CN114980987A - 相关效果增强现实系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种增强现实系统包括第一场景和第二场景。而且，增强现实系统包括部分反射表面，部分反射表面相对于第一场景、第二场景以及观众定位，以促进通过部分反射表面察看第一场景或第二场景中的一个场景，并且促进将第一场景或第二场景中的另一个场景作为增强现实影像朝向观众反射。增强现实系统的传感器设计成检测并且生成指示第一场景的特性的数据，并且，相关效果系统可操作以接收该数据并且基于该数据而调整第二场景。

Description

相关效果增强现实系统和方法

背景技术

游乐园景点（诸如，乘坐系统）可以以多种方式向顾客提供娱乐，包括显示增强现实（AR）图像，使得AR图像可被顾客察看。例如，游乐乘坐设施可以包括定位成与顾客相邻的显示器，并且单独地或与其它特征协调地操作，以输出AR图像以供顾客察看。这可以被完成以造成特殊效果，诸如在舞台化场景中呈现半透明幻象的幻觉。

一种用于提供这样的AR图像的技术传统地被称为佩珀尔幻象（Pepper's Ghost）幻觉。用于提供AR图像的该技术被认为是在19世纪已开发。佩珀尔幻象幻觉利用半透明或透明材料（例如，玻璃、塑料或聚酯箔）的反射性质来将图像虚拟地投影到场景中以供观众察看。例如，成角度的玻璃块可以定位于舞台的前面，并且，影像可以从观众视线的外部朝向玻璃投影，并且然后通过玻璃块来朝向观众部分地反射。因而，观众连同察看在玻璃后面和在观众视线中呈现的场景而感知所反射的影像。取决于照明，这能够对所反射的影像赋予幻象外观，因为，玻璃后面的光依然可通过所反射的影像观察。然而，能够利用照明技术来通过限制来自背景的竞争的光而使得所反射的影像看起来更立体。此类型的AR已利用了许多年，并且目前在许多游乐园景点中利用。然而，现在认识到，观众正变得更老练并且能够鉴别该幻觉的本质。因此，现在认识到，需要技术上的改进以使得幻觉更逼真且沉浸。

本章节旨在向读者介绍可能与目前的技术的各种方面有关的各种技术方面，这些技术方面在下文中描述和/或要求保护。本讨论被认为在给读者提供背景信息以促进更好地理解本公开的各种方面上是有帮助的。因此，应当理解到，这些陈述将从这个角度来阅读，而非作为对现有技术的承认来阅读。

发明内容

在下文中总结在范围上与所公开的主题相应的某些实施例。这些实施例不旨在限制本公开的范围，而是更确切地说，这些实施例仅旨在提供某些所公开的实施例的简短概要。实际上，本公开可以包含可以与下文中所阐明的实施例类似或不同的各种各样的形式。

实施例包括具有第一场景和第二场景的增强现实系统。部分反射表面相对于第一场景、第二场景以及观众定位，以促进通过部分反射表面察看第一场景或第二场景中的一个场景，并且促进将第一场景或第二场景中的另一个场景作为增强现实影像朝向观众反射。传感器配置成检测第一场景的特性并且生成指示特性的数据。相关效果系统配置成接收该数据并且基于该数据而调整第二场景。

实施例包括增强现实系统，增强现实系统具有包括背景场景照明的背景场景和包括增强现实场景照明的增强现实场景。部分反射表面相对于背景场景、增强现实场景以及观众定位，以促进通过部分反射表面察看背景场景，并且促进将增强现实场景作为增强现实影像朝向观众反射。传感器配置成检测背景场景的照明特性并且生成指示照明特性的数据。相关效果系统配置成接收该数据并且基于该数据而调整增强现实场景照明。

实施例包括增强现实系统，增强现实系统具有背景场景，背景场景包括三维舞台化区域和背景场景照明，背景场景照明可操作以对三维舞台化区域可调整地进行光照。增强现实系统还包括增强现实场景，增强现实场景包括增强现实场景照明，增强现实场景照明可操作以提供增强现实影像。部分反射表面相对于背景场景、增强现实场景以及观众定位，以促进通过部分反射表面察看背景场景，并且促进将增强现实影像朝向观众反射。传感器配置成检测背景场景或增强现实场景中的一个场景的特性，其中，传感器还配置成生成指示特性的数据。相关效果系统配置成接收该数据并且基于该数据而调整背景场景或增强现实场景中的另一个场景的方面。

附图说明

当参考附图而阅读以下的详述时，本公开的这些及其它特征、方面以及优点将变得更好理解，在附图中，贯穿附图，相同的字符表示相同的部分，其中：

图1是根据本公开的方面的布置成供观众察看的增强现实（AR）系统的示意性表示；

图2是根据本公开的实施例的AR系统的实施例的示意性透视图，其中，投影源操作以调整舞台相对于虚拟发光对象的照明，并且调整虚拟发光对象的呈现相对于物理对象的定位；

图3是根据本公开的实施例的AR系统的实施例的示意性透视图，其中，照明系统布置成接近部分反射表面的边界，并且可操作以调整舞台相对于虚拟发光对象的照明；

图4是根据本公开的实施例的AR系统的侧视示意图，其中，图像源操作以将虚拟对象的反射显示或模拟到背景场景中的物品上；

图5是根据本公开的实施例的AR系统的侧视示意图，其中，舞台灯操作以将虚拟图像的反射模拟到背景场景中的物品上；

图6是根据本公开的实施例的AR系统的侧视示意图，其中，照明阵列操作以将虚拟图像的反射模拟到背景场景中的物品上；以及

图7是根据本公开的实施例的AR系统的示意性透视图，其中，增强现实显示器中所涉及的多个三维场景的照明由照明检测器监测，以促进多个场景中的一个的或多个场景的经调整的照明。

具体实施方式

将在下文中描述一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简明描述，未在说明书中描述实际实现方式的所有特征。应当意识到，在对任何这样的实际实现方式的开发中，如同在任何工程或设计项目中一样，必须作出许多特定于实现方式的决策以达到开发者的可能因实现方式而异的具体目标，诸如，对与系统相关的约束条件和与商业相关的约束条件的依从性。此外，应当意识到，这样的开发努力可能复杂并且耗时，但对于得益于本公开的普通技术人员而言，这样的开发努力将不过是设计、制作以及制造的常规任务。

当介绍本公开的各种实施例的元素时，冠词“一”、“一个”（“a”、“an”）以及“该（the）”旨在意味着存在元素中的一个或多个元素。用语“包含”、“包括”以及“具有”旨在为包括性的，并且意味着可能存在除了所列出的元素之外的额外的元素。另外，应当理解到，本公开的对“一个实施例” 或“一实施例”的引用不旨在被解释为排除还将所叙述的特征并入的额外的实施例的存在。

根据目前的实施例，增强现实（AR）系统可以包括AR影像源（例如，投影仪或发光场景），AR影像源操作以将AR影像投影到定位于观众（例如，察看者）与背景场景（诸如，舞台、电子显示器、屏幕或布景）之间的部分反射表面（例如，玻璃、塑料或聚酯箔）上。AR影像源和背景可以包括所参考的特征的组合。AR影像可以包括投影到屏幕上的各种图像中的任何图像，该屏幕将它朝向观众反射，以使得它看起来好像AR影像相对于背景场景存在。在一些实施例中，AR影像可以包括角色（例如，人）、幻象、对象（例如，桌子）、文本、虚拟发光对象（例如，火焰）等等。在实施例中，部分反射表面可以包括将AR影像从源朝向观众部分地反射的半透明反射镜。换而言之，部分反射表面将AR场景作为AR影像朝向观众反射。观众可以将从半透明反射镜反射的AR影像视为与背景场景重叠，背景场景可以包括物理道具、电子显示器（例如，投影仪屏幕或液晶显示器）或两者。以此方式，可以使得AR影像对于观众而看起来好像它正与背景场景的特征交互和/或定位成接近背景场景的特征。为了加强该效果，AR影像可以包括三维（3D）影像，该三维影像可以被描述为如下的二维影像：在通过适当的透镜（例如，3D眼镜的偏振或有色透镜）察看时，看起来是三维的。

代表各种其它部分反射表面（例如，玻璃、网）的半透明反射镜可以相对于观众和AR影像源以一角度定位，使得能够造成可以被描述为佩珀尔幻象效果的效果。佩珀尔幻象效果包括反射AR影像，使得察看者可以连同位于部分反射表面的相对侧上的特征而同时地察看部分反射表面上的AR影像。具体地，佩珀尔幻象效果可能引起AR影像看起来叠加于定位于部分反射表面后面的对象或图像上。例如，呈现为AR影像并且由部分反射表面反射的人物形象可以看起来坐在实际椅子上，该实际椅子相对于观众的视点部分摆放于反射表面后面的舞台上。

直接地被观众察看的在部分反射表面后面的场景可以被称为背景场景。提供AR影像（其在从部分反射表面反射之后被观众察看）的场景可以被称为AR场景。背景场景和AR场景可以包括物理部件（例如，舞台道具、演员、结构）和/或电子显示器（例如，投影仪、液晶显示器、照明面板）。例如，背景屏幕可以包括视频投影到其上的屏幕（例如，电影屏幕），而AR场景可以包括定位成引起光从部分反射表面反射出的发光道具和演员。在该示例中，AR场景可以在舞台底下的室中建立，该舞台不可直接地被观众察看，而是定位成将光朝向部分反射表面指引，以便朝向观众反射。

在另一个示例中，可以针对背景场景和AR场景中的每个场景而使用特征的相反组合或不同组合。由于由背景场景和AR场景提供的影像组合以提供佩珀尔幻象效果，因而每个场景的相对照明关于效果如何被察看效果而影响效果的本质。例如，如果背景场景基本上比AR场景更亮，则观众可能几乎感知不到朝向他们反射的AR影像。然而，如果背景场景基本上比AR场景更暗，则AR影像可能占主导地位，并且，背景场景可能对观众不可见。而且，由于AR影像正向观众提供，以便通过反射来察看，因而所显示的AR影像的特征（例如，四处移动的角色）不会以观众将预期实际特征进行的方式对背景场景进行照明。例如，特定特征（例如，人、灯具或汽车）的AR影像将不会引起背景场景中的实际反射镜恰当地反射该特征。同样地，将典型地为发光特征（例如，灯具、闪光灯、火焰或其它发光对象）的特征的AR影像将不会引起在背景场景中生成光和对应阴影。

目前的实施例包括监测系统，监测系统跟踪背景场景和AR场景中的一个或两者中的照明，以协调照明效果，并且实现来自背景场景和AR场景的组合影像的期望的重叠感知。另外，目前的实施例包括照明特征，照明特征对在AR影像中提供的特征的预期的照明效果进行仿真，使得背景场景以由观众所预期的方式受影响，这改进了呈现的沉浸本质。目前的实施例还包括跟踪系统，跟踪系统操作以跟踪背景场景中的特征，以提供与其相关的期望的AR影像。例如，物理提灯等等可以在背景场景中四处移动，并且被跟踪，以提供对于提灯的定位信息。该定位信息可以用于在部分反射表面上的位置中提供AR影像，以与提灯的位置相关，使得组合的背景场景和AR影像使提灯对于观众而看起来它被点亮且正发亮。具体地，发光对象（诸如，火焰）可以在使得观众随着关于提灯的物理位置的跟踪而观看发光对象的位置中被投影到部分反射表面或屏幕上。而且，例如，背景场景照明可以被调整，以好像由提灯的伪光造成的那样投射阴影。

图1是根据本公开的实施例的AR系统10的示意性表示。AR系统10包括背景场景12、AR场景14以及设置于其间的部分反射表面16（其也可以被称为部分反射层或屏幕16）。观众18定位成使得包括从AR场景14反射的光的AR影像20如由虚线中的虚拟图像21所说明的那样以使得AR影像20看起来好像定位于背景场景12中的方式从部分反射表面16朝向观众18反射。而且，背景场景12定位成使得观众18能够直接地通过部分反射表面16察看背景场景12，部分反射表面16也是部分地透明的。背景场景12和AR场景14可以由物理道具、现场演员、电子地生成的影像等等的任何组合定义。例如，背景场景12可以包括具有物理特征（例如，椅子、桌子以及现场演员）的舞台，而AR场景14可以包括将AR影像20朝向部分反射表面16指引的投影仪。在其它实施例中，可以使用物理特征和电子地生成的影像的不同组合，包括背景场景12和AR场景14两者中的每个场景中。部分反射表面16可以包括特殊的箔、玻璃、塑料、部分反射镜等等，其可操作以允许观众18在适当的照明条件下既通过它观看又观察从它反射出的影像。AR系统10还包括相关效果系统22，相关效果系统22可以是设计成与各种传感器24、26和照明系统28、30一起操作以提供根据实施例的期望效果的控制器。而且，在根据本公开的实施例中，相关效果系统22实际上可以包括传感器24、26和照明系统28、30。在一些实施例中，仅一个传感器24、26可以用于监测背景场景12和AR场景14中的一个或两者。

具体地，AR系统10包括相关效果系统22，相关效果系统22具有允许AR系统10以提高观众18在由AR系统10提供的AR幻觉中的沉浸感的方式使AR场景14的方面与背景场景12的方面相关的特征。AR系统10还可以包括诸如致动器19之类的特征，所述特征促进部分反射表面16的操纵（例如，重新定位），以实现某些相关结果。

AR系统10和/或相关效果系统22可以包括一个或多个控制器32、处理器34和/或存储器36，以实行各种功能（例如，指导其它系统特征的操作）。一个或多个存储器36可以包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可重写非易失性存储器（诸如，闪速存储器）、硬盘驱动器、光盘和/或其它类型的存储器。AR系统10的一个或多个处理器34可以包括一个或多个通用微处理器、一个或多个专用集成电路（ASIC）和/或一个或多个现场可编程门阵列（FPGA）。一个或多个控制器36可以包括可编程逻辑控制器（PLC）或其它基于计算机的控制器。这些特征（例如，控制器36、处理器34以及存储器32）可以是相关效果系统22的部件或单独特征。而且，如将理解的，这些特征可以使用所存储的指令（例如，代码）来操作，所述指令在被执行时启动动作（例如，照明的调光或致动器的操纵）。

在一个示例中，AR系统10可以操作以使照明特性在AR场景14与背景场景12之间相关，以改进AR影像20与背景场景12的可直接地察看的方面之间的协调性。例如，可能理想的是，进行调整以使得AR影像20具有与背景场景12的着色类似的着色。这可以通过经由传感器24、26观察AR场景14或背景场景12中的照明特性并且经由照明系统28、30在AR场景14或背景场景12中的另一个场景中进行对应的照明改变来实现。在特定系统中，可以包括和/或使用一个或两个传感器24、26。能够检测并且调整的照明特性的示例包括强度、位置/方向、亮度、颜色、温度、对比度以及质量。一个场景的特性能够基于另一个场景的不同特性而修改。例如，相关效果系统22可以操作以基于AR场景14中的对比度而调整背景场景12中的亮度。目前的实施例可以检测并且调整物理场景（例如，剧场舞台）或虚拟场景（例如，由电子显示器（诸如，液晶显示器或投影仪）提供的场景）中的任一个场景（或两者）中的照明。例如，在其中背景场景12和AR场景14中的一个或两者包括电子显示器的实施例中，传感器24、26可以检测显示器设定（例如，颜色设定），并且，照明系统28、30可以基于来自传感器24、26的输出而控制显示器设定。除了照明改变之外，目前的实施例还可以调整部分反射表面16的物理定位。例如，部分反射表面16相对于背景场景12、AR场景14以及观众18的角度可以基于来自相关效果系统22的指令而用致动器19调整，以实现期望的察看结果。

图2是根据本公开的实施例的AR系统10的实施例的示意性透视图，其中，投影源60操作以调整舞台62相对于虚拟发光对象64的照明并且调整虚拟发光对象64相对于物理对象66的定位。在图2的所说明的实施例中，背景场景12将舞台62和物理对象66并入，物理对象66是移动的背景对象。该物理对象66能够是任何数量的可移动对象。例如，移动对象能够是机器人形象、火炬、剑、演员或任何其它可跟踪对象。然而，在所说明的实施例中，物理对象是其本身实际上不发光的道具提灯。

跟踪系统70被包括以促进跟踪背景场景12中的物理移动。例如，所说明的跟踪系统70包括传感器（例如，照相机）72、处理器74以及存储器76，它们协调以跟踪空间中的物理对象66和/或演员80。通过跟踪背景场景12中的这些物理方面（例如，物理对象和演员80），能够对照明系统60适当地进行照明调整，以使得AR系统10的增强现实呈现更沉浸。例如，AR影像20可以经由照明系统60的投影仪82呈现于部分反射表面16上，使得AR影像20的定位与物理对象66相对于对于观众18的视线84的定位相关。所说明的投影仪82表示可以被采用来实现期望效果的大范围的图像生成装置。例如，投影仪82可以表示生成火焰图像的平面屏幕电视，火焰图像又被部分反射表面16反射，以造成火焰实际上定位于物理对象66上或物理对象66内的幻觉。在其它实施例中，投影仪82可以包括经由前投影（front-projection）或后投影（rear-projection）接收图像的屏幕。正如平面屏幕电视那样，在屏幕上提供的图像可以被部分反射表面16反射，以造成期望幻觉。投影仪82可以表示将操作以提供期望影像的任何装置。而且，在一些实施例中，投影仪82能够以如下的物理特征（例如，被点亮的蜡烛）置换：能够经由致动器在空间周围被操纵，以提供与幻觉图像相对于舞台62的期望定位相关的反射。

考虑到前文，跟踪系统77和照明系统60的组合动作可以允许AR系统10使得物理对象66（在所说明的实施例中，为不起作用的提灯道具）看起来好像它被点亮并且正发出火焰，因为，AR影像20表示火焰并且被适当地定位。而且，照明系统60的舞台灯86可以被操作，以对与AR影像20的定位相关的阴影88进行投影。在所说明的实施例中，例如，阴影88可以通过操作舞台灯86的一个或多个具体灯具90来投射，以使得它看起来好像AR影像20正引起阴影88。可以出于此目的通过从跟踪系统70取得输入并且向照明系统60提供输出来采用相关效果系统22（例如，自动化控制器）。相关效果系统22还可以使用已知的定位信息（例如，对于物理对象66和/或AR影像20的所定义的路线）来控制照明系统60以提供相关且沉浸的效果。例如，提灯道具可以使用自动化来横过舞台62被操纵，并且，横穿图案可以与投影仪82协调，以提供期望效果。这样的实施例将改进效率并且排除与跟踪物理特征（例如，物理对象66）关联的处理时间和/或成本。

起因于能够实现由跟踪系统70检测或识别的一个或多个特征（例如，形状、颜色、面部特征或RFID），物理对象66和/或演员80可以可由跟踪系统70跟踪。例如，在一个实施例中，跟踪系统70被编程为标识物理对象66的特定形状并且跟踪物理对象66的移动，使得位置数据（例如，当前位置）能够容易地实质上实时地被标识。为了实现这一点，存储器76和处理器74可以执行编程（例如，对象识别或面部识别程序）以解释数据和/或从自传感器72获得的数据外推。使用由跟踪系统获得的位置数据，能够标识用于在控制照明系统60时使用的适当位置。

图3是AR系统10的实施例的示意性透视图，其中，照明系统60的舞台灯86布置成接近部分反射表面16的边界102，并且可操作以调整背景场景12的舞台62相对于AR影像20的照明，所述AR影像20在所说明的实施例中呈现为虚拟发光对象并且具体地呈现为虚拟火焰。观众18可以将虚拟火焰感知为如一般由虚线中的虚拟图像21指示的那样存在于舞台62的中间和物理对象66的前面。图3中所说明的实施例布置成以与先前相对于关于图2而描述的AR系统10的实施例而描述的方式类似的方式操作。即，AR影像20（其是虚拟发光对象）由投影仪82投影到部分反射表面16上，以便看起来定位于背景场景12的三维空间内，并且与背景对象66交互以生成阴影88。在该实施例中，然而，舞台灯86安装到部分反射表面16的边缘上或安装成接近所述边缘。该定位允许舞台灯86的各种灯具90（例如，LED灯）基于AR影像20的定位而被激活，以引起对背景场景12的逼真影响，在所说明的实施例中，该影响是看起来由表示为虚拟图像21的虚拟火焰引起的阴影88。

如能够意识到的，如果AR影像20表示正围绕部分反射表面16移动以模拟围绕三维场景移动的闪烁火焰的闪烁火焰，则舞台灯86可以四处移动，以基于所模拟的定位而投射不同阴影，并且还闪烁以引起适当的阴影形成。在一些实施例中，诸如在图3的实施例中，当灯具90本身不移动时，部分地围绕或完全地围绕部分反射表面16定位的不同灯具可以被激活，以实现类似效果。使用这样的技术和系统，即使是观众18中的已看到许多佩珀尔幻象幻觉的观察者也将更沉浸于该效果中。应当注意到，各种灯具90的定位也可以与不同位置处的不同灯具90的激活组合而调整。例如，在各种灯具90耦合到边界102的情况下，灯具90可以通过使用致动器27来使整个部分反射表面16移动而移动，以实现期望的察看结果。在其它实施例中，可以针对每个灯具90而使用单独的致动器。

图4是AR系统10的侧视示意图，其中，投影源112（例如，电影投影仪、电视屏幕、投影屏幕）操作以通过将由AR影像20提供的虚拟对象118的图像116显示到背景场景12中的表面124上来显示或模拟反射，所述表面在所说明的实施例中124包括定位于舞台62上的伪反射镜。在其它实施例中，表面124可以表示其它物品，诸如一件有光泽的家具、玻璃窗、一套餐碟、金属面板等等。具体地，在图4的所说明的实施例中，AR系统10的背景场景12包括作为表面124的伪反射镜，其中，伪反射镜实际上是用于向观众呈现图像116的投影表面。由于虚拟对象118将仅看起来定位为虚拟图像21，因而它实际上将不会在背景场景12中的真实反射镜（或其它光亮表面）中引起反射。因此，目前的实施例通过模拟实际反射来实现这样的反射的出现并且提高观众沉浸感。

伪反射镜实际上是通过显示从投影源112接收的图像来模拟反射镜的反射性质的道具，所述投影源112在所说明的实施例中定位于表面124的前面。在其它实施例中，可以采用后投影。在另外的其它实施例中，投影源112和表面124可以是组合特征，诸如平面屏幕电视。为了使背景场景12看起来逼真并且提高观众18进入呈现中的沉浸感，相关效果系统22协调投影源112和投影仪82的操作。例如，由投影仪82提供的虚拟对象118的移动与由投影源提供的图像116协调，以提供表面124正在反射虚拟对象118的幻觉。在一些实施例中，这可以包括修改来自虚拟对象118的数据以提供图像116。例如，取决于被模拟的表面（例如，家具上的略有光泽的油漆），图像116可能需要看起来模糊。应当注意到，投影源112和投影仪82可以表示任何数量的图像提供特征。例如，这些特征中的任一个特征可以表示显示屏、被照明的舞台、传统投影仪等等。

图5是根据本公开的实施例的AR系统10的侧视示意图，其中，舞台灯86操作以将虚拟图像21的反射模拟到背景场景12中的物品上。在所说明的实施例中，物理反射对象152（例如，光亮球、沙漏、有光泽的涂漆、一件有光泽的家具）定位于背景场景12中。在AR场景14中，物理光照对象154（例如，投影仪、电视屏幕、蜡烛、照明下的对象）定位成：使得物理光照对象154的影像以造成物理光照对象154实际上存在于背景场景12中并且定位为虚拟图像21的幻觉的方式从部分反射表面16朝向观众18反射。传感器24（例如，照相机）操作以检测如果物理光照对象154实际上作为虚拟图像21定位于背景场景12中则将存在于物理反射对象152的表面处的照明条件。在实施例中，这能够基于下者：如果虚拟图像21实际上存在于背景场景12中，则传感器24从将与物理反射对象152对应的位置察看物理光照对象154。例如，传感器能够相对于AR场景中的物理光照对象154以45度角定位，因为，光亮橡胶球相对于虚拟图像21出现于背景场景12中的位置以45度角定位。而且，这样的信息能够使用建模技术来运算，并且，近似（approximation）可以足以提供期望幻觉。在虚拟图像21基于由屏幕（例如，电视屏幕）显示的图像的情况下，可以应用这样的技术。因而从传感器24获得的数据然后可以用于从舞台灯85生成光，该光将以适当的方式被投影或反射到背景场景12中。例如，在图6的所说明的实施例中，已基于造成期望的反射效果的数据而将一对中央舞台灯85选择为活动的。由于所得到的照明效果将匹配如果相对于虚拟图像21如被感知的那样定位则本要击中物理反射对象152的光的位置和质量两者，因而物理反射对象152将以准确且可信的方式对该投影光作出反应。

图6是根据本公开的实施例的AR系统10的侧视示意图，其中照明阵列162（例如，准直光的平面阵列、光场显示器、激光器的面板）操作以将虚拟图像21的反射模拟到背景场景12中的物品上。图6的AR系统10以与图5中所阐明的实施例类似的方式建立。然而，图6的所说明的实施例中的舞台灯86包括照明阵列162。照明阵列162可以包括各种聚焦照明系统中的任何聚焦照明系统，其能够将光点指引到具体位置，而不使关联的光锥基本上扩展并引起模糊等等。使用从传感器24获得的数据，以与关于图5而描述的方式类似的方式，照明阵列162可以将呈期望图案的光朝向部分反射表面16的背面指引，使得光被适当地反射到背景场景12中。例如，在其中照明阵列162包括光场显示器的实施例中，具体光线可以被指引以会聚于虚拟图像21的所感知的位置（基于指示所感知的位置的来自传感器24的数据）处，并且然后以与如果虚拟图像21实际上存在则将发生的情况类似的方式从该处发散。这可以促进虚拟图像21在物理反射对象152上的镜面反射的高度地准确的幻觉。

图7是根据本公开的实施例的AR系统10的示意性透视图，其中，增强现实显示器中所涉及的多个三维场景的照明由照明检测器监测，以促进多个场景中的一个或多个场景的经调整的照明。在所说明的实施例中，背景场景12和AR场景14两者是三维舞台化区域。背景场景12由背景场景照明202照明，并且，该照明由背景场景传感器204（例如，照相机）监测。AR场景由AR场景照明212照明，并且，该照明由AR场景传感器214监测。AR场景14中的道具218将来自AR场景照明212的光朝向部分反射表面16反射，该光然后被朝向观众18指引。背景场景12和AR场景14的组合照明可以由相关效果系统22控制，所述相关效果系统22在所说明的实施例中与照明系统60和相关传感器204、214无线地通信。

在实施例中，相关效果系统22可以控制照明系统60，使得AR影像20对于观众18看起来是半透明的，这可以向AR影像20提供幻象效果。由相关效果系统22进行的这样的控制可以基于来自背景场景传感器204和/或AR场景传感器214的传感器数据。基于来自背景场景传感器204和/或AR场景传感器214的传感器数据，对背景场景照明202和AR场景照明212的照明调整也可以由相关效果系统22进行，以进行对察看体验的其它调整。例如，可以使得AR影像20看起来更立体，或可以进行各种调整以使背景场景12和AR场景14更好地相关（例如，协调着色、对比度）。应当注意到，虽然图5说明其中背景场景12和AR场景14由三维舞台布景提供的具体实施例，但多个不同特征能够组合以形成背景场景12和AR场景14。例如，投影仪82可以是照明系统60的一部分，并且操作以促进提供额外的AR影像20。作为另一个示例，显示器222（例如，LCD屏幕或投影屏幕）可以促进连同舞台62的物理对象66而提供背景场景12。根据目前的实施例，这些特征（例如，显示器222、投影仪82、照明202、212）中的每个特征可以由相关效果系统22协调，以通过协调效果以提供预期的图像结果来向观众提供增强现实的沉浸呈现。

本公开的各种方面通过图1-5及其对应描述来说明。例如，图4提供了提供AR影像20在背景场景12中的伪反射的AR系统10的示例，而图5提供了作为背景场景12和AR场景12的三维舞台化区域的特定布置的示例，并且，那些场景用于在AR呈现中提供经协调的照明。这些是被提供来传达由本公开所涵盖的更广泛的特征并且能够以各种方式组合以实现不同结果和组合结果的实施例的特定方面。例如，伪反射（诸如，关于图5而描述的伪反射）可以与本公开的各种实现方式协调（诸如，连同图3的照明布置）而提供。实际上，本公开涵盖AR系统10的所公开的特征的所有组合。

虽然只有本公开的某些特征在本文中已被说明和描述，但本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此，将理解到，所附权利要求旨在涵盖如落入本公开的真实精神内的所有这样的修改和改变。

本文中所提出并且要求保护的技术被引用并且应用于有实际性质的实质性对象和具体示例，所述实质性对象和具体示例可论证地改进本技术领域并且因此不是抽象的、无形的或纯理论的。而且，如果本说明书的末尾所附的任何权利要求包含指定为“用于[实行]……[功能]的部件”或“用于[实行]……[功能]的步骤”的一个或多个元素，则旨在这样的元素将根据35 U.S.C. 112（f）而解释。然而，对于包含以任何其它方式指定的元素的任何权利要求，旨在这样的元素将并非根据35 U.S.C. 112（f）而解释。

Claims (20)

1.一种增强现实系统，包括：

第一场景；

第二场景；

部分反射表面，其相对于所述第一场景、所述第二场景以及观众定位，以通过所述部分反射表面促进察看所述第一场景或所述第二场景中的一个场景，并且促进将所述第一场景或所述第二场景中的所述另一个场景作为增强现实影像朝向所述观众反射；

传感器，其配置成检测所述第一场景的特性并且生成指示所述特性的数据；以及

相关效果系统，其配置成接收所述数据并且基于所述数据而调整所述第二场景。

2.根据权利要求1所述的增强现实系统，其中，所述第一场景包括第一照明，所述第二场景包括第二照明，所述特性是照明特性，并且，所述相关效果系统配置成基于所述第一场景的所述照明特性而调整所述第二照明。

3.根据权利要求2所述的增强现实系统，其中，所述第一场景是背景场景，所述第一照明是背景场景照明，所述第二场景是增强现实场景，并且，所述第二照明是增强现实照明。

4.根据权利要求2所述的增强现实系统，其中，所述第一场景是增强现实场景，所述第一照明是增强现实照明，所述第二场景是背景场景，并且，所述第二照明是背景场景照明。

5.根据权利要求1所述的增强现实系统，其中，所述第二场景包括图像生成器，并且，所述相关效果系统配置成基于所述数据而调整由所述图像生成器提供的图像的颜色、对比度或其组合，其中，所述数据指示所述第一场景的照明。

6.根据权利要求1所述的增强现实系统，其中：

所述传感器配置成检测物理对象在所述第一场景中的位置并且生成将指示所述位置的所述数据，并且，

所述相关效果系统配置成调整所述第二场景，使得所述增强现实影像相对于所述物理对象的所述位置定位。

7.根据权利要求1所述的增强现实系统，包括配置成基于所述数据而模拟所述第一场景中的所述增强现实影像的反射的图像生成器。

8.根据权利要求1所述的增强现实系统，其中，所述第一场景包括三维舞台布景，并且，所述传感器包括配置成检测所述三维舞台布景的照明特性的照相机。

9.根据权利要求1所述的增强现实系统，其中，所述第一场景包括电子显示器。

10.根据权利要求1所述的增强现实系统，其中，所述传感器是配置成针对移动和照明特性而监测所述第一场景和所述第二场景中的一个或两者的多个传感器之一。

11.根据权利要求1所述的增强现实系统，其中，所述相关效果系统配置成基于所述增强现实影像的虚拟发光对象在所述部分反射表面上的位置而调整所述第一场景的照明，以造成所述第一场景中的阴影。

12.一种增强现实系统，包括：

背景场景，其包括背景场景照明；

增强现实场景，其包括增强现实场景照明；

部分反射表面，其相对于所述背景场景、所述增强现实场景以及观众定位，以促进通过所述部分反射表面察看所述背景场景，并且促进将所述增强现实场景作为增强现实影像朝向所述观众反射；

传感器，其配置成检测所述背景场景的照明特性，并且生成指示所述照明特性的数据；以及

相关效果系统，其配置成接收所述数据并且基于所述数据而调整所述增强现实场景照明。

13.根据权利要求12所述的增强现实系统，包括运动检测系统，所述运动检测系统配置成检测物理对象在所述背景场景中的定位，并且调整所述增强现实影像，以在与所述物理对象的所述检测到的定位对应的位置中提供虚拟对象。

14.根据权利要求12所述的增强现实系统，其中，所述背景场景包括剧场舞台，并且，所述部分反射表面包括部分镜面箔。

15.根据权利要求12所述的增强现实系统，包括所述背景场景中的显示器，所述显示器配置成模拟所述增强现实影像的反射。

16.根据权利要求12所述的增强现实系统，包括额外的传感器，所述额外的传感器配置成检测所述增强现实场景的额外的照明特性并且生成指示所述额外的照明特性的额外的数据，其中，所述相关效果系统配置成接收所述额外的数据并且基于所述额外的数据而调整所述背景场景照明。

17.根据权利要求16所述的增强现实系统，其中，所述增强现实场景包括三维舞台化区域。

18.一种增强现实系统，包括：

背景场景，其包括三维舞台化区域和背景场景照明，所述背景场景照明配置成对所述三维舞台化区域可调整地进行光照；

增强现实场景，其包括配置成提供增强现实影像的增强现实场景照明；

部分反射表面，其相对于所述背景场景、所述增强现实场景以及观众定位，以促进通过所述部分反射表面察看所述背景场景，并且促进将所述增强现实影像朝向所述观众反射；

传感器，其配置成检测所述背景场景或所述增强现实场景中的一个场景的特性，其中，所述传感器还配置成生成指示所述特性的数据；以及

相关效果系统，其配置成接收所述数据，并且基于所述数据而调整所述背景场景或所述增强现实场景中的所述另一个场景的方面。

19.根据权利要求18所述的增强现实系统，其中，所述增强现实场景包括显示屏，所述增强现实场景照明包括所述显示屏的照明，所述传感器配置成生成指示所述背景场景的照明特性的所述数据，并且，所述相关效果系统配置成控制所述显示屏的所述照明，以提供与所述数据相关的所述增强现实影像的特性。

20.根据权利要求18所述的增强现实系统，包括运动检测系统，所述运动检测系统配置成检测物理对象在所述背景场景中的定位，并且调整所述增强现实影像，以在与所述物理对象的所述检测到的定位对应的位置中提供虚拟对象。

Images