CN111381677A - 一种目标选择方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种目标选择方法、装置、设备及可读存储介质。本申请公开的方法包括：获取输入设备在三维空间中的第一位置信息，以及每个待选目标在三维空间中的第二位置信息；在三维空间中确定输入设备发出的射线对应的三维向量；根据第一位置信息、第二位置信息和三维向量计算射线与每个待选目标的夹角，将最小夹角对应的待选目标确定为被选目标。本申请可以帮助用户准确选择虚拟环境中的目标，操作过程无需用户精准控制，从而提高了用户体验和操作效率。相应地，本申请提供的一种目标选择装置、设备及可读存储介质，也同样具有上述技术效果。

Description

一种目标选择方法、装置、设备及可读存储介质

技术领域

本申请涉及虚拟现实技术领域，特别涉及一种目标选择方法、装置、设备及可读存储介质。

背景技术

基于VR(Virtual Reality，虚拟现实)技术可以创建计算机模拟环境，用户可以利用各种感知器件体验该虚拟环境。在体验过程中，用户需要对虚拟环境中的目标进行选择。

目前，可以利用VR手柄选择虚拟环境中的目标，当VR手柄发出的射线穿过虚拟环境中的某一目标时，认为该目标为被选目标。此选择过程存在如下问题：1、若待选目标很小，那么用户需要非常精准地让射线穿过目标才能选中目标，但VR手柄在用户手持使用时会抖动，导致目标的选择比较困难。2、虚拟环境中的不同目标会互相遮挡，因此使用射线选择被遮挡的目标时，会被周围的其他目标所干扰，导致无法准确选中。可见，现有技术在选择虚拟环境中的目标时，选择效率和准确度均比较低。

因此，如何提高虚拟环境中的目标的选择效率和准确度，是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种目标选择方法、装置、设备及可读存储介质，以提高虚拟环境中的目标的选择效率和准确度。其具体方案如下：

第一方面，本申请提供了一种目标选择方法，包括：

获取输入设备在三维空间中的第一位置信息，以及每个待选目标在所述三维空间中的第二位置信息；

在所述三维空间中确定所述输入设备发出的射线对应的三维向量；

根据所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述三维向量计算所述射线与每个待选目标的夹角，将最小夹角对应的待选目标确定为被选目标。

优选地，若每个待选目标均为球体，则所述根据所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述三维向量计算所述射线与每个待选目标的夹角，包括：

利用第一公式计算所述射线与每个待选目标的夹角；其中，所述第一公式为：

其中，α⁽ⁱ⁾为待选目标i与所述射线的夹角，u为所述第一位置信息，p⁽ⁱ⁾为待选目标i的第二位置信息，

为所述三维向量，θ⁽ⁱ⁾为待选目标i在用户视野中的角宽度。

优选地，所述根据所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述三维向量计算所述射线与每个待选目标的夹角，包括：

根据所述第一位置信息和所述第二位置信息确定所述输入设备与每个待选目标的连接线；

计算所述射线与每个连接线的夹角，将所述射线与每个连接线的夹角确定为所述射线与每个待选目标的夹角。

优选地，所述根据所述第一位置信息和所述第二位置信息确定所述输入设备与每个待选目标的连接线，包括：

针对任一个待选目标，根据当前待选目标的第二位置信息在当前待选目标中确定与所述射线距离最近的目标点，连接所述目标点和所述第一位置信息，获得当前待选目标与所述输入设备的连接线。

优选地，所述计算所述射线与每个连接线的夹角，包括：

利用第二公式计算所述射线与每个连接线的夹角；其中，所述第二公式为：

其中，

为所述三维向量，

为待选目标i与所述射线的连接线。

优选地，在确定所述被选目标之后，还包括：

在所述射线上渲染用于标识所述被选目标的提示标识。

优选地，所述提示标识设置于无穷远球面上。

优选地，所述提示标识为半透明圆盘状，且所述射线穿过所述提示标识的中心，所述提示标识的大小基于所述被选目标与所述射线的最短距离确定。

优选地，所述在所述射线上渲染用于标识所述被选目标的提示标识之后，还包括：

接收所述输入设备或触摸板发送的操作指令，并按照所述操作指令对所述被选目标执行相应操作。

优选地，所有待选目标存在于眼动追踪设备的可视范围内。

第二方面，本申请提供了一种目标选择装置，包括：

获取模块，用于获取输入设备在三维空间中的第一位置信息，以及每个待选目标在所述三维空间中的第二位置信息；

确定模块，用于在所述三维空间中确定所述输入设备发出的射线对应的三维向量；

选择模块，用于根据所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述三维向量计算所述射线与每个待选目标的夹角，将最小夹角对应的待选目标确定为被选目标。

第三方面，本申请提供了一种目标选择设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述公开的目标选择方法。

第四方面，本申请提供了一种可读存储介质，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的目标选择方法。

通过以上方案可知，本申请提供了一种目标选择方法，包括：获取输入设备在三维空间中的第一位置信息，以及每个待选目标在所述三维空间中的第二位置信息；在所述三维空间中确定所述输入设备发出的射线对应的三维向量；根据所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述三维向量计算所述射线与每个待选目标的夹角，将最小夹角对应的待选目标确定为被选目标。

可见，该方法首先获取输入设备在三维空间中的第一位置信息，以及每个待选目标在三维空间中的第二位置信息，并在三维空间中确定输入设备发出的射线对应的三维向量，然后根据第一位置信息、第二位置信息和三维向量计算射线与每个待选目标的夹角，最后将最小夹角对应的待选目标确定为被选目标。也就是说，用户在使用输入设备选择三维空间中的目标时，无需精准地控制输入设备发出的射线穿过目标，仅需要控制射线靠近待选目标，这样虚拟环境可以自动确定被选目标。因此本申请可以帮助用户准确选择虚拟环境中的目标，操作过程无需用户精准控制，从而提高了用户体验和操作效率。

相应地，本申请提供的一种目标选择装置、设备及可读存储介质，也同样具有上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请公开的一种目标选择方法流程图；

图2为本申请公开的一种目标选择示意图；

图3为本申请公开的一种提示标识位置示意图；

图4为本申请公开的一种目标选择装置示意图；

图5为本申请公开的一种目标选择设备示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

目前，目标选择过程存在如下问题：1、若待选目标很小，那么用户需要非常精准地让射线穿过目标才能选中目标，但VR手柄在用户手持使用时会抖动，导致目标的选择比较困难。2、虚拟环境中的不同目标会互相遮挡，因此使用射线选择被遮挡的目标时，会被周围的其他目标所干扰，导致无法准确选中。为此，本申请提供了一种目标选择方案，能够提高虚拟环境中的目标的选择效率和准确度。

下面对本申请实施例提供的一种目标选择方法进行介绍。参见图1所示，本申请实施例公开的一种目标选择方法，包括：

S101、获取输入设备在三维空间中的第一位置信息，以及每个待选目标在三维空间中的第二位置信息。

需要说明的是，在虚拟三维空间中，一般认为输入设备没有体积，因此第一位置信息一般是一个坐标点；而待选目标有体积，因此第二位置信息包括待选目标的中心点对应的坐标点和待选目标的空间分布信息。

S102、在三维空间中确定输入设备发出的射线对应的三维向量。

S103、根据第一位置信息、第二位置信息和三维向量计算射线与每个待选目标的夹角，将最小夹角对应的待选目标确定为被选目标。

在一种具体实施方式中，若每个待选目标均为球体，则根据第一位置信息、第二位置信息和三维向量计算射线与每个待选目标的夹角，包括：

利用第一公式计算射线与每个待选目标的夹角；其中，第一公式为：

其中，α⁽ⁱ⁾为待选目标i与射线的夹角，u为第一位置信息，p⁽ⁱ⁾为待选目标i的第二位置信息，

为三维向量，θ⁽ⁱ⁾为待选目标i在用户视野中的角宽度，“·”为点乘符号。

在一种具体实施方式中，根据第一位置信息、第二位置信息和三维向量计算射线与每个待选目标的夹角，包括：根据第一位置信息和第二位置信息确定输入设备与每个待选目标的连接线；计算射线与每个连接线的夹角，将射线与每个连接线的夹角确定为射线与每个待选目标的夹角。

其中，根据第一位置信息和第二位置信息确定输入设备与每个待选目标的连接线，包括：针对任一个待选目标，根据当前待选目标的第二位置信息在当前待选目标中确定与射线距离最近的目标点，连接目标点和第一位置信息，获得当前待选目标与输入设备的连接线。

其中，计算射线与每个连接线的夹角，包括：利用第二公式计算射线与每个连接线的夹角；其中，第二公式为：

其中，

为三维向量，

为待选目标i与射线的连接线。

在本实施例中，若射线与待选目标的夹角越小，则认为当前待选目标与射线的距离越近。具体请参见图2，待选目标1与输入设备的连接线为连接线1，待选目标2与输入设备的连接线为连接线2。如图2所示，假设待选目标仅为待选目标1和待选目标2，且连接线1与射线的夹角小于连接线2与射线的夹角，那么连接线1与射线的夹角为最小夹角，因此待选目标1为被选目标。其中，由于射线由用户控制，而用户手持输入设备时会有抖动，因此连接线1与射线的夹角和连接线2与射线的夹角完全相同的概率极低，因此可以忽略。就算出现相同夹角，用户只要稍微控制射线偏向要选择的目标就可以避免。

若用t表示被选目标，则：

需要说明的是，由于可以获取到输入设备的位置信息、各个待选目标的位置信息、射线对应的三维向量、各个待选目标对应的连接线等数据，因此以这些数据为基础，还可以用其他公式计算射线与每个待选目标的夹角。

在一种具体实施方式中，在确定被选目标之后，还包括：在射线上渲染用于标识被选目标的提示标识。为了避免提示标识对三维场景中的目标产生遮挡，降低用户手和眼睛之间的视差，可以定义一个无穷远的球面，然后将提示标识渲染在这个无穷远的球面上(如图3)。这样从用户的视野出发，能看到气泡和目标是贴合的(相切的)，还可以保证气泡在贴合目标的过程中不产生跳变而影响用户的判断。

因此提示标识可以设置于无穷远球面上。其中，提示标识为半透明圆盘状，且射线穿过提示标识的中心。具体请参见图3，在图3中，提示标识为圆盘，设置于以用户头戴设备(如眼动追踪设备)为球心的无穷远球面上，射线穿过圆盘的中心，且圆盘的边缘与被选目标的边缘相切。当然，提示标识还可以为矩形、三角形等其他有规则形状，或无规则形状。提示标识还可以设置于以输入设备为球心的无穷远球面上。

其中，提示标识的大小基于被选目标与射线的最短距离确定。提示标识的大小具体可利用下述公式进行计算。

其中，当提示标识为圆盘时，d⁽ⁱ⁾为提示标识在渲染面上的直径，D为渲染面到用户的距离，α⁽ⁱ⁾为被选目标i与射线的夹角。

在一种具体实施方式中，在射线上渲染用于标识被选目标的提示标识之后，还包括：接收输入设备或触摸板发送的操作指令，并按照操作指令对被选目标执行相应操作。需要说明的是，当系统自动选择被选目标后，用户利用输入设备或触摸板发送确认被选目标的操作指令，系统在接收到该指令后，按照该指令对被选目标执行相应操作。

在一种具体实施方式中，本实施提供的目标选择方法还可以与头戴设备(如眼动追踪设备)结合使用。如：利用眼动追踪设备在三维空间中选择待选目标，使所有待选目标都存在于眼动追踪设备的可视范围内。不在眼动追踪设备的可视范围内的目标就算离射线很近，也不会被选中。

需要说明的是，针对互相重叠的多个目标，仍然用射线穿过目标来进行选择。若射线穿过互相重叠的多个目标，则认为距离输入设备最近的目标是被选目标。距离输入设备最近指：目标的边缘距离输入设备最近。

由上可见，本实施例首先获取输入设备在三维空间中的第一位置信息，以及每个待选目标在三维空间中的第二位置信息，并在三维空间中确定输入设备发出的射线对应的三维向量，然后根据第一位置信息、第二位置信息和三维向量计算射线与每个待选目标的夹角，最后将最小夹角对应的待选目标确定为被选目标。也就是说，用户在使用输入设备选择三维空间中的目标时，无需精准地控制输入设备发出的射线穿过目标，仅需要控制射线靠近待选目标，这样虚拟环境可以自动确定被选目标。因此本申请可以帮助用户准确选择虚拟环境中的目标，操作过程无需用户精准控制，从而提高了用户体验和操作效率。

下面对本申请实施例提供的一种目标选择装置进行介绍，下文描述的一种目标选择装置与上文描述的一种目标选择方法可以相互参照。

参见图4所示，本申请实施例公开了一种目标选择装置，包括：

获取模块401，用于获取输入设备在三维空间中的第一位置信息，以及每个待选目标在三维空间中的第二位置信息；

确定模块402，用于在三维空间中确定输入设备发出的射线对应的三维向量；

选择模块403，用于根据第一位置信息、第二位置信息和三维向量计算射线与每个待选目标的夹角，将最小夹角对应的待选目标确定为被选目标。

在一种具体实施方式中，选择模块具体用于：

若每个待选目标均为球体，则利用第一公式计算射线与每个待选目标的夹角；其中，第一公式为：

其中，α⁽ⁱ⁾为待选目标i与射线的夹角，u为第一位置信息，p⁽ⁱ⁾为待选目标i的第二位置信息，

为三维向量，θ⁽ⁱ⁾为待选目标i在用户视野中的角宽度。

在一种具体实施方式中，选择模块包括：

确定单元，用于根据第一位置信息和第二位置信息确定输入设备与每个待选目标的连接线；

计算单元，用于计算射线与每个连接线的夹角，将射线与每个连接线的夹角确定为射线与每个待选目标的夹角。

在一种具体实施方式中，确定单元具体用于：

针对任一个待选目标，根据当前待选目标的第二位置信息在当前待选目标中确定与射线距离最近的目标点，连接目标点和第一位置信息，获得当前待选目标与输入设备的连接线。

在一种具体实施方式中，计算单元具体用于：

利用第二公式计算射线与每个连接线的夹角；其中，第二公式为：

其中，

为三维向量，

为待选目标i与射线的连接线。

在一种具体实施方式中，还包括：

渲染模块，用于在射线上渲染用于标识被选目标的提示标识。

在一种具体实施方式中，提示标识设置于无穷远球面上。

在一种具体实施方式中，提示标识为半透明圆盘状，且射线穿过提示标识的中心，提示标识的大小基于被选目标与射线的最短距离确定。

在一种具体实施方式中，在射线上渲染用于标识被选目标的提示标识之后，还包括：

接收模块，用于接收输入设备或触摸板发送的操作指令，并按照操作指令对被选目标执行相应操作。

在一种具体实施方式中，所有待选目标存在于眼动追踪设备的可视范围内。

其中，关于本实施例中各个模块、单元更加具体的工作过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

可见，本实施例提供了一种目标选择装置，该装置可以帮助用户准确选择虚拟环境中的目标，操作过程无需用户精准控制，从而提高了用户体验和操作效率。

下面对本申请实施例提供的一种目标选择设备进行介绍，下文描述的一种目标选择设备与上文描述的一种目标选择方法及装置可以相互参照。

参见图5所示，本申请实施例公开了一种目标选择设备，包括：

存储器501，用于保存计算机程序；

处理器502，用于执行所述计算机程序，以实现以下步骤；

获取输入设备在三维空间中的第一位置信息，以及每个待选目标在三维空间中的第二位置信息；在三维空间中确定输入设备发出的射线对应的三维向量；根据第一位置信息、第二位置信息和三维向量计算射线与每个待选目标的夹角，将最小夹角对应的待选目标确定为被选目标。

在本实施例中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机子程序时，可以具体实现以下步骤：若每个待选目标均为球体，则利用第一公式计算射线与每个待选目标的夹角；其中，第一公式为：

其中，α⁽ⁱ⁾为待选目标i与射线的夹角，u为第一位置信息，p⁽ⁱ⁾为待选目标i的第二位置信息，

为三维向量，θ⁽ⁱ⁾为待选目标i在用户视野中的角宽度。

在本实施例中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机子程序时，可以具体实现以下步骤：根据第一位置信息和第二位置信息确定输入设备与每个待选目标的连接线；计算射线与每个连接线的夹角，将射线与每个连接线的夹角确定为射线与每个待选目标的夹角。

在本实施例中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机子程序时，可以具体实现以下步骤：针对任一个待选目标，根据当前待选目标的第二位置信息在当前待选目标中确定与射线距离最近的目标点，连接目标点和第一位置信息，获得当前待选目标与输入设备的连接线。

在本实施例中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机子程序时，可以具体实现以下步骤：利用第二公式计算射线与每个连接线的夹角；其中，第二公式为：

其中，

为三维向量，

为待选目标i与射线的连接线。

在本实施例中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机子程序时，可以具体实现以下步骤：接收输入设备或触摸板发送的操作指令，并按照操作指令对被选目标执行相应操作。

下面对本申请实施例提供的一种可读存储介质进行介绍，下文描述的一种可读存储介质与上文描述的一种目标选择方法、装置及设备可以相互参照。

一种可读存储介质，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述实施例公开的目标选择方法。关于该方法的具体步骤可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

本申请涉及的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在本申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的可读存储介质中。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (13)

1.一种目标选择方法，其特征在于，包括：

获取输入设备在三维空间中的第一位置信息，以及每个待选目标在所述三维空间中的第二位置信息；

在所述三维空间中确定所述输入设备发出的射线对应的三维向量；

根据所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述三维向量计算所述射线与每个待选目标的夹角，将最小夹角对应的待选目标确定为被选目标。

2.根据权利要求1所述的目标选择方法，其特征在于，若每个待选目标均为球体，则所述根据所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述三维向量计算所述射线与每个待选目标的夹角，包括：

利用第一公式计算所述射线与每个待选目标的夹角；其中，所述第一公式为：

其中，α⁽ⁱ⁾为待选目标i与所述射线的夹角，u为所述第一位置信息，p⁽ⁱ⁾为待选目标i的第二位置信息，

为所述三维向量，θ⁽ⁱ⁾为待选目标i在用户视野中的角宽度。

3.根据权利要求1所述的目标选择方法，其特征在于，所述根据所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述三维向量计算所述射线与每个待选目标的夹角，包括：

根据所述第一位置信息和所述第二位置信息确定所述输入设备与每个待选目标的连接线；

计算所述射线与每个连接线的夹角，将所述射线与每个连接线的夹角确定为所述射线与每个待选目标的夹角。

4.根据权利要求3所述的目标选择方法，其特征在于，所述根据所述第一位置信息和所述第二位置信息确定所述输入设备与每个待选目标的连接线，包括：

针对任一个待选目标，根据当前待选目标的第二位置信息在当前待选目标中确定与所述射线距离最近的目标点，连接所述目标点和所述第一位置信息，获得当前待选目标与所述输入设备的连接线。

5.根据权利要求3所述的目标选择方法，其特征在于，所述计算所述射线与每个连接线的夹角，包括：

利用第二公式计算所述射线与每个连接线的夹角；其中，所述第二公式为：

其中，

为所述三维向量，

为待选目标i与所述射线的连接线。

6.根据权利要求1-5任一项所述的目标选择方法，其特征在于，在确定所述被选目标之后，还包括：

在所述射线上渲染用于标识所述被选目标的提示标识。

7.根据权利要求6所述的目标选择方法，其特征在于，所述提示标识设置于无穷远球面上。

8.根据权利要求7所述的目标选择方法，其特征在于，所述提示标识为半透明圆盘状，且所述射线穿过所述提示标识的中心，所述提示标识的大小基于所述被选目标与所述射线的最短距离确定。

9.根据权利要求6所述的目标选择方法，其特征在于，所述在所述射线上渲染用于标识所述被选目标的提示标识之后，还包括：

接收所述输入设备或触摸板发送的操作指令，并按照所述操作指令对所述被选目标执行相应操作。

10.根据权利要求1所述的目标选择方法，其特征在于，所有待选目标存在于眼动追踪设备的可视范围内。

11.一种目标选择装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取输入设备在三维空间中的第一位置信息，以及每个待选目标在所述三维空间中的第二位置信息；

确定模块，用于在所述三维空间中确定所述输入设备发出的射线对应的三维向量；

选择模块，用于根据所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述三维向量计算所述射线与每个待选目标的夹角，将最小夹角对应的待选目标确定为被选目标。

12.一种目标选择设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序，以实现如权利要求1至10任一项所述的目标选择方法。

13.一种可读存储介质，其特征在于，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至10任一项所述的目标选择方法。

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