CN111443812A - 基于vr的自由活动方法、vr装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算机视觉识别技术领域，公开了一种基于VR的自由活动方法、装置、设备及存储介质，通过根据真实空间中所有物体的第一位置信息，以及VR空间与真实空间的比例，设置VR体验者在VR空间对应虚拟角色的第二位置信息，当VR体验者与真实空间中的部件发生交互时，根据VR体验者的第一位置信息与各部件的第一位置信息计算两者之间的第一空间位置关系，并根据第一空间位置关系和VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息，检测VR体验者在真实空间中的高度，并基于高度调整VR体验者对应虚拟角色的高度。用于在大空间VR场景中，在保留自由活动的运动方式的前提下，实现对VR场景进行空间扩展，获得最逼真的虚拟现实体验效果。

Description

基于VR的自由活动方法、VR装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)技术领域，尤其涉及一种基于VR的自由活动方法、VR装置、设备及存储介质。

背景技术

在现有技术中，利用现有VR软件进行活动时，将自由活动机制与利用硬件指令的原地活动机制结合，致玩家在使用虚拟现实软件的过程中，无法同时使用两种活动机制进行活动，带来了体验感的割裂，同时，若利用身体指令的原地活动机制，那么只能在特定使用场景下发挥良好，使用范围较窄。无法满足在保留自由活动的运动方式的前提下，实现对可体验的VR场景进行空间扩展，无法使玩家在游戏中获得最逼真的虚拟现实体验效果。

发明内容

本发明的主要目的在于解决现有VR场景中保留自由活动的运动方式的前提下，对于角色和场景中的物体的显示和定位存在异常，导致用户体验不佳的技术问题。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种基于VR的自由活动方法，包括：

获取真实空间中所有物体的第一位置信息，其中，所述物体包括VR体验者和所述真实空间中存在的所有部件；

根据所述VR体验者的第一位置信息，以及VR空间与所述真实空间的比例，设置所述VR体验者在所述VR空间对应虚拟角色的第二位置信息；

判断所述VR体验者是否与所述真实空间中的部件发生交互；

若是，则根据所述VR体验者的第一位置信息与所述部件的第一位置信息计算两者之间的第一空间位置关系，并根据所述第一空间位置关系和所述VR空间中对应虚拟角色的第二位置信息设置所述部件在所述VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息；

检测所述VR体验者在所述真实空间中的高度，并基于所述高度调整所述VR体验者在所述VR空间中对应虚拟角色的高度。

可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述根据所述VR体验者的第一位置信息，以及VR空间与所述真实空间的比例，设置所述VR体验者在所述VR空间中对应虚拟角色的第二位置信息包括：

根据所述第一位置信息确定所述VR体验者的眼睛、四肢以及躯干在所述真实空间的第一位置信息；

根据所述VR体验者的眼睛、四肢和躯干的第一位置信息，以及所述VR空间与所述真实空间的比例和VR体验者眼睛、四肢以及躯干与所述VR设备部件之间的第一空间位置关系，计算所述VR空间中对应虚拟角色的第二位置信息。

可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述根据所述VR体验者的眼睛、四肢和躯干的第一位置信息，以及所述VR空间与所述真实空间的比例和VR体验者眼睛、四肢以及躯干与所述VR设备部件之间的第一空间位置关系，计算所述VR空间中对应虚拟角色的第二位置信息包括：

根据所述VR体验者的眼睛、四肢和躯干的第一位置信息，以及所述VR空间与所述真实空间的比例和VR体验者眼睛、四肢和躯干与VR设备部件之间的第二空间位置关系，计算出所述头戴显示器、体感手柄和动作捕捉手套在所述VR空间中对应虚拟角色身体各部位的第二位置信息；

或者，

以所述头戴显示器作为角色的基点，将所述体感手柄和动作捕捉手套作为所述头戴显示器的子物体；

利用所述VR体验者的眼睛、四肢和躯干的第一位置信息，以及所述VR空间与所述真实空间的比例，计算所述VR体验者的眼睛与所述四肢和躯干的第二空间位置关系；

基于所述第二空间位置关系，计算所述VR空间中对应虚拟角色身体各部位的第二位置信息，其中，所述对应虚拟角色身体各部位为分别对应所述头戴显示器、体感手柄和动作捕捉手套。

可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，若所述判断所述VR体验者没有与所述真实空间中的部件发生交互时，所述基于VR的自由活动方法还包括：

根据所述部件的第一位置信息，以及所述VR空间与真实空间的比例，设置所述部件在VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息。

可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述检测所述VR体验者在所述真实空间中的高度，并基于所述高度调整所述VR体验者在所述VR空间中对应虚拟角色的高度包括：

根据所述VR体验者的第一初始位置，确定所述VR体验者的头部到地面的第一高度，并记录所述VR体验者的头部到地面的的第一高度数值，其中所述第一高度数值就是所述VR体验者的身高；

根据所述VR体验者的第一位置信息设置所述VR体验者在所述VR空间中对应虚拟角色的第二初始位置，并在所述第二初始位置所在的位置向正下方发出检测射线，检测所述虚拟角色距离正下方表面的第二高度数值；

判断所述第二高度数值是否小于所述第一高度数值；

根据判断的结果对所述VR空间中对应虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整。

可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述根据判断的结果对所述VR空间中对应虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整包括：

若所述第二高度数值等于所述第一高度数值，则不对所述VR空间中对应虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整；

若所述第二高度数值大于所述第一高度数值，则将所述VR空间中对应虚拟角色的空间位置向下平移对应高度差；

若所述第二高度数值小于所述第一高度数值，则将所述VR空间中对应虚拟角色的空间位置向上平移对应高度差，其中，所述高度差为所述第二高度数值与所述第一高度数值的差值。

可选的，在本发明第一方面的第六种实现方式中，在所述根据判断的结果对所述VR空间中对应虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整之后，还包括：

若所述高度数值与所述VR体验者的高度之间的高度差超过某一数值H，则视为无法到达，则不对所述VR空间中对应虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整。

本发明第二方面提供了一种虚拟现实装置，包括：

获取模块，用于获取真实空间中所有物体的第一位置信息；

第一设置模块，用于根据所述VR体验者的第一位置信息，以及VR空间与所述真实空间的比例，设置所述VR体验者在所述VR空间对应虚拟角色的第二位置信息；

判断模块，用于判断所述VR体验者是否与所述真实空间中的部件发生交互；

第二设置模块，用于在所述VR体验者与所述真实空间中的部件发生交互时，根据所述VR体验者的第一位置信息与所述部件的第一位置信息计算两者之间的第一空间位置关系，并根据所述第一空间位置关系和所述VR空间中对应虚拟角色的第二位置信息设置所述部件在所述VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息；

调整模块，用于检测所述VR体验者在所述真实空间中的高度，并基于所述高度调整所述VR体验者在所述VR空间中对应虚拟角色的高度。

可选的，在本发明第二方面的第一种实现方式中，所述第一设置模块包括：

确定单元，用于根据所述第一位置信息确定所述VR体验者的眼睛、四肢以及躯干在所述真实空间的第一位置信息；

计算单元，用于根据所述VR体验者的眼睛、四肢和躯干的第一位置信息，以及所述VR空间与所述真实空间的比例和VR体验者眼睛、四肢以及躯干与所述VR设备部件之间的第一空间位置关系，计算所述VR空间中对应虚拟角色的第二位置信息。

可选的，在本发明第二方面的第二种实现方式中，所述计算单元具体用于：

根据所述VR体验者的眼睛、四肢和躯干的第一位置信息，以及所述VR空间与所述真实空间的比例和VR体验者眼睛、四肢和躯干与VR设备部件之间的第二空间位置关系，计算出所述头戴显示器、体感手柄和动作捕捉手套在所述VR空间中对应虚拟角色身体各部位的第二位置信息；

或者，

以所述头戴显示器作为角色的基点，将所述体感手柄和动作捕捉手套作为所述头戴显示器的子物体；

利用所述VR体验者的眼睛、四肢和躯干的第一位置信息，以及所述VR空间与所述真实空间的比例，计算所述VR体验者的眼睛与所述四肢和躯干的第二空间位置关系；

基于所述第二空间位置关系，计算所述VR空间中对应虚拟角色身体各部位的第二位置信息，其中，所述对应虚拟角色身体各部位为分别对应所述头戴显示器、体感手柄和动作捕捉手套。

可选的，在本发明第二方面的第三种实现方式中，所述判断模块具体还用于：

若所述判断所述VR体验者没有与所述真实空间中的部件发生交互时，根据所述部件的第一位置信息，以及所述VR空间与真实空间的比例，设置所述部件在VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息。

可选的，在本发明第二方面的第四种实现方式中，所述调整模块包括确定单元、检测单元、判断单元和调整单元，其中：

所述确定单元，用于根据所述VR体验者的第一初始位置，确定所述VR体验者的头部到地面的第一高度，并记录所述VR体验者的头部到地面的的第一高度数值，其中，所述第一高度数值就是所述VR体验者的身高；

所述检测单元，用于根据所述VR体验者的第一位置信息设置所述VR体验者在所述VR空间中对应虚拟角色的第二初始位置，并在所述第二初始位置所在的位置向正下方发出检测射线，检测所述虚拟角色距离正下方表面的第二高度数值；

所述判断单元，用于判断所述第二高度数值是否小于所述第一高度数值；

所述调整单元，用于根据判断的结果对所述VR空间中对应虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整。

可选的，在本发明第二方面的第五种实现方式中，所述调整单元具体用于：

若所述第二高度数值等于所述第一高度数值，则不对所述VR空间中对应虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整；

若所述第二高度数值大于所述第一高度数值，则将所述VR空间中对应虚拟角色的空间位置向下平移对应高度差；

若所述第二高度数值小于所述第一高度数值，则将所述VR空间中对应虚拟角色的空间位置向上平移对应高度差。

可选的，在本发明第二方面的第六种实现方式中，所述调整模块具体还用于：

在所述若所述第二高度数值小于所述第一高度数值，则将所述VR空间中对应虚拟角色的空间位置向下平移对应高度差之后，若所述第二高度数值与所述第一高度数值之间的高度差超过某一数值H，视为无法到达，则不对所述虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整。

本发明第三方面提供了一种虚拟现实设备，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互联；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述虚拟现实设备执行上述第一方面提供的基于VR的自由活动方法的步骤。

本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面提供的基于VR的自由活动方法的步骤。

本发明提供的技术方案中，获取真实空间中所有物体的第一位置信息，根据VR体验者的第一位置信息，以及VR空间与真实空间的比例，设置VR体验者在VR空间对应虚拟角色的第二位置信息，当VR体验者与真实空间中的部件发生交互时，根据VR体验者的第一位置信息与各部件的第一位置信息计算两者之间的第一空间位置关系，并根据第一空间位置关系和VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息，检测VR体验者在真实空间中的高度，并基于高度调整VR体验者对应虚拟角色的高度。主要目的在于解决现有VR场景中保留自由活动的运动方式的前提下，对于角色和场景中的物体的显示和定位存在异常，导致用户体验不佳的技术问题，使用户获得最逼真的虚拟现实体验效果。

附图说明

图1为本发明实施例中基于VR的自由活动方法的一个实施例示意图；

图2为本发明实施例中基于VR的自由活动方法的另一个实施例示意图；

图3为本发明实施例中虚拟现实装置的一个实施例示意图；

图4为本发明实施例中虚拟现实装置的另一个实施例示意图；

图5为本发明实施例中虚拟现实设备的一个实施例示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种基于VR的自由活动方法、装置、设备及存储介质，用于解决在现有VR软件在保留自由活动的运动方式的前提下，无法对可体验的VR场景进行空间扩展的技术问题，获得最逼真的虚拟现实体验效果。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例进行描述。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“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”或“具有”及其任何变形，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、系统、产品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、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本发明实施例中，所述基于VR的自由活动方法由计算机或服务器执行。

为便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，请参阅图1，本发明实施例中基于VR的自由活动方法的一个实施例包括：

101、获取真实空间中所有物体的第一位置信息；

本实施例中，获取真实空间中所有物体的第一位置信息，其中，这些物体包括：VR体验者本人，体验者本人在体验游戏过程中会用到的VR设备，比如体感手柄、动中抓捕手套等，另外，在这个VR系统中，还有可能存在一些额外的能进行位置追踪的物体，这些物体同时存在于虚拟与真实场景中，承担某些特别的作用(例如一个可以被真正捡起的道具等)。

本实施例中，与真实空间对应的就是VR(虚拟)空间，在真实空间中，利用位置追踪系统获取真实空间中包括VR体验者在内的而所有物体的第一空间位置(坐标)信息。

本实施例中，为了好作区分，真实空间中的物体的位置信息均成为XX第一位置信息，对应VR空间内包括对应虚拟角色在内的物体在内的所有虚拟物体的位置信息统称为XX第二位置坐标信息。

本实施例中，位置追踪系统包括但不限于激光、有/无标记点、红外、深度相机等原理的位置追踪系统，能够获取代表体验者所在真实空间中位置坐标信息，根据使用情形的不同，追踪数据的位置可以对应体验者身体的任何部位，常见为头或四肢部位；另外位置追踪系统也能获取到其它必要的专门处理过的物体的位置坐标信息。此处，根据使用情形的不同，主要指的是头、躯干、脚3种可能，重点在于由身体的哪个部位决定角色当前应该处于的高度。在有些内容中，头是唯一能够表示玩家所处位置的数据，这时由头部位置出发向下检测地表高度，并正确设置角色的高度。在另外一些内容中，躯干的位置的数据也能够被追踪到，这时可以由躯干位置出发向下检测地表高度，并正确设置角色的高度。同理，当体验者脚部数据能够被追踪到时，以脚的位置出发来获得正确的地表高度则是更加准确的。

102、根据所述VR体验者的第一位置信息，以及VR空间与所述真实空间的比例，设置所述VR体验者在所述VR空间对应虚拟角色的第二位置信息；

本实施例中，根据VR体验者在真实空间的第一位置信息，以及VR系统中真实空间和虚拟空间中的空间比例，设置VR体验者在VR空间对应虚拟角色的第二位置信息。

本实施例中，不管VR系统中真实空间和虚拟空间中的空间比例为1：1或者1：N，对应虚拟角色始终和现实空间中VR体验者的比例大小始终为1:1。也就是说，空间尺度的放大，不会影响角色的尺度。

103、判断所述VR体验者是否与所述真实空间中的部件发生交互；

本实施例中，真实空间中所包括的部件除了体验者本人在体验游戏过程中会用到的VR设备，比如头戴显示器(戴在体验者的头部，同时，也对应VR空间中对应虚拟角色的眼睛)、体感手柄、动中抓捕手套等，另外，在这个VR系统中，还有可能存在一些额外的能进行位置追踪的物体，这些物体同时存在于虚拟与真实场景中，承担某些特别的作用(例如一个可以被真正捡起的道具等)。当这些部件与体验者发生交互时，他们空间位置坐标信息的计算方式与没有与体验者发生交互时的计算方式不一样，所以，需要判断这些部件是否与VR体验者发生了交互。

本实施例中，额外的需要进行位置追踪的物体——对于这类物体，需要在两种状态下分别处理它的位置坐标。在这些物体未与玩家发生交互时，它们应当依照直接设置乘了倍数后位置坐标的方式来显示位置，当它们与玩家发生交互，例如被玩家拿在手里时，它们应当被当做玩家身体的一部分，利用相对于头戴显示器的空间位置关系来设置它们在空间中的位置。

104、若是，则根据所述VR体验者的第一位置信息与所述部件的第一位置信息计算两者之间的第一空间位置关系，并根据所述第一空间位置关系和所述VR空间中对应虚拟角色的第二位置信息设置所述部件在所述VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息；

本实施例中，若VR体验者与真实空间中的部件发生交互，则根据VR体验者的第一位置信息与部件的第一位置信息计算两者之间的第一空间位置关系。本实施例中，空间位置关系是指，在三维空间坐标系中两个物体之间的位置关系，由于本发明存在真实空间和VR空间两个空间，所以本实施例中，将真实空间中的物体之间的位置关系统称为XX与XX之间的第一空间位置关系。同时，根据真实空间中的VR体验者的第一位置信息与部件的第一位置信息计算两者之间的第一空间位置关系和对应VR空间中对应虚拟角色的第二位置信息，计算这些部件在VR空间中对应虚拟部件的第二位置关系。比如，真实空间中VR体验者头部佩戴的头戴显示器对应虚拟场景中的虚拟角色的头部(也可以说是眼睛，因为是对应着眼睛的)，体感手柄和动作抓捕手套对应VR空间中虚拟角色的四肢和躯干。

本实施例中，当VR体验者戴上头戴显示器(也即，该部件与体验者发生交互)时，头戴显示器对应VR空间在对应虚拟角色的第二位置信息，直接设置为乘了倍数后的位置”意思就是说，若将虚拟空间中的横向空间尺度设定为真实空间的2倍，那么真实空间中物体的位置坐标信息为(x,y,z)，对应虚拟空间中的该物体的位置坐标信息为(2x,2y,z),体感手柄、动捕手套等对应虚拟空间内对应虚拟角色身体的另一部分，将这些部件当做对应虚拟角色头戴显示器的子物体，然后利用玩家头部与体感手柄等物体在真实空间中的位置坐标信息，也就是是指这些物体的真实位置对应的位置追踪系统中直接读取到(而非处理后)的坐标信息，计算出体感手柄等物体相对于玩家头部的第一空间位置关系，根据该第一空间位置关系和VR空间中对应虚拟角色的第二位置信息设置各部件在所述VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息。

105、检测所述VR体验者在所述真实空间中的高度，并基于所述高度调整所述VR体验者在所述VR空间中对应虚拟角色的高度。

本实施例中，检测VR体验者在真实空间中的高度，在这里可以从头、躯干、脚任意一个部位测量该高度。重点在于由身体的哪个部位决定角色当前应该处于的高度。在有些内容中，头是唯一能够表示玩家所处位置的数据，这时由头部位置出发向下检测地表高度，并正确设置角色的高度。在另外一些内容中，躯干的位置的数据也能够被追踪到，这时可以由躯干位置出发向下检测地表高度，并正确设置角色的高度。同理，当体验者脚部数据能够被追踪到时，以脚的位置出发来获得正确的地表高度则是更加准确的。在本实施例中，高度确定为从VR体验者的头部向下检测地表高度，并正确设置角色的高度，这里的高度也可以理解成是体验者的身高。根据该高度，调整VR体验者在VR空间中对应虚拟角色的高度。

本实施例中，根据位置追踪数据来设置体验者在虚拟空间中对应角色的初始位置。初始位置即从位置追踪系统中读取到的位置，这是未经加工的位置，此时角色还没有经历上坡或者下坡等高度变化设置；当角色走到虚拟场景中一个被设定为高度发生变化的表面时，本方法就会对角色高度增加进行相应的偏移量。

本实施例中，偏移量则是指角色在虚拟世界中由于地表高度变化，被额外施加的高度偏移值，例如在从1楼上到2楼的过程中，真实世界的体验者始终在平地上行走，角色距离正下方表面的高度值始终大致保持固值，但是角色偏移量则在上楼的过程中逐渐增大，一直到上楼过程结束以后，偏移量增加了整层楼的高度。

可以理解的是，本发明的执行主体可以为虚拟现实装置，还可以是终端或者服务器，具体此处不做限定。本发明实施例以服务器为执行主体为例进行说明。

本发明实施例中，通过获取真实空间中所有物体的第一位置信息，根据VR体验者的第一位置信息，以及VR空间与真实空间的比例，设置VR体验者在VR空间对应虚拟角色的第二位置信息，当VR体验者与真实空间中的部件发生交互时，根据VR体验者的第一位置信息与各部件的第一位置信息计算两者之间的第一空间位置关系，并根据第一空间位置关系和VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息，检测VR体验者在真实空间中的高度，并基于高度调整VR体验者对应虚拟角色的高度。主要目的在于解决现有VR场景中保留自由活动的运动方式的前提下，对于角色和场景中的物体的显示和定位存在异常，导致用户体验不佳的技术问题，使用户获得最逼真的虚拟现实体验效果。

请参阅图2，本发明实施例中基于VR的自由活动方法的另一个实施例中，该方法包括：

201、获取真实空间中所有物体的第一位置信息；

202、根据所述第一位置信息确定所述VR体验者的眼睛、四肢以及躯干在所述真实空间的第一位置信息；

本实施例中，根据VR体验者的第一位置信息，具体的确定VR体验者的眼睛、四肢以及躯干分别在真实空间中的第一位置信息。

203、以所述头戴显示器作为角色的基点，将所述体感手柄和动作捕捉手套作为所述头戴显示器的子物体；

本实施例中，将头戴显示器作为角色的基点(佩戴在头部头部)，将体感手柄和动作捕捉手套作为所述头戴显示器的子物体(佩戴在躯干和四肢)，因为，当着这部件均佩戴在体验者身上时，他们就是体验者本身的一部分(子物体)。

本实施例中，还可以根据根据VR体验者的眼睛、四肢和躯干的第一位置信息，以及VR空间与所述真实空间的比例和VR体验者眼睛、四肢和VR设备部件之间的第二空间位置关系，计算出所述头戴显示器、体感手柄和动作捕捉手套在所述VR空间中对应虚拟角色身体各部位的第二位置信息。

204、利用所述VR体验者的眼睛、四肢和躯干的第一位置信息，以及所述VR空间与所述真实空间的比例，计算所述VR体验者的眼睛与所述四肢和躯干的第二空间位置关系；

本实施例中，利用VR体验者的眼睛、四肢和躯干的第一位置信息，以及所述VR空间与所述真实空间的比例，计算所述VR体验者的眼睛与所述四肢和躯干的第一空间位置关系，因为空间尺度的放大，不会影响角色的尺度，角色始终和现实空间1:1，所以，VR空间中对应虚拟角色(各部件之间)的第二空间位置信息与真实空间中各部件的第一空间位置关系是相同的。

205、基于所述第二空间位置关系，计算所述VR空间中对应虚拟角色身体各部位的第二位置信息；

本实施例中，根据第二空间位置关系，计算VR空间中对应虚拟角色身体各部位的第二位置信息，其中，所述对应虚拟角色身体的眼睛、四肢和躯干等部位为分别对应所述真实空间中的头戴显示器、体感手柄和动作捕捉手套。

206、根据所述部件的第一位置信息，以及所述VR空间与真实空间的比例，设置所述部件在VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息；

本实施例中，根据真实空间中各个部件的第一位置信息，以及VR空间与真实空间的比例设置各部件在对应VR虚拟空间内对应虚拟物体的位置，这里的位置也就是本实施例中所说的VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息。

207、若是，则根据所述VR体验者的第一位置信息与所述部件的第一位置信息计算两者之间的第一空间位置关系，并根据所述第一空间位置关系和所述VR空间中对应虚拟角色的第二位置信息设置所述部件在所述VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息；

208、根据所述VR体验者的第一初始位置，确定所述VR体验者的头部到地面的第一高度，并记录所述VR体验者的头部到地面的的第一高度数值，其中所述第一高度数值就是所述VR体验者的身高；

本实施例中，VR体验者的第一初始位置是体验者的真实位置，对应的位置追踪系统中直接读取到(而非处理后)的坐标信息。根据该位置信息，确定VR体验者的头部到地面的第一高度，并记录所述VR体验者的头部到地面的的第一高度数值，其中，该第一高度数值，也就是体验者的身高。

209、根据所述VR体验者的第一位置信息设置所述VR体验者在所述VR空间中对应虚拟角色的第二初始位置，并在所述第二初始位置所在的位置向正下方发出检测射线，检测所述虚拟角色距离正下方表面的第二高度数值；

本实施例中，根据VR体验者的第一位置信息设置所述VR体验者在所述VR空间中对应虚拟角色的初始位置。初始位置即从位置追踪系统中读取到的位置，这是未经加工的位置，此时角色还没有经历上坡或者下坡等高度变化设置；并在该虚拟角色的初始位置所在的位置向正下方发出检测射线，检测所述对应虚拟角色距离正下方表面的第二高度数值。

本实施例中，当角色走到虚拟场景中一个被设定为高度发生变化的表面时(比如说，上楼或者下楼)，本方法就会对角色高度增加进行相应的偏移量。

210、判断所述第二高度数值是否小于所述第一高度数值；

本实施例中，判断该第二高度数值，是否小于第一高度数值。比如，第一高度数值(体验者身高)为m1，当VR空间中的的虚拟角色在VR空间中的台阶a上时，从虚拟角色的头部向正下方的台阶a发出检测射线，检测虚拟角色距离正下方台阶a表面的第二高度数值m2，判断m2与第一高度数值(体验者身高)m1数值的大小。

211、当所述第二高度数值等于所述第一高度数值，则不对所述VR空间中对应虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整；当所述第二高度数值大于所述第一高度数值，则将所述VR空间中对应虚拟角色的空间位置向下平移对应高度差，其中，若所述第二高度数值与所述第一高度数值之间的高度差超过某一数值H，视为无法到达，则不对所述虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整；

本实施例中，若虚拟角色距离正下方表面的高度，也即第二高度数值等于(VR体验者的身高)第一高度数值，则不对所述VR空间中对应虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整，比如说当VR空间中的的虚拟角色在VR空间中的台阶a上时，从虚拟角色的头部向正下方的台阶a发出检测射线，检测虚拟角色距离正下方台阶a表面的第二高度数值m2，当m2＝m1(第一高度数值，也即体验者身高)时，说明虚拟角色是站在VR空间中的台阶a上的，没有悬浮在半空，此时不用对虚拟角色进行调整。

本实施例中，若虚拟角色距离正下方表面的高度，也即第二高度数值大于(VR体验者的身高)第一高度数值，则将VR空间中对应虚拟角色的空间位置向下平移对应高度差，这个高度差就是第二高度数值与第一高度数值的差值。比如，虚拟角色的头部向正下方的台阶a发出检测射线，检测虚拟角色距离正下方台阶a表面的第二高度数值m2，此时m2＝3米>m1＝1.7米(第一高度数值，也即体验者身高，假设体验者身高为1.7米)，说明虚拟角色是漂浮在空中的(不在正下方台阶a的表面)，此时，要将VR空间中的虚拟角色向下平移1.3米(1.3米＝第二高度数值m2-m1第一高度数值＝3-1.7＝1.3)。

本实施例中，若虚拟角色距离正下方表面的高度，也即第二高度数值大于(VR体验者的身高)第一高度数值，比如说，VR空间中的虚拟角色在虚拟空间中的某一位置，此时，以地面为参照物，第二高度值为10米，虚拟角色本身身高为1.7米，本虚拟空间最高点距离地面的高度值为5米，此时第二高度值已经超过了虚拟空间空间高度的最大值，则视为无法到达，此时，则不对VR空间中对应虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整。

212、将所述VR空间中对应虚拟角色的空间位置向上平移对应高度差。

本实施例中，若虚拟角色距离正下方表面的高度，也即第二高度数值小于(VR体验者的身高)第一高度数值，则将VR空间中对应虚拟角色的空间位置向上平移对应高度差，这个高度差就是第二高度数值与第一高度数值的差值。比如，虚拟角色的头部向正下方的台阶a发出检测射线，检测虚拟角色距离正下方台阶a表面的第二高度数值m2，此时m2＝1.5米<m1＝1.7米(第一高度数值，也即体验者身高，假设体验者身高为1.7米)，说明虚拟角色是镶嵌(下沉)在楼梯的(不在正下方台阶a的表面)，此时，要将VR空间中的虚拟角色向上平移0.2米(-0.2米＝第二高度数值m2-m1第一高度数值＝1.5-1.7＝-0.2)。

由上可见，本发明基于VR的自由活动方法通过获取真实空间中所有物体的第一位置信息，根据VR体验者的第一位置信息，以及VR空间与真实空间的比例，设置VR体验者在VR空间对应虚拟角色的第二位置信息，当VR体验者与真实空间中的部件发生交互时，根据VR体验者的第一位置信息与各部件的第一位置信息计算两者之间的第一空间位置关系，并根据第一空间位置关系和VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息，检测VR体验者在真实空间中的高度，并基于高度调整VR体验者对应虚拟角色的高度。主要目的在于解决现有VR场景中保留自由活动的运动方式的前提下，对于角色和场景中的物体的显示和定位存在异常，导致用户体验不佳的技术问题，使用户获得最逼真的虚拟现实体验效果。

上面对本发明实施例中基于VR的自由活动方法进行了描述，下面对本发明实施例中虚拟现实装置进行描述，请参阅图3，本发明实施例中虚拟现实装置的一个实施例包括：

获取模块301，用于获取真实空间中所有物体的第一位置信息，其中，所述物体包括VR体验者和所述真实空间中存在的所有部件；

第一设置模块302，用于根据所述VR体验者的第一位置信息，以及VR空间与所述真实空间的比例，设置所述VR体验者在所述VR空间对应虚拟角色的第二位置信息；

判断模块303，用于判断所述VR体验者是否与所述真实空间中的部件发生交互；

第二设置模块304，用于当所述VR体验者与所述真实空间中的部件发生交互时，根据所述VR体验者的第一位置信息与所述部件的第一位置信息计算两者之间的第一空间位置关系，并根据所述第一空间位置关系和所述VR空间中对应虚拟角色的第二位置信息设置所述部件在所述VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息；

调整模块305，用于检测所述VR体验者在所述真实空间中的高度，并基于所述高度调整所述VR体验者在所述VR空间中对应虚拟角色的高度。

本发明实施例中，通过获取真实空间中所有物体的第一位置信息，根据VR体验者的第一位置信息，以及VR空间与真实空间的比例，设置VR体验者在VR空间对应虚拟角色的第二位置信息，当VR体验者与真实空间中的部件发生交互时，根据VR体验者的第一位置信息与各部件的第一位置信息计算两者之间的第一空间位置关系，并根据第一空间位置关系和VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息，检测VR体验者在真实空间中的高度，并基于高度调整VR体验者对应虚拟角色的高度。实现对可体验的VR场景进行空间扩展，等同于无扩展自由活动机制的玩家活动方式，获得最逼真的虚拟现实体验效果。

可选的，如图4所示，本发明实施例中虚拟现实装置的另一个实施例包括：

获取模块401，用于获取真实空间中所有物体的第一位置信息，其中，所述物体包括VR体验者和所述真实空间中存在的所有部件；

第一设置模块402，用于根据所述VR体验者的第一位置信息，以及VR空间与所述真实空间的比例，设置所述VR体验者在所述VR空间对应虚拟角色的第二位置信息；

判断模块403，用于判断所述VR体验者是否与所述真实空间中的部件发生交互；

第二设置模块404，用于当所述VR体验者与所述真实空间中的部件发生交互时，根据所述VR体验者的第一位置信息与所述部件的第一位置信息计算两者之间的第一空间位置关系，并根据所述第一空间位置关系和所述VR空间中对应虚拟角色的第二位置信息设置所述部件在所述VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息；

调整模块405，用于检测所述VR体验者在所述真实空间中的高度，并基于所述高度调整所述VR体验者在所述VR空间中对应虚拟角色的高度；

可选的，在本发明实施例中虚拟现实装置的另一个实施例中，第一设置模块402具体包括：

第一确定单元4021，用于根据所述第一位置信息确定所述VR体验者的眼睛、四肢以及躯干在所述真实空间的第一位置信息；

计算单元4022，用于根据所述VR体验者的眼睛、四肢和躯干的第一位置信息，以及所述VR空间与所述真实空间的比例和VR体验者眼睛、四肢以及躯干与所述VR设备部件之间的第一空间位置关系，计算所述VR空间中对应虚拟角色的第二位置信息。

可选的，所述计算单元4022具体用于：以所述头戴显示器作为角色的基点，将所述体感手柄和动作捕捉手套作为所述头戴显示器的子物体；

利用所述VR体验者的眼睛、四肢和躯干的第一位置信息，以及所述VR空间与所述真实空间的比例，计算所述VR体验者的眼睛与所述四肢和躯干的第二空间位置关系；

基于所述第二空间位置关系，计算所述VR空间中对应虚拟角色身体各部位的第二位置信息，其中，所述对应虚拟角色身体各部位为分别对应所述头戴显示器、体感手柄和动作捕捉手套。

可选的，所述判断模块403具体用于：

若所述判断所述VR体验者没有与所述真实空间中的部件发生交互时，所述基于VR的自由活动方法还包括：

根据所述部件的第一位置信息，以及所述VR空间与真实空间的比例，设置所述部件在VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息。

可选的，所述调整模块405包括：

第二确定单元4051，用于根据所述VR体验者的第一初始位置，确定所述VR体验者的头部到地面的第一高度，并记录所述VR体验者的头部到地面的的第一高度数值；

检测单元4052，用于根据所述VR体验者的第一位置信息设置所述VR体验者在所述VR空间中对应虚拟角色的第二初始位置，并在所述第二初始位置所在的位置向正下方发出检测射线，检测所述虚拟角色距离正下方表面的第二高度数值；

判断单元4053，用于判断所述第二高度数值是否大于所述第一高度数值；

调整单元4054，用于根据判断的结果对所述VR空间中对应虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整。

可选的，所述调整单元4054具体用于：

若所述第二高度数值等于所述第一高度数值，则不对所述VR空间中对应虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整；

若所述第二高度数值大于所述第一高度数值，则将所述VR空间中对应虚拟角色的空间位置向下平移对应高度差；

若所述第二高度数值小于所述第一高度数值，则将所述VR空间中对应虚拟角色的空间位置向上平移对应高度差；

可选的，所述调整单元4054具体还用于：

若所述第二高度数值与所述第一高度数值之间的高度差超过某一数值H，视为无法到达，则不对所述虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整。

本发明实施例中，通过获取真实空间中所有物体的第一位置信息，根据VR体验者的第一位置信息，以及VR空间与真实空间的比例，设置VR体验者在VR空间对应虚拟角色的第二位置信息，当VR体验者与真实空间中的部件发生交互时，根据VR体验者的第一位置信息与各部件的第一位置信息计算两者之间的第一空间位置关系，并根据第一空间位置关系和VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息，检测VR体验者在真实空间中的高度，并基于高度调整VR体验者对应虚拟角色的高度。主要目的在于解决现有VR场景中保留自由活动的运动方式的前提下，对于角色和场景中的物体的显示和定位存在异常，导致用户体验不佳的技术问题，使用户获得最逼真的虚拟现实体验效果。

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

上面图3和图4从模块化功能实体的角度对本发明实施例中的虚拟现实装置进行详细描述，下面从硬件处理的角度对本发明实施例中虚拟现实设备进行详细描述。

图5是本发明实施例提供的一种虚拟现实设备的结构示意图，该虚拟现实设备500可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(centralprocessing units，CPU)501(例如，一个或一个以上处理器)和存储器509，一个或一个以上存储应用程序507或数据506的存储介质508(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器509和存储介质508可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质508的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对图计算的布尔型变量存储中的一系列指令操作。更进一步地，处理器501可以设置为与存储介质508通信，在虚拟现实设备500上执行存储介质508中的一系列指令操作。

虚拟现实设备500还可以包括一个或一个以上电源502，一个或一个以上有线或无线网络接口503，一个或一个以上输入输出接口504，和/或，一个或一个以上操作系统505，例如Windows Serve，Mac OS X，Unix，Linux，FreeBSD等等。本领域技术人员可以理解，图5中示出的虚拟现实设备结构并不构成对虚拟现实设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于VR的自由活动方法，其特征在于，所述基于VR的自由活动方法包括：

获取真实空间中所有物体的第一位置信息，其中，所述物体包括VR体验者和所述真实空间中存在的所有部件；

根据所述VR体验者的第一位置信息，以及VR空间与所述真实空间的比例，设置所述VR体验者在所述VR空间对应虚拟角色的第二位置信息；

判断所述VR体验者是否与所述真实空间中的部件发生交互；

若是，则根据所述VR体验者的第一位置信息与所述部件的第一位置信息计算两者之间的第一空间位置关系，并根据所述第一空间位置关系和所述VR空间中对应虚拟角色的第二位置信息设置所述部件在所述VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息；

检测所述VR体验者在所述真实空间中的高度，并基于所述高度调整所述VR体验者在所述VR空间中对应虚拟角色的高度。

2.根据权利要求1所述的基于VR的自由活动方法，其特征在于，所述VR空间中的角色由VR设备的头戴显示器、体感手柄和动作捕捉手套构建形成，其中，所述VR设备的头戴显示器、体感手柄和动作捕捉手套分别对应所述VR空间中对应虚拟角色的眼睛、四肢和躯干；

所述根据所述VR体验者的第一位置信息，以及VR空间与所述真实空间的比例，设置所述VR体验者在所述VR空间中对应虚拟角色的第二位置信息包括：

根据所述第一位置信息确定所述VR体验者的眼睛、四肢以及躯干在所述真实空间的第一位置信息；

根据所述VR体验者的眼睛、四肢和躯干的第一位置信息，以及所述VR空间与所述真实空间的比例和VR体验者眼睛、四肢以及躯干与所述VR设备部件之间的第一空间位置关系，计算所述VR空间中对应虚拟角色的第二位置信息。

3.根据权利要求2所述的基于VR的自由活动方法，其特征在于，所述根据所述VR体验者的眼睛、四肢和躯干的第一位置信息，以及所述VR空间与所述真实空间的比例和VR体验者眼睛、四肢以及躯干与所述VR设备部件之间的第一空间位置关系，计算所述VR空间中对应虚拟角色的第二位置信息包括：

根据所述VR体验者的眼睛、四肢和躯干的第一位置信息，以及所述VR空间与所述真实空间的比例和VR体验者眼睛、四肢和躯干与VR设备部件之间的第二空间位置关系，计算出所述头戴显示器、体感手柄和动作捕捉手套在所述VR空间中对应虚拟角色身体各部位的第二位置信息；

或者，

以所述头戴显示器作为角色的基点，将所述体感手柄和动作捕捉手套作为所述头戴显示器的子物体；

利用所述VR体验者的眼睛、四肢和躯干的第一位置信息，以及所述VR空间与所述真实空间的比例，计算所述VR体验者的眼睛与所述四肢和躯干的第二空间位置关系；

基于所述第二空间位置关系，计算所述VR空间中对应虚拟角色身体各部位的第二位置信息，其中，所述对应虚拟角色身体各部位为分别对应所述头戴显示器、体感手柄和动作捕捉手套。

4.根据权利要求1-3任一项所述的基于VR的自由活动方法，其特征在于，若所述判断所述VR体验者没有与所述真实空间中的部件发生交互时，所述基于VR的自由活动方法，还包括：

根据所述部件的第一位置信息，以及所述VR空间与真实空间的比例，设置所述部件在VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息。

5.根据权利要求1所述的基于VR的自由活动方法，其特征在于，所述检测所述VR体验者在所述真实空间中的高度，并基于所述高度调整所述VR体验者在所述VR空间中对应虚拟角色的高度包括：

根据所述VR体验者的第一初始位置，确定所述VR体验者的头部到地面的第一高度，并记录所述VR体验者的头部到地面的的第一高度数值，其中，所述第一高度数值就是所述VR体验者的身高；

根据所述VR体验者的第一位置信息设置所述VR体验者在所述VR空间中对应虚拟角色的第二初始位置，并在所述第二初始位置所在的位置向正下方发出检测射线，检测所述虚拟角色距离正下方表面的第二高度数值；

判断所述第二高度数值是否小于所述第一高度数值；

根据判断的结果对所述VR空间中对应虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整。

6.根据权利要求5所述的基于VR的自由活动方法，其特征在于，所述根据判断的结果对所述VR空间中对应虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整包括：

若所述第二高度数值等于所述第一高度数值，则不对所述VR空间中对应虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整；

若所述第二高度数值大于所述第一高度数值，则将所述VR空间中对应虚拟角色的空间位置向下平移对应高度差；

若所述第二高度数值小于所述第一高度数值，则将所述VR空间中对应虚拟角色的空间位置向上平移对应高度差，其中，所述高度差为所述第二高度数值与所述第一高度数值的差值。

7.根据权利要求5所述的基于VR的自由活动方法，其特征在于，在所述根据判断的结果对所述VR空间中对应虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整之后，还包括：

若所述第二高度数值与所述第一高度数值之间的高度差超过某一数值H，视为无法到达，则不对所述虚拟角色距离正下方表面的高度数值进行调整。

8.一种虚拟现实装置，其特征在于，所述虚拟现实装置包括：

获取模块，用于获取真实空间中所有物体的第一位置信息，其中所述物体包括VR体验者和所述真实空间中存在的所有部件；

第一设置模块，用于根据所述VR体验者的第一位置信息，以及VR空间与所述真实空间的比例，设置所述VR体验者在所述VR空间对应虚拟角色的第二位置信息；

判断模块，用于判断所述VR体验者是否与所述真实空间中的部件发生交互；

第二设置模块，用于在所述VR体验者与所述真实空间中的部件发生交互时，根据所述VR体验者的第一位置信息与所述部件的第一位置信息计算两者之间的第一空间位置关系，并根据所述第一空间位置关系和所述VR空间中对应虚拟角色的第二位置信息设置所述部件在所述VR空间中对应虚拟部件的第二位置信息；

调整模块，用于检测所述VR体验者在所述真实空间中的高度，并基于所述高度调整所述VR体验者在所述VR空间中对应虚拟角色的高度。

9.一种虚拟现实设备，其特征在于，所述虚拟现实设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；

所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述虚拟现实设备执行如权利要求1-7中任意一项所述的基于VR的自由活动方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任意一项所述的基于VR的自由活动方法的步骤。

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