CN112015274A - 沉浸式虚拟现实系统显示方法、系统及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种沉浸式虚拟现实系统显示方法、沉浸式虚拟现实系统及计算机可读存储介质，所述方法包括步骤：获取用户实时位置，根据初始用户位置和用户实时位置更新当前用户状态；若当前用户状态为静态，则以初始用户位置对应的静态视角进行画面显示；若当前用户状态为动态，则以实时位置对应的动态视角进行画面显示。本发明通过判断用户的状态并进行对应的视角画面显示，使得能够根据用户的不同状态选择更好的显示模式，在能够对应正确用户的视角的前提下，避免实时跟随用户视角显示造成的画面摇晃导致旁观者不适的问题。

Description

沉浸式虚拟现实系统显示方法、系统及可读存储介质

技术领域

本发明涉及虚拟现实领域，尤其涉及一种沉浸式虚拟现实系统显示方法、沉浸式虚拟现实系统及计算机可读存储介质。

背景技术

CAVE系统是一种沉浸式虚拟现实系统，它产生一个完全沉浸式的虚拟环境，可以应用于任何具有沉浸感需求的虚拟仿真应用领域。玩家在体验时，正前方的屏幕往往跟随玩家的视角，方便观看者了解到玩家的状态。然而这种方式存在如下缺陷：

由于跟随玩家视角，供指导者或者旁观者观看，整体画面随着玩家在晃动、在旋转，使得旁观者产生眩晕感，造成不适。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种沉浸式虚拟现实系统显示方法、沉浸式虚拟现实系统及计算机可读存储介质，旨在解决现有技术中沉浸式虚拟现实系统显示画面不稳定导致旁观者产生不适的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种沉浸式虚拟现实系统显示方法，所述方法包括步骤：

获取用户实时位置，根据初始用户位置和用户实时位置更新当前用户状态；

若当前用户状态为静态，则以初始用户位置对应的静态视角进行画面显示；

若当前用户状态为动态，则以实时位置对应的动态视角进行画面显示。

可选地，所述获取用户实时位置，根据初始用户位置和用户实时位置更新当前用户状态的步骤包括：

在当前用户状态为动态的情况下，每间隔第一预设时间获取用户实时位置；

判断相邻时间获取的用户实时位置之间的间隔距离是否小于预设动态距离；

若是，则更新当前用户状态为静态，且更新初始用户位置为最近一次获取的用户实时位置。

可选地，所述获取用户实时位置，根据初始用户位置和用户实时位置更新当前用户状态的步骤包括：

在当前用户状态为静态的情况下，持续获取用户实时位置；

计算初始用户位置与用户实时位置之间的间隔距离是否大于预设静态距离；

若是，则更新当前用户状态为动态，且更新初始用户位置为初始用户位置与用户实时位置之间的间隔距离大于预设静态距离时刻的用户实时位置。

可选地，所述计算初始用户位置与用户实时位置之间的间隔距离是否大于预设静态距离的步骤包括：

判断从初始用户位置与用户实时位置的距离大于预设静态距离开始的预设静态时间内，用户实时位置与参照用户位置的距离是否均大于所述预设静态距离；

若是，更新当前用户状态为动态，且更新初始用户位置为初始用户位置与用户实时位置之间的间隔距离大于预设静态距离时刻的用户实时位置。

可选地，所述判断从初始用户位置与用户实时位置的距离大于预设静态距离开始的预设静态时间内，用户实时位置与参照用户位置的距离是否均大于所述预设静态距离的步骤之后还包括：

若否，则执行步骤：在当前用户状态为静态的情况下，持续获取用户实时位置。

可选地，所述若当前用户状态为静态，则以初始用户位置对应的静态视角进行画面显示的步骤包括：

若当前用户状态为静态，则将获取初始用户位置之前一次获取的用户实时位置到初始用户位置的方向设置为与初始用户位置对应的静态视角方向。

可选地，所述若当前用户状态为动态，则以实时位置对应的动态视角进行画面显示的步骤包括：

若当前用户状态为动态，则将获取初始用户位置之前一次获取的用户实时位置到初始用户位置的方向作为动态视角方向；

每间隔第一预设时间获取用户实时位置；

判断相邻时间获取的用户实时位置之间的间隔距离是否小于预设动态距离；

若否，则将初始用户位置更新为该相邻时间内后一次获取的用户实时位置，并根据更新后的初始用户位置更新动态视角方向。

可选地，所述根据更新后的初始用户位置更新动态视角方向的步骤包括：

获取更新前的初始用户位置与更新后的初始用户位置的距离差值；

根据所述更新前的初始用户位置与更新后的初始用户位置的距离差值以预设步进阈值更新动态视角方向。

为实现上述目的，本发明还提供一种沉浸式虚拟现实系统，所述沉浸式虚拟现实系统包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的沉浸式虚拟现实系统显示方法的步骤。

为实现上述目的，本发明还提供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，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的沉浸式虚拟现实系统显示方法的步骤。

本发明提出的一种沉浸式虚拟现实系统显示方法、沉浸式虚拟现实系统及计算机可读存储介质，获取用户实时位置，根据初始用户位置和用户实时位置更新当前用户状态；若当前用户状态为静态，则以初始用户位置对应的静态视角进行画面显示；若当前用户状态为动态，则以实时位置对应的动态视角进行画面显示。通过判断用户的状态并进行对应的视角画面显示，使得能够根据用户的不同状态选择更好的显示模式，在能够对应正确用户的视角的前提下，避免实时跟随用户视角显示造成的画面摇晃导致旁观者不适的问题。

附图说明

图1为本发明沉浸式虚拟现实系统显示方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明沉浸式虚拟现实系统显示方法第二实施例步骤S11的细化流程图；

图3为本发明沉浸式虚拟现实系统显示方法第三实施例步骤S11的细化流程图；

图4为本发明沉浸式虚拟现实系统的模块结构示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种沉浸式虚拟现实系统显示方法，参照图1，图1为本发明沉浸式虚拟现实系统显示方法第一实施例的流程示意图，所述方法包括步骤：

步骤S10，获取用户实时位置，根据初始用户位置和用户实时位置更新当前用户状态；

述沉浸式虚拟现实系统为CAVE系统，其包括多个围绕用户的显示屏，显示屏的数量可以为上下左右前后6个，还可以为前左右三个等，可以根据实际需要进行不同数量，不同方向的屏幕设置，在此不做限定。在使用时，用户带上头戴设备，如VR眼镜、VR头盔等，周围的显示屏跟随玩家视角显示。

在本实施例中，所述用户实时位置为头戴设备的实时位置，通过头戴设备设置的陀螺仪实时提供位置参数，可以理解的是，还可以将其它人体穿戴设备标记为用户实时位置，如智能手环、耳机或单独配备一个定位装置等。建立空间直角坐标系，所述用户实时位置通过直角坐标的方式进行表示。需要说明的是，用户实时位置的表示方式还可以基于其它的坐标系，如平面直角坐标系、极坐标系等。可以根据实际情况进行选择。所述初始用户位置是指在当前用户定位阶段的基准位置、或起始位置。

步骤S20，若当前用户状态为静态，则以初始用户位置对应的静态视角进行画面显示；

所述当前用户状态为静态是指用户在一定的时间范围内，移动位置处于一个相对稳定的范围之内，用户视角内容的变化不大，即便当前不进行视角的切换，显示屏也基本能够显示用户在这一段时间内视角的内容。所述静态视角为相对稳定的视角。

步骤S30，若当前用户状态为动态，则以实时位置对应的动态视角进行画面显示。

所述当前用户状态为动态是指用户移动位置的变化速率大，用户视角内容的变化较快，需要及时切换视角，以使得显示屏能够全面地显示用户视角的内容。所述动态视角为跟随用户视角进行切换的视角。

本实施例通过判断用户的状态并进行对应的视角画面显示，使得能够根据用户的不同状态选择更好的显示模式，在能够对应正确用户的视角的前提下，避免实时跟随用户视角显示造成的画面摇晃导致旁观者不适的问题。

进一步地，参见图2，在基于本发明的第一实施例所提出的本发明沉浸式虚拟现实系统显示方法第二实施例中，所述步骤S11包括步骤：

步骤S11，在当前用户状态为动态的情况下，每间隔第一预设时间获取用户实时位置；

步骤S12，判断相邻时间获取的用户实时位置之间的间隔距离是否小于预设动态距离；

步骤S13，若是，则更新当前用户状态为静态，且更新初始用户位置为最近一次获取的用户实时位置。

若否，则不改变当前用户状态，且更新初始用户位置为最近一次获取的用户实时位置。

可以理解的是，在本实施例中是实时进行当前用户状态的判断的，即在当前用户状态切换为动态时，启动计时，并在计时达到第一预设时间时，获取用户实时位置，计算用户实时位置与初始用户位置之间的间隔距离，即根据用户实时位置与初始用户位置的坐标计算出在空间直角坐标系中两个位置的直线距离，若该间隔距离小于预设动态距离，即认为用户当前处于相对静止的状态，因此将当前用户状态切换为静态，并启用静态状态下的当前用户状态判断方式及画面显示方式；若该间隔距离大于或等于预设动态距离，即认为用户处于行走状态，需要切换视角以保持与用户的同步，因此，更新初始用户位置为最近一次获取的用户实时位置以切换视角，并重复执行上述步骤直到当前用户状态切换至静态。

本实施例通过判断相邻时间获取的用户实时位置之间的间隔距离是否小于预设动态距离来确定是否需要切换当前用户状态，符合用户实际使用情况。

进一步地，参见图3，在基于本发明的第二实施例所提出的本发明沉浸式虚拟现实系统显示方法第三实施例中，所述步骤S11包括步骤：

步骤S14，在当前用户状态为静态的情况下，持续获取用户实时位置；

步骤S15，计算初始用户位置与用户实时位置之间的间隔距离是否大于预设静态距离；

步骤S16，若是，则更新当前用户状态为动态，且更新初始用户位置为初始用户位置与用户实时位置之间的间隔距离大于预设静态距离时刻的用户实时位置。

若否，则不改变当前用户状态，并保持当前静态视角进行画面显示。

在当前用户状态切换为静态时，持续获取用户实时位置，在用户实时位置与初始用户位置之间的间隔距离小于预设静态距离时，保持以当前静态视角进行画面显示，当检测到用户实时位置与初始用户位置之间的间隔距离大于或等于预设静态距离时，认为用户处于行走状态，需要切换视角以保持与用户的同步，因此更新当前用户状态为动态，且将当前时刻的用户实时位置设置为初始用户位置。

本实施例通过判断初始用户位置与用户实时位置之间的间隔距离是否大于预设静态距离来确定是否需要切换当前用户状态，符合用户实际使用情况。

进一步地，在基于本发明的第一实施例所提出的本发明沉浸式虚拟现实系统显示方法第四实施例中，所述步骤S15包括步骤：

步骤S151，判断从初始用户位置与用户实时位置的距离大于预设静态距离开始的预设静态时间内，用户实时位置与参照用户位置的距离是否均大于所述预设静态距离；

步骤S152，若是，更新当前用户状态为动态，且更新初始用户位置为初始用户位置与用户实时位置之间的间隔距离大于预设静态距离时刻的用户实时位置。

步骤S153，若否，则执行步骤：在当前用户状态为静态的情况下，持续获取用户实时位置。

当检测到初始用户位置与用户实时位置的距离大于预设静态距离时，开始计时，若在计时达到预设静态时间之前，初始用户位置与用户实时位置的距离出现小于或等于预设静态距离的情况，则清零并停止计时，在此期间用户状态及画面显示的静态视角保持不变，直到下一次检测到初始用户位置与用户实时位置的距离大于预设静态距离时，重新开始计时；若在计时达到预设静态时间之前，初始用户位置与用户实时位置的距离持续大于预设静态距离，则认为用户产生行走，因此，更新当前用户状态为动态，并将计时达到预设静态时间时的用户实时位置设置为初始用户位置，并启用动态状态下的当前用户状态判断方式及画面显示方式。进一步地，若在计时达到预设静态时间之前，检测到初始用户位置与用户实时位置的距离大于快速静态距离，则停止计时，并直接更新当前用户状态为动态，且更新初始用户位置为初始用户位置与用户实时位置之间的间隔距离大于预设静态距离时刻的用户实时位置。所述快速静态距离大于所述预设静态距离。

本实施例通过设置预设静态时间，只有当初始用户位置与用户实时位置的距离大于预设静态距离开始的预设静态时间内，用户实时位置与参照用户位置的距离均大于所述预设静态距离时，才更新用户状态为动态，避免出现误判倒是频繁切换视角的问题。

进一步地，在基于本发明的第四实施例所提出的本发明沉浸式虚拟现实系统显示方法第五实施例中，所述步骤S20包括步骤：

步骤S21，若当前用户状态为静态，则将获取初始用户位置之前一次获取的用户实时位置到初始用户位置的方向设置为与初始用户位置对应的静态视角方向。

由前述用户状态由动态转换为静态的技术方案可知，当前用户状态为静态时的初始用户位置为前一次用户状态为动态时最近一次获取的用户实时位置，所述获取初始用户位置之前一次获取的用户实时位置到初始用户位置的方向即为在前一次用户状态为动态的最后一个位置获取间隔中较早的用户位置至较晚的用户位置对应的方向，由于在当前用户状态为静态的情况下，用户实时位置基于初始用户位置基本保持不变，因此采用前一次用户状态为动态的最后一个位置获取间隔中较早的用户位置至较晚的用户位置对应的方向，能够用以正确显示用户的视角方向。

本实施例通过将获取初始用户位置之前一次获取的用户实时位置到初始用户位置的方向设置为与初始用户位置对应的静态视角方向，使得符合当前用户状态为静态时的视角要求。

进一步地，在基于本发明的第一实施例所提出的本发明沉浸式虚拟现实系统显示方法第六实施例中，所述步骤S30包括步骤：

步骤S31，若当前用户状态为动态，则将获取初始用户位置之前一次获取的用户实时位置到初始用户位置的方向作为动态视角方向；

步骤S32，每间隔第一预设时间获取用户实时位置；

步骤S33，判断相邻时间获取的用户实时位置之间的间隔距离是否小于预设动态距离；

步骤S34，若否，则将初始用户位置更新为该相邻时间内后一次获取的用户实时位置，并根据更新后的初始用户位置更新动态视角方向。

在当前用户状态切换至动态时，动态视角的方向为前一次当前用户状态为静态时的初始用户位置至当前初始用户位置的方向，即在整个前一次当前用户状态为静态时的开始时刻对应的用户实时位置至结束时刻用户实时位置的方向。当在当前用户状态持续保持动态的情况下，每一间隔的动态视角的方向即为上一间隔中前一获取的用户实时位置至后一用户实时位置的方向。

本实施例通过将初始用户位置更新为该相邻时间内后一次获取的用户实时位置，使得能够在每个位置获取间隔内变化动态视角，符合当前用户状态为动态时的视角要求。

进一步地，在基于本发明的第六实施例所提出的本发明沉浸式虚拟现实系统显示方法第七实施例中，所述步骤S34包括步骤：

步骤S341，获取更新前的初始用户位置与更新后的初始用户位置的距离差值；

步骤S342，根据所述更新前的初始用户位置与更新后的初始用户位置的距离差值以预设步进阈值更新动态视角方向。

所述距离差值包括空间直角坐标系中三个方向上的距离的差值，为避免突然切换动态视角方向造成的眩晕感，因此设置步进更新的方式，例如，更新前的初始用户位置坐标为(0，0，0)，更新后的初始用户位置坐标为(9，9，6)，更新前的初始用户位置与更新后的初始用户位置在x、y、z方向上的差值依次为9、9、6，所述预设步进阈值为3，即要求在3个更新单位时间中完成位置的变化，设在位置变化中的坐标对应的位置为变化位置，因此每个更新单位时间内变化位置在x、y、z方向上需要变化的坐标量依次为3、3、2，即在第一更新单位时间时，变化位置需要移动至坐标(3、3、2)，在第二更新单位时间时，变化位置需要移动至坐标(6，6，4)，在第三更新单位时间时，变化位置需要移动至坐标(9，9，6)，即更新后的初始用户位置，在此期间，动态视角的方向分别根据在更新单位时间中的变化位置进行改变。

本实施例通过以预设步进阈值更新动态视角方向，使得避免突然的动态视角方向切换造成的眩晕感。

参照图4，在硬件结构上所述沉浸式虚拟现实系统可以包括通信模块10、存储器20以及处理器30等部件。在所述沉浸式虚拟现实系统中，所述处理器30分别与所述存储器20以及所述通信模块10连接，所述存储器20上存储有计算机程序，所述计算机程序同时被处理器30执行，所述计算机程序执行时实现上述方法实施例的步骤。

通信模块10，可通过网络与外部通讯设备连接。通信模块10可以接收外部通讯设备发出的请求，还可以发送请求、指令及信息至所述外部通讯设备，所述外部通讯设备可以是其它沉浸式虚拟现实系统、服务器或者物联网设备，例如电视等等。

存储器20，可用于存储软件程序以及各种数据。存储器20可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如计算初始用户位置与用户实时位置之间的间隔距离是否大于预设静态距离)等；存储数据区可包括数据库，存储数据区可存储根据系统的使用所创建的数据或信息等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

处理器30，是沉浸式虚拟现实系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个沉浸式虚拟现实系统的各个部分，通过运行或执行存储在存储器20内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器20内的数据，执行沉浸式虚拟现实系统的各种功能和处理数据，从而对沉浸式虚拟现实系统进行整体监控。处理器30可包括一个或多个处理单元；可选地，处理器30可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器30中。

尽管图4未示出，但上述沉浸式虚拟现实系统还可以包括电路控制模块，所述电路控制模块用于与电源连接，保证其他部件的正常工作。本领域技术人员可以理解，图4中示出的沉浸式虚拟现实系统结构并不构成对沉浸式虚拟现实系统的限定，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。

本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。所述计算机可读存储介质可以是图4的沉浸式虚拟现实系统中的存储器20，也可以是如ROM(Read-OnlyMemory，只读存储器)/RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、磁碟、光盘中的至少一种，所述计算机可读存储介质包括若干指令用以使得一台具有处理器的终端设备(可以是电视，汽车，手机，计算机，服务器，终端，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

在本发明中，术语“第一”“第二”“第三”“第四”“第五”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，本发明保护的范围并不局限于此，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和替换，这些变化、修改和替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种沉浸式虚拟现实系统显示方法，其特征在于，所述方法包括：

获取用户实时位置，根据初始用户位置和用户实时位置更新当前用户状态；

若当前用户状态为静态，则以初始用户位置对应的静态视角进行画面显示；

若当前用户状态为动态，则以实时位置对应的动态视角进行画面显示。

2.如权利要求1所述的沉浸式虚拟现实系统显示方法，其特征在于，所述获取用户实时位置，根据初始用户位置和用户实时位置更新当前用户状态的步骤包括：

在当前用户状态为动态的情况下，每间隔第一预设时间获取用户实时位置；

判断相邻时间获取的用户实时位置之间的间隔距离是否小于预设动态距离；

若是，则更新当前用户状态为静态，且更新初始用户位置为最近一次获取的用户实时位置。

3.如权利要求2所述的沉浸式虚拟现实系统显示方法，其特征在于，所述获取用户实时位置，根据初始用户位置和用户实时位置更新当前用户状态的步骤包括：

在当前用户状态为静态的情况下，持续获取用户实时位置；

计算初始用户位置与用户实时位置之间的间隔距离是否大于预设静态距离；

若是，则更新当前用户状态为动态，且更新初始用户位置为初始用户位置与用户实时位置之间的间隔距离大于预设静态距离时刻的用户实时位置。

4.如权利要求3所述的沉浸式虚拟现实系统显示方法，其特征在于，所述计算初始用户位置与用户实时位置之间的间隔距离是否大于预设静态距离的步骤包括：

判断从初始用户位置与用户实时位置的距离大于预设静态距离开始的预设静态时间内，用户实时位置与参照用户位置的距离是否均大于所述预设静态距离；

若是，更新当前用户状态为动态，且更新初始用户位置为初始用户位置与用户实时位置之间的间隔距离大于预设静态距离时刻的用户实时位置。

5.如权利要求4所述的沉浸式虚拟现实系统显示方法，其特征在于，所述判断从初始用户位置与用户实时位置的距离大于预设静态距离开始的预设静态时间内，用户实时位置与参照用户位置的距离是否均大于所述预设静态距离的步骤之后还包括：

若否，则执行步骤：在当前用户状态为静态的情况下，持续获取用户实时位置。

6.如权利要求5所述的沉浸式虚拟现实系统显示方法，其特征在于，所述若当前用户状态为静态，则以初始用户位置对应的静态视角进行画面显示的步骤包括：

若当前用户状态为静态，则将获取初始用户位置之前一次获取的用户实时位置到初始用户位置的方向设置为与初始用户位置对应的静态视角方向。

7.如权利要求5所述的沉浸式虚拟现实系统显示方法，其特征在于，所述若当前用户状态为动态，则以实时位置对应的动态视角进行画面显示的步骤包括：

若当前用户状态为动态，则将获取初始用户位置之前一次获取的用户实时位置到初始用户位置的方向作为动态视角方向；

每间隔第一预设时间获取用户实时位置；

判断相邻时间获取的用户实时位置之间的间隔距离是否小于预设动态距离；

若否，则将初始用户位置更新为该相邻时间内后一次获取的用户实时位置，并根据更新后的初始用户位置更新动态视角方向。

8.如权利要求7所述的沉浸式虚拟现实系统显示方法，其特征在于，所述根据更新后的初始用户位置更新动态视角方向的步骤包括：

获取更新前的初始用户位置与更新后的初始用户位置的距离差值；

根据所述更新前的初始用户位置与更新后的初始用户位置的距离差值，以预设步进阈值更新动态视角方向。

9.一种沉浸式虚拟现实系统，其特征在于，所述沉浸式虚拟现实系统包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的沉浸式虚拟现实系统显示方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的沉浸式虚拟现实系统显示方法的步骤。

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