CN207718322U - 体验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种体验装置,本实用新型的体验装置可包括:虚拟形象,在第一空间进行移动;以及模拟器,以能够使位于第二空间的体验人员体验到如同乘坐在上述虚拟形象般的体验的方式对上述体验人员施加刺激。根据本实用新型,可提高现实感,并能够以相对少的时间和费用体验到多种环境。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种体验装置,更详细地,涉及可使体验人员身临其境般体验规定环境的体验装置。
背景技术
通常,人们有一种自身并不亲身体验规定环境(例如,平时很难体验到的环境)也想得到身临其境般的体验的欲望,为了满足这种欲望,近来开发了自作虚拟现实并向体验人员提供所制作的虚拟现实的体验装置。
在韩国授权实用新型公报0342223号中公开了现有体验装置。
但是,这种现有体验装置存在现实感差的问题。即,通过现有体验装置体验到的环境是制作人员事先通过计算机制作的虚拟现实,并非实际环境。而且,考虑到时间和费用,使所制作的虚拟现实达到实际环境水平,这不太现实,因此,只能体验到与实际环境有差距的虚拟现实,这只能导致现实感下降。另一方面,现有体验装置仅向体验人员提供影像,因而存在体验人员通过视觉感受到的刺激和通过物理动作感受到的刺激不一致的问题。因此,存在体验人员感受到差异、投入度下降、导致现实感下降的问题。
并且,体验起来相当费时且费用高,因而存在可体验的环境受限的问题。即,除了开发及制造用于向体验人员提供刺激的设备所需的时间和费用之外,制作虚拟现实也相当费时且费用高。尤其,为了提高现实感而提高虚拟现实的质量方面的所需时间和所需费用更加增加。而且,像这样投入相当长的时间和相当昂贵的费用也只是制作一个虚拟现实,为了体验的多样性而制作多种虚拟现实将使时间和费用方面呈几何级数增加。最终,能够制作的虚拟现实的质量和种类存在局限性,因此,只能导致可体验的环境受限。
实用新型内容
因此,本实用新型的目的在于提供提高现实感的体验装置。
并且,本实用新型的另一目的在于提供减少体验所需的时间和费用并可体验多种环境的体验装置。
为了实现如上所述的目的,本实用新型提供的体验装置包括:虚拟形象,在第一空间进行移动;以及模拟器,以能够使位于第二空间的体验人员体验到如同乘坐在上述虚拟形象般的体验的方式对上述体验人员施加刺激。
上述虚拟形象在上述第一空间移动的过程中通过收集其所经历的影像及动作来向上述模拟器传送,上述模拟器向体验人员提供从上述虚拟形象接收的影像及动作。
上述虚拟形象在上述第一空间移动的过程中还通过收集其所经历的声音来向上述模拟器传送,上述模拟器还可向上述体验人员提供从上述虚拟形象接收的声音。
上述虚拟形象可包括:本体,用于形成外观;移送机构,用于使上述本体移动;拍摄设备,用于收集能从上述本体看到的影像;动作捕捉器,用于收集向上述本体施加的物理动作;以及传送设备,用于向上述模拟器传送通过上述拍摄设备收集的影像及通过上述动作捕捉器收集的动作。
上述虚拟形象能够以通过使上述移送机构由移动物体或生命体构成来使上述虚拟形象安装在上述移动物体或生命体的方式形成,或者上述虚拟形象能够以通过使上述移送机构由上述移动物体的驱动源构成来使上述虚拟形象本身成为上述移动物体。
上述移动物体可以为车辆、航空器、导弹、火箭、船舶中的一种。
上述移动物体可由可沿着设置于上述第一空间的轨道移动的车辆构成。
上述轨道及上述移动物体能够以比可使体验人员乘坐的规模小的规模形成。
可沿着上述轨道配置多种广告板或多种特效装置。
上述模拟器可包括:操作设备,用于接收体验人员的输入数据;以及通信设备,与上述虚拟形象的传送设备电连接,向上述传送设备传送通过上述操作设备接收到的输入数据,以使上述移送机构根据通过上述操作设备、上述通信设备及上述传送设备接收到的上述输入数据进行运行的方式来可使体验人员运行上述虚拟形象。
可在上述本体与上述拍摄设备之间设置用于防止上述本体的振动向上述拍摄设备传递的缓冲设备。
上述模拟器可包括:影像设备,用于向体验人员提供从上述虚拟形象接收的影像;以及乘坐设备,用于向体验人员提供从上述虚拟形象接收的动作。
上述拍摄设备可收集包围上述虚拟形象的全方位影像,上述影像设备可提供由上述拍摄设备收集的全方位影像中的与体验人员的视野相对应的影像。
上述拍摄设备可在包围上述虚拟形象的全方位影像中收集上述拍摄设备的视场角内的影像,可根据体验人员的视野来调节上述拍摄设备的视场角,上述影像设备可提供由上述拍摄设备收集的影像。
上述影像设备由头戴式显示器(HMD,Head Mount Display)设备形成,在上述影像设备设置有用于检测上述影像设备的动作的第一检测部,在上述乘坐设备设置有用于检测上述乘坐设备的动作的第二检测部,可从上述第一检测部的测定值减去上述第二检测部的测定值并从上述减值运算出上述体验人员的视野。
上述虚拟形象和上述模拟器能够以使由上述影像设备呈现的动作和由上述乘坐设备提供的动作相一致的方式形成。
在上述虚拟形象中,上述拍摄设备以时间线为基准来收集影像,上述动作捕捉器以上述时间线为基准来收集动作,将上述时间线、以上述时间线为基准来收集的影像和动作合并成一个文件来向上述模拟器传送,在上述模拟器中,上述影像设备以一个上述文件为基础来向体验人员提供以上述时间线为基准的影像,上述乘坐设备以一个上述文件为基础来向体验人员提供以上述时间线为基准的动作。
上述模拟器能够以事先确定的频率间隔对需由上述影像设备提供的目标影像和由上述影像设备提供的实际影像进行比较并实现一致化,上述模拟器能够以事先确定的时间间隔对需由上述乘坐设备提供的目标动作和由上述乘坐设备提供的实际动作进行比较并实现一致化。
上述时间线可包括多个时间戳,可将上述多个时间戳中的与上述目标影像及上述目标动作相对应的时间戳定义为目标时间戳,可将上述多个时间戳中的与上述实际影像相对应的时间戳定义为实际影像时间戳,可将上述多个时间戳中的与上述实际动作相对应的时间戳定义为实际动作时间戳。在此情况下,上述模拟器可通过对上述目标时间戳和上述实际影像时间戳进行比较来比较上述目标影像和上述实际影像是否一致,上述模拟器可通过对上述目标时间戳和上述实际动作时间戳进行比较来比较上述目标动作和上述实际动作是否一致。
在上述模拟器中,在上述实际影像时间戳比上述目标时间戳早的情况下,上述影像设备能够以比事先确定的速度快的速度提供影像,在上述实际影像时间戳比上述目标时间戳晚的情况下,上述影像设备能够以比事先确定的速度慢的速度提供影像,在上述实际动作时间戳比上述目标时间戳早的情况下,上述乘坐设备能够以比事先确定的速度快的速度提供移动,在上述实际动作时间戳比上述目标时间戳晚的情况下,上述乘坐设备能够以比事先确定的速度慢的速度提供动作。
上述乘坐设备可包括:乘坐部,向体验人员提供能够乘坐的空间;以及驱动部,用于使上述乘坐部产生动作。
上述驱动部可由具有多个自由度的机械臂形成。
上述驱动部可由可使上述乘坐部产生俯仰、偏航、滚动及往复运动中的至少一种的陀螺机构形成。
上述驱动部可包括:机械臂,具有多个自由度;以及陀螺机构,设置于上述机械臂的自由端部与上述乘坐部之间,以上述机械臂的自由端部为基准来使上述乘坐部产生俯仰、偏航、滚动及往复运动中的至少一种。
上述驱动部可由具有任意自由度的运动模拟器形成。
上述模拟器可实时向体验人员提供上述虚拟形象所经历的影像及动作,或者可在对上述虚拟形象所经历的影像及动作进行存储之后,每当体验人员所要进行体验时向上述体验人员提供。
本实用新型的体验装置可通过包括在第一空间进行移动的虚拟形象及以可使位于第二空间的体验人员体验到如同乘坐在上述虚拟形象般的体验的方式对上述体验人员施加刺激的模拟器来提高现实感。
并且,本实用新型可减少体验所需的时间和费用,可实现对多种环境的体验。
附图说明
图1为示出本实用新型一实施例的体验装置的立体图。
图2为示出图1中的体验装置中的虚拟形象的内部的立体图。
图3为示出图1中的体验装置中的在虚拟形象所移动的轨道所设置的广告板的立体图。
图4为示出图1中的体验装置中的在虚拟形象所移动的轨道所设置的特效装置的立体图。
图5为示出图1中的体验装置中的模拟器使乘坐部俯仰的场景的侧视图。
图6为示出图1中的体验装置中的模拟器使乘坐部偏航的场景的俯视图。
图7为示出图1中的体验装置中的模拟器使乘坐部滚动的场景的主视图。
图8为示出图1中的体验装置中的模拟器使乘坐部进行往复运动的场景的主视图。
图9为用于说明图1中的体验装置的视野对应影像提供及视野校正概念的图表。
图10为示出本实用新型另一实施例的体验装置的立体图。
图11至图14为分别示出图10中的体验装置的模拟器所提供的移动的立体图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本实用新型的体验装置进行详细说明。
图1为示出本实用新型一实施例的体验装置的立体图,图2为示出图1中的体验装置中的虚拟形象的内部的立体图,图3为示出图1中的体验装置中的在虚拟形象所移动的轨道所设置的广告板的立体图,图4为示出图1中的体验装置中的在虚拟形象所移动的轨道所设置的特效装置的立体图,图5为示出图1中的体验装置中的模拟器使乘坐部俯仰的场景的侧视图,图6为示出图1中的体验装置中的模拟器使乘坐部偏航的场景的俯视图,图7为示出图1中的体验装置中的模拟器使乘坐部滚动的场景的主视图,图8为示出图1中的体验装置中的模拟器使乘坐部进行往复运动的场景的主视图,图9为用于说明图1中的体验装置的视野对应影像提供及视野校正概念的图表。
参照图1至图9,本实用新型一实施例的体验装置可包括:虚拟形象(avatar)100,在第一空间进行移动;以及模拟器(simulator)200,以可使位于与上述第一空间不同的第二空间的体验人员体验到如同乘坐在上述虚拟形象100般的体验的方式对上述体验人员施加刺激。
其中,空间可意味着视觉空间。即,如同本实施例,上述第一空间和上述第二空间可以是位置不同、时间相同的概念,也可以如同后述的另一实施例,上述第一空间和上述第二空间可以是位置和时间均不相同的概念。对此,将在后述内容进行详细说明。
上述虚拟形象100收集上述虚拟形象100在上述第一空间移动的过程中所经历的影像及动作来向上述模拟器200传送。
具体地,上述虚拟形象100包括:本体(body)110,用于形成外观;移送机构120,用于使上述本体110移动;拍摄设备130,用于收集能从上述本体110看到的影像;动作捕捉器140,用于收集向上述本体110施加的物理动作;以及传送设备150,用于向上述模拟器200传送通过上述拍摄设备130收集的影像及通过上述动作捕捉器140收集的动作。
上述本体110可包括:框架112,用于支撑上述移送机构120、上述拍摄设备130、上述动作捕捉器140及上述传送设备150;以及盖114,用于覆盖上述框架112。
上述移送机构120可包括:电池122,用于储存及释放电力;马达124,将从上述电池122供给的电力转换成驱动力;动力传递机构126,用于传递在上述马达124产生的驱动力;以及轮128,借助从上述动力传递机构126传递的驱动力进行旋转。其中,上述移送机构120以电驱动的方式形成,也可通过其他方式(例如,利用化学能的引擎及变速器等)驱动。
上述拍摄设备130可由对包围上述虚拟形象100(更准确为拍摄设备130)的360度全方位影像或上述全方位影像中的一部分进行拍摄的摄像头(例如,全方位摄像头、采用鱼眼镜来使视场角达到180度以上的双眼式立体摄像头)形成。
上述动作捕捉器140可包括陀螺(gyro)传感器、加速度传感器等,以便收集方向的转换、减速、加速、旋转、方向性等。
上述传送设备150可由射频(RF)域的无线收发装置形成。
其中,本实施例的虚拟形象100可由可沿着设置于上述第一空间的轨道300移动的车辆(例如,滑行车)形成,可沿着上述轨道300来在上述轨道300配置用于进行广告的多种广告板310及用于提高吸引力(attraction)的多种特效装置320,例如可释放火焰、水、烟雾、激光等的特效装置320。而且,为了减少设置及运行所需的空间及费用,上述虚拟形象100、上述轨道300、上述广告板310及上述特效装置320能够以比可使体验人员乘坐的规模小的规模(例如,小型规模)形成。
另一方面,上述虚拟形象100能够以与上述模拟器200一同提供上述全方位影像中的将要后述的视野对应影像的方式形成。对此,将在后述中进行详细说明。
并且,上述虚拟形象100还包括信息处理用计算板160,来与上述模拟器200一同,使得将要后述的影像设备220呈现的移动与由将要后述的乘坐设备230提供的移动相一致。对此,将在后述中进行详细说明。
并且,为了收集稳定、质量高的影像,上述虚拟形象100还可包括缓冲设备170,上述缓冲设备170设置于上述本体110与上述拍摄设备130之间,用于防止上述本体110的振动向上述拍摄设备130传递。上述缓冲设备170可包括:环形部172,收容上述拍摄设备130并固定于上述本体110(更准确为框架112);以及缓冲部174,设置于上述环形部172的内周面与上述拍摄设备130之间,以可使上述拍摄设备130在上述环形部172的内部进行相对运动的方式支撑上述拍摄设备130。上述缓冲部174以上述拍摄设备130为中心来形成放射状,可由橡胶等的弹性材质形成。
上述模拟器200向体验人员提供从上述虚拟形象100接收的影像及动作。
具体地,上述模拟器200可包括:通信设备(未图示),与上述虚拟形象100的传送设备150电连接,从上述虚拟形象100接收影像和动作(更准确为对时间线、以上述时间线为基准来收集的影像和动作进行合并的文件);影像设备220,用于向体验人员提供通过上述通信设备(未图示)接收的影像;乘坐设备230,用于向体验人员提供通过上述通信设备(未图示)接收的移动;以及控制设备(未图示),用于控制上述影像设备220和上述乘坐设备230。以下,将向体验人员提供的影像称作体验影像,将向体验人员提供的物理动作称作体验移动。
上述通信设备(未图示)由无线通信装备形成,不仅从上述传送设备150接收影像及动作,而且,如同另一实施例,还可接收声音等的其他信息,可向上述传送设备150传送输入数据等的信息。即,上述传送设备150和上述通信设备(未图示)以可进行双向通信的方式形成。
上述影像设备220用于使体验人员通过视觉体验到如同乘坐在上述虚拟形象100般的体验,可包括用于显示上述体验影像的影像显示部(液晶显示器)。
上述乘坐设备230用于使体验人员通过物理动作体验到如同乘坐上述虚拟形象100般的体验,可包括:乘坐部232,向体验人员提供可乘坐的空间;以及驱动部234,通过使上述乘坐部232进行直线运动及旋转运动来提供上述体验移动。
上述乘坐部232可包括:椅子,可供体验人员入座;安全带,防止体验人员从上述椅子脱离;以及把手,以使体验人员得到心理稳定的方式可供体验人员把持。
而且,上述乘坐部232还可包括:支架,用于以可拆装的方式设置上述影像设备220;防脱离机构,用于防止上述影像设备220从上述支架远离比事先确定的隔开距离更远;以及电源电缆,用于从上述支架向上述影像设备220侧供给电源。
上述驱动部234可在相对少受空间制约的情况下向体验人员提供使得上述体验人员感到如同乘坐在实际机构(虚拟形象100)般的感受的物理动作。即,上述体验影像中的动作并不通过实际机构来提供,而是由在比上述实际机构的运行空间狭小的规定的有限空间内运行的上述驱动部234来提供。
这种上述驱动部234可由可使上述乘坐部232三维移动的多种结构形成,在本实施例中,能够以在使上述驱动部234的设置所需空间最小化的情况下使得上述空间中的移动自由度极大化的方式由可使上述乘坐部232产生俯仰(Pitching)、偏航(Yawing)、滚动(Rolling)及往复运动的陀螺机构形成。其中,往复运动意味着上述乘坐部232沿着远离或靠近用于支撑上述陀螺机构的结构物的方向进行的运动。
上述陀螺机构可包括:第一机构G100,用于使上述乘坐部232产生如图6所示的偏航以及使上述乘坐部232产生如图8所示的往复运动;第二机构G200,用于使上述乘坐部232产生如图5所示的俯仰;以及第三机构G300,用于使上述乘坐部232产生如图7所示的滚动。
上述第一机构G100能够以上述结构物为基准来进行旋转及往复运动。
具体地,在上述结构物形成用于使上述第一机构G100插入的第一连接槽(未图示),上述第一机构G100肯包括:底座部G110,插入于上述第一连接槽(未图示);以及臂部G120,从上述底座部G110向上述结构物的相反侧延伸,用于支撑上述第二机构G200。
上述底座部G110以在插入于上述第一连接槽(未图示)的状态下能够以上述第一连接槽(未图示)的深度方向作为旋转轴来旋转的方式形成,并能够以可沿着上述第一连接槽(未图示)的深度方向进行往复运动的方式形成。
而且,可在上述结构物与上述第一机构G100(更准确为底座部G110)之间形成用于产生上述第一机构G100的旋转运动所需的驱动力的第一促动器(未图示)及用于产生上述第一机构G100的往复运动所需的驱动力的第二促动器(未图示)。
其中,虽然未单独示出,但还能够以使上述第一机构能够以上述结构物为基准来进行旋转并使用于支撑上述第二机构的部位可沿着远离或靠近上述结构物的方向进行往复运动的方式形成。即,上述臂部包括:第一臂部,与上述底座部固定结合;以及第二臂部,支撑上述第二机构并以可相对于上述第一臂部进行往复运动的方式相结合,上述底座部能够以在插入于上述第一连接槽的状态下能够以上述第一连接槽的深度方向作为旋转轴来仅进行旋转运动的方式形成。在此情况下,可在上述结构物与上述第一机构之间形成上述第一促动器,可在上述第一臂部与上述第二臂部之间形成用于产生上述第二臂部的往复运动所需的驱动力的第二促动器。
上述第二机构G200被上述第一机构G100(更准确为臂部G120)支撑,能够以可沿着与上述第一机构G100的旋转轴相垂直的方向旋转的方式形成。
具体地,在上述第一机构G100的臂部G120形成沿着与上述第一连接槽(未图示)的深度方向相垂直的方向延伸的第二连接槽(未图示),上述第二机构G200可包括:铰链部(未图示),插入于上述第二连接槽(未图示);以及环形框架部G220,从上述铰链部(未图示)环形延伸,用于支撑上述第三机构G300。其中,上述铰链部(未图示)能够以从上述环形框架部G220的外周部向上述环形框架部G220的半径方向的外侧延伸的方式形成。
上述铰链部(未图示)能够以在插入于上述第二连接槽(未图示)的状态下能够以上述第二连接槽(未图示)的深度方向作为旋转轴来进行旋转的方式形成。
而且,可在上述第一机构G100的臂部G120与上述第二机构G200(更准确为铰链部)之间形成用于产生上述第二机构G200的旋转运动所需的驱动力的第三促动器(未图示)。
上述第三机构G300被上述第二机构G200(更准确为环形框架部)支撑,能够以可沿着与上述第一机构G100的旋转轴和上述第二机构G200的旋转轴相垂直的方向旋转的方式形成。在此情况下,上述乘坐部232可固定结合于上述第三机构G300。
具体地,上述第三机构G300形成与上述第二机构G200(更准确为环形部172)呈同心圆的环形,上述第三机构G300的外周面以可使上述第三机构G300旋转的方式与上述第二机构G200(更准确为环形框架部)的内周面相结合。
而且,可在上述第二机构G200的内周面与上述第三机构G300的外周面之间形成用于产生上述第三机构G300的旋转运动所需的驱动力的第四促动器(未图示)。
其中,上述第三机构G300能够以上述第三机构G300的外周面整体与上述第二机构G200的内周面整体相向的状态可相对于上述第二机构G200的内周面沿着圆周方向滑动的方式相结合。
另一方面,可适当调节上述乘坐部232的数量和上述驱动部234的数量。即,能够以一次使一名体验人员进行体验的方式使得一个乘坐部232与一个驱动部234相结合。或者,也能够以一次使多名体验人员进行体验的方式使得多个乘坐部232与一个驱动部234相结合。或者,为了提高旋转率,还可设置多个上述驱动部234,使得至少一个乘坐部232与每个驱动部234相结合。
上述控制设备(未图示)由与上述虚拟形象100、上述影像设备220及上述乘坐设备230电连接的服务器或计算机形成,可包括:影像控制部,用于控制上述影像设备220;驱动控制部,用于控制上述驱动设备;以及综合控制部,用于控制上述影像控制部和上述驱动控制部。
其中,上述虚拟形象100及上述模拟器200采用如下方式提供影像,即,以使体验人员看到如同身处实际环境一般(如同乘坐在虚拟形象100)的影像的方式,在上述体验影像包围体验人员的影像(包围虚拟形象100的影像,以下称为全方位影像)中,提供与体验人员的视野相对应的影像(以体验人员乘坐在虚拟形象100的状态为基础的体验人员的视线上的影像,以下称为视野对应影像)。
即,上述体验影像由上述全方位影像形成,可在上述影像显示部看到相当于上述全方位影像中的特定部分(体验人员的视线上的部分)的上述视野对应影像。
具体地,如上所述,上述拍摄设备130可收集包围上述虚拟形象100的全方位影像。
而且,上述影像设备220及上述控制设备(未图示)可使由上述虚拟形象100收集的上述全方位影像中的与特定部分(体验人员的视线上的部分)相对应的上述视野对应影像作为上述体验影像来显示在上述影像显示部。
更具体地,例如,上述影像设备220为可佩戴在体验人员的头部的头戴式显示设备,还可包括用于检测上述影像设备220的移动的第一检测部(未图示)。其中,例如,上述第一检测部(未图示)可由陀螺传感器、加速度传感器等形成。
而且,上述控制设备(未图示)存储从上述虚拟形象100接收的上述全方位影像,周期性地接收上述第一检测部(未图示)的测定值(通过第一检测部(未图示)检测的影像设备220的移动),基于上述第一检测部(未图示)的测定值来运算体验人员的视野,向上述影像显示部发送上述全方位影像中的与所运算出的体验人员的视野相对应的影像(使得影像显示部再生从控制设备(未图示)接收的影像)。
但是,在此情况下,通过上述第一检测部(未图示)检测到的影像设备220的移动不仅受体验人员的视线变化的影响,还可受到上述乘坐设备230的移动(体验移动)所带来的影响。例如,在上述乘坐设备230向上方移动但体验人员将视线维持在前方的情况下,上述第一检测部(未图示)有可能检测成上述影像设备220向上方移动。因此,在上述乘坐设备230未移动的状态下,若体验人员改变视线,则通过上述第一检测部(未图示)检测到的影像设备220的移动与基于体验人员改变视线所产生的影像设备220的移动相一致,从而导致借助上述第一检测部(未图示)的测定值运算的体验人员的视野可与体验人员的实际视野相一致。但是,在上述乘坐设备230移动的情况下,通过上述第一检测部(未图示)检测到的影像设备220的移动与基于体验人员改变视线所产生的影像设备220的移动不一致,从而有可能导致借助上述第一检测部(未图示)的测定值运算的体验人员的视野与体验人员的实际视野不一致。
考虑到这一点,在本实施例中,上述模拟器200采用当运算上述体验人员的视野时排除因上述乘坐设备230的移动(体验移动)所造成的上述影像设备220的移动的方式(以下称为视野矫正方式)。即,上述乘坐设备230包括用于检测上述乘坐设备230的移动(体验移动)的第二检测部(未图示),上述控制设备(未图示)从上述第一检测部(未图示)的测定值减去上述第二检测部(未图示)的测定值(基于乘坐设备230的移动的影像部的移动),并基于从上述第一检测部(未图示)的测定值减去上述第二检测部(未图示)的测定值而得的值(基于体验人员改变视野而产生的影像部的移动)来运算体验人员的视野。
具体地,参照图9,若将从基准向量(例如,在开始体验的时间点上的朝向体验人员的前方的向量)α到体验人员的视线上的向量β为止的角度定义为第一角度θ1,将从上述基准向量α到所要进行检测的时间点上的朝向体验人员的前方的向量γ为止的角度定义为第二角度θ2,则上述第一检测部(未图示)在检测上述第一角度θ1后向上述控制设备发送,上述第二检测部(未图示)在检测上述第二角度θ2后向上述控制设备发送,上述控制设备从上述第一角度θ1减去上述第二角度θ2,并可基于减去后的值(θ1-θ2)来运算体验人员的视野。因此,可提供与体验人员的实际视野相对应的影像。
其中,上述第二检测部(未图示)可由设置于上述乘坐部232的陀螺传感器、加速度传感器等形成,也能够以可通过感测上述驱动部234的各个关节(促动器)的移动来运算上述乘坐部232的移动的传感器接口方式形成。
另一方面,上述虚拟形象100和上述模拟器200能够以使上述影像设备220呈现的影像移动(视觉性移动)和由上述乘坐设备230提供的动作(物理动作)相一致的方式形成。即,使体验影像和体验移动互相同步。
具体地,在上述体验影像中呈现的移动和上述体验移动中的实际提供的移动不一致的情况下,体验人员有可能感受到差异、投入度下降、最终导致现实感下降。
考虑到这一点,在本实施例中,可在通过虚拟形象100进行的影像及动作的收集步骤中,对将要在上述体验影像中呈现的移动和在上述体验移动中所要提供的移动进行第一次一致化,可在通过上述模拟器200进行的影像及动作的再生步骤中,对将要在上述体验影像中呈现的移动和由上述体验移动提供的移动进行第二次一致化。
更具体地,上述虚拟形象100通过上述计算板160以时间线为基准来收集上述拍摄设备130拍摄的影像,以上述时间线为基准来收集上述动作捕捉器140测定的移动,将上述时间线、以上述时间线为基准来收集的影像和动作合并成一个文件来向上述模拟器200传送。以下,将上述文件称为合并文件。在此情况下,与单独收集及传送影像和动作的情况相比,在影像和动作的收集步骤中产生影像与移动之间的延迟的现象明显减少,最终,便于将要在上述影像设备220呈现的移动和将由上述乘坐设备230提供的移动相一致。
上述模拟器200以从上述虚拟形象100接收的上述合并文件为基础,由上述影像设备220以上述时间线为基准来向体验人员提供影像,由上述乘坐设备230以上述时间线为基准来向体验人员提供移动。
即,上述合并文件可包括作为从开始体验的时间点到结束体验的时间点为止的体验时间所包含的多个时间点的第一时间戳至第n时间戳(Time stamp)、作为分别与上述第一时间戳至第n时间戳相对应的影像的第一影像至第n影像以及作为分别与上述第一时间戳至第n时间戳相对应的移动的第一移动至第n移动。其中,由上述第一时间戳至第n时间戳形成上述时间线。
如上所述的上述合并文件存储于上述控制设备(未图示),上述控制设备(未图示)的综合控制部以事先确定的时间(例如,10ms)间隔向上述影像控制部和上述驱动控制部同时依次发送上述第一时间戳至第n时间戳,上述控制设备(未图示)的影像控制部选择与上述第一时间戳至第n时间戳中的从上述综合控制部接收到的时间戳相对应的影像,向上述影像显示部发送所选择的影像中的视野对应影像,上述控制设备(未图示)的驱动控制部选择与上述第一时间戳至第n时间戳中的从上述综合控制部接收到的时间戳相对应的移动,来向上述驱动部234发送。
而且,为了在体验过程中持续对影像和动作进行同步,上述模拟器200以事先确定的频率(例如,60Hz)间隔比较目标影像(应由影像设备220提供的影像)和实际影像(由影像设备220提供的影像)并实现一致化,上述模拟器200以事先确定的时间(例如,12ms)间隔比较目标动作(应由乘坐设备230提供的移动)和实际动作(由乘坐设备230提供的移动)并实现一致化。
为了更加详细地进行说明,以下,将上述第一时间戳至第n时间戳中的与上述目标影像及上述目标动作相对应的时间戳(从综合控制部发送的时间戳)定义为目标时间戳,将上述第一时间戳至第n时间戳中的与上述实际影像相对应的时间戳(向影像显示部发送的时间戳)定义为实际影像时间戳,将上述第一时间戳至第n时间戳中的与上述实际动作相对应的时间戳(向驱动部234发送的时间戳)定义为实际动作时间戳。
在此情况下,上述模拟器200可通过对上述目标时间戳和上述实际影像时间戳进行比较来比较上述目标影像和上述实际影像是否一致。而且,上述模拟器200能够以在上述实际影像时间戳比上述目标时间戳早的情况下由上述影像设备220以比事先确定的速度快的速度提供影像的方式形成。而且,上述模拟器200能够以在上述实际影像时间戳比上述目标时间戳晚的情况下由上述影像设备220以比事先确定的速度慢的速度提供影像的方式形成。
并且,上述模拟器200可通过对上述目标时间戳和上述实际动作时间戳进行比较来比较上述目标影像和上述实际动作是否一致。而且,上述模拟器200能够以在上述实际动作时间戳比上述目标时间戳早的情况下由上述驱动部234以比事先确定的速度快的速度提供移动的方式形成。而且,上述模拟器200能够以在上述实际动作时间戳比上述目标时间戳晚的情况下由上述驱动部234以比事先确定的速度慢的速度提供移动的方式形成。
以下,对本实施例的体验装置的作用效果进行说明。
即,若体验人员乘坐上述乘坐设备230(更准确为乘坐部232)并完成体验准备,则可开始体验。
若开始体验,则上述虚拟形象100通过上述移送机构120来在上述第一空间进行移动,并通过上述拍摄设备130、上述动作捕捉器140、上述计算板160、上述传送设备150来使上述虚拟形象100所体验到的影像和动作形成为上述合并文件,从而可向位于上述第二空间的上述模拟器200传送。
这样一来,上述模拟器200可通过上述通信设备(未图示)、上述控制设备(未图示)、上述影像设备220及上述乘坐设备230来向体验人员实时提供上述虚拟形象100所体验到的影像和动作。
其中,本实施例的体验装置包括:虚拟形象100,在第一空间进行移动;以及模拟器200,以可使位于第二空间的体验人员体验到如同乘坐在上述虚拟形象100般的体验的方式对上述体验人员施加刺激。
由此,本实施例的体验装置可提高现实感。
即,体验人员通过上述体验装置体验到的环境并不是制作人员通过计算机等来事先制作的虚拟现实,而是实际环境(虚拟形象100体验到的环境)。
而且,随着包括上述影像设备220及上述乘坐设备230,可使体验人员通过视觉感受到的刺激和通过物理动作感受到的刺激相一致。因此,可防止体验人员感受到差异,提高投入度,可最终提高现实感。
而且,随着上述体验影像和上述体验移动同步,可使体验人员通过视觉感受到的刺激和通过物理动作感受到的刺激更加一致。
而且,随着提供上述全方位影像中的上述视野对应影像,可更加提高现实感。尤其,当运算提供上述视野对应影像所需的体验人员的视野时,排除上述乘坐设备230的移动,由此事先防止出现因上述乘坐设备230的移动而造成的体验人员的实际视野和影像的视野不一致的情况,从而可更加提高现实感。
而且,根据本实施例的体验装置,可通过相对少的时间和费用体验到多种环境。
即,体验人员可通过虚拟形象100体验到实际环境,所谓的第一空间,而不是虚拟现实。因此,不用制作虚拟现实,因而可减少制作虚拟现实所需的时间和费用。当然,需代替制作虚拟现实来进行的虚拟形象100及第一空间(本实施例中的轨道300)的制作则需要花费时间和费用,但比制作虚拟现实所需的时间和费用少,在将虚拟形象100及第一空间的规模制作成小型规模的情况下,所需时间及费用可明显减少。其中,小型规模可使改变第一空间的结构所需的时间和费用减少。即,为了进行新的体验,在实际滑行车中改变轨道300需要相当多的时间和费用,但在本实施例中,可通过非常少的时间和费用改变轨道300。而且,在小型规模中,减少了设置上述广告板310及上述特效装置320所需的时间和费用,能够以最少的费用得到最大的效果。
而且,由于形成虚拟形象100和第一空间所需的时间和费用少,因而可在有限的预算范围内在多个位置分别设置虚拟形象100和第一空间,并使其中一个选择性地链接到模拟器200。即,例如,可在夏威夷形成第一轨道及在上述第一轨道上运行的第一虚拟形象,在阿尔卑斯形成第二轨道及在上述第二轨道运行的第二虚拟形象,在肯尼亚形成第三轨道及在上述第三轨道运行的第三虚拟形象,可在太平洋的海底形成第四轨道及在上述第四轨道运行的第四虚拟形象,使得选择性地与上述第一虚拟形象、上述第二虚拟形象、上述第三虚拟形象及上述第四虚拟形象中的一个链接的模拟器形成于首尔。在此情况下,可通过相对少的时间和费用体验到多种多样的体验。
而且,通过上述模拟器200向体验人员提供刺激,从而可在减少空间制约的情况下,以相对少的时间和费用向体验人员提供如同体验人员乘坐在实际机构上一般的动作。
另一方面,在本实施例中,上述虚拟形象100以沿着轨道300(事先确定的路线)移动的车辆形态形成,但可存在多种其他实施例。
即,上述虚拟形象100可由模拟过程中切换视野并可自由移动的物体(移动机构)形成。即,自由行驶在道路上的车辆、如图10所示的无人机等的航空器、未单独图示的导弹、火箭、船舶等。在此情况下,上述虚拟形象100可在观光地、海外景点等自由移动,因此可使体验人员体验到如同旅行般的体验。
其中,上述虚拟形象100能够以由管理人员运行的方式形成,但也能够以使体验人员体验所希望的环境的方式由体验人员进行运行。即,上述模拟器200还包括用于接收体验人员的输入数据的操作设备(未图示),通过上述通信设备(未图示)向上述虚拟形象100传送上述输入数据,上述虚拟形象100可使上述移送机构120根据所接收到的输入数据来运行。
而且,在上述实施例中,上述虚拟形象100使得上述虚拟形象100本身形成上述移动物体(移送机构120成为移动物体的驱动源),但上述虚拟形象100也能够以安装在上述移动物体的方式形成(移送机构120由移动物体形成)。即,上述虚拟形象100可由设置于车辆、航空器、导弹、火箭、船舶等的单元形成。在此情况下,体验人员可体验到如同上述体验人员乘坐在车辆、航空器、导弹、火箭、船舶等一般的体验,也可应用在上述车辆、航空器等的开发、性能评价等。或者,上述虚拟形象100还可通过形成可穿戴(wearable)设备来安装在生命体。在此情况下,例如,上述虚拟形象100可通过安装于鲸鱼等的动物来使体验人员体验到如同乘坐在上述动物上一般的体验,还可应用于上述动物的生态研究。而且,上述虚拟形象100还可通过安装于跳台滑雪选手等的人来使体验人员体验到同样的体验。
另一方面,在本实施例中,以上述模拟器200实时向体验人员提供上述虚拟形象100所经历的体验的方式形成,但能够以在存储上述虚拟形象100所经历的体验之后由上述模拟器200随时(体验人员希望进行体验时)向体验人员提供的方式形成。例如,上述虚拟形象100由可穿戴设备形成,并可在第一时间点由某个人(以下称为使用人员)在穿戴上述虚拟形象100之后体验高空跳伞。而且,可在以文件形式将在第一时间点经历到的体验存储于规定存储设备(例如,内置于模拟器200的存储器)之后,在上述第一时间点之后的第二时间点由上述使用人员通过乘坐上述模拟器200并使所存储的文件再生来重新体验在上述第一时间点经历过的高空跳伞。在此情况下,第一时间点上的使用人员(或者是使用人员在第一时间点上所穿戴的可穿戴设备)将成为虚拟形象100,第二时间点上的使用人员将成为乘坐在模拟器200的体验人员。由此,体验人员可在超越时间、空间的情况下重新体验过去曾经历过的体验,从而可重新感受到当时的感觉。
另一方面,在本实施例中,以上述虚拟形象100(更准确为拍摄设备)收集上述全方位影像并使得上述模拟器200(更准确为控制设备和影像设备)在接收上述全方位影像之后提供上述全方位影像中的视野对应影像的方式形成。但是,能够以如下方式形成,即,上述虚拟形象100收集上述全方位影像中的上述拍摄设备130的视场角内的影像,根据体验人员的视野调节上述拍摄设备130的视场角,上述模拟器200提供通过上述拍摄设备130收集的影像。即,在由上述虚拟形象100收集影像的步骤开始收集部分影像,而不是上述全方位影像,上述模拟器200再生上述部分影像,使得上述部分影像成为与体验人员的视野相对应的影像。其中,上述拍摄设备130的视线(视场角)以可根据以如上所述的方式运算的视野来进行调节的方式形成。在此情况下,减少了需收集、传送机存储的数据的大小,从而可提高处理速度。
另一方面,在本实用新型中,上述驱动部234由可提供俯仰、偏航、滚动及往复运动等全部的陀螺机构形成,但也可由提供俯仰、偏航、滚动及往复运动中的一部分的陀螺机构形成。
并且,上述驱动部234可由包括多个臂(Arm)和关节在内的能够以多个自由度(例如,6自由度)进行运动的机械臂(Robot Arm)构成。在此情况下,上述乘坐部232能够以可在上述机械臂的自由端部进行拆装的方式相结合。在此情况下,例如,可使用工业机器人,因而可减少开发上述驱动部234所需的时间和费用。
或者,如图10至图14所示,还可使上述驱动部234包括上述机械臂及上述陀螺机构。在此情况下,上述乘坐部232可与上述陀螺机构的第三机构G300相结合,上述陀螺机构可与上述机械臂的自由端部相结合。在此情况下,可提供无法以上述机械臂体现的动作。例如,参照图11及图12,在上述机械臂使上述乘坐部232位于上方最大位置的状态下,上述陀螺机构通过使上述乘坐部232产生俯仰、偏航、滚动及往复运动中的至少一种,从而,即使在上侧最大位置,也可使体验人员实现多种姿态。作为再一例,参照图13,在上述机械臂使上述乘坐部232位于前方最大位置的状态下,上述陀螺机构通过使上述乘坐部232产生俯仰、偏航、滚动及往复运动中的至少一种,从而,即使在前方最大位置,也可使体验人员实现多种姿态。作为还有一例,参照图14,在上述机械臂使上述乘坐部232以地面为基准空转的状态下,上述陀螺机构通过使上述乘坐部232产生俯仰、偏航、滚动及往复运动中的至少一种,从而,即使在空转的状态下,也可使体验人员自传,并可实现多种姿态。
或者,上述驱动部234还可由动作设备等的具有任意自由度的运动模拟器形成。
另一方面,在本实施例中,以通过影像和动作来进行体验的方式形成,但除了影像和动作之外,还可通过音响提供体验。即,上述虚拟形象100还可包括用于收集在上述本体110所经历的声音的录音设备(未图示),上述模拟器200还可包括用于向体验人员提供由上述虚拟形象100收集的声音的扩音器(未图示)。在此情况下,声音以与影像及动作相同的原理被收集及提供。即,通过上述录音设备(未图示)收集到的声音通过上述计算板160来与影像及动作一同包含在上述合并文件,通过上述传送设备150及上述通信设备(未图示)向上述控制设备(未图示)传递,并能够以与影像及动作同步的方式再生。
Claims (26)
1.一种体验装置,其特征在于,包括:
虚拟形象,在第一空间进行移动;以及
模拟器,以能够使位于第二空间的体验人员体验到如同乘坐在上述虚拟形象般的体验的方式对上述体验人员施加刺激。
2.根据权利要求1所述的体验装置,其特征在于,
上述虚拟形象在上述第一空间移动的过程中通过收集其所经历的影像及动作来向上述模拟器传送,
上述模拟器向体验人员提供从上述虚拟形象接收的影像及动作。
3.根据权利要求2所述的体验装置,其特征在于,
上述虚拟形象在上述第一空间移动的过程中还通过收集其所经历的声音来向上述模拟器传送,
上述模拟器还向上述体验人员提供从上述虚拟形象接收的声音。
4.根据权利要求2所述的体验装置,其特征在于,上述虚拟形象包括:
本体,用于形成外观;
移送机构,用于使上述本体移动;
拍摄设备,用于收集能从上述本体看到的影像;
动作捕捉器,用于收集向上述本体施加的物理动作;以及
传送设备,用于向上述模拟器传送通过上述拍摄设备收集的影像及通过上述动作捕捉器收集的动作。
5.根据权利要求4所述的体验装置,其特征在于,
上述虚拟形象以通过使上述移送机构由移动物体或生命体构成来使上述虚拟形象安装在上述移动物体或生命体的方式形成,或者上述虚拟形象以通过使上述移送机构由上述移动物体的驱动源构成来使上述虚拟形象本身成为上述移动物体。
6.根据权利要求5所述的体验装置,其特征在于,上述移动物体为车辆、航空器、导弹、火箭、船舶中的一种。
7.根据权利要求6所述的体验装置,其特征在于,上述移动物体由能够沿着设置于上述第一空间的轨道移动的车辆构成。
8.根据权利要求7所述的体验装置,其特征在于,上述轨道及上述移动物体以比能够使体验人员乘坐的规模小的规模形成。
9.根据权利要求8所述的体验装置,其特征在于,沿着上述轨道配置多种广告板或多种特效装置。
10.根据权利要求4所述的体验装置,其特征在于,
上述模拟器包括:
操作设备,用于接收体验人员的输入数据;以及
通信设备,与上述虚拟形象的传送设备电连接,向上述传送设备传送通过上述操作设备接收到的输入数据,
以使上述移送机构根据通过上述操作设备、上述通信设备及上述传送设备接收到的上述输入数据进行运行的方式来能够使体验人员运行上述虚拟形象。
11.根据权利要求4所述的体验装置,其特征在于,在上述本体与上述拍摄设备之间设置用于防止上述本体的振动向上述拍摄设备传递的缓冲设备。
12.根据权利要求4所述的体验装置,其特征在于,上述模拟器包括:
影像设备,用于向体验人员提供从上述虚拟形象接收的影像;以及
乘坐设备,用于向体验人员提供从上述虚拟形象接收的动作。
13.根据权利要求12所述的体验装置,其特征在于,
上述拍摄设备收集包围上述虚拟形象的全方位影像,
上述影像设备提供由上述拍摄设备收集的全方位影像中的与体验人员的视野相对应的影像。
14.根据权利要求12所述的体验装置,其特征在于,
上述拍摄设备在包围上述虚拟形象的全方位影像中收集上述拍摄设备的视场角内的影像,根据体验人员的视野来调节上述拍摄设备的视场角,
上述影像设备提供由上述拍摄设备收集的影像。
15.根据权利要求13或14所述的体验装置,其特征在于,
上述影像设备由头戴式显示设备形成,
在上述影像设备设置有用于检测上述影像设备的动作的第一检测部,
在上述乘坐设备设置有用于检测上述乘坐设备的动作的第二检测部,
从上述第一检测部的测定值减去上述第二检测部的测定值而获得减值并从上述减值运算出上述体验人员的视野。
16.根据权利要求12所述的体验装置,其特征在于,上述虚拟形象和上述模拟器以使由上述影像设备呈现的动作和由上述乘坐设备提供的动作相一致的方式形成。
17.根据权利要求16所述的体验装置,其特征在于,
在上述虚拟形象中,上述拍摄设备以时间线为基准来收集影像,上述动作捕捉器以上述时间线为基准来收集动作,将上述时间线、以上述时间线为基准来收集的影像和动作合并成一个文件来向上述模拟器传送,
在上述模拟器中,上述影像设备以一个上述文件为基础来向体验人员提供以上述时间线为基准的影像,上述乘坐设备以一个上述文件为基础来向体验人员提供以上述时间线为基准的动作。
18.根据权利要求17所述的体验装置,其特征在于,
上述模拟器以事先确定的频率间隔对需由上述影像设备提供的目标影像和由上述影像设备提供的实际影像进行比较并实现一致化,
上述模拟器以事先确定的时间间隔对需由上述乘坐设备提供的目标动作和由上述乘坐设备提供的实际动作进行比较并实现一致化。
19.根据权利要求18所述的体验装置,其特征在于,上述时间线包括多个时间戳,若将上述多个时间戳中的与上述目标影像及上述目标动作相对应的时间戳定义为目标时间戳,并将上述多个时间戳中的与上述实际影像相对应的时间戳定义为实际影像时间戳且将上述多个时间戳中的与上述实际动作相对应的时间戳定义为实际动作时间戳,则上述模拟器通过对上述目标时间戳和上述实际影像时间戳进行比较来比较上述目标影像和上述实际影像是否一致,上述模拟器通过对上述目标时间戳和上述实际动作时间戳进行比较来比较上述目标动作和上述实际动作是否一致。
20.根据权利要求19所述的体验装置,其特征在于,
在上述模拟器中,
在上述实际影像时间戳比上述目标时间戳早的情况下,上述影像设备以比事先确定的速度快的速度提供影像,
在上述实际影像时间戳比上述目标时间戳晚的情况下,上述影像设备以比事先确定的速度慢的速度提供影像,
在上述实际动作时间戳比上述目标时间戳早的情况下,上述乘坐设备以比事先确定的速度快的速度提供动作,
在上述实际动作时间戳比上述目标时间戳晚的情况下,上述乘坐设备以比事先确定的速度慢的速度提供动作。
21.根据权利要求12所述的体验装置,其特征在于,上述乘坐设备包括:
乘坐部,向体验人员提供能够乘坐的空间;以及
驱动部,用于使上述乘坐部产生动作。
22.根据权利要求21所述的体验装置,其特征在于,上述驱动部由具有多个自由度的机械臂形成。
23.根据权利要求21所述的体验装置,其特征在于,上述驱动部由能够使上述乘坐部产生俯仰、偏航、滚动及往复运动中的至少一种的陀螺机构形成。
24.根据权利要求21所述的体验装置,其特征在于,上述驱动部包括:
机械臂,具有多个自由度;以及
陀螺机构,设置于上述机械臂的自由端部与上述乘坐部之间,以上述机械臂的自由端部为基准来使上述乘坐部产生俯仰、偏航、滚动及往复运动中的至少一种。
25.根据权利要求21所述的体验装置,其特征在于,上述驱动部由具有任意自由度的运动模拟器形成。
26.根据权利要求2所述的体验装置,其特征在于,上述模拟器实时向体验人员提供上述虚拟形象所经历的影像及动作,或者在对上述虚拟形象所经历的影像及动作进行存储之后,每当体验人员所要进行体验时向上述体验人员提供。
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