CN116400839B - 一种三维空间中的输入方法、装置及设备 - Google Patents

一种三维空间中的输入方法、装置及设备 Download PDF

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Abstract

本文涉及人机交互技术领域，尤其涉及一种三维空间中的输入方法、装置及设备。包括，在用户的空间中的下方且与显示界面呈预定角度的平面内生成虚拟键盘；并且根据重新部署的虚拟键盘的位置重新设计了L型的虚拟手柄，虚拟手柄的L型的第一边指向用户，第二边指向虚拟键盘，第二边的端部为触发槌，触发槌用于敲击虚拟键盘上的虚拟按键。通过改变位置后的虚拟键盘和重新设计的虚拟手柄，用户不需要在大范围内移动手持的物理手柄，从而降低长时间的输入操作对手臂、手腕等造成的疲累，提高用户在空间中的输入体验。

Description

一种三维空间中的输入方法、装置及设备
技术领域
本文涉及人机交互技术领域，尤其涉及一种三维空间中的输入方法、装置及设备。
背景技术
可穿戴设备（例如XR眼镜）能够在显示界面中构建一个空间，用户可以观察显示界面中的空间并通过手持的物理手柄操作空间中的内容，空间中包括显示界面、虚拟输入界面以及虚拟交互部件（例如虚拟手柄等）等，通常XR眼镜与用户手持的物理手柄连接（例如无线网络连接、蓝牙连接等），用户可以通过手持的物理手柄产生对空间中内容的操作指令，虚拟交互部件通过发出虚拟射线等方式响应用户的操作指令，通过虚拟射线在虚拟输入界面上输入信息，实现用户通过手持的物理手柄与虚拟交互部件进行交互。
现有技术空间中的虚拟输入界面均是在用户观察角度的正前方，即虚拟输入界面与显示界面处于同一平面上，虚拟交互部件发出的虚拟射线指向正前方的虚拟输入界面，用户通过操作手持物理手柄移动虚拟射线指向的内容。为了通过物理手柄与虚拟交互部件进行交互，用户手持物理手柄的移动方向也需要与虚拟射线的指向相同（例如虚拟射线指向用户的正前方，则用户也需要手持物理手柄指向现实场景中的正前方），因此在这种输入方式下，用户需要在较大范围内移动物理手柄，也就是需要在较大范围内移动手臂（需要手腕、手臂在横向和纵向摆动以瞄准），才能使得虚拟射线的终点可以触及虚拟输入界面中的按键等，因此长时间的输入操作将对用户的手臂、手腕等造成疲累，从而导致用户持握物理手柄的手臂感到劳累，需要休息后才能继续输入，导致用户在空间中的输入体验较差。
现在亟需一种三维空间中的输入方法，从而解决现有技术中用户在空间的虚拟输入界面中输入信息时，需要在较大范围内移动手持的物理手柄，导致长时间的输入操作对手臂、手腕等造成疲累，用户在空间中的输入体验较差的问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本说明书实施例提供了一种三维空间中的输入方法、装置及设备，在XR设备的空间中按照新的位置重新部署了虚拟键盘，并且根据重新部署的虚拟键盘的位置重新设计了虚拟手柄的形状和工作方式，通过改变位置后的虚拟键盘和重新设计的虚拟手柄，用户不需要在大范围内移动手持的物理手柄，从而降低长时间的输入操作对手臂、手腕等造成的疲累，提高用户在空间中的输入体验。
为了解决上述技术问题，本文的具体技术方案如下：
一方面，本说明书实施例提供了一种三维空间中的输入方法，所述方法包括，
在用户的空间中的下方且与显示界面呈预定角度的平面内生成虚拟键盘；
在所述虚拟键盘的上方生成L型的虚拟手柄，所述虚拟手柄的L型的第一边指向所述用户，在所述第一边生成虚拟握持部，所述用户在所述空间中握持所述虚拟握持部；所述虚拟手柄的L型的第二边指向所述虚拟键盘，所述第二边的长度为预定长度，所述第二边的端部为触发槌，所述触发槌用于敲击所述虚拟键盘上的虚拟按键，所述触发槌的尺寸小于所述虚拟按键的面积；
接收所述用户手持物理手柄的操作信息；
在所述空间中根据所述操作信息移动所述虚拟手柄，根据所述触发槌与所述虚拟键盘上的虚拟按键之间的位置关系确定所述用户选择的虚拟按键并输入。
进一步地，在用户的空间中的下方且与显示界面呈预定角度的平面内生成虚拟键盘进一步包括：
在所述空间中的下方且与显示界面呈预定角度的平面内生成所述虚拟键盘，所述虚拟键盘的虚拟按键根据所述用户的观察角度呈现不同高度。
进一步地，所述触发槌所在的第二水平面位于所述虚拟握持部最低点所在的第一水平面的下方，且所述第一水平面与所述第二水平面之间的距离为预定距离。
进一步地，所述预定角度等于90度，为所述用户在所述空间中观察到的角度值。
进一步地，所述预定长度等于15厘米，为所述用户在所述空间中观察到的长度值。
进一步地，所述操作信息包括所述用户沿着所述物理手柄的轴向转动所述物理手柄的转动信息；
在所述空间中根据所述操作信息移动所述虚拟手柄进一步包括：
根据所述转动信息沿着所述虚拟握持部的轴向转动所述虚拟手柄，以使所述第二边随着所述虚拟握持部的转动而形成扇形运动轨迹，所述触发槌沿着所述扇形运动轨迹的弦移动。
进一步地，所述方法还包括：
在所述用户的非输入状态下，若所述用户改变了所述虚拟手柄的L型第一边的指向，则根据改变后的所述第一边的指向，调整所述虚拟键盘的倾斜角度。
进一步地，所述方法还包括：
获取所述用户身体的移动信息；
根据所述移动信息调整所述虚拟键盘在所述空间中的位置。
进一步地，根据所述移动信息调整所述虚拟键盘在所述空间中的位置进一步包括：
根据所述移动信息确定所述用户的坐立状态；
根据所述坐立状态调整所述虚拟键盘在所述空间中相对于所述用户观察角度的位置。
进一步地，所述方法还包括：
接收所述用户的组合按键设定指令；
根据所述组合按键设定指令生成虚拟组合键，并记录所述虚拟组合键与所述组合按键设定指令中多个按键之间的关联关系；
生成包括所述虚拟组合键的虚拟键盘，以便于在所述空间中根据所述操作信息移动所述虚拟手柄，根据所述触发槌与所述虚拟键盘上的虚拟组合键之间的位置关系确定所述用户选择所述虚拟组合键后，输入所述虚拟组合键关联的多个按键。
进一步地，在用户的空间中的下方且与显示界面呈预定角度的平面内生成虚拟键盘进一步包括：
在所述空间中生成第一子虚拟键盘和第二子虚拟键盘，所述第一子虚拟键盘与所述第二子虚拟键盘之间的距离为预定值。
进一步地，在所述虚拟键盘的上方生成L型的虚拟手柄进一步包括：
分别在所述第一子虚拟键盘和第二子虚拟键盘的上方生成L型的第一虚拟手柄和第二虚拟手柄，所述第一虚拟手柄的触发槌用于敲击所述第一子虚拟键盘上的虚拟按键，所述第二虚拟手柄的触发槌用于敲击所述第二子虚拟键盘上的虚拟按键。
进一步地，所述方法还包括：
接收所述用户设定的所述虚拟键盘的驻留在所述空间中的驻留时间；
根据所述驻留时间将所述虚拟键盘驻留在所述空间中。
进一步地，根据所述驻留时间将所述虚拟键盘驻留在所述空间中进一步包括：
记录所述用户操作所述手持物理手柄选择所述虚拟按键的时间，作为第一时间；
判断所述第一时间之后连续的所述驻留时间内，所述用户是否再次操作所述手持物理手柄选择所述虚拟按键；
若否，则在所述空间中隐藏所述虚拟键盘。
进一步地，在所述空间中隐藏所述虚拟键盘之后，所述方法还包括：
接收所述用户的呼出键盘指令，并在所述空间中显示所述虚拟键盘。
进一步地，所述驻留时间还包括永久驻留。
另一方面，本说明书实施例还提供了一种三维空间中的输入装置，包括，
虚拟键盘生成单元，用于在用户的空间中的下方且与显示界面呈预定角度的平面内生成虚拟键盘；
虚拟手柄生成单元，用于在所述虚拟键盘的上方生成L型的虚拟手柄，所述虚拟手柄的L型的第一边指向所述用户，在所述第一边生成虚拟握持部，所述用户在所述空间中握持所述虚拟握持部；所述虚拟手柄的L型的第二边指向所述虚拟键盘，所述第二边的长度为预定长度，所述第二边的端部为触发槌，所述触发槌用于敲击所述虚拟键盘上的虚拟按键，所述触发槌的尺寸小于所述虚拟按键的面积；
操作信息接收单元，用于接收所述用户手持物理手柄的操作信息；
输入单元，用于在所述空间中根据所述操作信息移动所述虚拟手柄，根据所述触发槌与所述虚拟键盘上的虚拟按键之间的位置关系确定所述用户选择的虚拟按键并输入。
另一方面，本说明书实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述方法。
最后，本说明书实施例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存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法。
利用本说明书实施例，在XR设备的空间中按照新的位置重新部署了虚拟键盘，即在用户的空间中的下方且与显示界面呈预定角度的平面内生成虚拟键盘，摒弃了在空间中与显示界面的相同平面内生成虚拟键盘，从而避免虚拟键盘占用了显示界面所在平面的剩余位置，从而预留出更多的位置用于显示界面的显示。并且根据重新部署的虚拟键盘的位置重新设计了虚拟手柄的形状和工作方式，即在虚拟键盘的上方生成L型的虚拟手柄，虚拟手柄的L型的第一边指向用户，在第一边生成虚拟握持部，用户在空间中握持虚拟握持部，虚拟手柄的L型的第二边指向虚拟键盘，第二边的端部为触发槌。通过改变位置后的虚拟键盘和重新设计的虚拟手柄，在空间中握持L型虚拟手柄的握持部，只需要转动虚拟手柄的握持部，就能够使得虚拟手柄上的触发槌的高度发生改变，从而敲击虚拟键盘上的虚拟按键，这样用户不需要在大范围内移动手持的物理手柄，从而降低长时间的输入操作对手臂、手腕等造成的疲累，提高用户在空间中的输入体验。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书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文的一些实施例，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所示为本说明书实施例一种三维空间中的输入方法对应的三维空间示意图；
图2所示为本说明书实施例一种三维空间中的输入方法的流程图；
图3所示为本说明书实施例中在第二边为虚拟部件时，虚拟手柄的结构示意图；
图4所示为本说明书实施例中在第二边为虚拟射线时，虚拟手柄结构的示意图；
图5所示为本说明书实施例中虚拟键盘随着用户身体移动而移动的步骤；
图6所示为本说明书实施例中根据所述移动信息调整所述虚拟键盘在所述空间中的位置的步骤；
图7所示为本说明书实施例中设置虚拟组合键的过程；
图8所示为本说明书实施例中虚拟键盘的排列方式示意图；
图9所示为本说明书实施例中设置驻留时间的过程；
图10所示为本说明书实施例中根据所述驻留时间将所述虚拟键盘驻留在所述空间中的过程；
图11所示为本文实施一种三维空间中的输入装置的结构示意图；
图12所示为本说明书实施例计算机设备的结构示意图。
【附图标记说明】：
1、三维空间；
11、显示界面；
12、虚拟键盘；
13、虚拟手柄；
14、用户；
31、虚拟握持部；
32、触发槌；
41、第一边；
42、第二边；
43、手柄环；
44、虚拟手柄上的其他功能按键；
45、触发槌；
46、第一虚线；
47、第二虚线；
48、实线；
1101、虚拟键盘生成单元；
1102、虚拟手柄生成单元；
1103、操作信息接收单元；
1104、输入单元；
1202、计算机设备；
1204、处理设备；
1206、存储资源；
1208、驱动机构；
1210、输入/输出模块；
1212、输入设备；
1214、输出设备；
1216、呈现设备；
1218、图形用户接口；
1220、网络接口；
1222、通信链路；
1224、通信总线。
具体实施方式
下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书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文一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文中的实施例，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，都属于本文保护的范围。
需要说明的是，本文的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等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，以便这里描述的本文的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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、装置、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。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
如图1所示为本说明书实施例一种三维空间中的输入方法对应的三维空间示意图，三维空间可以对应于XR场景中，三维空间1中包括：显示界面11、虚拟键盘12以及虚拟手柄13，其中虚拟键盘12和虚拟手柄13是通过本说明书实施例所述的三维空间中的输入方法所构建的。
本说明书实施例所述的三维空间中的输入方法可以应用于XR眼镜等三维设备的处理器中，XR眼镜和用户14手持手柄等设备组成XR系统，用户14手持手柄和XR眼镜可以通过网络通信，用户14手持手柄将用户14的操作信息通过网络发送给XR眼镜，XR眼镜的处理器接收到操作信息后，根据操作信息在XR眼镜的空间中调整相关的虚拟内容的姿态、位置等，以便于用户14观看。
此外，需要说明的是，图1所示的仅仅是本公开提供的一种应用环境，在实际应用中，还可以包括其他应用场景，本说明书不做限制。
为了解决现有技术中存在的问题，本说明书实施例提供了一种三维空间中的输入方法，在XR设备的空间中按照新的位置重新部署了虚拟键盘，并且根据重新部署的虚拟键盘的位置重新设计了虚拟手柄的形状和工作方式。图2所示为本说明书实施例一种三维空间中的输入方法的流程图。在本图中描述了在三维空间中进行输入的过程，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或装置产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。具体的如图2所示，可以由XR设备的处理器执行，所述方法可以包括：
步骤201：在用户的空间中的下方且与显示界面呈预定角度的平面内生成虚拟键盘；
步骤202：在所述虚拟键盘的上方生成L型的虚拟手柄，所述虚拟手柄的L型的第一边指向所述用户，在所述第一边生成虚拟握持部，所述用户在所述空间中握持所述虚拟握持部；所述虚拟手柄的L型的第二边指向所述虚拟键盘，所述第二边的长度为预定长度，所述第二边的端部为触发槌，所述触发槌用于敲击所述虚拟键盘上的虚拟按键，所述触发槌的尺寸小于所述虚拟按键的面积；
步骤203：接收所述用户手持物理手柄的操作信息；
步骤204：在所述空间中根据所述操作信息移动所述虚拟手柄，根据所述触发槌与所述虚拟键盘上的虚拟按键之间的位置关系确定所述用户选择的虚拟按键并输入。
通过本说明书实施例的方法，在XR设备的空间中按照新的位置重新部署了虚拟键盘，即在用户的空间中的下方且与显示界面呈预定角度的平面内生成虚拟键盘，摒弃了在空间中与显示界面的相同平面内生成虚拟键盘，从而避免虚拟键盘占用了显示界面所在平面的剩余位置，从而预留出更多的位置用于显示界面的显示。并且根据重新部署的虚拟键盘的位置重新设计了虚拟手柄的形状和工作方式，即在虚拟键盘的上方生成L型的虚拟手柄，虚拟手柄的L型的第一边指向用户，在第一边生成虚拟握持部，用户在空间中握持虚拟握持部，虚拟手柄的L型的第二边指向虚拟键盘，第二边的端部为触发槌。通过改变位置后的虚拟键盘和重新设计的虚拟手柄，在空间中握持L型虚拟手柄的握持部，只需要转动虚拟手柄的握持部，就能够使得虚拟手柄上的触发槌的高度发生改变，从而敲击虚拟键盘上的虚拟按键，这样用户不需要在大范围内移动手持的物理手柄，从而降低长时间的输入操作对手臂、手腕等造成的疲累，提高用户在空间中的输入体验。
通过图2所构建的三维空间可以如图1所示，其中三维空间1中的下方且与显示界面11呈预定角度的平面内生成虚拟键盘12，可以理解为，三维空间1中的显示界面11在用户观察角度的前方，通过本说明书的方法所创建的虚拟键盘12位于用户观察角度的前方，从而模拟现实场景中显示器和键盘的位置，用户只需要操作手持手柄，敲击显示界面11下方的虚拟键盘12即可，相比于传统的位于用户观察角度前方的虚拟键盘，用户不再需要抬起大臂和小臂操作手持手柄，操作更为方便。
在本说明书实施例中，空间可以包括虚拟空间、真实空间、虚实混合空间，本说明书不做限制。
此外，基于生成的位于空间下方的虚拟键盘，本说明书实施例还在虚拟键盘的上方生成L型的虚拟手柄13。L型的虚拟手柄13的结构图可以如图3所示，其中L型的第一边指向用户，第一边生成虚拟握持部31，用户可以在空间中握持虚拟握持部31，此时用户的手臂向前。第二边指向虚拟键盘，第二边的端部为触发槌32，可以理解为，用户在空间中握持虚拟握持部31时，触发槌32位于虚拟键盘的上方。
然后用户操作手持的物理手柄。在XR场景中，用户根据空间中握持虚拟手柄的姿态握持物理手柄，再操作物理手柄。因此，本说明书实施例中所述操作信息包括所述用户沿着所述物理手柄的轴向转动所述物理手柄的转动信息；
在所述空间中根据所述操作信息移动所述虚拟手柄进一步包括：
根据所述转动信息沿着所述虚拟握持部的轴向转动所述虚拟手柄，以使所述第二边随着所述虚拟握持部的转动而形成扇形运动轨迹，所述触发槌沿着所述扇形运动轨迹的弦移动。
可以理解为，用户握持物理手柄后，手臂向前，若要沿着握持方向转动物理手柄，只需要转动手腕即可。因此本说明书实施例中的操作信息包括用户沿着物理手柄的轴向转动物理手柄的转动信息，该转动信息可以是转动的角度。然后将转动信息发送给XR设备的处理器，XR设备的处理器根据转动信息沿着虚拟手柄握持部的轴向转动虚拟手柄，在位于L型的第一边的虚拟握持部的轴向转动虚拟手柄时，虚拟手柄的L型的第二边将随着虚拟握持部的转动而形成扇形运动轨迹，因此位于第二边端部的触发槌沿着扇形运动轨迹的弦移动。因为虚拟手柄L型的第一边指向用户（即指向显示界面），因此触发槌沿着扇形运动轨迹的弦移动时，也就实现了触发槌在虚拟键盘的上方的竖直方向上移动。触发槌在虚拟键盘上方的竖直方向上移动的距离与虚拟手柄的虚拟握持部的轴向转动角度相关，也就是与用户手持的物理手柄转动的角度相关。
因此，用户通过本说明书实施例进行按键输入时，只需要横向移动小臂，根据空间中触发槌和虚拟键盘中虚拟按键的位置确定要输入的按键，再转动手腕，使触发槌沿着扇形运动轨迹的弦移动（实现在虚拟键盘上方的竖直方向上移动），从而敲击虚拟按键。
而现有技术中虚拟键盘位于用户前方，虚拟手柄是向前方发出虚拟射线，通过物理手柄上的确认按钮确定虚拟射线所指向的虚拟按键，这种输入方法需要用户同时在横向和纵向上移动物理手柄，并且还需要按下确认按钮确定空间中的指向的虚拟按键。因为用户在按压物理手柄上的确认按钮时也会不经意间移动物理手柄的位置，也就是在按压物理手柄上的确认按钮时，将会导致空间中虚拟射线的指向发生偏移，导致用户按下物理手柄上的确认按钮时所选择的按键不是空间中虚拟射线原本所指向的按键，降低了输入的精度。并且随着用户长时间的输入，手臂也将会感受到严重疲累。
通过本说明书实施例的方法，用户首先不需要在纵向上移动手臂，其次也不需要按下物理手柄上的任何按键，因此避免了因按下确认按钮时导致空间中的虚拟射线的指向发生偏移，从而提高了输入的精确度。并且用户转动手腕相比于在纵向上移动手臂要轻松的多，从而降低了长时间输入对手臂造成的疲累感。
根据本说明书的一个实施例，为了避免在敲击虚拟按键时误触到其他虚拟按键，在用户的空间中的下方且与显示界面呈预定角度的平面内生成虚拟键盘进一步包括：
在所述空间中的下方且与显示界面呈预定角度的平面内生成所述虚拟键盘，所述虚拟键盘的虚拟按键根据所述用户的观察角度呈现不同高度。
在本说明书实施例中，可以在虚拟键盘部署不同高度的按键，因此用户在输入时更容易分辨出要敲击的虚拟按键，并且在敲击时，因为高度不同，所以敲击的距离也不同，因此可以避免敲击虚拟按键时误触到其他虚拟按键。
需要说明的是，本说明书实施例的虚拟按键的高度可以是用户在空间中观察到的高度值。可以根据用户观察角度的变化调整所述虚拟键盘的按键高度，从而让用户更容易分辨出不同的按键，避免误触。
根据本说明书的一个实施例，为了进一步提高用户在输入时的便利性，降低手腕的疲累，本说明书实施例所述触发槌所在的第二水平面位于所述虚拟握持部最低点所在的第一水平面的下方，且所述第一水平面与所述第二水平面之间的距离为预定距离。
可以理解为，参考生活中的类似行为：手持点读笔的姿势，用户进行点击目标，持笔过低费力，持笔过高容易增加操作距离从而降低精准度。手持中性笔书写时，笔尖与手掌内侧边缘接触桌面位置大体平行较为舒适，点击时笔尖略低于手掌内侧边缘较为舒适。同理，设定触发槌略低于手掌内侧边缘，从而提高用户的舒适度。
因此，本说明书实施例触发槌所在的第二水平面位于虚拟握持部最低点所在的第一水平面的下方，且第一水平面与第二水平面之间的距离为预定距离，从而实现触发槌略低于手掌内侧边缘。
根据本说明书的一个实施例，为了进一步地提高输入的舒适性，参考生活中的显示器和键盘之间部署方式，本说明书实施例的虚拟键盘所在平面与显示界面所在平面之间的夹角等于90度，这个90度是用户在空间中观察到的角度值。
在本说明书实施例中，虚拟手柄的L型的第二边可以是如图3所示的虚拟部件，虚拟部件的长度为预定长度。也可以为虚拟射线，检测虚拟射线指向虚拟按键后，虚拟射线的发出点与远端终止点之间为固定长度。可以理解为，本说明书实施例中的第二边是定长的，只有定长的第二边才能敲击虚拟按键。在第二边为虚拟部件时，可以参考现实生活场景中触控笔的点击输入。在第二边为虚拟射线时，若虚拟射线前方有虚拟内容遮挡，则虚拟射线的长度就是遮挡内容上的远端终止点与射线发出点之间的距离，在系统中定义预定长度，根据测量到的距离和预定长度判断是否敲击虚拟按键。
在第二边为虚拟射线时，虚拟手柄可以如图4所示，其中41表示L型的第一边，42表示L型的第二边，43表示手柄环（手柄环是VR手柄设备的常见设计，参考Quest 2、Pico 3、Pico 4等的手柄都是如图所示的相似设计），44表示虚拟手柄上的其他功能按键，45表示触发槌。其中第二边42可以表示槌臂。图4中的第一虚线46表示虚拟握持部最低点所在的水平线，第二虚线47表示所选的虚拟按键所在的水平线，实线48表示虚拟射线出点所在的水平线。
其中第一边41和第二边42之间的角度为90度，按照人体工学设定第一边41的长度为12cm时，握持感觉最为舒适，按照人体工学设计第一水平面与第二水平面之间的距离为预定距离为2cm时，操作最为舒适。示例性地，若第一边41与水平面的夹角为30度，则计算出第二边的预定长度为tan（30°）×12cm + 2cm/cos(30°) ≈9.23cm。
在实际状态下，假设手持物理手柄底部和掌心内侧边缘平行，但物理手柄往往略有抬起，经测试，坐姿手臂自然搭在桌面上时，物理手柄上抬15度左右较为舒适。假设物理手柄上抬角度为15度，此时敲击槌若低于掌心2cm，第二边长度为：tan（45°）×12cm + 2cm/cos（45°）≈14.83cm。为了让操作更为舒适，同时因为实际操作中，手持物理手柄时物理手柄底部会略高于手掌内侧边缘，结合以上数据，设定虚拟手柄的第二边的预定长度为15cm。
在本说明书的一些其他实施例中，还重新设计的虚拟按键的尺寸。以手腕为中心转动物理手柄时，触发槌轨迹大致为平面上的弧线，此时考虑之前设定的物理手柄的上抬角度为15度，则按照人体工学设计，虚拟键盘整体应同样向上倾斜15度，因为手腕向内侧转动时较为轻松，向外侧转动时较为费力，同时考虑手腕转动时放松状态拇指侧其实向内倾斜，手腕转动相应倾斜，虚拟按键继承实体键盘尺寸1U在18cm，键帽下缘1U，上缘12cm，深度8cm。
根据本说明书的一个实施例，在所述用户的非输入状态下，若所述用户改变了所述虚拟手柄的L型第一边的指向，则根据改变后的所述第一边的指向，调整所述虚拟键盘的倾斜角度。
可以理解为，在用户的非输入状态下，用户难免会改变握持角度（即改变虚拟手柄的L型第一边的指向），为了便于用户敲击虚拟键盘，本说明书实施例在让虚拟键盘的倾斜角度随着第一边的指向而改变。
需要说明的是，用户也可以解除第一边的指向同虚拟键盘倾斜角度的关联，此外，还可以根据按键改变或者预设的按钮改变，调整虚拟键盘的倾斜角度。
根据本说明书的一个实施例，如图5所示，所述方法还包括：
步骤501：获取所述用户身体的移动信息；
步骤502：根据所述移动信息调整所述虚拟键盘在所述空间中的位置。
在本说明书实施例中，由于输入按键需要手臂和手腕一起运动，最好保证虚拟键盘和身体是相对固定的舒适位置，可以增加输入时的舒适程度。虚拟键盘位置略微在上移方便视角上下扫视，在没有辅助措施的情况下也能方便输入。默认虚拟键盘在空间中双手可触及区域，当输入时，虚拟键盘距离用户胸前固定位置过远时，虚拟键盘自动出现在用户相对胸前的固定位置。
进一步地，如图6所示，根据所述移动信息调整所述虚拟键盘在所述空间中的位置进一步包括：
步骤601：根据所述移动信息确定所述用户的坐立状态；
步骤602：根据所述坐立状态调整所述虚拟键盘在所述空间中相对于所述用户观察角度的位置。
在本说明书实施例中，参考真实场景中，在站姿或坐姿情况下，物理键盘相对于用户身体的位置是不同的，例如站姿状态下，物理键盘在用户腹部位置较为舒服，在坐姿状态下，物理键盘在用户胸部位置较为舒服，因此本说明书实施例据所述移动信息确定所述用户的坐立状态，根据所述坐立状态调整所述虚拟键盘在所述空间中相对于所述用户观察角度的位置。
用户起立或者移动同时需要输入内容时，如果用户距离虚拟键盘过远时，用户可以自定拖拽、移动键盘。
此外，本说明书实施例还提供按键反馈功能，按键被按下时按键的视觉、声音、触控反馈及敲击槌的视觉变化总结如下表1：
表1
此外，本说明书实施例还支持用户个性化定制虚拟键盘、虚拟手柄中的主要参数，例如键盘倾斜角度、按键/触发槌长度、按键震动反馈强弱等。
根据本说明书的一个实施例，如图7所示，所述方法还包括：
步骤701：接收所述用户的组合按键设定指令；
步骤702：根据所述组合按键设定指令生成虚拟组合键，并记录所述虚拟组合键与所述组合按键设定指令中多个按键之间的关联关系；
步骤703：生成包括所述虚拟组合键的虚拟键盘，以便于在所述空间中根据所述操作信息移动所述虚拟手柄，根据所述触发槌与所述虚拟键盘上的虚拟组合键之间的位置关系确定所述用户选择所述虚拟组合键后，输入所述虚拟组合键关联的多个按键。
在本说明书实施例中，用户可以快捷完成两个至三个组合键的输入。每个虚拟按键分别代表了两到三个常用组合键同时按下的输入。例如：“Ctrl+Alt+A”、“Ctrl+Shift+N”、“Win+Shift+M”等。需要说明的是，除了记录按键之外，还可以根据需要记录按键的按下顺序，从而在用户敲击虚拟组合键后，按照按键顺序依次输入组合键对应的各按键。
在本说明书实施例中，还可以在显示界面附近显示虚拟组合键列表，便于用户查找。虚拟的组合按键排列在一个平面内方便用户交互。该平面应同输入法的显示区域平行，方便用户观察。与用户的距离默认为距离用户20cm处，对此我们不做限制，且可由用户根据自己的需要进行调节。该平面的最下方在空间的竖直方向上应高于键盘，从而避免被虚拟键盘遮挡，默认位置为键盘上方10cm处，我们不做限制，且可由用户根据自己的需求自行调节。
虚拟组合键列表的内容：为用户方便的完成同时按下多个按键的输入，即用虚拟组合键列表中的虚拟组合键被按下，即被系统判断为该按下的虚拟组合键代表的多个虚拟按键被同时按下。列表中包括的虚拟按键即为日常输入常用到的组合如“Ctrl + C”等。可以按照某种顺序（如，使用频次，本说明书实施例不做具体的限制）将代表这些组合的虚拟按键顺序显示在虚拟组合键列表中。也可以随用户的使用习惯进行调整。
虚拟组合键的触发方式：用户可以通过触发槌，来触发一个虚拟组合键。方式同本说明书的键盘按键的输入。
虚拟组合键的按键反馈：同本说明书的键盘上的按键的反馈。
根据本说明书的一个实施例，为进一步提高用户的输入体验，本说明书实施例提出一种全新的虚拟键盘的排列方式。全键盘的按键可如图8样式分为两组（图中虚线隔开）。具体地，在用户的空间中的下方且与显示界面呈预定角度的平面内生成虚拟键盘进一步包括：
在所述空间中生成第一子虚拟键盘和第二子虚拟键盘，所述第一子虚拟键盘与所述第二子虚拟键盘之间的距离为预定值。
用户可以根据自己的需要移动第一虚拟子键盘或第二虚拟子键盘，摆放到用户满意的位置上。等待用户的继续交互。通过图8所示的虚拟键盘，可以不遮挡原本居中摆放键盘时前方的内容。
进一步地，在所述虚拟键盘的上方生成L型的虚拟手柄进一步包括：
分别在所述第一子虚拟键盘和第二子虚拟键盘的上方生成L型的第一虚拟手柄和第二虚拟手柄，所述第一虚拟手柄的触发槌用于敲击所述第一子虚拟键盘上的虚拟按键，所述第二虚拟手柄的触发槌用于敲击所述第二子虚拟键盘上的虚拟按键。
可以理解为，在分为两组的虚拟键盘的情况下，让虚拟手柄与虚拟键盘对应，从而更适合本说明书触发槌的敲击输入。
目前市面上流行的AR及VR输入法都是呼出式的。即在需要使用的时候由用户呼出，或者在某一个用户动作后，主动出现。比如用户将光标放在输入框内时，输入法会主动出现，以供用户进一步交互。这种交互无疑降低了输入法的可用性。因此本说明书提出了一种常驻XR空间的一种输入法。
具体地，根据本说明书的一个实施例，如图9所示，所述方法还包括：
步骤901：接收所述用户设定的所述虚拟键盘的驻留在所述空间中的驻留时间；
步骤902：根据所述驻留时间将所述虚拟键盘驻留在所述空间中。
在本说明书实施例中，因XR系统与GUI系统的不同，XR系统中是并没有如GUI系统（如，Windows系统）那样，有个输入法常驻在界面中，可供用户直接操作并设置的。现有的XR系统中输入法并不是常驻系统中，如此，用户在使用的时候，要么需要从系统的应用列表中将其打开，要么需要某种方式将其呼出，这使得使用输入法前增多了不必要的步骤。通过本说明书实施例设置虚拟键盘常驻时间的方法，可以根据用户需要将虚拟键盘常驻在空间中，减少了用户的操作。
具体地，如图10所示，根据所述驻留时间将所述虚拟键盘驻留在所述空间中进一步包括：
步骤1001：记录所述用户操作所述手持物理手柄选择所述虚拟按键的时间，作为第一时间；
步骤1002：判断所述第一时间之后连续的所述驻留时间内，所述用户是否再次操作所述手持物理手柄选择所述虚拟按键；
步骤1003：若否，则在所述空间中隐藏所述虚拟键盘。
此外，本说明书实施例中的驻留时间还包括永久驻留，即将虚拟键盘永久显示在空间中。例如将驻留设置为一个无限大的时间值，或在设置永久驻留时停止记录第一时间以及判断第一时间之后是否有按下虚拟按键的步骤，实现虚拟键盘的永久驻留。
基于同一发明构思，本说明书实施例还提供了一种三维空间中的输入装置，如图11所示，包括，
虚拟键盘生成单元1101，用于在用户的空间中的下方且与显示界面呈预定角度的平面内生成虚拟键盘；
虚拟手柄生成单元1102，用于在所述虚拟键盘的上方生成L型的虚拟手柄，所述虚拟手柄的L型的第一边指向所述用户，在所述第一边生成虚拟握持部，所述用户在所述空间中握持所述虚拟握持部；所述虚拟手柄的L型的第二边指向所述虚拟键盘，所述第二边的长度为预定长度，所述第二边的端部为触发槌，所述触发槌用于敲击所述虚拟键盘上的虚拟按键，所述触发槌的尺寸小于所述虚拟按键的面积；
操作信息接收单元1103，用于接收所述用户手持物理手柄的操作信息；
输入单元1104，用于在所述空间中根据所述操作信息移动所述虚拟手柄，根据所述触发槌与所述虚拟键盘上的虚拟按键之间的位置关系确定所述用户选择的虚拟按键并输入。
通过上述装置所取得的有益效果与上述方法所取得的有益效果一致，本说明书实施例不做赘述。
如图12所示为本说明书实施例计算机设备的结构示意图，本文中的装置可以为本实施例中的计算机设备，执行上述本文的方法。计算机设备1202可以包括一个或多个处理设备1204，诸如一个或多个中央处理单元(CPU)，每个处理单元可以实现一个或多个硬件线程。计算机设备1202还可以包括任何存储资源1206，其用于存储诸如代码、设置、数据等之类的任何种类的信息。非限制性的，比如，存储资源1206可以包括以下任一项或多种组合：任何类型的RAM，任何类型的ROM，闪存设备，硬盘，光盘等。更一般地，任何存储资源都可以使用任何技术来存储信息。进一步地，任何存储资源可以提供信息的易失性或非易失性保留。进一步地，任何存储资源可以表示计算机设备1202的固定或可移除部件。在一种情况下，当处理设备1204执行被存储在任何存储资源或存储资源的组合中的相关联的指令时，计算机设备1202可以执行相关联指令的任一操作。计算机设备1202还包括用于与任何存储资源交互的一个或多个驱动机构1208，诸如硬盘驱动机构、光盘驱动机构等。
计算机设备1202还可以包括输入/输出模块1210（I/O），其用于接收各种输入(经由输入设备1212)和用于提供各种输出(经由输出设备1214)。一个具体输出机构可以包括呈现设备1216和相关联的图形用户接口(GUI)1218。在其他实施例中，还可以不包括输入/输出模块1210（I/O）、输入设备1212以及输出设备1214，仅作为网络中的一台计算机设备。计算机设备1202还可以包括一个或多个网络接口1220，其用于经由一个或多个通信链路1222与其他设备交换数据。一个或多个通信总线1224将上文所描述的部件耦合在一起。
通信链路1222可以以任何方式实现，例如，通过局域网、广域网(例如，因特网)、点对点连接等、或其任何组合。通信链路1222可以包括由任何协议或协议组合支配的硬连线链路、无线链路、路由器、网关功能、名称服务器等的任何组合。
本说明书实施例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存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法。
本说明书实施例还提供一种计算机可读指令，其中当处理器执行所述指令时，其中的程序使得处理器执行上述方法。
应理解，在本文的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本说明书实施例的实施过程构成任何限定。
还应理解，在本说明书实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本文的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，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。
在本文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。另外，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，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
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说明书实施例方案的目的。
另外，在本文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，也可以是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，本文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）执行本文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（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本文中应用了具体实施例对本文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文的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本文的思想，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文的限制。

Claims (19)

1. 一种三维空间中的输入方法，其特征在于， 包括，
在用户的空间中的下方且与显示界面呈预定角度的平面内生成虚拟键盘；
在所述虚拟键盘的上方生成L型的虚拟手柄，所述虚拟手柄的L型的第一边指向所述用户，在所述第一边生成虚拟握持部，所述用户在所述空间中握持所述虚拟握持部；所述虚拟手柄的L型的第二边指向所述虚拟键盘，所述第二边的长度为预定长度，所述第二边的端部为触发槌，所述触发槌用于敲击所述虚拟键盘上的虚拟按键，所述触发槌的尺寸小于所述虚拟按键的面积；
接收所述用户手持物理手柄的操作信息；
在所述空间中根据所述操作信息移动所述虚拟手柄，根据所述触发槌与所述虚拟键盘上的虚拟按键之间的位置关系确定所述用户选择的虚拟按键并输入。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在用户的空间中的下方且与显示界面呈预定角度的平面内生成虚拟键盘进一步包括：
在所述空间中的下方且与显示界面呈预定角度的平面内生成所述虚拟键盘，所述虚拟键盘的虚拟按键根据所述用户的观察角度呈现不同高度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述触发槌所在的第二水平面位于所述虚拟握持部最低点所在的第一水平面的下方，且所述第一水平面与所述第二水平面之间的距离为预定距离。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定角度等于90度，为所述用户在所述空间中观察到的角度值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定长度等于15厘米，为所述用户在所述空间中观察到的长度值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作信息包括所述用户沿着所述物理手柄的轴向转动所述物理手柄的转动信息；
在所述空间中根据所述操作信息移动所述虚拟手柄进一步包括：
根据所述转动信息沿着所述虚拟握持部的轴向转动所述虚拟手柄，以使所述第二边随着所述虚拟握持部的转动而形成扇形运动轨迹，所述触发槌沿着所述扇形运动轨迹的弦移动。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述用户的非输入状态下，若所述用户改变了所述虚拟手柄的L型第一边的指向，则根据改变后的所述第一边的指向，调整所述虚拟键盘的倾斜角度。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述用户身体的移动信息；
根据所述移动信息调整所述虚拟键盘在所述空间中的位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述移动信息调整所述虚拟键盘在所述空间中的位置进一步包括：
根据所述移动信息确定所述用户的坐立状态；
根据所述坐立状态调整所述虚拟键盘在所述空间中相对于所述用户观察角度的位置。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收所述用户的组合按键设定指令；
根据所述组合按键设定指令生成虚拟组合键，并记录所述虚拟组合键与所述组合按键设定指令中多个按键之间的关联关系；
生成包括所述虚拟组合键的虚拟键盘，以便于在所述空间中根据所述操作信息移动所述虚拟手柄，根据所述触发槌与所述虚拟键盘上的虚拟组合键之间的位置关系确定所述用户选择所述虚拟组合键后，输入所述虚拟组合键关联的多个按键。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在用户的空间中的下方且与显示界面呈预定角度的平面内生成虚拟键盘进一步包括：
在所述空间中生成第一子虚拟键盘和第二子虚拟键盘，所述第一子虚拟键盘与所述第二子虚拟键盘之间的距离为预定值。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述虚拟键盘的上方生成L型的虚拟手柄进一步包括：
分别在所述第一子虚拟键盘和第二子虚拟键盘的上方生成L型的第一虚拟手柄和第二虚拟手柄，所述第一虚拟手柄的触发槌用于敲击所述第一子虚拟键盘上的虚拟按键，所述第二虚拟手柄的触发槌用于敲击所述第二子虚拟键盘上的虚拟按键。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收所述用户设定的所述虚拟键盘的驻留在所述空间中的驻留时间；
根据所述驻留时间将所述虚拟键盘驻留在所述空间中。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，根据所述驻留时间将所述虚拟键盘驻留在所述空间中进一步包括：
记录所述用户操作所述手持物理手柄选择所述虚拟按键的时间，作为第一时间；
判断所述第一时间之后连续的所述驻留时间内，所述用户是否再次操作所述手持物理手柄选择所述虚拟按键；
若否，则在所述空间中隐藏所述虚拟键盘。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述空间中隐藏所述虚拟键盘之后，所述方法还包括：
接收所述用户的呼出键盘指令，并在所述空间中显示所述虚拟键盘。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述驻留时间还包括永久驻留。
17.一种三维空间中的输入装置，其特征在于， 包括，
虚拟键盘生成单元，用于在用户的空间中的下方且与显示界面呈预定角度的平面内生成虚拟键盘；
虚拟手柄生成单元，用于在所述虚拟键盘的上方生成L型的虚拟手柄，所述虚拟手柄的L型的第一边指向所述用户，在所述第一边生成虚拟握持部，所述用户在所述空间中握持所述虚拟握持部；所述虚拟手柄的L型的第二边指向所述虚拟键盘，所述第二边的长度为预定长度，所述第二边的端部为触发槌，所述触发槌用于敲击所述虚拟键盘上的虚拟按键，所述触发槌的尺寸小于所述虚拟按键的面积；
操作信息接收单元，用于接收所述用户手持物理手柄的操作信息；
输入单元，用于在所述空间中根据所述操作信息移动所述虚拟手柄，根据所述触发槌与所述虚拟键盘上的虚拟按键之间的位置关系确定所述用户选择的虚拟按键并输入。
18.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至16中任意一项所述方法。
19.一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存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至16中任意一项所述方法。
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