CN114415840A - 一种虚拟现实交互系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种虚拟现实交互系统，包括服务器和m个虚拟现实客户端；虚拟现实客户端i与VR设备i通信连接，虚拟现实客户端i包括显示界面i，所述显示界面i上设置有n个虚拟按钮，虚拟按钮j用于触发虚拟现实场景j启动；所述VR设备i包括VR头盔、第一VR手柄和第二VR手柄，所述VR头盔上设置有头盔定位器，所述第一VR手柄和所述第二VR手柄上分别设置有第一手柄定位器和第二手柄定位器。在检测到任一显示界面i上的任一虚拟按钮j被点击时，服务器获取用户按照提示画面佩戴的VR设备i的头盔定位器的位置坐标以及第一手柄定位器和第二手柄定位器的位置坐标并基于获取的位置坐标确定用户进入虚拟现实场景的初始视点高度。

Description

一种虚拟现实交互系统
技术领域
本申请涉及VR技术领域，具体涉及一种虚拟现实交互系统。
背景技术
虚拟现实（VR）技术综合了计算机图形学、人机交互技术、仿真技术等迅速发展的计算机领域的新技术，在常规下不可能开展的项目可以用虚拟技术实现，例如，装备失火，工作人员用灭火器去做训练，花的成本和数量比较大，且危险性高，采用VR技术构建失火场景，工作人员在虚拟环境中训练，可以节约成本，且可多次训练。
在虚拟现实中，如何提高用户体验一直是追寻的目标。专利文献CN108196669A公开了一种游戏角色模型的修正方法、装置、处理器及头戴式显示设备，通过获取用户自身的属性参数以及游戏角色模型的属性参数，对所述角色模型在虚拟现实游戏中的坐标进行修正计算，使得不同身材的玩家在虚拟现实游戏中可以操作同样大小的游戏角色。并且无论用户在真实场景中是站立在高处还是半蹲姿势进行游戏，其所操作的游戏角色也不会出现诡异的动画表现，从而实现用户与游戏中角色模型的全面适配，以加深用户的沉浸感，提高VR游戏体验。然而，有些虚拟漫游场景并不需要角色模型，只需要视点即可，并且对进入漫游场景的初始视点高度有要求。此外，由于每个角色的身高不同，因此，如果角色视点与实际用户视点不匹配，将会导致角色看见的3D模型不准确。
发明内容
针对上述技术问题，本申请采用的技术方案为：
本申请实施例提供一种虚拟现实交互系统，包括服务器和与服务器通信连接的m个虚拟现实客户端；所述服务器包括处理器和存储有计算机程序的存储器；虚拟现实客户端i与VR设备i通信连接，虚拟现实客户端i包括显示界面i，所述显示界面i上设置有n个虚拟按钮，虚拟按钮j用于触发虚拟现实场景j启动，i的取值为1到m，j的取值为1到n；所述VR设备i包括VR头盔、第一VR手柄和第二VR手柄，所述VR头盔上设置有头盔定位器，所述第一VR手柄和所述第二VR手柄上分别设置有第一手柄定位器和第二手柄定位器；
在检测到任一显示界面i上的任一虚拟按钮j被点击时，所述处理器用于执行计算机程序，以实现如下步骤：
S100，在所述显示界面i显示第一提示信息和提示画面，所述第一提示信息用于指示按照提示画面佩戴所述VR设备；
S120，获取用户按照提示画面佩戴的VR设备i的头盔定位器的位置坐标（x0 h，y0 h，z0 h）以及第一手柄定位器和第二手柄定位器的位置坐标（x0 1，y0 1，z0 1）和（x0 2，y0 2，z0 2）；
S140，获取|z0 h-L|，如果|z0 h-L|≤D1，执行S160；L=[（x0 2-x0 1）2+（y0 2-y0 1）2+（z0 2-z0 1）2]1/2，D1为第一设定阈值；
S160，基于z0 h和/或L获取用户在虚拟现实场景中的初始视点高度H0，并在所述显示界面显示第二提示信息，所述第二提示信息用于提示用户进入虚拟现实场景；
S180，获取用户进入虚拟现实场景后的头盔定位器的当前位置坐标（xh，yh，zh）；
S200，如果zh＜z0 h，获取zh-Δh作为用户在虚拟现实场景j中的当前视点高度，Δh为设定值，基于头盔定位器与头盔上的眼镜位置确定。
本申请至少具有以下技术效果：能够在进入漫游场景前，按照漫游场景的要求对用户的初始视点高度进行准确矫正。此外，在进入到漫游场景中后，用户的漫游视点会根据头盔高度进行实时调整，使得漫游视点与用户的真实视点尽可能的准确。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的虚拟现实交互系统的结构框图。
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，本领域技术人员在没有作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。
图1为本申请实施例提供的虚拟现实交互系统的结构框图。如图1所示，本申请实施例提供一种虚拟现实交互系统，包括服务器和与服务器通信连接的m个虚拟现实客户端，所述服务器包括处理器和存储有计算机程序的存储器。需要说明的是，图1中仅示出3个虚拟现实客户端，但m可大于3个。
在本申请实施例中，虚拟现实客户端i与VR设备i通信连接，虚拟现实客户端i包括显示界面i，所述显示界面i上设置有n个虚拟按钮，虚拟按钮j用于触发虚拟现实场景j启动，i的取值为1到m，j的取值为1到n。所述VR设备i包括VR头盔、第一VR手柄和第二VR手柄，所述VR头盔上设置有头盔定位器，所述第一VR手柄和所述第二VR手柄上分别设置有第一手柄定位器和第二手柄定位器。所述VR头盔可为外接式VR头盔或者一体式VR头盔，优选为一体式VR头盔。可选地，头盔定位器和第一手柄定位器和第二手柄定位器的型号或参数可以相同或者不同。头盔定位器可设置在VR头盔的设定位置处，例如，头盔的顶部中心处或者VR头盔上的眼镜的中心处，优选，设置在VR头盔的顶部中心处。
在本申请实施例中，在检测到任一显示界面i上的任一虚拟按钮j被点击时，所述处理器用于执行计算机程序，以实现如下步骤：
S100，在所述显示界面i显示第一提示信息和提示画面，所述第一提示信息用于指示按照提示画面佩戴所述VR设备。
在本申请一实施例中，本申请的虚拟现实交互系统的一个应用场景是需要用户进入漫游场景的初始状态是站立姿势并且确保初始视点高度尽可能地与用户站立时的真实视点相同。因此，在一个实施例中，提示画面为身体呈站立姿势，双臂展开并与身体呈垂直姿势。
S120，获取用户按照提示画面佩戴的VR设备i的头盔定位器的位置坐标（x0 h，y0 h，z0 h）以及第一手柄定位器和第二手柄定位器的位置坐标（x0 1，y0 1，z0 1）和（x0 2，y0 2，z0 2）。
在用户同时按下第一手柄定位器和第二手柄定位器时，可获取到第一手柄定位器和第二手柄定位器的位置坐标（x0 1，y0 1，z0 1）和（x0 2，y0 2，z0 2）。
在本申请实施例中，坐标可为设定坐标系中的坐标，优选，为世界坐标系。
S140，获取|z0 h-L|，如果|z0 h-L|≤D1，执行S160；L=[（x0 2-x0 1）2+（y0 2-y0 1）2+（z0 2-z0 1）2]1/2，D1为第一设定阈值。
如果|z0 h-L|≤D1，说明用户是按照提示画面进行操作的，获取的位置坐标是准确的。D1可基于统计数据获取。例如，在一个示意性实施例中，可通过如下方式获取：
（1）让k个测试者分别佩戴VR设备i的按照提示画面进行操作，分别获取k个测试者的头盔定位器、第一手柄定位器和第二手柄定位器的位置坐标；
（2）获取dp=|zp-Lp|，zp为第p个测试者的头盔定位置的z坐标，Lp为基于第p个测试者的第一手柄定位器和第二手柄定位器的位置坐标得到的臂长；
（3）获取D1=Avg（d1，d2，…，dk），dp为第p个测试者的身高和双臂展开长度之间的差值，p的取值为1到k。
k的取值基于实际情况确定，优选，k＞100。
S160，基于z0 h和/或L获取用户在虚拟现实场景中的初始视点高度H0，并在所述显示界面显示第二提示信息，所述第二提示信息用于提示用户进入虚拟现实场景。
在本申请的一个实施例中，H0=z0 h。
在本申请的另一个实施例中，H0=z0 h-Δh，Δh为设定值，基于头盔定位器与头盔上的眼镜位置确定。如果头盔定位器设置在头盔的顶部中心，Δh为头盔定位器和头盔上的眼镜的中心之间的垂直距离；如果头盔定位器设置在头盔上的眼镜的中心位置，则Δh=0。与前一实施例相比，由于考虑了头盔定位器与眼镜的位置，使得得到的初始视点高度更加准确。
在本申请的另一个实施例中，H0=L。
在本申请的另一个实施例中，H0=（z0 h+L）/2。
S180，获取用户进入虚拟现实场景后的头盔定位器的当前位置坐标（xh，yh，zh）。
S200，如果zh＜z0 h，获取zh-Δh作为用户在虚拟现实场景j中的当前视点高度。
本申请提供的虚拟现实交互系统能够在进入漫游场景前，按照漫游场景的要求对用户的初始视点高度进行准确矫正。此外，在进入到漫游场景中后，用户的漫游视点会根据头盔高度进行实时调整，使得漫游视点与用户的真实视点尽可能的准确。
进一步地，在本申请的一实施例中，所述处理器还用于执行计算机程序，实现如下步骤：
S122，如果（x0 1，y0 1，z0 1）和（x0 2，y0 2，z0 2）不为空集，获取|z0 2-z0 1|。
如果（x0 1，y0 1，z0 1）和（x0 2，y0 2，z0 2）不为空集，则说明用户的两只手臂均是打开的，采用的是双臂校准模式。
S124，如果|z0 2-z0 1|≤D2，执行S140；D2为第二设定阈值。
如果|z0 2-z0 1|≤D2，说明双臂都是伸直打开的。D2可基于统计数据确定，例如，可分别测量k个正常成年人在双臂展开的状态下，两只手臂的距离差，然后取k个距离差的均值作为D2。进一步地，在本申请的另一实施例中，所述处理器还用于执行计算机程序，实现如下步骤：
S126，如果（x0 1，y0 1，z0 1）和（x0 2，y0 2，z0 2）不为空集，获取|z0 h-z0 1|和|z0 h-z0 2|。
S128，如果|z0 h-z0 1|≤D3并且|z0 h-z0 2|≤D3，执行S140；D3为第三设定阈值。
如果|z0 h-z0 1|≤D3并且|z0 h-z0 2|≤D3，说明双臂都是伸直打开的。D2可基于统计数据确定，例如，可分别测量佩戴VR设备i的k个正常成年人在按照提示画面操作后的头盔定位器的z坐标与第一手柄和第二手柄的z坐标的高度差，然后取k个高度差的均值作为D3。
进一步地，在本申请的另一实施例中，，所述处理器还用于执行计算机程序，实现如下步骤：
S130，如果（x0 1，y0 1，z0 1）不为空集，（x0 2，y0 2，z0 2）为空集，获取L1=[（x0 h-x0-x0 1）2+（y0 h- y0-y0 1）2]1/2；x0和y0分别为头盔的重心的横坐标和纵坐标。
如果（x0 1，y0 1，z0 1）不为空集，（x0 2，y0 2，z0 2）为空集，则说明用户采用的是单臂校准模式，则需要将头盔定位器在水平方向的投影位置与第一手柄的位置之间的距离作为单臂的长度。
S132，如果|z0 h-2L1|≤D1，基于z0 h和/或2L1获取用户在虚拟现实场景中的初始视点高度，并在所述显示界面显示第二提示信息。
具体地，在本申请的一个实施例中，H0=z0 h。
在本申请的另一个实施例中，H0=z0 h-Δh，Δh为设定值，基于头盔定位器与头盔上的眼镜位置确定。如果头盔定位器设置在头盔的顶部中心，Δh为头盔定位器和头盔上的眼镜的中心之间的垂直距离；如果头盔定位器设置在头盔上的眼镜的中心位置，则Δh=0。与前一实施例相比，由于考虑了头盔定位器与眼镜的位置，使得得到的初始视点高度更加准确。
在本申请的另一个实施例中，H0=2L1。
在本申请的另一个实施例中，H0=（z0 h+2L1）/2。
类似地：
如果（x0 1，y0 1，z0 1）为空集，（x0 2，y0 2，z0 2）不为空集，则获取L2=[（x0 h-x0-x0 2）2+（y0 h-y0-y0 2）2]1/2；
如果|z0 h-2L2|≤D1，基于z0 h和/或2L2获取用户在虚拟现实场景中的初始视点高度，并在所述显示界面显示第二提示信息。
进一步地，在本申请实施例中，所述处理器还用于执行计算机程序，实现如下步骤：
S150，如果|z0 h-L|＞D1，在所述显示界面i显示第三提示信息，所述第三提示信息用于提示用户确认是否已经按照提示画面佩戴VR设备i。
S152，如果接收到确认已经按照提示画面佩戴VR设备i的信息，执行S154；否则，返回执行S100。
在具体实施时，在第三提示信息的下方可显示两个图标，分别为“是”和“否”。在检测到“是”图标被点击时，说明已经按照提示画面佩戴VR设备i，否则，则没有。
S154，在所述显示界面i显示第四提示信息，所述第四提示信息用于提示用户是否需要协助。
在具体实施时，在第四提示信息的下方可显示两个图标，分别为“是”和“否”。在检测到“是”图标被点击时，说明需要协助，可向虚拟现实客户端i的管理员发送信息，让管理员提供协助，例如，可以超级模式进入虚拟场景等。
当然，在S154中，用户可直接请求管理员提供协助。
虽然已经通过示例对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本申请的范围和精神。本申请公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种虚拟现实交互系统，其特征在于，包括服务器和与服务器通信连接的m个虚拟现实客户端；所述服务器包括处理器和存储有计算机程序的存储器；虚拟现实客户端i与VR设备i通信连接，虚拟现实客户端i包括显示界面i，所述显示界面i上设置有n个虚拟按钮，虚拟按钮j用于触发虚拟现实场景j启动，i的取值为1到m，j的取值为1到n；所述VR设备i包括VR头盔、第一VR手柄和第二VR手柄，所述VR头盔上设置有头盔定位器，所述第一VR手柄和所述第二VR手柄上分别设置有第一手柄定位器和第二手柄定位器；
在检测到任一显示界面i上的任一虚拟按钮j被点击时，所述处理器用于执行计算机程序，以实现如下步骤：
S100，在所述显示界面i显示第一提示信息和提示画面，所述第一提示信息用于指示按照提示画面佩戴所述VR设备；
S120，获取用户按照提示画面佩戴的VR设备i的头盔定位器的位置坐标（x0 h，y0 h，z0 h）以及第一手柄定位器和第二手柄定位器的位置坐标（x0 1，y0 1，z0 1）和（x0 2，y0 2，z0 2）；
S140，获取|z0 h-L|，如果|z0 h-L|≤D1，执行S160；L=[（x0 2-x0 1）2+（y0 2-y0 1）2+（z0 2-z0 1）2]1/2，D1为第一设定阈值；
S160，基于z0 h和/或L获取用户在虚拟现实场景中的初始视点高度H0，并在所述显示界面显示第二提示信息，所述第二提示信息用于提示用户进入虚拟现实场景；
S180，获取用户进入虚拟现实场景后的头盔定位器的当前位置坐标（xh，yh，zh）；
S200，如果zh＜z0 h，获取zh-Δh作为用户在虚拟现实场景j中的当前视点高度，Δh为设定值，基于头盔定位器与头盔上的眼镜位置确定。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器还用于执行计算机程序，实现如下步骤：
S122，如果（x0 1，y0 1，z0 1）和（x0 2，y0 2，z0 2）不为空集，获取|z0 2-z0 1|；
S124，如果|z0 2-z0 1|≤D2，执行S140；D2为第二设定阈值。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器还用于执行计算机程序，实现如下步骤：
S126，如果（x0 1，y0 1，z0 1）和（x0 2，y0 2，z0 2）不为空集，获取|z0 h-z0 1|和|z0 h-z0 2|；
S128，如果|z0 h-z0 1|≤D3并且|z0 h-z0 2|≤D3，执行S140；D3为第三设定阈值。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，H0= z0 h。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，H0=z0 h-Δh。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，H0=L。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，H0=（z0 h+L）/2。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器还用于执行计算机程序，实现如下步骤：
S130，如果（x0 1，y0 1，z0 1）不为空集，（x0 2，y0 2，z0 2）为空集，获取L1=[（x0 h-x0-x0 1）2+（y0 h-y0-y0 1）2]1/2；x0和y0分别为头盔的重心的横坐标和纵坐标；
S132，如果|z0 h-2L1|≤D1，基于z0 h和/或2L1获取用户在虚拟现实场景中的初始视点高度，并在所述显示界面显示第二提示信息。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述提示画面为身体呈站立姿势，双臂展开并与身体呈垂直姿势。
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