CN1224261C - 用于与实时的内容流相互作用的装置 - Google Patents

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Abstract

一种终端用户系统(10)，用于把实时内容流变换成一个输出表示，该系统包括使用户和该内容流相互作用的用户接口(30)。该用户接口包括可动的物体(32)和固定的物体(36)，其被分成多个部段(38)。用户通过使可动物体(32)在固定物体(36)上运动，并且被可动物体(32)撞击的固定物体(36)的每个部段(38)产生磁场来操作用户接口(30)。在固定物体(36)上产生的磁场的组合决定哪个内容流被致动或者解除致动。本发明使得用户能够按照自己的意愿修改该表示，而不仅仅作为观众。

Description

用于与实时的内容流相互作用的装置
技术领域
本发明涉及一种用于接收和显示实时的内容流的系统和方法。具体地说，本发明能够使用户和显示的实时的内容流相互作用并使该显示的实时的内容流人格化。
背景技术
讲故事和其它的叙述形式一直是娱乐和教育的流行形式。在这些最早的形式中，具有口头叙述，歌曲，书面通信，戏剧，以及印刷出版物。由于19世纪和20世纪的技术进步，现在可以把故事向在不同地点的大量的听众广播。广播媒体，例如收音机和电视机，通过同时向许多用户终端装置发送内容流或数据流，并且该转动装置把该流转换成音频与/或视频输出，使得故事讲述者能够向听众表达他们的思想。
这种广播媒体的局限性在于，它们向多个用户终端装置发送一个内容流，并因此传送一个不能偏离其预定的顺序的故事。这些装置的用户仅仅是旁观者，因而不能对故事的结果产生影响。用户可以在电视机或收音机上进行的和实时的内容流广播的唯一的相互作用是在在内容流之间进行转换，即通过改变频道进行该转换。向用户提供与故事讲述过程更多的相互作用，允许他们成为有创造性的并且按照其意愿帮助决定如何展开故事情节，因此使得其中的经历成为更令人愉快的，这将是有利的。
现在，计算机提供了一种使用户与实时的内容流相互作用的媒体。例如，已经创作了计算机游戏，这些游戏能够使用户控制位于虚拟环境例如洞穴或城堡中的人物的动作。游戏者必须控制他的人物，以便和其它人物相互作用，越过障碍物，并选择一条要在虚拟环境中走的路径。在在线计算机游戏中，实时的内容流从服务器向在一个网络上的多个个人计算机传输，使得多个游戏者可以和同一个人物、障碍物以及环境相互作用。虽然这种计算机游戏使用户具有一些用来决定故事如何展开(即对人物发生了什么)的自由度，该故事仍然趋于是非常重复的，因而缺少戏剧性的意义，这是因为要求人物重复相同的动作(例如开枪)，使得在游戏的大部分时间，产生相同的效果。
研发了多种儿童教育软件，这些软件使儿童能够在计算机上和讲述故事的环境相互作用。例如，LivingBooks研发了一种“相互作用书”，其把故事分成若干个场景，并且在每个场景播放一个短的生动的片断之后，使儿童能够控制场景中的多个要素(例如通过点击鼠标)来播放短的动画或滑稽故事。其它类型的软件为儿童提供了通过创作儿童自己的故事来表达他们的感情的工具。除去具有娱乐意义之外，已经证明，相互作用的讲述是发展儿童的语言、社交和认知技巧的强有力的工具。
不过，和这种软件相关的一个问题是，通常要求儿童使用键盘或者鼠标以便进行相互作用。这种输入装置必须用特定的方式控制，并需要儿童一定程度的手眼配合，因而很小的儿童使用时非常困难。此外，儿童的早期认知发展的一个非常重要的部分是应付他们的物理环境。通过“游戏”鼓励儿童进行相互作用的接口比常规的键盘和鼠标接口是有利的，因为从教育的观点看来，这是更有利的，其更直观，更容易使用，并且游戏对儿童提供参与学习过程的较大的动机。此外，扩展游戏区域(即如图可以相互作用的区域)的接口，以及使儿童能够和他们通常游戏的对象相互作用，可以促使更有趣的相互作用。
ActiMatesTMBarneyTM是由微软公司开发的一种相互作用的学习产品，其由嵌入活动的长毛绒洋娃娃中的小的计算机构成。该产品的更详细的说明由E.Strommen的论文“When the Interface is a TalkingDinosaur：Leaning Across Media with ActiMates Barney”Proceedingsof CHI’98，pages 288-295说明了。儿童通过挤压洋娃娃的手来进行游戏，挤压洋娃娃的脚趾收听歌曲，以及通过盖住洋娃娃的眼睛来玩“躲躲猫”。Actimates Barney还可以接收来自个人计算机的无线电信号，并在儿童玩由ActiMates提供的教育游戏的同时训练儿童。虽然这个特定的产品鼓励儿童当中的相互作用，但是该相互作用只涉及遵循一些指令。洋娃娃不教导创造力或协作精神，这对发展学习是非常重要的，这是因为其不允许儿童控制任何动作。
CARESS(Creating Aesthetically Resonant Environments inSound)是用于设计一种工具的项目，该工具利用把身体姿势转换成声音的计算机接口激发儿童发展创造力和交流技巧。该接口包括可佩戴的检测器，其检测肌肉的动作，并足够灵敏，以便检测特意的运动。这些检测器在使在身体上有问题的儿童表达自己并和别人交流，借以激发他们参加学习过程方面是尤其有用的。不过，CARESS项目不是期望设计一种使用户能够和内容流进行任何类型的相互作用的接口。
发明内容
本发明的目的在于使用户能够和在终端用户装置上接收的实时的内容流相互作用。这种目的在一种用户接口中实现了，该用户接口用于和一种接收内容流并将其转换成作为输出的表示的装置进行相互作用，该用户接口包括：可动的物体；固定的物体，其具有多个部段，每个部段当被该可动的物体接触时便产生磁场，其中根据可动物体对由固定物体的多个部段产生的磁场的影响来控制该表示。
实时内容流被转换成通过输出装置例如电视或计算机显示器向用户输出的表示。该表示传达一个叙述内容，其情节按照转换的实时内容流展开，并且通过致动或解除致动这些内容流，或者通过修改在这些内容流中传输的信息，用户和这些内容流的相互作用帮助确定故事的进展。
用户接口使用户能够以简单的、直接的、以及直观的方式与实时内容流相互作用。在与实时内容流相互作用的同时，用户接口向用户提供身体的和精神的刺激。
本发明的一个实施例涉及一种系统，该系统包括：终端用户装置，用于接收内容流并将其转换成一个表示；用户接口，其包括可动物体和具有多个部段的固定物体，每个部段当被该可动物体接触时产生一个磁场；以及一个输出装置，用于输出该表示，其中根据由该部段产生的磁场，该内容流在该表示中被致动或解除致动。
用户接口包括可动物体，其可以是磁的或者是金属的，并具有和其相关的特定磁场，以及固定物体，其被分成若干部段，每个部段能够具有和其相关的磁场。当用户滚动、投掷或者用其它方式使可动物体运动到固定物体上时，便在被可动物体接触或碰撞的固定物体的每个部段产生磁场。在每个部段产生的磁场对应于可动物体的磁场。在固定物体上产生的磁场的组合在系统中决定哪个内容流被致动或解除致动。
本发明的另一个实施例涉及一种用于把内容流转换成要被输出的表示的系统的方法，包括：使内容流和一个固定物体的一个或几个部段相关，该固定物体具有多个部段；在被可动物体接触的固定物体的每个部段上产生磁场；根据在和该内容流相关的固定物体的部段是否产生一个磁场来致动或解除致动该表示中的该内容流。
在从属权利要求中提出了不同的有利的实施例。
参照下面结合附图进行的详细说明将清楚地理解本发明的这些和其它的实施例。
附图说明
应当理解，这些附图只用于说明本发明，而不用于限制本发明，本发明只由所附的权利要求限制。
图1是说明用于把实时的内容流变换成一种表示的系统的配置的方块图；
图2说明本发明的用户接口；
图3A和图3B说明和所述的用户接口一道使用的具有两个不同的磁场的作为金属球的可运动的物体；
图4A，4B，和4C说明被设置在图3A和图3B的磁球内部的磁体的不同的配置；
图5说明其中按照所述的用户接口，一个可运动的物体表示要被致动或者要被解除致动的内容流的实施例；
图6是说明用于把实时的内容流转换成一种叙述的方法的流程图。
具体实施方式
现在参看附图，图1表示按照本发明的一个示例的实施例用于把实时的内容流转换成一种表示的系统的配置。终端用户装置10接收实时的数据流或内容流，并把该流转换成适合于在输出装置15上向用户输出的形式。终端用户装置10可以作为硬件、在微处理器上执行的软件、或者二者的组合被构成。本发明的终端用户装置10和输出装置15的一种可能的实施方案是对要发送给电视机的数据流进行译码的机顶盒。终端用户装置10也可以在个人计算机系统中被实施，用于译码并处理要输出到计算机的CRT显示器和扬声器上的数据流。许多不同的结构都是可能的，如同本领域普通技术人员熟知的那样。
实时的内容流可以是按照适用于压缩和传输多媒体数据的标准编码的数据流，该标准例如是活动图像专家组(MPPG)标准系列，尤其是MPEG-4标准系列中的一种标准。不过，实时的内容流不限于任何特定的数据格式或编码方案。如图1所示，实时的内容流可以通过有线或无线网络，从几个不同的外部源其中之一，例如电视广播电台50或计算机网络服务器传输给终端用户装置。另外，实时的数据流可以从和终端用户装置相连的数据存储装置70，例如CD-ROM，软盘，或数字通用盘(DVD)取得。
如上所述，实时的内容流通过输出装置15被转换成要和用户通信的表示。在本发明的示例的实施例中，该表示向用户传送一个故事或者叙述内容。不像现有技术的系统那样，该系统仅仅传送其情节是由实时的内容流预先确定的故事，本发明包括用户接口30，其使得用户能够通过致动或解除致动和故事相关的内容流，和故事相互作用，并帮助决定故事的发展。例如，每个内容流可以使故事遵循一个特定的故事情节，并且用户通过致动一个特定的流或者情节来决定如何使情节展开。因此，本发明使用户能够发挥创造性并按照自己的意愿使故事个性化。
不过，本发明不限于把实时的内容流转换成要被呈现给用户的故事。按照本发明的其它示例的实施例，可以使用实时的数据流传送歌曲、诗歌、音乐乐曲、游戏、虚拟环境、可修改的图像、或者任何其它类型的用户可以按照其个人意愿修改的内容。
如上所述，图2详细示出了用户接口30，包括可运动的物体32和被划分成各部段38的固定的物体36。图2表示一个示例的实施例，其中可运动的物体32被制成一个磁球，固定的物体36被制成一个垫板。本发明的用户接口30决不限于磁球和垫板结构。固定物体36可以采取可被分成可辨别的部分的任何静止的物体的形式。此外，可运动的物体可以包括任何类型的具有磁场的金属的或磁的物体，其可以被投掷、滚动，或者以某种方式使其运动到固定物体36上的其中一个部分上。不过，为了更容易地说明本发明，下面根据用户接口的磁球/垫板结构说明本发明的几个示例的实施例。
磁球32具有由被嵌入球内部的磁体34产生的相关的磁场。按照一个示例的实施例，磁球32可以具有正磁场或负磁场。此外，图3A和图3B表示另一个示例的实施例，其中磁球32由两个半球32A、32B构成，其中半球32A具有正磁场，半球32B具有负磁场。
图4A表示本发明的一个示例的实施例，其中由置于磁球32的中心的磁体34在磁球32内产生磁场。图4B表示另一个示例的实施例，其中磁体34被偏心地置于磁球32内。图4C表示另一个示例的实施例，其中磁球具有正磁场和负磁场，它们分别由两个不同的磁体34a，34b产生。
用户通过把磁球32在垫板36上滚动或者把磁球投掷到垫板上来和终端用户装置10相互作用。按照本发明的一个示例的实施例，当磁球32和垫板部段38实现接触时，便在该垫板部段38上产生和磁球32的磁场相对应的磁场。换句话说，如果具有正磁场的磁球32撞击一个特定部段38，则在该特定的垫板部段38产生正磁场。负磁场将在被具有负磁场的磁球32撞击的任何垫板部段38产生。如果如图3A、3B所示的具有正负磁场的磁球32撞击垫板部段38，则产生和撞击该垫板部段38的球的任一个半球相应的磁场(即在由具有正磁场的半球撞击的每个部段38产生正磁场，在由具有负磁场的半球撞击的每个部段38产生负磁场)。
在示例的实施例中，涉及由于用户的相互作用而在每个垫板部段3 8产生的磁场的信息可被存储在一个存储装置中。这个磁场信息可在终端用户装置10、被集成在垫板36内的存储装置、或其它位置被存储。因而，和垫板部段38相关的磁场可以由终端用户装置10按照由于用户的相互作用(利用球32和垫板36)而产生的磁场来检测，或者按照垫板部段38以前存储的磁场信息来检测。
不过，并不是所有的磁场都是由于用户的相互作用而在垫板36上产生的。在一个示例的实施例中，磁场可以按照和由内容提供者提供的内容流一道传输的信息被产生在某个垫板部段38。例如，可以和在终端用户装置10接收的实时内容流一道提供控制数据，该控制数据使得在某个垫板部段38产生磁场。这使得实时内容流的创建者能够进行关于哪些内容流被致动，哪些内容流被解除致动的控制。叙述内容的创建者通过按照在传输的实时内容流内的控制数据致动或解除致动某个内容流，可以进行关于情节如何展开的一定数量的控制。
终端用户装置10按照在垫板36上产生的磁场决定哪个内容流应当被致动或解除致动。在一个示例的实施例中，每个垫板部段38相应于一个特定的实时内容流。在垫板部分产生的正磁场可以使相应的内容流被致动，而负磁场可以使一个内容流解除致动。在这种实施例中，根据用户是否愿意致动或解除致动一个特定的内容流，用户可以在往垫板上投掷具有正磁场的磁球32或者具有负磁场的磁球32之间进行选择。用户可以选择具有正负两种磁场的球，以便随机地致动或解除致动内容流。
此外，垫板36可以包括表示哪种类型的内容流相应于每个垫板部段38的标记。例如，如果一个特定的垫板部段38相应于一个这样的内容流，当该内容流被致动时，则在表示上出现青蛙，则在那个特定的垫板部段38上画上青蛙的图像。如果另一个部段38相应于正在拔剑的主人公，则在部段38上画上剑的图像。
按照另一个实施例，内容流可以按照在不同的垫板部段38产生的正负磁场的组合被致动或解除致动。在这个实施例中，终端用户装置10把在垫板36上产生的组合磁场反映成内容流的相应的致动和解除致动。
本发明的另一个示例的实施例包括相应于一个内容流的磁球32。在这个实施例中，磁球32被投掷到垫板36上或者在垫板36上滚动，按照磁球32落入的垫板部段38的磁场，由磁球32表示的内容流被致动或者解除致动。这个实施例的例子示于图5中，该图表示两个用户和系统相互作用。第一个用户通过在垫板上滚动或投掷磁球32在垫板的不同部分上产生磁场。被磁球32撞击的每个垫板部段38产生和磁球32的磁场相似的磁场，如上面结合图2所述。然后，第二个用户在垫板36上投掷或滚动相应于一个内容流的磁球32，以便决定该内容流是否被致动或解除致动。例如，如果磁球32落入具有正磁场的垫板部段38，则由磁球32表示的内容流被致动；此外，如果球32落入具有负磁场的部段38，则内容流被解除致动。还应当注意，在这个实施例中，代替使用磁球32，在终端用户装置10接收的实时内容流可以确定在每个垫板部段38产生的磁场。
在另一个示例的实施例中，垫板36的每个部段38具有或正或负的磁场。此外，磁球32具有其自身的磁场。当磁球32被滚动或投掷到垫板36上时，其被具有相反极性的磁场的部段38吸引，而被具有相同极性的磁场的部段38排斥。该吸引和排斥帮助确定磁球32的轨迹。在这个实施例中，根据磁球32的轨迹一个或几个数据流可以被致动或解除致动。
如上所述，本发明的一个示例的实施例涉及一种终端用户装置，该装置把实时的内容流变换成通过输出装置15呈现给用户的叙述内容。这个实施例的一种可能的实施是交互式电视系统。终端用户装置10可以作为机顶盒来实现，输出装置15可以是电视机。下面结合图6所示的流程图100说明用户和这种系统相互作用的过程。
在步110，终端用户装置10接收相应于一个叙述内容的新场景的数据流，并立即处理该数据流，从而提取场景数据。每个叙述内容的表示包括一系列场景。每个场景包括一个背景，按照该背景发生某个类型的动作。此外，每个场景具有多个和其相关的内容流，其中每个内容流引入或改变影响故事情节的要素。
例如，一个内容流的致动可以使人物完成某个动作(例如，王子开始沿某个方向散步)，引起某个影响该背景的事件发生(例如，暴风雨，地震)，或者在故事中引入新的角色(例如青蛙)。与此相反，内容流的解除致动可以使人物停止进行某个动作(例如王子停止散步)，终止一个事件(例如暴风雨或地震结束)，或者使角色离开故事(例如青蛙跳着离开)。
内容流的致动或解除致动也可以改变在表示中的物体的内部属性或特征。例如，一个特定流的致动可以使人物例如王子的表情从幸福变为悲哀。这种改变在表示中可以是直接明显的(例如王子的微笑变成皱眉头)，或者可以到后来才在表示中出现。这种内部的改变不限于人物，而是可应用于作为表示的一部分的任何物体，该物体包含一些可以改变的特征或参数。
在步120，机顶盒译码提取的场景数据，提取的背景被显示在电视屏幕上，连同一些指示，告诉用户其必须利用用户接口30决定故事如何展开。结果，用户在垫板36上滚动磁球，如步130中所示，借以在不同的垫板部段38上产生正/负磁场。
在步140，机顶盒确定在每个垫板部段38产生的是正的或负的磁场，并把所得的合成磁场映射为一个或几个要被致动和/或解除致动的内容流。如上所述，每个垫板部段38可以相应于不同的内容流。因此，根据由磁球32接触的部段38，多个不同的动作或事件可以在叙述内容中发生。在步150，按照致动的/解除致动的内容流在电视上显示新的叙述内容情节。在这个特定的例子中，每个内容流是MPEG-4文件，其被致动时便在电视机上播放。
在步160，机顶盒确定致动的内容流是否必定使故事情节进展到一个新的场景。如果是，则处理返回步110，接收相应于新的场景的内容流。不过，如果故事情节不需要一个新的场景，则机顶盒在步170确定叙述内容是否达到一个合适的结束点。如果不是，则指示用户利用用户接口30，以便致动或者解除致动内容流，借以使故事继续进行。图6的流程图和上面相应的说明用于说明一个示例的实施例，而不是用于限制本发明。
本发明提供了一种在儿童的发展教育方面具有许多用途的系统。本发明通过使儿童借助于和一个表示例如故事相互作用并修改该表示而进行自我表达，从而提高创造性并发展交流技巧。儿童将发现本发明的用户接口30是直观的，并且容易使用，因为其只需要大多数儿童都相当熟悉的动作，例如滚球或投球。此外，用户接口30的好玩的特性对儿童提供了和该系统相互作用的动机。此外，接口30的好玩的特性可以诱导儿童学习某个物体是如何和其它物体相互作用的。
不过，应当注意，本发明的输入装置30决不限于儿童使用，也不限于教育应用。本发明提供了一种直观的、刺激的接口，用于和适合于所有年龄的用户的许多不同的表示相互作用。
利用本发明，用户可以和该表示进行许多不同的相互作用。如上所述，通过使人物完成某类动作，或者通过启动某个影响背景和影响其中所有人物的事件，例如自然灾害或风暴，用户可以影响故事的进展。用户接口30还可以只用于改变背景内的细节，例如改变大楼的颜色或森林中的树木的数量。不过，用户不限于和叙述性的表示相互作用。用户接口30可用于选择图像中所示的要素，确定在歌曲或者诗歌中使用的歌词，在游戏中使物体转弯，和计算机模拟相互作用，或者进行使得能够在一个表示内进行自我表达的任何类型的相互作用。
用户的相互作用具有和用户接口30所需的操作非常合乎逻辑的连接。例如，用户可以通过使磁球在垫板36上沿相同的方向滚动来使人物沿某个方向运动。此外，用户可以利用本发明进行需要和用于操纵用户接口30的动作类似的动作的计算机模拟的游戏或运动。其中的例子包括通过在垫板上滚动磁球32来模拟保龄球进入球道，或者通过在垫板上弹动磁球来模拟弹球的弹射。类似地，用户接口30可被这样修改，使得可以和金属球32以及垫板36结合而利用其它的物品。可以通过利用一个球杆在垫板36上撞击金属球32来模拟撞球游戏，此外，可以通过利用高尔夫球棍在垫板36上撞击金属球32来模拟打高尔夫球。
如上所述，本发明的用户接口30不限于包括磁球32和垫板36的实施例。本发明覆盖任何类型的这种用户接口，其中可动物体(具有磁场或者具有其它条件)对固定物体或者对其自身环境的空间关系确定内容流的致动或解除致动。
例如，用户接口30可以包括呈骰子形式的可动物体32，其在呈游戏板形式的固定物体36上滚动，并且骰子在游戏板上的位置确定哪个流被致动或者解除致动。这种相互作用对于经常玩游戏板游戏的儿童应当是熟悉的。用户接口30还可以作为玩具汽车来实施，其在一个模拟街道的垫子或地毯上滚动，其中内容流根据汽车在街道上的位置被致动。在上述的另外的实施例中，游戏板和垫子可以包括由传感器例如压电电缆构成的网格，用于检测物体的位置。
此外，用户接口30可以包括含有传感器的单个的物体，用于确定该物体在用户的环境内的位置。用户可以投掷或滚动可动物体32(例如球、玩具车或飞机等)，并且在物体内的传感器确定该物体沿什么方向行进了多远。传感器的输出可以通过有线信号或无线信号传递给终端用户装置10，其结果是致动或解除致动内容流。不过，用户不限于投掷、滚动或者手动地移动可动物体32。例如，可动物体32可以是一个遥控玩具(例如汽车、机器人等)，其运动由用户控制。
本发明已经参照示例的实施例进行了说明。显然，对于本领域的技术人员，不脱离权利要求的范围和构思，可以作出多种改变和改型。权利要求中的标号只是用于说明，而不用于限制权利要求的范围。

Claims (6)

1.一种用于和装置(10)进行相互作用的用户接口(30)，所述装置可操作地接收内容流并将该内容流转换成要被输出的表示，所述用户接口(30)包括：
可动的物体(32)；
固定的物体(36)，其具有多个部段(38)，每个部段(38)可操作使得所述可动的物体(32)与所述部段(38)的接触产生磁场，所述磁场具有正极性或负极性，并且一个或多个所述部段(38)与一个或多个相对应的内容流相关联；
其中响应于其相对应的一个或多个部段(38)中产生的磁场的正极性或负极性来致动或解除致动所述一个或多个相对应的内容流，以便控制该表示。
2.如权利要求1所述的用户接口(30)，其中所述可动物体(32)具有正极性或负极性的磁场，在操作中被所述可动物体(32)接触的部段(38)产生的磁场的所述极性和所述可动物体(32)的磁场的极性相同。
3.如权利要求1所述的用户接口(30)，其中所述可动物体(32)包括第一和第二部分，所述第一部分具有正极性磁场，所述第二部分具有负极性磁场，
其中当所述可动物体(32)的第一部分接触部段(38)时，由该部段(38)产生的磁场的极性是正的，并且其中当所述可动物体(32)的第二部分接触部段(38)时，由该部段(38)产生的磁场的极性是负的。
4.如权利要求1所述的用户接口(30)，其中每一个所述表示包括叙述内容。
5.一种用于在一系统中把内容流转换成要被输出的表示的方法，所述方法包括以下步骤：
使一个或多个所述内容流和固定物体(36)的一个或多个相对应的部段(38)相关联；
在被可动物体(32)接触的所述固定物体(36)的一个或多个所述部段(38)上产生磁场，所述磁场具有正极性或负极性；
根据在所述固定物体(36)的所述一个或多个相对应的部段(38)是否产生磁场来致动或解除致动所述表示中的所述一个或多个内容流。
6.一种系统，该系统包括：
终端用户装置(10)，用于接收内容流并将该内容流转换成表示；
用户接口(30)，其包括可动物体(32)和具有多个部段(38)的固定物体(36)，每个部段(38)可操作使得所述可动的物体(32)与所述部段(38)的接触产生磁场，所述磁场具有正极性或负极性，并且一个或多个所述部段(38)与一个或多个相对应的内容流相关联；
一输出装置(15)，用于输出该表示；
其中响应于其相对应的一个或多个部段(38)中产生的磁场的正极性或负极性来致动或解除致动所述一个或多个相对应的内容流，以便控制该表示。
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