可以被配置为分别显示虚拟车辆228和230，虚拟车辆228和230与车辆操作员114看到的视图202B和204B中所示的物理对象并排。例如，视图202B显示正在渲染和显示的道路、物理车辆206B和虚拟车辆212。类似地，视图204B显示正在渲染和显示的虚拟车辆214。在一些实施例中，在完整渲染的实施例中，面朝外的照相机(关于显示器220和/或222)可以捕获周围的实时视频馈送。在这些实施例中，显示器220和222可以被配置为通过显示实时视频馈送的每一帧来显示物理对象。此外，显示器220和222可以被配置为通过将虚拟车辆覆盖到每一个显示帧上来显示虚拟对象。

图3A-D是根据一些实施例的虚拟车辆的可见部分322和虚拟车辆的可见部分324如何显示在显示器320上的示意图。为了便于解释，示意图300将参考图1的元素来描述，(例如，显示系统102、车辆操作员114和模拟系统140)。图3A示出了车辆操作员114可以通过传统显示器观察到的示例真实世界视图302A。图3B示出了包括虚拟车辆343和344的真实世界视图302A的示例虚拟渲染332。图3C示出了分别用于显示虚拟车辆343和344的可见部分322和324的显示器320的示例。显示器320可以对应于在由坐在物理车辆内并驾驶物理车辆(例如，物理车辆101)的操作员(例如，车辆操作员114)佩戴的护目镜、头盔(例如，头盔116)或其他帽子内实现的显示器。图3D示出了车辆操作员114可以通过显示器320观察到的示例增强视图302B。

如图3A所示，真实世界视图302A示出了在未显示虚拟车辆(即，经由传统显示器)的情况下车辆操作员114的视场。如真实世界视图302A所示，车辆操作员114可以通过显示器320看到其他物理车辆，诸如物理赛道上的物理车辆310A以及物理车辆101内的物理对象。例如，此类物理对象可以包括但不限于后视镜304A、车架306A、挡风玻璃雨刷308A、仪表板312A等。在一些实施例中，物理对象可以包括车辆操作员114的手或手臂。另外，如真实世界视图302A所示，车辆操作员114可以看到物理车辆310A的阴影。在一些实施例中，车辆操作员114可以通过显示器320看到物理车辆和物理对象，因为显示器320可以是透明或半透明显示器。

如上文关于图1所讨论的，物理车辆101的运动学信息(例如，位置信息)和操作员视点的位置可以被传送到模拟系统140，该模拟系统140被配置为提供虚拟车辆313和314的可见部分。在一些实施例中，基于运动学信息和操作员的视点的位置，模拟系统140可以计算虚拟世界以包括虚拟车辆和在与操作员114看到的物理赛道相对应的虚拟赛道上相互竞赛的物理车辆101的表示。在一些实施例中，模拟系统140可以计算虚拟世界内各种物理对象的表示。

在一些实施例中，为了使模拟系统140能够跟踪和计算车辆操作员114的手或手臂的表示，车辆操作员114可以佩戴手套，该手套嵌入一个或多个传感器(例如，加速计、位置传感器等)，这些传感器将与位置相关的测量传送到模拟系统140。基于传感器测量(例如，位置或加速度信息)，模拟系统140可以计算对应于虚拟世界中手臂或手(未示出)的表示。

在一些实施例中，为了使模拟系统140能够跟踪和计算车辆操作员114的手或手臂的表示，可以在由车辆操作员114操作的物理车辆中安装一个或多个照相机。一个或多个照相机可以基于嵌入或显示在车辆操作员114佩戴的手套或运动服上的标记来跟踪手臂和手的位置。例如，标记可以包括特定的颜色、图案、材料等。在这些实施例中，一个或多个照相机可以将捕获的信息传送到模拟系统140，该模拟系统140计算对应于虚拟世界中手臂或手(未示出)的表示。

如图3B所示，模拟系统140可以在虚拟世界内计算真实世界视图302A的虚拟呈现332。在虚拟渲染332中，模拟系统140可以计算物理车辆310A和虚拟车辆343和344的表示340。另外，模拟系统140可以计算对应于物理对象的表示334、336、338和342：后视镜304A、车架306A、挡风玻璃雨刷308A和仪表板312A。如虚拟渲染332所示，模拟系统140可以排除掉计算不遮挡虚拟车辆343和344的视图的物理对象的表示。例如，车辆操作员114在真实世界视图302A中看到的速度计和方向盘可以不由虚拟渲染332中的模拟系统140计算。在一些实施例中，如虚拟再现332所示，模拟系统140可以计算物理车辆340和虚拟车辆343和344的阴影。

在一些实施例中，模拟系统140可以计算虚拟车辆的部分322和324以显示在图3C的显示器320上，以使车辆操作员114能够在真实世界中与虚拟驾驶员比赛。在一些实施例中，从车辆操作员114的视点位置来看，虚拟车辆的可见部分是虚拟车辆的不被虚拟世界中的对象从与物理车辆101的视点的位置相对应的虚拟世界中的虚拟位置遮挡的部分。在一些实施例中，模拟系统可以将车辆操作员114的视点的位置转换为虚拟世界中的虚拟坐标。例如，从物理车辆的操作员的视点来看，虚拟世界中的相对应的虚拟位置将位于虚拟世界中物理车辆101的表示中。从虚拟世界中物理操作员114的视点的相对应的虚拟位置来看，虚拟车辆的视图可以被模拟的物理车辆(例如，车架306A或挡风玻璃雨刷308A的表示)、其他模拟的物理车辆(例如，物理车辆310A的表示)、阴影、模拟树木和其他静止对象、模拟赛道(例如，当虚拟车辆处于倾斜状态且部分被赛道本身遮挡时等)遮挡。虚拟车辆的可见部分就是虚拟车辆的无遮挡视图。关于图6和图9描述了进一步的实施例。

例如，如图3B中的虚拟渲染332所示，虚拟车辆343的模拟视图示出了虚拟车辆343的部分被车架306A的表示336遮挡。类似地，在虚拟渲染332中，虚拟车辆343的模拟视图示出了虚拟车辆344的部分被物理车辆310A的表示340和挡风玻璃雨刷308A的表示338遮挡。

在一些实施例中，模拟系统140可以将虚拟车辆的可见部分322计算为虚拟渲染332中的虚拟车辆343的部分，该部分不被虚拟世界中的汽车架336的表示遮挡。在一些实施例中，模拟系统140可以将虚拟车辆的可见部分324计算为虚拟渲染332中的虚拟车辆343的部分，这些部分没有被物理车辆310A和挡风玻璃雨刷308A的表示340和338遮挡。在一些实施例中，与这些计算的可见部分322和324相关的信息可以被传送到物理车辆101内的部件并由显示器320显示。

在一些实施例中，如图3C所示，物理车辆101内的部件(诸如显示系统102)可以在显示器320上分别显示虚拟车辆343和344的可见部分322和324。在一些实施例中，可见部分322和324可以包括虚拟车辆343和344的阴影，如图3B的虚拟渲染332中计算和示出的。在一些实施例中，通过增强在显示器320上显示可见部分322和324的真实世界视图302A，显示系统102使得车辆操作员114能够看到真实世界中的物理车辆和虚拟车辆。

在一些实施例中，图3D中的增强视图302B示出了显示虚拟车辆的可见部分322和324的显示器320(例如，由显示系统102渲染)时车辆操作员114的视场。例如，类似于视图302A，车辆操作员114仍然可以经由显示器320看到真实世界中赛道上的各种物理对象。例如，如增强视图302B所示，车辆操作员114仍可以看到后视镜304B、车架306B、挡风玻璃雨刷308B、物理车辆310B和仪表板312B。此外，车辆操作员114可以看到正在显示的虚拟车辆313和314。在一些实施例中，如上文所述，车辆操作员114看到的虚拟车辆313和314分别对应于显示在显示器320上的虚拟车辆的可见部分322和324。在一些实施例中，根据图2A-C所述的技术可以与关于图3A-D.所述的技术相结合。

图4A-D是根据一些实施例的虚拟车辆的可见部分422如何显示在显示器420上的示意图。图4A示出了可由观众观察或由视频照相机成像的示例性真实世界视图402A。图4B示出了包括虚拟车辆434的真实世界视图402A的示例虚拟渲染430。图4C示出了用于显示虚拟车辆434的可见部分422的显示器420的示例。显示器420可对应于在物理赛道上的观看者(例如，观众成员)所戴的护目镜、头盔(例如，头盔116)或其他帽子内实现的显示器。图4D示出了可以由观众成员观察或由视频照相机通过显示器420成像的示例增强视图402B。

如图4A所示，真实世界视图402A示出了未显示虚拟车辆(即，经由传统显示器)时观众的视场。如在真实世界视图402A中所示，观看者可以经由显示器420看到真实世界中的其他观看者404A和各种物理对象。例如，这些物理对象可以包括围栏406A、公共广播(PA)喇叭扬声器408A和物理车辆410A和412A，以及各个物理车辆410A和412A的阴影411A和413A。在一些实施例中，观看者可以通过显示器420看到物理车辆和物理对象，因为显示器420可以是透明或半透明显示器。

在一些实施例中，除了诸如围栏或墙壁的固定对象外，上面讨论的可以遮挡观看者观看赛道的视场的物理对象可以包括其位置可能随着时间而改变的非固定对象。例如，这种非固定对象可以包括观众成员的头部或观众成员站立时的身体。在一些实施例中，为了使模拟系统140能够准确地计算固定和非固定对象的表示，观看者的耳机可以包括面向赛道并且捕获赛道的部分的照相机。照相机可以检测赛道的线条和边界或放置在赛道上的其他标记，以确定是否有一个或多个物理对象遮挡观看者观看赛道。例如，照相机可以检测赛道边缘、线条或标记中遗漏的部分或断裂。在一些实施例中，关于断裂或省略部分的信息可以传送到模拟系统140。在一些实施例中，模拟系统140可以通过确定具有一个或多个断裂的虚拟车辆的重叠部分来确定虚拟车辆的哪些部分被物理对象遮挡。由于断裂指示观看者的视图被物理对象遮挡，所以模拟系统140可以将重叠部分中像素的α值设置为“0％(在RGBA中)，以使这些重叠部分透明。

在一些实施例中，可以将与观看者的视点相关的信息传送到被配置为向观看者提供虚拟车辆的可见部分422的模拟系统(例如，模拟系统140或图5的模拟系统540)。例如，这些信息可以包括观看者的视点的位置。如关于图6所述，模拟系统可以计算虚拟世界以包括虚拟车辆和在虚拟赛道上相互竞赛的物理车辆的表示。在一些实施例中，模拟系统140可以计算虚拟世界中各种物理对象(例如，PA扬声器408A)的表示。

如图4B所示，模拟系统可以在虚拟世界内计算真实世界视图402A的虚拟呈现430。在虚拟渲染430中，模拟系统可以计算虚拟车辆434以及物理车辆410A和412A的表示440和432。在一些实施例中，由模拟系统计算的虚拟车辆434可以包括计算出的阴影435。类似地，可以计算物理车辆410A和412A的表示440和432以包括各自的阴影441和433。在一些实施例中，模拟系统计算虚拟世界中的阴影441和433，以对应于由观看者在真实世界视图402A中看到的各个阴影411A和413A。此外，模拟系统可以计算相对应的物理对象的表示436和438：围栏406A和PA扬声器408A。如虚拟渲染430所示，模拟系统可以排除掉计算不遮挡虚拟车辆434的视图的物理对象的表示。例如，真实世界视图402A中的观众(例如，观看者404A)可以不由虚拟渲染430中的模拟系统计算。

在一些实施例中，模拟系统可以计算虚拟车辆的部分422以显示在图4C的显示器420上，以使观看者能够看到在虚拟世界中模拟的物理车辆410A和412A与虚拟车辆(诸如虚拟车辆434)之间的竞争。在一些实施例中，从观看者的视点位置来看，虚拟车辆的可见部分是虚拟世界中与观看者的视点的位置相对应的虚拟世界中的虚拟位置没有被虚拟世界中的对象遮挡的虚拟车辆的部分。在一些实施例中，模拟系统可以将观看者的视点的位置转换为虚拟世界中的虚拟坐标。从观看者在虚拟世界中的视点的相对应的虚拟位置来看，虚拟车辆的视图可以被模拟的物理车辆(例如，物理车辆410A和412A的表示)和其他模拟对象(例如，围栏406A和喇叭扬声器408A的表示)、模拟树、模拟赛道(例如，当虚拟车辆处于倾斜状态且部分被赛道本身阻挡时等)遮挡。虚拟车辆的可见部分就是虚拟车辆的无遮挡视图。关于图6和图9描述了进一步的实施例。

例如，如图4B中的虚拟渲染432所示，虚拟车辆434的模拟视图示出了虚拟车辆434的部分被被PA扬声器408A的表示438和物理车辆412A的表示432阻挡。

在一些实施例中，模拟系统可以将虚拟车辆的可见部分422计算为虚拟车辆434的部分，这些可见部分不被虚拟渲染430中的PA喇叭扬声器438的表示遮挡，并且不被虚拟世界中的物理车辆432的表示遮挡。在一些实施例中，与计算出的可见部分422相关的信息可以被传送到观看者并由显示器420显示。

在一些实施例中，如图4C所示，由观看者佩戴的部件，诸如图5的显示系统592，可以在显示器420上显示虚拟车辆434的可见部分422。如图4C所示，可见部分422可以包括车架和细节424以及虚拟车辆434的阴影426。在一些实施例中，可见部分422可以包括在虚拟渲染430中计算的被投射到虚拟车辆434上的阴影428。例如，阴影428可以是由在虚拟渲染430中计算的物理车辆412A的表示432投射的阴影。在一些实施例中，通过增强在显示器420上显示可见部分422的真实世界视图402A，显示系统(例如，显示系统592)使得观看者能够看到虚拟车辆和真实世界中的物理车辆。

在一些实施例中，图4D中的增强视图402B示出了显示虚拟车辆的可见部分422的显示器420(例如，由显示系统592呈现)时观看者的视场。例如，类似于视图402A，观看者仍然可以经由显示器420看到真实世界中赛道上的各种物理对象。例如，如在增强视图402B中所示，观看者仍然可以看到其他观看者404B、围栏406B、公共广播(PA)喇叭扬声器408B、物理车辆410B和412B以及它们各自的阴影411B和413B。另外，观看者可以看到正在显示的虚拟车辆414和虚拟车辆414的阴影415。在一些实施例中，如上文所述，由观看者看到的虚拟车辆414可以对应于显示在显示器420上的虚拟车辆的可见部分422。在增强视图402B的示例中，由观看者看到的虚拟车辆414被PA喇叭扬声器408B和物理车辆412B遮挡。在一些实施例中，显示的虚拟车辆414可以重叠阴影413A的部分，如在真实世界视图402A中的观看者所看到的。结果，如增强视图402B中阴影413B所示，阴影413A的部分可以被虚拟车辆的可见部分422遮挡。在一些实施例中，虚拟车辆的可见部分422可以包括物理车辆412A的阴影428。在这些实施例中，如增强视图402B所示，观看者可以看到阴影416被投射到虚拟车辆414上。

在一些实施例中，增强视图402B可以通过基于如关于图2A-C所述的完整渲染技术的非透明显示器提供给观看者。在这些实施例中，耦合到观看者的耳机的照相机可以捕获在真实世界视图402A中看到的观看者的视场的一个或多个视频帧。模拟系统可以类似地在虚拟渲染430中计算虚拟车辆434。然而，在这些实施例中，替代在显示器420上仅显示虚拟车辆的可见部分422，在观看者的耳机中实现的显示器可以被配置为输出一个或多个捕获的视频帧，其中虚拟车辆的可见部分422覆盖在该一个或多个捕获的视频帧。在一些实施例中，物理对象(例如，围栏、梁、基础设施等)可以遮挡观看者观看赛道。由于增强视图402B可以是完整渲染的视图，因此显示器可以在捕获的视频帧的顶部覆盖可见车辆和物理车辆的表示(由模拟系统计算)，使得大的物理对象不会在长时间内遮挡观看者对比赛的视图。

在一些实施例中，将关于图5、图6和图9进一步描述真实世界视图402A可以与由安装在物理赛道处的照相机(例如，图5的视频照相机580)捕获的实时视频馈送相对应。在这些实施例中，可以将与照相机的视点相关的信息传送到模拟系统。例如，此类信息可以包括照相机的位置、定向、倾斜或旋转度中的一个或多个。基于照相机的视点的信息，模拟系统可以计算虚拟世界以包括虚拟渲染430以包括虚拟车辆、物理车辆的表示和物理对象的表示，如关于图4B所述。在一些实施例中，基于虚拟渲染430，模拟系统可以计算虚拟车辆的可见部分422，该可见部分在照相机的视点的位置处可视。如关于图4C所描述的，虚拟车辆的可见部分422可以包括在虚拟渲染430中汽车帧和细节424、虚拟车辆的阴影426或由其他对象投射的阴影428。在一些实施例中，虚拟车辆的可见部分422可以覆盖在真实世界视图402A的实时视频馈送上，以显示物理车辆和虚拟车辆之间的竞争，如在增强视图402B中所示和如上关于图4D所述。

图5是根据一些实施例的用于模拟物理车辆510和模拟实体530之间的虚拟竞争的系统500。在一些实施例中，网络502通信地耦合各种部件：物理车辆510、模拟实体530、模拟系统540、观看设备560、内容递送系统570、照相机580和观看者590。在一些实施例中，照相机580可以耦合到内容递送系统570。如系统500所示，网络502可以是用于各种部件之间的数据流的导管。网络502可以是有线和/或无线网络，包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网等。

在一些实施例中，模拟系统540包括在模型542上操作的多个引擎552以及从物理车辆510和模拟实体530接收到的用于模拟虚拟竞赛的信息，表示为竞赛模拟550。此外，模拟系统540包括RF电路548，该RF电路548可以包括与参考图1描述的RF电路105类似的部件，用于与物理车辆510、观看者590和模拟实体530通信数据(例如，图形数据、运动学信息、力信息、音频信息等)。

在一些实施例中，模型542包括车辆模型544和赛道模型546。车辆模型544可以包括竞赛模拟550的虚拟环境中的有生命或无生命对象的3-D模型。例如，车辆模型544可以包括物理车辆510的3-D模型以及对应于模拟实体530的虚拟车辆的3-D模型。赛道模型546可以包括物理车辆510正在其上操作的物理赛道的2-D或3-D模型。在一些实施例中，2-D或3-D模型可以包括与地形、边界或拓扑特征等相关的信息。赛道模型546可以包括赛道和相关特征(例如，地形、材料类型、长度等)、观众看台等。

在一些实施例中，为了生成和维护竞赛模拟550，引擎552包括物理引擎554、图形引擎556和音频引擎558。物理引擎554可以包括用于在竞赛模拟550内真实地模拟物理定律的算法。特别地，物理引擎554包括控制部件(例如，模拟物理车辆或模拟虚拟车辆)彼此如何交互以及如何与竞赛模拟550中的虚拟赛道交互的算法。在一些实施例中，如本文别处所述，物理引擎554基于从物理车辆510接收到的运动学信息和从模拟实体530接收到的输入来生成和维护竞赛模拟550。根据一些恶实施例，如将进一步关于图6和图9所述的，运动学信息可以包括物理车辆510的位置信息。例如，物理引擎554可以基于车辆模型544中相对应的模型在竞赛模拟550中生成物理车辆510的化身，其中，可以基于接收到的运动学信息计算竞赛模拟550中化身的位置。此外，物理引擎554可以基于从模拟实体530接收到的输入生成与模拟实体530相对应的虚拟车辆的运动学信息。使用生成的运动学信息和车辆模型544，物理引擎554可以在竞赛模拟550中在虚拟赛道上模拟虚拟车辆。

在一些实施例中，为了使物理车辆510能够在显示器512上模拟一个或多个虚拟车辆，模拟系统540将虚拟车辆的运动学信息传送到模拟部件522或显示系统514。

在一些实施例中，如关于图1的模拟系统140所述，物理引擎554(在模拟系统540内)基于在竞赛模拟550中物理车辆和虚拟车辆之间模拟的交互来进一步计算力信息。在一些实施例中，物理引擎554计算物理车辆510的力信息和模拟实体530的力信息。然后，模拟系统540可以经由RF电路548将计算出的力信息传送到物理车辆510、模拟实体530或两者。

在一些实施例中，为了增强在物理车辆510和模拟实体530处体验的竞赛的真实感，音频引擎558(在模拟系统内)包括用于计算竞赛模拟550内的声音的算法。音频引擎558可以包括与引擎、制动器、轮胎、爆炸以及车辆之间碰撞有关的声音文件。在一些实施例中，音频引擎558基于由物理引擎554计算的车辆之间的距离来计算生成的声音的音量，以生成竞赛模拟550。然后，音频引擎558可以向物理车辆510、模拟实体530或两者传送音频信息。

在一些实施例中，图形引擎556生成用于竞赛模拟550的3-D动画图形。例如，图形引擎556可以利用专用硬件基于车辆模型544和物理引擎554的计算来渲染车辆(例如，物理车辆510的化身或与模拟实体530相对应的虚拟车辆)。此外，图形引擎556可以在基于赛道模型546的竞赛模拟550中渲染虚拟赛道。在一些实施例中，由图形引擎556生成的图形信息(例如，车辆和赛道)可以经由RF电路548传送到物理车辆510、模拟实体530或它们的组合。

图形引擎556可以利用诸如光栅化或光线跟踪等技术来生成3-D动画图形。在一些实施例中，图形引擎556包括被编程和编译以在模拟系统540的一个或多个处理器上执行的计算机软件应用。在其他实施例中，图形引擎556可以构建在诸如Direct3D或Open GL的图形应用程序接口(API)上。

在一些实施例中，物理车辆510对应于参考图1描述的物理车辆101。为了在物理车辆510处模拟与模拟实体530相对应的虚拟车辆，物理车辆510包括以下一个或多个部件：显示器512、显示系统514、遥测系统520(可以包括传感器516)、力控制器518和模拟部件522。这些部件可以对应于参考图1描述的类似名称的部件。通常，遥测系统520可以是接收和传送数据的双向遥测系统。例如，遥测系统520可以经由网络502将由传感器516监控的物理车辆510的数据(例如，运动学信息)传送到模拟系统540。在一些实施例中，数据包括物理车辆510在物理赛道上的位置。在一些实施例中，传感器516捕获的数据可以包括物理车辆510的操作员的视点的位置，如将进一步参考图6和图9所述的。

如上所述，在一些实施例中，遥测系统520可以从模拟系统540接收虚拟车辆的运动学信息。遥测系统520可以将接收到的运动学信息路由到显示系统514。基于接收到的运动学信息，显示系统514可以生成由显示系统514处理的以在显示器512上显示的虚拟车辆的虚拟表示。通过在物理车辆510的操作员的视场内模拟虚拟车辆，系统500使操作员能够感觉到模拟车辆好像在物理上接近操作员。如上所述，用于生成虚拟车辆的虚拟表示的处理可以远程地执行，例如，卸载到模拟系统540。在这些实施例中，虚拟表示可以由模拟系统540生成并传送到显示系统514。然后，显示系统514可以在显示器512上显示虚拟表示，以在操作员的视场内模拟虚拟车辆。

在一些实施例中，将根据图6和图9，为了增强虚拟表示的真实感，生成的虚拟表示可以包括从操作员的视点的位置可见的虚拟车辆的部分。在一些实施例中，模拟系统540可以生成可见部分。在一些实施例中，物理车辆510车载的模拟部件522可以生成可见部分。

在一些实施例中，为了进一步增强物理车辆510的操作员体验的赛车的真实感，力控制器518接收力信息以控制物理车辆510中的一个或多个机械元件。在一些实施例中，如上所述，从模拟系统540接收由物理引擎554计算的力信息。在其他实施例中，可以在车载物理车辆510上执行力计算。

在一些实施例中，观看者590可以对应于观看物理车辆510与模拟实体530之间的竞争的观众成员。为了模拟虚拟车辆以显示给观看者590，观看者590可以佩戴或操作实现以下一个或多个部件的一个或多个设备：显示器594、显示系统592、遥测系统596(可以包括传感器598)、模拟部件599。这些部件可以对应于物理车辆510描述的类似名称的部件。通常，遥测系统596传送由传感器598检测到的观看者590的有限的运动学信息。例如，有限的运动学信息可以包括观看者590的位置(例如，GPS位置)。由于观看者590可能与有限运动相关联，根据一些实施例，与运动相关的其他类型的运动学信息可能不需要由传感器598捕获。在一些实施例中，如传感器516，传感器598可以包括用于捕获观看者590的视点的位置的照相机。在一些实施例中，显示器594可以在由观看者590佩戴的一个或多个设备中实现。例如，显示器594可以在观看者590佩戴的耳机(例如，头盔)或护目镜中实现。在一些实施例中，观看者590可以佩戴或操作实现模拟部件599的设备。与模拟部件522的功能类似，模拟部件599可以处理由模拟系统540执行的计算中的一些。

在一些实施例中，模拟系统540与内容递送系统570通信，以经由观看设备560向观众显示实时参与者和模拟参与者(例如，物理车辆和虚拟车辆)之间的比赛。例如，可以从物理赛道的视频照相机580的角度将虚拟车辆覆盖到真实的视频连续镜头上，并且可以在一个或多个观看设备560上显示经组合的视频连续镜头，使得将在比赛中在同一赛道上观看物理车辆和虚拟车辆的观众。

在一些实施例中，内容递送系统570包括：用于经由有线或电视网络广播视频内容的视频服务器572；用于经由网络502(例如，互联网)用于按需或通过直播流传输视频内容的网页服务器574。如上所述，视频服务器572可以广播通过视频照相机580获取的视频内容。在一些实施例中，多个视频照相机可以存在于物理赛道，以从不同的视点记录赛车的实时视频画面。在这些实施例中，视频服务器572可以从多个视频照相机中选择由一个视频照相机(例如，视频照相机580)捕获的实时视频画面。在一些实施例中，每一个视频照相机包括其自己的视点，并且每一个视点用于确定虚拟车辆的可见部分，以与来自每一个视频照相机的实时图像馈送相结合。

尽管视频服务器572和网页服务器574被示出为由内容递送系统570实现，但是这些服务器中的一个或多个(例如，视频服务器572和网页服务器574)可以由单独的实体或由模拟系统540实现。

在一些实施例中，观看设备560包括具有用于呈现视频数据的显示器的各种电子设备。例如，出席现场活动/比赛的观众可以在观看设备560上观看比赛，观看设备包括电视(TV)屏幕、巨型屏幕等。在另一个示例中，家中的观众可以操作观看设备560，诸如电视、膝上型计算机、平板电脑、智能手机、台式计算机和其他类型的移动设备。此外，在一些实施例中，家庭和现场比赛的观众可以佩戴观看设备560，诸如HMD或防护眼镜，观看设备560将通过使用构建到观众的HMD中、便携式计算机或移动设备上的处理器或者从注册了相机和观众成员定位位置并向观众成员的HMD或便携式计算机/移动设备流送显示信息的远程服务器，基于观众成员所在位置的基于位置的信息以及用于准确地重建场景的头部和眼睛的空间和方向测量来从观众的角度显示组合场景(例如，包括现场和虚拟参与者)。

在一些实施例中，模拟实体530包括耦合到显示器534的模拟设备532和用于在虚拟竞赛中控制虚拟车辆的输入控制器536。在一些实施例中，模拟设备532包括力控制器538和显示系统539。模拟设备532可以是通用计算机或诸如视频游戏控制台的专用计算机。

在一些实施例中，输入控制器536可以包括用于在虚拟竞赛中控制虚拟车辆的键盘、视频游戏控制器、操纵杆、方向盘和踏板、力垫、跑步机、方向盘以及其他类型的输入设备。

在一些实施例中，模拟设备532从输入控制器536接收输入并且将接收到的输入传送到模拟系统540。在一些实施例中，模拟系统540基于输入在虚拟赛道上模拟虚拟车辆。然后，模拟系统540可以传送与虚拟车辆在虚拟赛道上的位置相对应的显示信息。模拟设备532内的显示系统539可以接收显示信息并且在显示器534上将虚拟竞赛渲染为计算机生成的图像(CGI)。在一些实施例中，显示系统539在显示器534上投影虚拟竞赛。

如在系统500中所示，显示器534可以包括电视屏幕、监视器、投影仪或用于显示图形数据的其他设备。在一些实施例中，如关于图1的显示器所述，显示器534可以包括输入控制器536的用户佩戴的头戴式显示器(HMD)。例如，HMD可包括护目镜、耳机(例如，珍珠)、眼镜、防护眼镜或佩戴在用户眼前的其他设备。

在其他实施例中，HMD实现视网膜投影技术以模拟一个或多个虚拟车辆。例如，HMD可以包括虚拟视网膜显示器(VRD)，虚拟视网膜显示器(VRD)将图像投影到车辆操作员114的左眼和右眼上，以在车辆操作员114的视场中创建一个或多个虚拟车辆的三维(3D)图像。

在一些实施例中，力控制器538从模拟系统540接收力信息。力信息可以与虚拟车辆与虚拟赛道上的物理车辆之间的交互(例如，碰撞)相关联，该交互由模拟系统540模拟。为了增强模拟实体的虚拟竞赛体验，力控制器538可以通过例如振动输入控制器536向输入控制器536提供反馈。在一些实施例中，操作输入控制器536的用户可以穿着触觉套装，该触觉套装包括由力控制器538控制的一个或多个致动器，以仿真用户在实际碰撞中感受到的物理感觉。

图6是示出根据一些实施例的用于在显示器上显示虚拟车辆的方法600的流程图。在一些实施例中，方法600包括在物理车辆602、模拟系统604和观看者606处执行的步骤。例如，在物理车辆602处执行的步骤可以由物理车辆内的部件来实现，诸如图1的物理车辆101或图5的物理车辆510。例如，在模拟系统604处执行的步骤可以由图1的模拟系统140或图5的模拟系统540来实现。例如，在观看者606处执行的步骤可以由观看物理车辆602与物理赛道上的虚拟车辆之间的比赛的观众成员所佩戴的设备(例如，图5的观看者590中所示的部件)来执行。

在步骤610中，物理车辆602标识物理车辆602的位置。在一些实施例中，物理车辆602可以通过经由物理车辆602车载的一个或多个传感器(例如，图1的传感器108或图5的传感器516)检测物理车辆602的运动学信息，来标识物理车辆602的位置。在一些实施例中，物理车辆602的位置包括物理车辆602的两部分中的每一个部分的位置信息。例如，物理车辆602的第一部分的位置信息可以由放置在第一部分的GPS传感器检测。在一些实施例中，物理车辆602的位置包括物理车辆602的一个部分的位置和物理车辆602的定向。在一些实施例中，物理车辆602的定向可以包括由物理车辆602车载的传感器(例如，陀螺仪)检测到的陀螺仪数据。

在步骤611中，物理车辆602向模拟系统604提供物理车辆602的位置。

在步骤620中，模拟系统604接收控制虚拟车辆的输入。在一些实施例中，如关于图5所述，可以从输入控制器536接收输入。

在步骤621中，模拟系统604基于来自物理车辆602的输入和控制虚拟车辆的输入，计算用于模拟虚拟车辆和物理车辆之间的虚拟赛道上的比赛的虚拟世界。在一些实施例中，虚拟世界可以在竞赛模拟(例如，图1的赛车模拟141或图5的竞赛模拟550)中实现。在一些实施例中，来自物理车辆602的输入可以包括在步骤611中提供的物理车辆602的位置。在一些实施例中，为了生成竞赛模拟，模拟系统604可以部分地基于步骤611中提供的位置来计算要添加到竞赛模拟中的虚拟赛道的物理车辆的表示。在一些实施例中，为了生成竞赛模拟，模拟系统604可以基于步骤620的输入来计算要添加到赛车模拟中的虚拟赛道的虚拟车辆。在一些实施例中，模拟系统604可以使用这些输入来更新与虚拟世界中的虚拟车辆相关联的运动学信息。在一些实施例中，运动学信息包括虚拟车辆的一个或多个运动矢量、一个或多个运动标量、位置矢量、GPS位置、速度、加速度、定向或其组合。根据一些实施例，基于更新的运动学信息，模拟系统604可以更新虚拟世界中虚拟车辆的模拟。

在步骤612中，物理车辆602标识物理车辆602的操作员的视点的位置。在一些实施例中，可以根据由物理车辆602中的传感器(例如，照相机)检测到的操作员的头部来确定操作员的视点的位置。例如，视点的位置可以包括检测操作员的头部的空间位置。例如，在一些实施例中，操作员的视点的位置可以由以下至少一个确定：跟踪头部位置、标识从头部上的点到物理车辆上的固定点的矢量、标识从安全帽上的点到物理车辆上的固定点的矢量、标识从头部上的点到场地内的固定点的矢量、或标识从安全帽上的点到场地内的固定点的矢量。在一些实施例中，场地可以包括物理赛道、看台或物理赛道处的其他基础设施。

在一些实施例中，可以关于由物理车辆602中的传感器(例如，照相机)检测到的操作员的眼睛来确定操作员的视点的位置。例如，视点的位置可以包括在用户是操作员的情形中检测用户眼睛的空间位置、用户眼睛的注视方向或用户眼睛的焦点。例如，在一些实施例中，操作员的视点的位置可以由以下至少一个确定：测量眼睛的注视点、跟踪眼睛的运动、标识从一个眼睛或两个眼睛到物理车辆上的固定点的矢量、标识从眼睛佩戴物上的点(例如，护目镜)到场地内固定点的矢量、标识从一个眼睛或两个眼睛到赛道上固定点的矢量、或标识从一个眼睛或两个眼睛到场地内的固定点的矢量。在一些实施例中，场地可以包括物理赛道、看台或物理赛道处的其他基础设施。在一些实施例中，可以通过测量来自眼睛的光反射或光折射来标识操作员的视点的位置。

在步骤613中，物理车辆602向模拟系统604提供操作员的视点的位置。在一些实施例中，物理车辆602将视点的位置无线地传送到模拟系统604。在一些实施例中，耦合到物理车辆602的遥测系统(例如，图1的遥测系统104)可以执行传送。

在步骤622中，模拟系统604计算从操作员的视点的位置可见的虚拟车辆的第一部分。在一些实施例中，如将关于图9进一步描述的，模拟系统604通过确定物理车辆的表示(关于在步骤621中生成的竞赛模拟内的虚拟位置)不遮挡虚拟车辆的哪些部分，来计算第一部分。特别地，如步骤613所述，模拟系统604可以确定对应于物理车辆602提供的视点的位置的虚拟位置。在一些实施例中，模拟系统604通过确定在竞赛模拟中物理对象的表示不遮挡虚拟车辆的哪些部分，来计算第一部分。在一些实施例中，如上文关于图3A-D所述，竞赛模拟内的虚拟车辆的部分可以被其他物理车辆或虚拟车辆关于操作员的视点的虚拟位置的表示遮挡。例如，当物理对象的表示位于视点的虚拟位置和物理对象的表示的遮挡部分之间的直线上时，物理对象的表示可以从视点的虚拟位置遮挡虚拟车辆的部分。在一些实施例中，如上文所述，由模拟系统604计算的第一部分可以包括虚拟车辆的无遮挡部分。在一些实施例中，如上文所述，第一部分可以排除虚拟车辆的遮挡部分。

在一些实施例中，虚拟车辆的第一部分可以包括在虚拟世界内生成的一个或多个虚拟阴影。在一些实施例中，一个或多个虚拟阴影可以包括虚拟车辆的虚拟阴影、投射到虚拟车辆上的虚拟阴影、或者虚拟车辆的虚拟阴影和投射到虚拟车辆上的虚拟阴影两者。例如，投射到虚拟车辆上的虚拟阴影可以包括另一个虚拟车辆的虚拟阴影、虚拟世界中物理车辆的表示的虚拟阴影、或虚拟世界中正在生成的其他虚拟对象的虚拟阴影。

在一些实施例中，虚拟车辆的第一部分可以包括由模拟系统604生成的虚拟表示(例如，图形引擎556)。在一些实施例中，虚拟表示包括一组图形元件。在一些实施例中，可由模拟系统604基于存储在模型(例如，车辆模型544的数据库)中的虚拟车辆的数字3-D模型来生成虚拟表示。

在步骤623中，模拟系统604将在步骤622中计算的第一部分输出到物理车辆602。在一些实施例中，模拟系统604将第一部分无线地传送(例如，经由图5的RF电路548)到物理车辆602。

在步骤614中，物理车辆602将第一部分提供给显示系统(例如，图1的显示系统102或图5的显示系统514)。在一些实施例中，从模拟系统604接收的第一部分可以包括由模拟系统604计算的运动学信息。在一些实施例中，从模拟系统604接收的第一部分可以包括图形信息。在一些实施例中，耦合到物理车辆602的遥测系统(例如，图1的遥测系统104)可以接收与虚拟车辆的部分相关的信息。

在步骤615中，物理车辆602在靠近物理车辆602的显示器(例如，图5的显示器512)上显示虚拟车辆的第一部分。在一些实施例中，显示系统(例如，图1的渲染部件107)在显示器上渲染虚拟车辆的第一部分。在一些实施例中，显示系统(例如，图1的渲染部件107)在显示器上渲染虚拟车辆的第一部分。在一些实施例中，虚拟表示包括一组图形元件。在一些实施例中，显示系统通过重复方法600的一个或多个步骤(例如步骤610-615和620-623)，在一段时间内现实虚拟车辆的一系列表示(每一个表示包括步骤623中的虚拟车辆输出的可见部分)，以模拟在操作员的视场内虚拟车辆在赛道上的轨迹。

在一些实施例中，显示系统包括生成虚拟表示的模拟部件(例如，模拟部件106)。在一些实施例中，基于虚拟车辆的数字3-D模型生成虚拟表示。在一些实施例中，数字3-D模型存储在显示系统的存储器中。例如，数字3-D模型可以从模拟系统接收。

在一些实施例中，显示器包括物理车辆602的一个或多个窗口。在一些实施例中，显示器可以包括物理车辆602的一个或多个窗口或镜子，诸如关于图1所述的以下显示器中的任何一个：前挡风玻璃120、后视镜122、后挡风玻璃124、侧窗126A和126B、侧视镜128A和128B。在一些实施例中，可以在物理车辆602操作员佩戴的护目镜或耳机(例如，图1的头盔116)内实现该显示。

在一些实施例中，模拟系统604执行类似于步骤622和623的步骤，以使诸如观看者606的其他观看者能够从其他视点观看虚拟车辆。在一些实施例中，观看者606可以是现场竞赛活动的观众成员，并且观看物理赛道上的物理车辆602与物理赛道上不物理存在的虚拟车辆之间的比赛。

尽管在一个系统中一起示出，但在一些实施例中，在不计算和输出其他部分的情况下，计算和输出第一可见部分和第二可见部分中的一个。

在步骤630中，观看者606的显示系统接收对第二视点的选择。在一些实施例中，该选择可以是观看者606的视点。例如，观看者606可以是在物理赛道存在的并且在赛道上观看物理车辆602的观众成员。在一些实施例中，该选择可以是存在于物理赛道的视频照相机的视点，并且对物理车辆602正在其上竞赛的赛道的部分成像。当物理车辆602在被视频照相机捕获的赛道的部分上行进时，视频照相机可以在视频馈送上对物理车辆602进行成像。当物理车辆穿过被照相机捕获的赛道的部分时，照相机可以在照相机的视频馈送中捕获该物理车辆。在一些实施例中，第二视点的选择可以默认为观看者606或视频照相机的视点。

在步骤631中，观看者606的显示系统接收第二视点的选择。在第二视点是观看者606的视点的一些实施例中，第二视点的位置可以关于由接近观看者606的传感器(例如，传感器598)检测到的观看者606的头部来确定。例如，在一些实施例中，第二视点的位置可以由以下至少一个确定：跟踪观看者600的头部位置、标识从头部上的点到场地中的固定点的矢量、标识从安全帽上的点到场地中的固定点的矢量。在一些实施例中，场地可以包括物理赛道、看台或物理赛道处的其他基础设施。

在第二视点是观看者606的视点的一些实施例中，第二视点的位置可以关于由接近观看者606的传感器(例如，传感器598)检测到的观看者606的眼睛来确定。例如，第二视点的位置可以包括在用户是观看者606的情形中检测用户眼睛的空间位置、用户眼睛的注视方向或用户眼睛的焦点。例如，在一些实施例中，第二视点的位置可以由以下至少一个确定：测量眼睛的注视点、跟踪眼睛运动、标识从眼镜佩戴物上的点(例如，护目镜)到场地中的固定点的矢量、或标识从一个眼睛或两个眼睛到场地中的固定点的矢量。在一些实施例中，场地可以包括物理赛道、看台或物理赛道处的其他基础设施。在一些实施例中，可以通过测量来自观看者606的眼睛的光反射或光折射来标识第二视点的位置。

在步骤632中，观看者606的显示系统向模拟系统604提供第二视点的位置。

在步骤624中，模拟系统604计算从第二视点的位置可见的虚拟车辆的第二部分。在一些实施例中，如将关于图9进一步描述的，模拟系统604通过确定关于在步骤621中生成的竞赛模拟内的虚拟位置的物理车辆的表示没有遮挡虚拟车辆的哪些部分，来计算第二部分。特别地，如步骤632所述，模拟系统604可以确定对应于观看者606的显示系统提供的第二视点的位置的虚拟位置。

在步骤625中，模拟系统604将在步骤624中计算的第二部分输出到观看者606的显示系统。在一些实施例中，模拟系统604将第二部分无线地传送(例如，经由图5的RF电路548)到观看者606的显示系统。

在步骤633中，靠近观看者606的无线接口向观看者606的显示系统提供第二部分。在一些实施例中，从模拟系统604接收的第二部分可以包括由模拟系统604计算的运动学信息。在一些实施例中，从模拟系统604接收的第一部分可以包括图形信息。在观看者606的显示系统包括无线接口的一些实施例中，观看者606的显示系统可以直接接收第二部分。

在步骤634中，观看者606的显示系统在接近观看者606的显示器上虚拟车辆的第二部分。在一些实施例中，观看者606的显示系统在显示器上渲染虚拟车辆的第二部分。在一些实施例中，可在观看者606佩戴的护目镜或头盔中实现与观看者606接近的显示器。

在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序被配置为由具有显示器的电子设备的一个或多个处理器执行，该一个或多个程序包括用于实现关于图6的上述任何步骤的指令。在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质包括计算机可读指令，该计算机可读指令在由一个或多个处理器执行时，使一个或多个处理器执行关于图6的上述步骤。在一些实施例中，系统包括上述非暂时性计算机可读存储介质中的至少一个，以及配置为执行(多个)非暂时性计算机可读存储介质的指令的一个或多个处理器。在一些实施例中，设备包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为执行关于图6的上述任何步骤。

图7是示出根据一些实施例的用于向物理车辆的操作员提供虚拟车辆和物理车辆之间的双向交互的方法700的流程图。例如，方法700可以由诸如图1的物理车辆101的物理车辆内的部件来实现。在一些实施例中，除了针对方法600显示和描述的视觉反馈之外，方法700还增强方法600以提供触觉反馈和音频反馈。

在步骤702中，遥测系统(例如，遥测系统104)监控物理车辆(例如，物理车辆101)的运动学信息。在一些实施例中，遥测系统包括一个或多个传感器以检测运动学信息。例如，一个或多个传感器可以包括GPS接收器、加速计、速度计、定向传感器、陀螺仪等类型的传感器。

在步骤704中，遥测系统将运动学信息传送到模拟系统(例如，模拟系统140)。在一些实施例中，运动学信息经由RF电路(例如，RF电路105)传送。

在一些实施例中，模拟系统基于遥测的运动学信息在虚拟世界中模拟虚拟车辆和物理车辆之间的虚拟竞赛。在一些实施例中，虚拟世界包括虚拟赛道，其中在虚拟赛道上模拟虚拟车辆和物理车辆的表示。在一些实施例中，模拟系统计算虚拟赛道上的虚拟车辆和物理车辆之间的距离。基于计算出的距离，模拟系统确定虚拟赛道上的虚拟车辆和物理车辆之间是否存在接触(例如，碰撞)。然后，模拟系统计算与确定的接触相对应的力信息。

在一些实施例中，模拟系统基于计算出的距离和接触是否存在来计算音频信息。在一些实施例中，音频信息包括引擎、制动器、轮胎、爆破或爆炸的一个或多个声音以及一个或多个声音的音量水平。例如，模拟系统可以计算一个或多个声音的音量，使其与虚拟赛道上的虚拟车辆和物理车辆之间的计算距离成反比。

在步骤706处，力控制器(例如，力控制器112)从模拟系统接收力信息。例如，显示系统(例如，显示系统102)可以接收力信息并将其转发给力控制器。在一些实施例中，可在模拟部件(例如，模拟部件106)中的物理车辆处执行计算力信息的功能的一些或全部。在这些实施例中，模拟部件接收虚拟车辆或其他虚拟对象的运动学信息，如将参考图8的步骤816所述的。然后，模拟部件可以执行力计算以生成力信息。

在步骤708中，显示部件从模拟系统接收音频信息。在一些实施例中，可以在模拟部件中的物理车辆处执行计算音频信息的功能的一些或全部。在这些实施例中，模拟部件接收虚拟车辆或其他虚拟对象的运动学信息，如将参考图8的步骤816所述的。然后，模拟部件可以执行音频计算以生成音频信息。

在步骤710中，力控制器基于接收到的力信息来控制在物理车辆中实现的一个或多个机械元件。在一些实施例中，力控制器向一个或多个力致动器(即，机械元件的示例)传送指令，以仿真当物理车辆和显示为虚拟车辆的虚拟表示的另一个车辆之间存在实际物理接触时，物理车辆的操作员将感受到的物理感觉。在一些实施例中，一个或多个力致动器可以在操作员佩戴的座椅和头撑(例如，座椅和头撑130)或触觉套装(例如，触觉套装118)内实现。

在一些实施例中，机械元件可以包括影响物理车辆功能的部分。例如，机械元件可以包括方向盘柱、制动器、安全气囊等。基于接收到的力信息，力控制器可以例如锁定制动器、展开安全气囊、振动方向盘柱、在车辆的部分上创建颠簸力、通过降低功率来减慢车辆速度或控制物理车辆内的其他机械和/或电气元件。

在步骤712中，显示系统可以控制物理车辆的一个或多个扬声器(例如，扬声器132)以输出音频信息。在一些实施例中，显示系统可以控制操作员佩戴的头盔内的一个或多个扬声器(例如，头盔116)以输出音频信息。

在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序被配置为由具有显示器的电子设备的一个或多个处理器执行，该一个或多个程序包括用于实现关于图7的上述任何步骤的指令。在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质包括计算机可读指令，该计算机可读指令在由一个或多个处理器执行时，使一个或多个处理器执行关于图7的上述步骤。在一些实施例中，系统包括上述非暂时性计算机可读存储介质中的至少一个，以及配置为执行(多个)非暂时性计算机可读存储介质的指令的一个或多个处理器。在一些实施例中，设备包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为执行关于图7的上述任何步骤。

图8是根据一些实施例的用于模拟虚拟车辆和物理车辆之间的竞争以提供双向交互的方法800的流程图。例如，方法800可以由模拟系统来实现，例如，根据图1所述的模拟系统140或根据图5所述的模拟系统540。如关于图1和图5所述，模拟系统在虚拟世界中模拟虚拟赛道上的虚拟车辆和物理车辆之间的虚拟比赛，其中虚拟赛道被模拟为对应于物理赛道。

在步骤802中，模拟系统接收来自控制器(例如，输入控制器536)的输入，以控制虚拟赛道上的虚拟车辆。在一些实施例中，控制器可以是键盘、鼠标、视频游戏控制器、操纵杆、方向盘和踏板、触摸屏上的手势或它们与其他类型的输入设备的组合。

在步骤804中，模拟系统接收物理车辆(例如，图1的物理车辆101)的运动学信息。在一些实施例中，如关于图1所述，从物理车辆接收运动学信息。

在步骤806中，模拟系统模拟虚拟赛道上的虚拟车辆与物理车辆之间的虚拟比赛。在一些实施例中，模拟系统根据步骤808-812中的一个或多个来模拟虚拟竞争。在步骤808中，模拟系统基于在步骤802中接收到的输入来确定虚拟车辆的运动学信息。例如，输入可以包括施加到视频游戏控制器的力的量，该力由模拟系统转换为加速度量。在步骤810中，模拟系统通过比较虚拟车辆和物理车辆之间的运动学信息，来确定虚拟赛道上虚拟车辆和物理车辆之间的交互。在一些实施例中，模拟系统确定虚拟车辆与在虚拟赛道上模拟的物理车辆之间的距离，以确定是否发生接触(例如，碰撞)。在步骤812中，模拟系统基于在步骤810中确定的交互来生成力信息。在步骤813中，模拟系统基于在步骤810中确定的交互来生成音频信息。

在步骤816中，模拟系统将虚拟车辆的运动学信息传送给物理车辆。在一些实施例中，物理车辆使用虚拟车辆的运动学信息，以在物理车辆的显示器上生成和显示虚拟车辆。

在步骤818中，模拟系统如关于图7的步骤706所述地将力信息传送到物理车辆。在一些实施例中，物理车辆基于力信息来控制物理车辆的一个或多个机械或电气元件，以仿真物理车辆的操作员在实际碰撞中将会感觉到的物理感觉。

在步骤820中，模拟系统如关于图7的步骤708所述将生成的音频信息传送到物理车辆。在一些实施例中，物理车辆基于音频信息来控制物理车辆的一个或多个扬声器，以仿真如果虚拟车辆实际存在于物理赛道上，物理车辆的操作员将感觉到的听觉体验。例如，一个或多个扬声器可以包括车辆扬声器或在操作员佩戴的耳机内实现的扬声器。

在步骤814中，模拟系统在模拟显示器(例如，图5的显示器534)上渲染虚拟竞赛。

在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序被配置为由电子设备的一个或多个处理器执行，该一个或多个程序包括用于实现关于图8的上述任何步骤的指令。在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质包括计算机可读指令，该计算机可读指令在由一个或多个处理器执行时，使一个或多个处理器执行关于图8的上述步骤。在一些实施例中，系统包括上述非暂时性计算机可读存储介质中的至少一个，以及配置为执行(多个)非暂时性计算机可读存储介质的指令的一个或多个处理器。在一些实施例中，设备包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为执行关于图8的上述任何步骤。

图9是根据一些实施例示出的由模拟系统执行以使得能够显示虚拟车辆的方法900的流程图。方法900可以例如由参照图1所述的模拟系统140或参照图5所述的模拟系统540来实现。在一些实施例中，方法900的一个或多个步骤可以对应于如关于图6所述的由模拟系统604执行的一个或多个步骤。

在步骤902中，模拟系统接收控制虚拟车辆的输入。例如，如关于图5所述，可以从输入控制器536接收输入。在一些实施例中，步骤902对应于图6的步骤620。

在步骤904中，模拟系统接收物理车辆的位置。在一些实施例中，物理车辆的位置可以由物理车辆提供，例如，如关于图6的步骤611所述的。

在步骤906中，模拟系统计算虚拟世界，用于在虚拟赛道上模拟虚拟车辆和物理车辆之间的竞争。在一些实施例中，虚拟世界可以是如图5所述存储在竞赛模拟550中的赛车模拟。在一些实施例中，步骤906对应于图6的步骤621。在一些实施例中，为了计算虚拟世界，方法900执行步骤908-912。

在步骤908中，模拟系统基于在步骤902中接收到的输入在虚拟世界中的虚拟赛道上模拟虚拟车辆。在一些实施例中，输入控制定义虚拟世界中虚拟车辆如何在虚拟赛道上移动的运动学特性。

在步骤910中，模拟系统基于在步骤904中接收到的物理车辆的位置，来计算物理车辆在虚拟世界中的表示。在一些实施例中，模拟系统可以通过向虚拟世界添加物理车辆的表示，来模拟物理车辆和虚拟车辆之间的竞争。在一些实施例中，为了计算物理车辆的表示，模拟系统将与物理车辆的位置相关联的物理坐标转换为虚拟世界中的虚拟坐标。

在步骤912中，模拟系统计算虚拟世界中的多个对象表示。在一些实施例中，对象表示(来自多个表示)对应于在虚拟世界中建模的物理赛道中存在的物理对象。例如，虚拟世界中的虚拟赛道可以基于物理赛道进行模拟，物理赛道可以包括诸如树、横幅、坑站等物理对象。在一些实施例中，对象表示(来自多个表示)对应于存在于虚拟世界中正在模拟的虚拟赛道上而不存在于物理赛道上的虚拟对象。例如，虚拟对象可以包括但不限于模拟障碍物、烟雾、墙壁、爆炸或由虚拟车辆与在虚拟世界中模拟的物理车辆之间的碰撞而产生的碎片。

在一些实施例中，由模拟系统模拟的虚拟世界可以包括多个计算的物理对象表示。在一些实施例中，模拟系统可以通过访问表示数据库来计算多个物理对象表示。

在步骤914中，模拟系统接收赛道的视点的位置。在一些实施例中，如关于图6的步骤613所述，可以从物理车辆接收位置。在这些实施例中，该位置表示物理车辆的操作员的视点的位置。在一些实施例中，如关于图6的步骤632所述，可以从观看者接收位置。在这些实施例中，位置表示由观看者选择的视点的位置。

在步骤916中，模拟系统计算从步骤914的视点的位置可见的虚拟车辆的部分。在一些实施例中，步骤916对应于参照图6所描述的步骤622或621，是基于在步骤914中接收的视点位置的源。在一些实施例中，计算该部分包括从视点的虚拟位置计算视场。在这些实施例中，计算部分可以在计算的视场内。在一些实施例中，为了计算从视点可见的虚拟车辆的部分，方法900执行步骤918-926。

在步骤918中，模拟系统基于在步骤914中接收到的视点的位置来计算在虚拟世界内的视点的虚拟位置。在一些实施例中，为了计算虚拟位置，模拟系统将视点的位置的物理坐标转换为虚拟世界中的虚拟坐标。

在步骤920中，模拟系统确定虚拟世界中的虚拟位置和虚拟车辆之间是否存在一个或多个对象表示。在一些实施例中，从在步骤912中计算的多个物理对象表示中选择一个或多个物理对象表示。如上关于步骤912所述，一个或多个对象表示可以包括存在于物理赛道上的物理对象的虚拟表示。在一些实施例中，一个或多个对象表示可以包括在物理赛道上不存在的虚拟世界中模拟的虚拟对象。在步骤922中，如果存在一个或多个对象表示，则方法900前进到步骤926。否则，方法900进入步骤924。

在步骤924中，模拟系统通过虚拟世界中的物理车辆的表示，从虚拟位置提取未被遮挡的虚拟车辆的部分。

在步骤926中，模拟系统通过在步骤920中确定的物理车辆的表示和一个或多个对象表示，从虚拟位置提取未被遮挡的虚拟车辆的部分。

在步骤928中，模拟系统提供从视点的虚拟位置可见的虚拟车辆的部分，以包括一个或多个提取部分。在一些实施例中，被输出的部分仅包括提取部分。在一些实施例中，如上所述，模拟系统可以从视点的虚拟位置计算视场。在这些实施例中，由模拟系统计算的部分可以包括：表示在计算的视场中可见的部分的非排除部分；以及表示在计算的视场内排除(即，不可见)的部分的排除部分。在由模拟系统计算视场的一些实施例中，模拟系统可以计算该部分以仅包括表示在计算的视场内可见的部分的非排除部分。

在一些实施例中，如关于步骤914所述，模拟系统将提供虚拟车辆的部分以寻找视点的位置的来源。例如，步骤928可以对应于如关于图6所描述的步骤623或625，这取决于如关于步骤914所描述的视点的来源。在该示例中，如果从物理车辆接收到视点的位置，则模拟系统可以将虚拟车辆的部分提供给物理车辆，如关于图6的步骤623所述。

在一些实施例中，虚拟世界可以是如图5所述存储在竞赛模拟550中的竞赛模拟。在一些实施例中，步骤906对应于图6的步骤621。在一些实施例中，为了计算虚拟世界，方法600执行步骤908-912。

在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序被配置为由电子设备的一个或多个处理器执行，该一个或多个程序包括用于实现关于图9的上述任何步骤的指令。在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质包括计算机可读指令，该计算机可读指令在一个或多个处理器执行时，使一个或多个处理器执行关于图9的上述步骤。在一些实施例中，系统包括上述非暂时性计算机可读存储介质中的至少一个，以及配置为执行(多个)非暂时性计算机可读存储介质的指令的一个或多个处理器。在一些实施例中，设备包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为执行关于图9的上述任何步骤。

图10是根据一些实施例示出的使得能够显示虚拟车辆的方法1000的流程图。例如，方法1000可以由诸如图1的物理车辆101的物理车辆或图5的物理车辆510内的部件来实现。在一些实施例中，通过在赛道上的物理车辆的操作员的视场内模拟虚拟车辆，方法1000增强了操作员对虚拟车辆体验到的物理车辆和虚拟车辆之间的交互的真实感。

在步骤1002中，物理车辆(例如，眼睛位置检测器110)中的传感器检测物理系统(例如，物理车辆101)的操作员(例如，车辆操作员114)的眼睛测量。在一些实施例中，传感器基于检测操作员的头部或佩戴在操作员头部上的设备(例如，头盔116、眼睛117上的护目镜或头戴式显示器(HMD))来估计对眼睛的眼睛测量。例如，传感器可以基于检测佩戴在操作员头部的装置的设备和/或定向来估计对操作员的眼睛的眼睛测量。

在步骤1004中，物理车辆中的显示系统(例如，渲染部件107)标识物理对象在操作员的视场中的位置(例如，图2中的位置208A)。在一些实施例中，该位置对应于靠近物理系统的显示器(例如，图2中的显示器220)上的位置。

在步骤1006中，显示系统接收表示赛道上在物理上并不存在的竞争对手车辆的虚拟车辆的运动学信息。此外，显示系统可以从模拟系统(例如，模拟系统140)接收与竞赛模拟550或竞赛模拟141中的虚拟对象相关的信息，这些虚拟对象实际上不存在于赛道上。在一些实施例中，如关于图1所述，运动学信息可以包括GPS坐标、空间位置、定向、速度、加速度或它们与虚拟车辆相关联的组合。在一些实施例中，可以从模拟在模拟赛道上的物理车辆和虚拟车辆之间的比赛的模拟系统(例如，模拟系统140)接收运动学信息。

在步骤1008中，显示系统基于在步骤1004中标识的物理对象的位置、在步骤1002中检测到的眼睛测量和在步骤1006中接收到的运动学信息，来生成虚拟车辆的表示。在一些实施例中，显示系统包括生成表示的模拟部件(例如，模拟部件106)。此外，在如步骤1006所述的显示系统接收其他虚拟对象的信息的实施例中，显示系统类似地生成这些虚拟对象的图形表示。例如，虚拟对象可以包括墙、来自虚拟汽车的碎片、或者在竞赛模拟550中模拟的虚拟赛道上的对象。在一些实施例中，基于虚拟车辆的数字3-D模型生成虚拟表示。在一些实施例中，数字3-D模型存储在显示系统的存储器中。数字3-D模型可以例如从模拟系统接收。

在步骤1010中，显示系统(例如，渲染部件107)在显示器上显示虚拟车辆的表示，以与由步骤1004的标识位置表示的物理对象对准。在一些实施例中，渲染部件(例如，图1的渲染部件107)将该表示转换为一组图形元件以在显示器上显示。在一些实施例中，显示系统通过重复方法1000的一个或多个步骤(例如，步骤1002-1010)来显示虚拟车辆在一段时间内的一系列表示，以模拟操作员的视场中的虚拟车辆在赛道上的轨迹。

例如，在一些实施例中，表示可以由模拟系统远程地生成。在这些实施例中，显示系统接收由模拟系统生成的与表示相关的信息。此外，渲染部件可以将接收到的信息转换成一组图形元件以在显示器上显示。

在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序被配置为由具有显示器的电子设备的一个或多个处理器执行，该一个或多个程序包括用于实现关于图10的上述任何步骤的指令。在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质包括计算机可读指令，该计算机可读指令在由一个或多个处理器执行时，使一个或多个处理器执行关于图10的上述步骤。在一些实施例中，系统包括上述非暂时性计算机可读存储介质中的至少一个，以及配置为执行(多个)非暂时性计算机可读存储介质的指令的一个或多个处理器。在一些实施例中，设备包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为执行关于图10的上述任何步骤。

图11示出了根据一个实施例的计算机的示例。计算机1100可以是根据上述系统和方法在显示器上模拟虚拟车辆的系统的部件，诸如根据图1所述的物理车辆101或模拟系统140中的设备，或者可以包括整个系统本身。在一些实施例中，计算机1100被配置为执行用于增强物理车辆和虚拟车辆之间的虚拟竞争的方法，例如图6、图7、图8、图9、图10的方法600、700、800、900和1000中的每一个。

计算机1100可以是连接到网络的主机计算机。计算机1100可以是客户端计算机或服务器。如图11所示，计算机1100可以是任何合适类型的基于微处理器的设备，诸如个人计算机、工作站、服务器、视频游戏控制台或手持计算设备，诸如电话或平板电脑。计算机可以包括，例如，处理器1110、输入设备1120、输出设备1130、存储器1140和通信设备1160中的一个或多个。输入设备1120和输出设备1130通常与上述设备相对应，并且可以连接到计算机或与计算机集成。

输入设备1120可以是提供输入的任何合适设备，诸如触摸屏或监视器、键盘、鼠标或语音识别设备。输出设备1130可以是提供输出的任何合适的设备，诸如触摸屏、监视器、打印机、磁盘驱动器或扬声器。

存储器1140可以是提供存储器的任何合适的设备，例如电存储器、磁存储器或光存储器，包括RAM、高速缓冲存储器、硬盘驱动器、CD-ROM驱动器、磁带驱动器或可移动存储磁盘通信设备1160可以包括能够通过网络(诸如网络接口芯片或卡)传送和接收信号的任何合适的设备。计算机的部件可以以任何合适的方式连接，诸如通过物理总线或无线连接。存储器1140可以是包括一个或多个程序的非暂时性计算机可读存储介质，该程序在由一个或多个处理器(诸如处理器1110)执行时，使得一个或多个处理器分别执行本文所述的方法，例如图6、图7、图8、图9和图10中的方法600、700、800、900和1000中的每一个。

可以存储在存储器1140中并且由处理器1110执行的软件1150可以包括例如体现本公开的功能(例如，如上文所述的在系统、计算机、服务器和/或设备中体现)的编程。在一些实施例中，软件1150可以在诸如应用服务器和数据库服务器的服务器的组合上实现和执行。

软件1150或其部分也可以存储在任何计算机可读存储介质中和/或在任何计算机可读存储介质中传输，以供由指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备使用相关，该指令执行系统、装置或设备诸如上文所述那些，它们能够从指令执行系统、装置或设备中获取并执行与软件相关联的指令。在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何介质，诸如存储器1140，计算机可读存储介质可以包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用或与指令相关联的编程。

软件1150也可以在任何传输介质中传播，以供由指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备使用相关，该指令执行系统、装置或设备诸如上文所述那些，它们可以从指令执行系统、设备或设备中获取并执行与软件相关联的指令。在本发明的上下文中，传输介质可以是可以通信、传播或传输编程以供指令执行系统、装置或设备使用或与该指令执行系统、装置或设备相关联相关联的任何介质。传输可读介质可以包括但不限于电子、磁性、光学、电磁或红外有线或无线传播介质。

计算机1100可以连接到网络，该网络可以是任何合适类型的互连通信系统。网络可以实现任何合适的通信协议，并且可以由任何合适的安全协议进行保护。网络可以包括任何合适布置的网络链路，该合适布置可以实现网络信号的发送和接收，诸如无线网络连接、T1或T3线、电缆网络、DSL或电话线。

计算机1100可以实现适合在网络上操作的任何操作系统。软件1150可以用任何合适的编程语言编写，例如C、C++、java或Python。在各种实施例中，体现本公开的功能的应用软件可以部署在不同的配置中，诸如在客户端/服务器布置中，或者例如通过作为基于网页的应用或网页服务的网页浏览器。

上文的描述阐述了示例性方法、参数等。然而，应当认识到，此类描述并非意在限制本公开的范围，而是作为示例性实施例的描述而提供。上述说明性实施例并不旨在详尽或将公开限制为所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。选择和描述实施例是为了最好地解释所公开技术的原理及它们的实际应用。因此，本领域的其他技术人员能够通过适合于预期的特定用途的各种修改来最佳地利用技术和各种实施例。

尽管已经参考附图对本发明和示例进行了充分描述，但是应当注意，对于本领域技术人员来说，各种改变和修改将变得显而易见。此类改变和修改应理解为包括在权利要求所限定的公开和示例的范围内。在本发明和实施例的前述描述中，参考附图，附图中以图解的方式示出了可实施的特定实施例。应当理解，可以实践其他实施例和示例，并且可以在不脱离本公开的范围的情况下进行改变。

尽管上述描述使用术语第一、第二等来描述各种元件，但这些元件不应受到术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一个元件。例如，第一虚拟车辆可以被术语称为第二虚拟车辆，并且，类似地，第二虚拟车辆可以被术语称为第一触摸，而不脱离所描述的各种实施例的范围。

此外，还应理解，除非上下文另有明确指示，否则上述描述中使用的单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”也意在包括复数形式。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并且包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有可能的组合。还应理解，术语“包括(includes)”、“包括有(including)”、“包括(comprises)”和/或“包括有(comprising)”在本文中使用时，规定了所述特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或单元的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件、单元和/或它们的组合的存在或添加。

术语“如果”可以解释为“当”或“基于”或“响应于确定”或“响应于检测”，具体取决于上下文。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所述条件或事件]”可解释为“在确定时”或“响应于确定”或“在检测到[所述条件或事件]”或“响应于检测[所述条件或事件]”，具体取决于上下文。

在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序被配置为由具有显示器的电子设备中的一个或多个处理器执行，该一个或多个程序包括用于实现上述任何步骤或要求保护的指令。本发明还涉及用于执行本文中的操作的设备。该装置可以为所需目的而特别构造，或可以包括由存储在该计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机。此类计算机程序可以存储在非暂时性的计算机可读存储介质中，诸如但不限于任何类型的磁盘，包括软盘、光盘、CD-ROM、磁盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、专用集成电路(ASIC)，或任何适合存储电子指令的介质，并且每一者都耦合到计算机系统总线。此外，本发明中参考的计算机可以包括单处理器，或者可以是采用多处理器设计以提高计算能力的架构。

本文所描述的方法、设备和系统与任何特定计算机或其他设备本身不相关。各种通用系统也可以与根据本文的教导的程序一起使用，或者可以证明构造更专用的设备来执行所需的方法步骤是便利的。这些系统的所需结构将在下文的描述中显示。此外，本发明不参考任何特定编程语言来描述。应当理解，可以使用各种编程语言来实现如本文所述的本公开的教导。

Claims (60)

1.一种用于显示虚拟车辆的方法，包括：

标识赛道处物理车辆的位置；

标识所述赛道处不同视点的位置；

将所述赛道处所述物理车辆的所述位置和所述不同视点的所述位置提供给模拟系统；

由所述模拟系统计算虚拟3-D世界，所述虚拟3-D世界包括所述虚拟车辆和虚拟位置处所述物理车辆的3-D表示；

由所述模拟系统基于所述赛道处所述不同视点的所述位置，来计算在所述虚拟3-D世界内的所述不同视点的虚拟位置；

由所述模拟系统计算所述虚拟3-D世界内从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的相应部分，其中从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分包括从所述不同视点的所述虚拟位置不被所述物理车辆的所述虚拟位置处的所述物理车辆的所述3-D表示遮挡的所述虚拟车辆的相应部分；

由所述模拟系统输出从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分；

向显示系统提供从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分；

在所述显示系统处，生成从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分的表示；以及

显示所述虚拟车辆在一段时间内的一系列表示，以模拟所述虚拟车辆在所述赛道上的轨迹，其中所述一系列表示包括从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分的所述表示。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，标识所述赛道处所述不同视点的所述位置包括：检测用户眼睛的空间位置、所述用户眼睛的注视方向、或所述用户眼睛的焦点。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述赛道处所述不同视点的所述位置包括所述赛道处所述物理车辆的操作员的视点的位置。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述赛道处所述不同视点的所述位置包括所述赛道处的观众的视点并且观察所述赛道上的所述物理车辆的位置。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述赛道处所述不同视点的所述位置包括所述赛道处的照相机并且对所述赛道上的所述物理车辆成像的位置。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述虚拟3-D世界包括将所述物理车辆的物理坐标转换为所述虚拟3-D世界中的虚拟坐标，其中所述物理车辆的所述虚拟位置包括所述虚拟坐标。

7.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

计算所述虚拟3-D世界内所述不同视点的所述虚拟位置和所述虚拟车辆之间的所述虚拟3-D世界中的物理对象的3-D表示，以及

其中所述虚拟3-D世界内从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分包括从所述不同视点的所述虚拟位置不被所述物理车辆的所述3-D表示和所述物理对象的所述3-D表示遮挡的所述虚拟车辆的相应部分。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分包括从所述不同视点的所述虚拟位置不被所述虚拟3-D世界中的其他表示遮挡的所述虚拟车辆的部分。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于

通过所述模拟系统，计算所述虚拟3-D世界内从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分包括从所述不同视点的所述虚拟位置计算视场，并且其中

向所述显示系统提供从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分包括提供所述视场内所述虚拟车辆的所述部分。

10.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

由所述模拟系统模拟所述虚拟车辆和所述虚拟3-D世界中的所述物理车辆的所述表示之间的交互，其中从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分是基于所述交互来计算的。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述虚拟3-D世界包括虚拟对象，并且所述方法进一步包括：

由所述模拟系统确定所述虚拟对象和所述虚拟3-D世界中所述物理车辆的所述表示之间的接触。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述虚拟对象包括虚拟障碍物、烟雾、墙壁、爆炸或碎片。

13.如权利要求11所述的方法，进一步包括：

由所述模拟系统计算所述虚拟3-D世界内从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟对象的相应部分，其中从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟对象的所述相应部分包括从所述不同视点的所述虚拟位置不被所述物理车辆的所述虚拟位置处的所述物理车辆的所述表示遮挡的所述虚拟对象的部分；

由所述模拟系统输出从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟对象的所述部分；

向所述显示系统提供从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟对象的所述部分；

在所述显示系统处，生成从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟对象的所述部分的表示；以及

显示从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟对象的所述部分的所述表示。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，计算所述虚拟3-D世界内从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟对象的所述部分包括：

访问包含有动画或无动画对象模型的3-D模型。

15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述虚拟对象在所述虚拟3-D世界中被模拟并且没有物理地存在于所述赛道处。

16.如权利要求11所述的方法，进一步包括：

由所述模拟系统基于确定的接触来成音频信息；

向所述物理车辆中的扬声器提供所述音频信息；以及

使用所述扬声器播放所述音频信息。

17.如权利要求11所述的方法，进一步包括：

由所述模拟系统基于所述确定的接触来生成力信息；

向所述物理车辆的力控制器提供所述力信息；以及

由所述力控制器基于所述力信息来控制所述物理车辆的机械部件或电气部件。

18.如权利要求17所述的方法，进一步包括：

接收与所述物理车辆的操作员的输入相关联的信息；以及

其中响应于与所述输入相关联的所述信息，所述力信息被提供给所述力控制器。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，从所述操作员接收与所述输入相关联的所述信息。

20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，控制所述物理车辆的所述机械部件或所述电气部件包括:

控制所述物理车辆的制动或方向盘柱。

21.如权利要求17所述的方法，其特征在于，控制所述物理车辆的所述机械部件或所述电气部件包括:

控制提供给控制所述物理车辆的轮或轴的电动机的功率。

22.如权利要求17所述的方法，其特征在于，控制所述物理车辆的所述机械部件或所述电气部件包括:

控制所述机械部件或所述电气部件以减少向所述物理车辆提供的功率，从而影响所述物理车辆的速度。

23.如权利要求17所述的方法，其特征在于，控制所述物理车辆的所述机械部件或所述电气部件包括:

控制所述机械部件或所述电气部件以增加向所述物理车辆提供的功率，从而影响所述物理车辆的速度。

24.如权利要求17所述的方法，进一步包括：

接收与所述物理车辆的输入相关联的信息；以及

其中响应于与所述输入相关联的所述信息，所述力信息被提供给所述力控制器。

25.如权利要求11所述的方法，进一步包括：

由所述模拟系统基于所确定的接触来生成力信息；

接收与所述物理车辆的操作员的输入相关联的信息；

响应于接收与所述输入相关联的所述信息，将所述力信息提供给另一个车辆的力控制器；以及

由所述力控制器基于所述力信息来控制其他车辆的机械部件或电气部件。

26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，从所述操作员接收与所述输入相关联的所述信息。

27.如权利要求25所述的方法，其特征在于，控制所述其他车辆的所述机械部件或所述电气部件包括:

控制所述其他车辆的制动或方向盘柱。

28.如权利要求25所述的方法，其特征在于，控制所述其他车辆的所述机械部件或所述电气部件包括:

控制提供给控制所述其他车辆的轮或轴的电动机的功率。

29.如权利要求25所述的方法，其特征在于，控制所述其他车辆的所述机械部件或所述电气部件包括:

控制所述机械部件或所述电气部件以减少向所述其他车辆提供的功率，从而影响所述其他车辆的速度。

30.如权利要求25所述的方法，其特征在于，控制所述其他车辆的所述机械部件或所述电气部件包括:

控制所述机械部件或所述电气部件以增加向所述其他车辆提供的功率，从而影响所述其他车辆的速度。

31.一种用于显示虚拟车辆的系统，包括：

检测赛道处物理车辆的位置的第一传感器；

检测所述赛道处不同视点的位置的第二传感器；

模拟系统：

从所述第一传感器接收所述物理车辆的所述位置以及从所述第二传感器接收所述赛道处所述不同视点的所述位置，

计算虚拟3-D世界，所述虚拟3-D世界包括所述虚拟车辆和虚拟位置处所述物理车辆的3-D表示，

基于所述赛道处所述不同视点的所述位置，来计算所述虚拟3-D世界内的所述不同视点的虚拟位置，

计算所述虚拟3-D世界内从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的相应部分，其中从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分包括从所述不同视点的所述虚拟位置不被所述物理车辆的所述虚拟位置处的所述物理车辆的所述3-D表示遮挡的所述虚拟车辆的相应部分，以及

输出从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分；以及显示系统：

从所述模拟系统接收从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分，

生成从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分的表示，以及

显示所述虚拟车辆在一段时间内的一系列表示，以模拟所述虚拟车辆在所述赛道上的轨迹，其中所述一系列表示包括从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分的所述表示。

32.如权利要求31所述的系统，其特征在于，通过检测用户眼睛的空间位置、所述用户眼睛的注视方向、或所述用户眼睛的焦点，所述第二传感器检测所述赛道处所述不同视点的所述位置。

33.如权利要求31所述的系统，其特征在于，所述赛道处所述不同视点的所述位置包括所述赛道处所述物理车辆的操作员的视点的位置。

34.如权利要求31所述的系统，其特征在于，所述赛道处所述不同视点的所述位置包括存在于所述赛道处并且观察所述赛道上的所述物理车辆的观众成员的视点的位置。

35.如权利要求31所述的系统，其特征在于，所述赛道处所述不同视点的所述位置包括存在于所述赛道处并且对所述赛道上的所述物理车辆成像的照相机的位置。

36.如权利要求31所述的系统，其特征在于，计算所述虚拟3-D世界包括将所述物理车辆的物理坐标转换为所述虚拟3-D世界中的虚拟坐标，并且其中所述物理车辆的所述虚拟位置包括所述虚拟坐标。

37.如权利要求31所述的系统，其特征在于，所述模拟系统被配置为：

计算所述虚拟3-D世界内所述不同视点的所述虚拟位置和所述虚拟车辆之间所述虚拟3-D世界中的的物理对象的3-D表示，以及

其中所述虚拟3-D世界内从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分包括从所述不同视点的所述虚拟位置不被所述物理车辆的3-D表示和所述物理对象的所述3-D表示遮挡的所述虚拟车辆的相应部分。

38.如权利要求31所述的系统，其特征在于，从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分包括从所述不同视点的所述虚拟位置不被所述虚拟3-D世界中的其他表示遮挡的所述虚拟车辆的部分。

39.如权利要求31所述的系统，其特征在于

计算所述虚拟3-D世界内从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分包括从所述不同视点的所述虚拟位置计算视场，并且其中

输出从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分包括输出所述视场内所述虚拟车辆的所述部分。

40.如权利要求31所述的系统，其特征在于，所述模拟系统模拟所述虚拟车辆和所述虚拟3-D世界中的所述物理车辆的所述表示之间的交互，并且其中从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟车辆的所述相应部分是基于所述交互来计算的。

41.如权利要求31所述的系统，其特征在于，所述虚拟3-D世界包括虚拟对象，并且所述模拟系统确定所述虚拟对象和所述虚拟3-D世界中的所述物理车辆的所述表示之间的接触。

42.如权利要求41所述的系统，其特征在于，所述虚拟对象包括虚拟障碍物、烟雾、墙壁、爆炸或碎片。

43.如权利要求41所述的系统，其特征在于

所述模拟系统：

计算所述虚拟3-D世界内从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟对象的相应部分，其中从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟对象的所述相应部分包括从所述不同视点的所述虚拟位置不被所述物理车辆的所述虚拟位置处的所述物理车辆的所述表示遮挡的所述虚拟对象的部分；

输出从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟对象的所述部分；以及

其中所述显示系统：

提供从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟对象的所述部分；以及

生成从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟对象的所述部分的表示；以及

显示从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟对象的所述部分的所述表示。

44.如权利要求43所述的系统，其特征在于，计算所述虚拟3-D世界内从所述不同视点的所述虚拟位置可见的所述虚拟对象的所述部分包括：

访问包含有动画或无动画对象模型的3-D模型。

45.如权利要求41所述的系统，其特征在于，所述虚拟对象在所述虚拟3-D世界中被模拟并且没有物理地存在于所述赛道处。

46.如权利要求41所述的系统，其特征在于，所述模拟系统：

基于确定的接触，生成音频信息；以及

向所述物理车辆提供所述音频信息。

47.如权利要求41所述的系统，其特征在于，所述模拟系统：

基于所述确定的接触，生成力信息；以及

向所述物理车辆的力控制器提供所述力信息。

48.如权利要求47所述的系统，其特征在于，响应于接收与所述物理车辆的操作员的输入相关联的信息，将所述力信息提供给所述力控制器。

49.如权利要求48所述的系统，其特征在于，从所述操作员接收与所述输入相关联的所述信息。

50.如权利要求47所述的系统，其特征在于，控制所述物理车辆的机械部件或电气部件包括:

控制所述物理车辆的制动或方向盘柱。

51.如权利要求47所述的系统，其特征在于，控制所述物理车辆的机械部件或电气部件包括:

控制提供给控制所述物理车辆的轮或轴的电动机的功率。

52.如权利要求47所述的系统，其特征在于，控制所述物理车辆的机械部件或电气部件包括:

控制所述机械部件或所述电气部件以减少向所述物理车辆提供的功率，从而影响所述物理车辆的速度。

53.如权利要求47所述的系统，其特征在于，控制所述物理车辆的机械部件或电气部件包括:

控制所述机械部件或所述电气部件以增加向所述物理车辆提供的功率，从而影响所述物理车辆的速度。

54.如权利要求47所述的系统，其特征在于，响应于接收与所述物理车辆的输入相关联的信息，将所述力信息提供给所述力控制器。

55.如权利要求41所述的系统，其特征在于，所述模拟系统：

基于所述确定的接触，生成力信息；

接收与所述物理车辆的操作员的输入相关联的信息；以及

响应于接收与所述输入相关联的所述信息，将所述力信息提供给另一车辆的力控制器。

56.如权利要求55所述的系统，其特征在于，从所述操作员接收与所述输入相关联的所述信息。

57.如权利要求55所述的系统，其特征在于，控制其他车辆的机械部件或电气部件包括:

控制所述其他车辆的制动或方向盘柱。

58.如权利要求55所述的系统，其特征在于，控制其他车辆的机械部件或电气部件包括:

控制提供给控制所述其他车辆的轮或轴的电动机的功率。

59.如权利要求55所述的系统，其特征在于，控制其他车辆的机械部件或电气部件包括:

控制所述机械部件或所述电气部件以减少向所述其他车辆提供的功率，从而影响所述其他车辆的速度。

60.如权利要求55所述的系统，其特征在于，控制其他车辆的机械部件或电气部件包括:

控制所述机械部件或所述电气部件以增加向所述其他车辆提供的功率，从而影响所述其他车辆的速度。