ES2894178B2 - Sistema de generación de gráficos en tres dimensiones - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de generación de gráficos en tres dimensiones
SECTOR DE LA TÉCNICA
La presente invención se relaciona con un sistema de generación de gráficos en tres dimensiones y un método para mover un objeto móvil con respecto a un objeto fijo en un entorno virtual representado mediante un software de generación de gráficos en tres dimensiones.
ESTADO ANTERIOR DE LA TÉCNICA
Es conocida la utilización de sistemas de generación de gráficos en tres dimensiones o 3D. Al trabajar con un software de generación de gráficos 3D, un diseñador gráfico 3D trabaja en un entorno tridimensional, pero sin embargo utiliza periféricos de entrada en dos dimensiones o 2D tales como ratones o tabletas gráficas que dificultan la definición de la posición y el movimiento de un objeto representado mediante el sistema de generación de gráficos en 3D.
US20020175897A1 describe un dispositivo de entrada manos libres que comprende un módulo procesador que calcula los ángulos de posición y orientación de la cabeza de un usuario. Para ello, el dispositivo de entrada comprende un accesorio para la cabeza del usuario y una unidad de monitorización. La unidad de monitorización está situada en un monitor. El accesorio para la cabeza y la unidad de monitorización comprenden emisores de infrarrojo y un array de fotodetectores situados alrededor de los emisores de infrarrojo para recibir el haz de infrarrojo irradiado por la otra unidad. El módulo procesador recibe y combina las señales de salida de los fotodetectores para calcular la posición y orientación de la cabeza del usuario respecto a la unidad de monitorización situada en el monitor.
US20200241629A1 describe un método para presentar un contenido que incluye un objeto
virtual y una representación virtual de un dispositivo proxy en un entorno generado por ordenador. Mediante un dispositivo de entrada del dispositivo proxy se recibe una entrada que representa una solicitud para crear una asociación fija entre el objeto virtual y la representación virtual del dispositivo proxy. Una vez establecida dicha asociación, la posición y orientación del objeto virtual en el entorno virtual se actualizan dinámicamente utilizando los datos de posición que definen el movimiento del dispositivo proxy en el entorno físico.
EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN
El objeto de la invención es el de proporcionar un sistema de generación de gráficos en tres dimensiones, y un método para mover un objeto móvil con respecto a un objeto fijo en un entorno virtual representado mediante un software de generación de gráficos en tres dimensiones, según se define en las reivindicaciones.
El sistema de generación de gráficos en tres dimensiones de la invención comprende un software de generación de gráficos y un periférico de entrada. El periférico de entrada comprende un elemento de referencia y un elemento móvil, estando ambos elementos situados en un entorno real y estando configurado el elemento móvil para ser movido con respecto al elemento de referencia por un usuario, y al menos un sensor configurado para emitir una señal representativa de una distancia, una posición y una orientación del elemento móvil respecto al elemento de referencia en tiempo real.
El sistema de generación de gráficos comprende medios de procesamiento configurados para recibir la señal representativa de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil respecto al elemento de referencia y transmitir dicha distancia, posición y orientación al software de generación de gráficos en tiempo real.
El software de generación de gráficos está configurado para representar al menos un objeto fijo y al menos un objeto móvil en un entorno virtual, y para mover en tiempo real el objeto móvil con respecto al objeto fijo replicando el movimiento del elemento móvil con respecto al elemento de referencia en función de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil con respecto al elemento de referencia recibidos de los medios de procesamiento.
El elemento de referencia del sistema de la invención está configurado para ser asociado dinámicamente a distintos objetos virtuales fijos, y el elemento móvil está configurado para ser asociado dinámicamente a distintos objetos virtuales móviles.
Un segundo aspecto de la invención de refiere a un método para mover un objeto móvil con respecto a un objeto fijo en un entorno virtual representado mediante un software de generación de gráficos en tres dimensiones que comprende una etapa de movimiento en la que un elemento móvil es movido por un usuario con respecto a un elemento de referencia, estando ambos elementos situados en un entorno real, una etapa de captura y procesamiento de datos en la que un sensor emite una señal representativa de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil respecto al elemento de referencia, y unos medios de procesamiento reciben la señal y transmiten la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil respecto al elemento de referencia al software de generación de gráficos en tiempo real, y una etapa de representación en la que el software de generación de gráficos representa en tiempo real el movimiento del objeto móvil con respecto al objeto fijo replicando el movimiento del elemento móvil con respecto al elemento de referencia en función de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil con respecto al elemento de referencia recibidos de los medios de procesamiento.
El método de la invención comprende una etapa de asociación de un elemento de referencia en la que se asocia el elemento de referencia con el objeto fijo, y una etapa de asociación del elemento móvil en la que se asocia el elemento móvil con el objeto móvil, siendo ambas etapas de asociación anteriores a la etapa de movimiento.
Mediante el sistema de generación de gráficos en tres dimensiones de la invención, el posicionamiento o el movimiento de cualquier objeto móvil con respecto a cualquier objeto fijo en el entorno virtual representado mediante el software de generación de gráficos en 3D puede realizarse de forma sencilla por el usuario, simplemente replicando el movimiento del elemento móvil con respecto al elemento de referencia en el entorno real, sin necesidad de introducir la posición, o la trayectoria del movimiento del objeto móvil de forma manual por el usuario mediante comandos en el software de generación de gráficos en 3D.
Estas y otras ventajas y características de la invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la descripción detallada de la invención.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 muestra una realización del sistema de generación de gráficos en tres dimensiones de la invención con el elemento de referencia en una primera posición.
La Figura 2 muestra la realización de la Figura 1, en donde en el entorno virtual se muestran un objeto fijo adicional y un objeto móvil adicional.
La Figura 3 muestra la realización de la Figura 1, con el elemento de referencia en una segunda posición.
EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Las Figuras 1 a 3 se refieren a una realización del sistema de generación de gráficos en tres dimensiones según la invención.
El sistema de generación de gráficos en tres dimensiones de la invención comprende un software de generación de gráficos en tres dimensiones o 3D y un periférico de entrada en tres dimensiones o 3D. El periférico de entrada comprende un elemento de referencia 1 y un elemento móvil 2, estando ambos elementos situados en un entorno real 3 y estando configurado el elemento móvil 2 para ser movido con respecto al elemento de referencia 1 por un usuario. El periférico de entrada comprende al menos un sensor configurado para emitir una señal representativa de una distancia, una posición y una orientación del elemento móvil 2 respecto al elemento de referencia 1 en tiempo real.
El sistema de generación de gráficos comprende medios de procesamiento configurados para recibir la señal representativa de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil 2 respecto al elemento de referencia 1 y transmitir dicha distancia, posición y orientación al
software de generación de gráficos en tiempo real.
El software de generación de gráficos está configurado para representar al menos un objeto fijo 4 y al menos un objeto móvil 5 en un entorno virtual 6, y para mover en tiempo real el objeto móvil 5 con respecto al objeto fijo 4 replicando el movimiento del elemento móvil 2 con respecto al elemento de referencia 1 en función de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil 2 con respecto al elemento de referencia 1 recibidos de los medios de procesamiento.
El elemento de referencia 1 del sistema de la invención está configurado para ser asociado dinámicamente a distintos objetos virtuales fijos, y el elemento móvil 2 está configurado para ser asociado dinámicamente a distintos objetos virtuales móviles.
En el contexto de la invención se entiende por entorno real 3 un espacio físico real en el que se sitúan tanto el elemento de referencia 1 como el elemento móvil 2, siendo tanto el elemento de referencia 1 como el elemento móvil 2 objetos reales con los que el usuario puede interaccionar.
En el contexto de la invención se entiende por entorno virtual 6 un espacio virtual que representa un entorno, real o imaginario, en el que se representan una pluralidad de objetos virtuales. Los objetos virtuales son objetos representados en el entorno virtual 6, pero que no forman parte del entorno real 3.
En el contexto de la invención el usuario del periférico de entrada es un diseñador gráfico 3D. El usuario, mediante la utilización del software de generación de gráficos, puede crear mediante la utilización de los comandos, primitivas, u opciones disponibles en dicho software, tanto el entorno virtual 6 como los objetos virtuales representados en dicho entorno virtual 6. El software de generación de gráficos está configurado también para permitir la interacción con los objetos virtuales. Ejemplos de dichas interacciones incluyen mover, redimensionar, rotar, etc. los objetos virtuales en el entorno virtual 6.
En el contexto de la invención el software de generación de gráficos es un software de generación de gráficos en 3D. En la actualidad existen numerosos softwares de generación
de gráficos y de animación en 3D tales como Cinema 4D, 3D Studio Max, Maya, etc. El sistema de generación de gráficos en 3D es válido para su utilización con software de diseño asistido por ordenador o CAD para modelado 3D tales como AutoCAD, Solidworks, Catia, NX de Siemens, etc. Sin embargo los ejemplos anteriores no pretenden ser una limitación de la invención, y el sistema de la invención su puede utilizar con cualquier software con un interface tridimensional que requiera mover y/o rotar objetos en un entorno tridimensional.
El periférico de entrada del sistema de generación de gráficos de la invención comprende al menos un sensor configurado para emitir una señal representativa de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil 2 respecto al elemento de referencia 1 en tiempo real. En el estado de la técnica es conocida la utilización de unidades de medición inercial, acelerómetros, giroscopios, etc. para determinar la orientación de un objeto, así como la utilización de sensores de distancia, tales como fotosensores, sensores ultrasónicos configurados para medir distancias en base al tiempo que tarda en llegar una señal, etc. para determinar la distancia entre un objeto y otro, y la posición de un objeto respecto al otro. También es conocida la utilización de cámaras, de modo que mediante el procesamiento de las imágenes captadas por dichas cámaras se determinan la distancia, la posición y la orientación de un objeto con respecto a otro. La señal emitida por el sensor es recibida por los medios de procesamiento y puede ser transmitida por cable, o de forma inalámbrica.
El sensor emite una señal representativa de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil 2 respecto al elemento de referencia 1 en tiempo real, la cual es recibida por los medios de procesamiento, los cuales transmiten dicha distancia, posición y orientación al software de generación de gráficos en tiempo real. Los medios de procesamiento comprenden al menos un procesador configurado para ejecutar los comandos de un programa de ordenador del periférico de entrada, al menos una memoria configurada para almacenar el programa de ordenador y al menos otros datos asociados a la ejecución del programa, e interfaces de entrada y salida configurados para comunicarse con periféricos de entrada y salida. En una realización de la invención los medios de procesamiento están configurados para ejecutar el software de generación de gráficos en 3D, y para ejecutar el programa de ordenador asociado al periférico de entrada. En una realización del sistema de la invención, el programa de ordenador asociado al periférico de entrada es un plugin o fragmento de código configurado para ampliar las funciones de un programa o una herramienta, que en el caso de
la invención es el software de generación de gráficos en 3D. Sin embargo, esta configuración no pretende ser una limitación de la invención, y en otras realizaciones de la invención la comunicación entre el programa de ordenador asociado al periférico de entrada, los medios de procesamiento configurados para ejecutar los comandos de dicho programa, y el software de generación de gráficos en 3D puede ser otra. El programa de ordenador asociado al periférico de entrada, al ejecutarse por los medios de procesamiento, está configurado para recibir la señal representativa de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil 2 respecto al elemento de referencia 1 y transmitir dicha distancia, posición y orientación al software de generación de gráficos en tiempo real.
La Figura 1 muestra una realización del sistema de generación de gráficos de la invención. En esta realización el elemento de referencia 1 tiene forma de cubo y el elemento móvil 2 tiene forma de cilindro. Sin embargo, en otras realizaciones el elemento de referencia 1 y el elemento móvil 2 pueden tener otras formas que permitan que el elemento de referencia 1 permanezca inmóvil, apoyado por ejemplo sobre una superficie, y el elemento móvil 2 pueda ser movido por un usuario, asido por ejemplo con una mano.
El software de generación de gráficos está configurado para representar al menos un objeto fijo 4 y al menos un objeto móvil 5 en un entorno virtual 6, siendo tanto el objeto fijo 4 como el objeto móvil 5 objetos virtuales representados en el entorno virtual 6 mediante el software de generación de gráficos. El entorno virtual 6 es mostrado en un sistema de visualización configurado para mostrar un entorno virtual 6 tridimensional o en 3D al usuario. En la realización mostrada en la Figura 1 el sistema de visualización es una pantalla 7, pero en otras realizaciones podría ser un monitor conectado a un ordenador personal, un televisor, la pantalla de un móvil, unas gafas de realidad virtual, o cualquier otro dispositivo capaz de mostrar un entorno virtual 6 tridimensional o en 3D.
El software de generación de gráficos en 3D está configurado para representar al menos un objeto fijo 4 y un objeto móvil 5 en un entorno virtual 6. Para ello, en una realización de la invención, el software de generación de gráficos comprende un sistema de coordenadas universales respecto del cual posiciona el objeto fijo 4 y el objeto móvil 5, así como el resto de objetos virtuales si los hubiera, en el entorno virtual 6.
En la realización de la Figura 1 se muestran el elemento de referencia 1 y el elemento móvil 2 en el entorno real 3, y el objeto fijo 4 y el objeto móvil 5 en el entorno virtual 6 que está representado en la pantalla 7. En dicha realización el objeto fijo 4 es una tetera y el objeto móvil 5 es un foco de luz. Al asociar el usuario el elemento de referencia 1 con el objeto fijo 4 y el elemento móvil 2 con el objeto móvil 5, cuando el usuario mueve en el entorno real 3 el elemento móvil 2 con respecto al elemento de referencia 1, el software de generación de gráficos replica en tiempo real dicho movimiento en el entorno virtual 6, moviendo el objeto móvil 5 con respecto al objeto fijo 4 del mismo modo que el usuario mueve el elemento móvil 2 con respecto al elemento de referencia 1 en el entorno real 3. De este modo el usuario, es decir, el diseñador gráfico 3D puede ver de forma sencilla cómo cambia el modo en que la tetera es iluminada, y cómo cambia la sombra proyectada por la tetera según mueve el foco de luz. Por claridad, las luces y sombras no se han mostrado en las Figuras, se han mostrado solamente los objetos. Para ello, el usuario no necesita modificar mediante comandos la posición del foco de luz con respecto a la tetera, sino que puede posicionar de forma natural el elemento móvil 2 con respecto al elemento de referencia 1 en distintas posiciones, viendo en tiempo real el efecto de dichos cambios de posición en la pantalla 7. Esta aplicación del sistema de generación de gráficos de la invención no pretende ser una limitación, y el sistema puede ser utilizado en cualquier otra aplicación.
Si a continuación el usuario quiere posicionar un objeto móvil adicional 5’ con respecto al objeto fijo 4, el usuario podrá mantener la asociación que previamente había realizado en la que asociaba el elemento de referencia 1 con el objeto fijo 4, y asociar ahora el elemento móvil 2 con el objeto móvil adicional 5’. Del mismo modo, en lugar de mantener la asociación que previamente había realizado, el usuario podría volver a asociar el elemento de referencia 1 con el objeto fijo 4. Así, cuando el usuario mueva en el entorno real 3 el elemento móvil 2 con respecto al elemento de referencia 1, el software de generación de gráficos replicará en tiempo real dicho movimiento en el entorno virtual 6, moviendo en este caso el objeto móvil adicional 5’ con respecto al objeto fijo 4 del mismo modo que el usuario mueve el elemento móvil 2 con respecto al elemento de referencia 1 en el entorno real 3.
Si a continuación el usuario quiere posicionar un objeto móvil adicional 5’ con respecto al objeto fijo adicional 4’, el usuario deberá mantener la asociación que previamente había realizado en la que asociaba el elemento móvil 2 con respecto al objeto móvil adicional 5’, y
asociar en este caso el elemento de referencia 1 con el objeto fijo adicional 4’. Del mismo modo, en lugar de mantener la asociación que previamente había realizado, el usuario podría volver a asociar el elemento móvil 2 con el objeto móvil adicional 5’. Así, cuando el usuario mueva en el entorno real 3 el elemento móvil 2 con respecto al elemento de referencia 1, el software de generación de gráficos replicará en tiempo real dicho movimiento en el entorno virtual 6, moviendo en este caso el objeto móvil adicional 5’ con respecto al objeto fijo adicional 4’ del mismo modo que el usuario mueve el elemento móvil 2 con respecto al elemento de referencia 1 en el entorno real 3.
En una realización del sistema de generación de gráficos, la asociación del elemento de referencia 1 con el objeto fijo 4, y la asociación del elemento móvil 2 con el objeto móvil 5 puede realizarse mediante comandos del software de generación de gráficos en 3D. Sin embargo, en otras realizaciones del periférico de entrada, dichas asociaciones se pueden realizar mediante un selector situado en el elemento de referencia, un selector situado en el elemento móvil, o mediante otra solución técnica conocida en el estado de la técnica.
Mediante el sistema de generación de gráficos de la invención, el usuario puede asociar el elemento de referencia 1 con cualquier objeto fijo 4 representado en el entorno virtual 6 de modo que dicha asociación sea dinámica, es decir, en un momento posterior el usuario puede asociar el elemento de referencia 1 con cualquier otro objeto fijo 4. Mediante el sistema de generación de gráficos de la invención, el usuario puede asociar el elemento móvil 2 con cualquier objeto móvil 5 representado en el entorno virtual 6 de modo que dicha asociación sea dinámica, es decir, en un momento posterior el usuario puede asociar el elemento móvil 2 con cualquier otro objeto móvil 5. En el contexto de la invención, un objeto virtual fijo, o un objeto fijo 4 es cualquier objeto virtual representado en el entorno virtual 6 con respecto al cual se mueve otro objeto virtual. En el contexto de la invención, un objeto virtual móvil, o un objeto móvil 5 es cualquier objeto virtual representado en el entorno virtual 6 que se mueve con respecto a otro objeto virtual. Todo ello permite que el posicionamiento, o el movimiento de cualquier objeto móvil 5 con respecto a cualquier objeto fijo 4 en el entorno virtual 6 representado mediante el software de generación de gráficos en 3D pueda realizarse de forma sencilla por el usuario, replicando el movimiento del elemento móvil 2 con respecto al elemento de referencia 1 en el entorno real 3, sin necesidad de introducir la posición, o el movimiento del objeto móvil 5 de forma manual por el usuario mediante comandos del software de
generación de gráficos en 3D.
En una realización del sistema de generación de gráficos, el elemento de referencia 1 comprende el sensor, estando dicho sensor configurado para emitir la señal representativa de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil 2 respecto al elemento de referencia 1.
En otra realización del sistema de generación de gráficos, el periférico de entrada comprende un elemento adicional en el entorno real 3 que comprende el sensor. En esta realización el sensor está dispuesto en el elemento adicional, el cual es un elemento distinto al elemento de referencia 1 y distinto al elemento móvil 2.
En una realización del sistema de generación de gráficos el elemento móvil 2 comprende el sensor.
En una realización del sistema de generación de gráficos el elemento móvil 2 es un teléfono inteligente. En esta realización el teléfono inteligente está configurado para emitir la señal representativa de la distancia, la posición y la orientación del teléfono inteligente respecto al elemento de referencia 1.
En una realización del sistema de generación de gráficos, el periférico de entrada comprende un selector de escala configurado para que el usuario pueda seleccionar una escala, de modo que la distancia entre el objeto fijo 4 y el objeto móvil 5 en el entorno virtual 6 sea la distancia entre el elemento móvil 2 y el elemento de referencia 1 en dicha escala. Dependiendo de aquello que se represente en el entorno virtual 6, la distancia entre el elemento de referencia 1 y el elemento móvil 2, que normalmente en el entorno real 3 es de decenas de centímetros, puede no ser adecuada. Mediante el selector de escala, el usuario puede definir la escala necesaria para que, en función de lo que represente en el entorno virtual 6, la distancia de decenas de centímetros entre el elemento de referencia 1 y el elemento móvil 2 en el entorno real 3 se corresponda con una distancia de kilómetros, de milímetros, etc., en dicha escala en el entorno virtual 6.
En una realización del sistema de generación de gráficos el objeto fijo 4 es un punto en el
entorno virtual 6. En ocasiones, existe la necesidad de posicionar o mover un objeto virtual en el entorno virtual 6 con respecto a un punto de dicho entorno virtual 6, y no con respecto a un objeto virtual. El sistema de generación de gráficos de la invención permite asociar el elemento de referencia 1 con un punto del entorno virtual 6, de modo que el movimiento del elemento móvil 2 con respecto al elemento de referencia 1 se representará en el entorno virtual 6 como el movimiento del objeto móvil 5 con respecto a dicho punto, en donde el punto en el entorno virtual 6 viene definido por su posición con respecto al sistema de coordenadas universales del software de generación de gráficos.
En una realización del sistema de generación de gráficos de la invención el elemento de referencia 1 tiene asociado un sistema de coordenadas de referencia 11, y el objeto fijo 4 tiene asociado un sistema de coordenadas X,Y,Z 41 que representa el sistema de coordenadas de referencia 11 en el entorno virtual 6. En esta realización, al mover el elemento de referencia 1 en el entorno real 3, el objeto fijo 4 y el sistema de coordenadas X,Y,Z 41 asociadas permanecen inmóviles, cambiando el sistema de coordenadas de referencia 11 de posición en el entorno real 3. En esta realización la señal emitida por el sensor es una señal representativa de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil 2 respecto al sistema de coordenadas de referencia 11 del elemento de referencia 1, y el software de generación de gráficos está configurado para mover en tiempo real el objeto móvil 5 con respecto al sistema de coordenadas X,Y,Z 41 del objeto fijo 4 replicando el movimiento del elemento móvil 2 con respecto al sistema de coordenadas de referencia 11 del elemento de referencia 1 en función de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil 2 con respecto a elemento de referencia 1 recibidos de los medios de procesamiento.
En esta realización del sistema de generación de gráficos, el elemento de referencia 1 tiene asociados un eje X, un eje Y, y un eje Z perpendiculares entre sí, y que intersecan en un punto u origen, definiendo entre los tres ejes el sistema de coordenadas de referencia 11 en base al cual el elemento móvil 2 se posiciona en el entorno real 3. Del mismo modo, cada objeto fijo 4 representado en el entorno virtual 6 tiene asociados un eje X, un eje Y, y un eje Z perpendiculares entre sí, y que intersecan en un punto u origen, definiendo entre los tres ejes un sistema de coordenadas X, Y, Z 41 en base al cual el objeto móvil 5 se posiciona o se mueve en el entorno virtual 6 mediante la utilización del sistema de la invención. De este modo, cuando se asocia el elemento de referencia 1 al objeto fijo 4, el sistema de coordenadas
X,Y,Z 41 asociado al objeto fijo 4 representa en el entorno virtual 6 el sistema de coordenadas de referencia 11 del elemento de referencia 1.
La Figura 1 muestra esta realización del sistema de generación de gráficos, en donde el elemento de referencia 1 está asociado al objeto fijo 4 y el elemento móvil 2 está asociado al objeto móvil 5, estando el elemento de referencia 1 en una primera posición. La Figura 3 muestra esta realización del sistema de generación de gráficos de la invención con el elemento de referencia 1 en una segunda posición, en donde el usuario ha girado el elemento de referencia 1180° alrededor del eje X de su sistema de coordenadas de referencia 11, de tal modo que el eje Y y el eje Z del sistema de coordenadas de referencia 11 apuntan en sentido contrario a donde apuntaban antes de girar el elemento de referencia 1. Por tanto, al girar el elemento de referencia 1, el sistema de coordenadas de referencia 11 cambia de posición en el entorno real 3. Sin embargo, el movimiento del elemento de referencia 1 en el entorno real 3, y el cambio de posición de su sistema de coordenadas de referencia 11 no tienen efecto en el entono virtual 6, en donde el objeto fijo 4 no se mueve, y el sistema de coordenadas X,Y,Z 41 asociado a dicho objeto fijo 4 permanecen en la misma posición, tal y como se muestra en la Figura 3. Es por ello que, si inicialmente el elemento móvil 2 estaba posicionado en unas coordenadas (50, 60, 70) con respecto al sistema de coordenadas de referencia 11 asociadas al elemento de referencia 1, una vez el elemento de referencia 1 se gira 180° alrededor del eje X de dicho sistema de coordenadas de referencia 11, si el elemento móvil 2 no se mueve, estará posicionado en unas coordenadas (50, -60, -70) con respecto al sistema de coordenadas de referencia 11. Por todo ello, el objeto móvil 5 cambia de posición en el entorno virtual 6 de la primera posición mostrada en la Figura 1 a una segunda posición mostrada en la Figura 3, sin que en el entorno real 3 se haya movido el elemento móvil 2, simplemente cambiado de posición el elemento de referencia 1 de la posición mostrada en la Figura 1 a la mostrada en la Figura 3. Así, en la realización mostrada en la Figura 3, si el usuario mueve el elemento móvil 2 por encima del elemento de referencia 1 de un lado al otro del eje X de su sistema de coordenadas de referencia 11, en el entorno virtual 6, el objeto móvil 5 se moverá por debajo del objeto fijo 4 de un lado a otro del eje X de su sistema de coordenadas X,Y,Z 41.
Todo ello permite que el posicionamiento, o el movimiento del objeto móvil 5 con respecto al objeto fijo 4 en el entorno virtual 6 representado mediante el software de generación de
gráficos en 3D pueda realizarse de forma sencilla por el usuario, replicando el movimiento del elemento móvil 2 con respecto al elemento de referencia 1 en el entorno real 3, de modo que en el caso en que dicho movimiento no resulte natural o fácil de realizar en el entorno real 3 al usuario, el usuario puede modificar la posición del sistema de coordenadas de referencia 11 cambiando de posición el elemento de referencia 1.
En una realización del sistema de generación de gráficos, los medios de procesamiento están configurados para aplicar un valor de compensación previamente definido por el usuario en al menos un eje del sistema de coordenadas de referencia 11 a la posición del elemento móvil 2 con respecto al elemento de referencia 1. Así, si el usuario del sistema define por ejemplo un valor de compensación en el eje X de las coordenadas de referencia 11 igual a 5, si en un momento el elemento móvil 2 está posicionado en las coordenadas (10,10,10) con respecto al sistema de coordenadas de referencia 11 asociadas al elemento de referencia 1, el software de generación de gráficos representará el objeto móvil en la posición (15,10,10) con respecto al sistema de coordenadas X,Y,Z 41. La definición del valor de compensación en cada uno de los ejes del sistema de coordenadas de referencia 11 por el usuario puede realizarse mediante comandos del software de generación de gráficos en 3D. Sin embargo, en otras realizaciones del sistema, dichas asociaciones se pueden realizar mediante un selector situado en el elemento de referencia 1, un selector situado en el elemento móvil 2, o mediante otra solución técnica conocida en el estado de la técnica.
La invención se refiere también a un periférico de entrada que forma parte del sistema de generación de gráficos en tres dimensiones según la invención.
Un segundo aspecto de la invención se refiere a un método para mover un objeto móvil 5 con respecto a un objeto fijo 4 en un entorno virtual 6 representado mediante un software de generación de gráficos en tres dimensiones que comprende una etapa de movimiento en la que un elemento móvil 2 es movido por un usuario con respecto a un elemento de referencia 1, estando ambos elementos situados en un entorno real 3. El método de la invención comprende una etapa de captura y procesamiento de datos en la que un sensor emite una señal representativa de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil 2 respecto al elemento de referencia 1, y unos medios de procesamiento reciben la señal y transmiten la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil 2 respecto al elemento de referencia
1 al software de generación de gráficos en tiempo real. El método de la invención comprende una etapa de representación en la que el software de generación de gráficos representa en tiempo real el movimiento del objeto móvil 5 con respecto al objeto fijo 4 replicando el movimiento del elemento móvil 2 con respecto al elemento de referencia 1 en función de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil 2 con respecto al elemento de referencia 1 recibidos de los medios de procesamiento. El método de la invención se caracteriza porque comprende una etapa de asociación de un elemento de referencia 1 en la que se asocia el elemento de referencia 1 con el objeto fijo 4, y una etapa de asociación del elemento móvil 2 en la que se asocia el elemento móvil 2 con el objeto móvil 5, siendo ambas etapas de asociación anteriores a la etapa de movimiento.
En una realización, el método de la invención comprende una etapa de selección de escala, en donde el usuario selecciona una escala de modo que la distancia entre el objeto fijo 4 y el objeto móvil 5 en el entorno virtual 6 es la distancia entre el elemento móvil 2 y el elemento de referencia 1 en dicha escala.
En una realización del método de la invención, el objeto fijo 4 es un punto en el entorno virtual 6.
En una realización, el método de la invención comprende una etapa de posicionamiento del elemento de referencia 1 antes de la etapa de movimiento en la que el usuario posiciona el elemento de referencia 1 en el entorno real 3, en donde el elemento de referencia 1 tiene asociado un sistema de coordenadas de referencia 11, y en donde el objeto fijo 4 tiene asociado un sistema de coordenadas X,Y,Z 41 que representa el sistema de coordenadas de referencia 11 en el entorno virtual 6, de modo que al posicionar el elemento de referencia 1 en el entorno real 3, el objeto fijo 4 y el sistema de coordenadas X,Y,Z 41 asociadas permanecen inmóviles, cambiando el sistema de coordenadas de referencia 11 de posición en el entorno real 3, y en donde en la etapa de representación, el software de generación de gráficos representa en tiempo real el movimiento del objeto móvil 5 con respecto al sistema de coordenadas X,Y,Z 41 del objeto fijo 4 replicando el movimiento del elemento móvil 2 con respecto al sistema de coordenadas de referencia 11 del elemento de referencia 1 en función de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil 2 con respecto al elemento de referencia 1 recibidos de los medios de procesamiento, estando el sensor configurado para
emitir una señal representativa de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil 2 respecto al sistema de coordenadas de referencia 11 del elemento de referencia 1.
En una realización, el método de la invención comprende una etapa de selección de valores de compensación, en donde el usuario selecciona un valor de compensación en al menos un eje del sistema de coordenadas de referencia 11 a la posición del elemento móvil 2 con respecto al elemento de referencia 1.
Todo lo descrito para el sistema de generación de gráficos de tres dimensiones se considera descrito también para el método asociado y viceversa.
Claims (15)
1. Sistema de generación de gráficos en tres dimensiones que comprende un software de generación de gráficos y un periférico de entrada, comprendiendo el periférico de entrada - un elemento de referencia (1) y un elemento móvil (2), estando ambos elementos situados en un entorno real (3) y estando configurado el elemento móvil (2) para ser movido con respecto al elemento de referencia (1) por un usuario, y
- al menos un sensor configurado para emitir una señal representativa de una distancia, una posición y una orientación del elemento móvil (2) respecto al elemento de referencia (1) en tiempo real,
comprendiendo el sistema de generación de gráficos medios de procesamiento configurados para recibir la señal representativa de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil (2) respecto al elemento de referencia (1) y transmitir dicha distancia, posición y orientación al software de generación de gráficos en tiempo real,
estando el software de generación de gráficos configurado para representar al menos un objeto fijo (4) y al menos un objeto móvil (5) en un entorno virtual (6), y para mover en tiempo real el objeto móvil (5) con respecto al objeto fijo (4) replicando el movimiento del elemento móvil (2) con respecto al elemento de referencia (1) en función de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil (2) con respecto al elemento de referencia (1) recibidos de los medios de procesamiento, y
estando configurado el elemento móvil (2) para ser asociado dinámicamente a distintos objetos virtuales móviles (5),
caracterizado porque el elemento de referencia (1) está configurado para ser asociado dinámicamente a distintos objetos virtuales fijos (4).
2. Sistema de generación de gráficos según la reivindicación 1, en donde el elemento de referencia (1) comprende el sensor.
3. Sistema de generación de gráficos según la reivindicación 1, que comprende un elemento adicional en el entorno real (3) que comprende el sensor.
4. Sistema de generación de gráficos según la reivindicación 1, en donde el elemento móvil
(2) comprende el sensor.
5. Sistema de generación de gráficos según la reivindicación 4, en donde el elemento móvil (2) es un teléfono inteligente.
6. Sistema de generación de gráficos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un selector de escala configurado para que el usuario pueda seleccionar una escala, de modo que la distancia entre el objeto fijo (4) y el objeto móvil (5) en el entorno virtual (6) sea la distancia entre el elemento móvil (2) y el elemento de referencia (1) en dicha escala.
7. Sistema de generación de gráficos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el objeto fijo (4) es un punto en el entorno virtual (6).
8. Sistema de generación de gráficos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el elemento de referencia (1) tiene asociado un sistema de coordenadas de referencia (11), y el objeto fijo (4) tiene asociado un sistema de coordenadas X,Y,Z (41) que representa el sistema de coordenadas de referencia (11) en el entorno virtual (6), de modo que, al mover el elemento de referencia (1) en el entorno real (3), el objeto fijo (4) y el sistema de coordenadas X,Y,Z (41) asociado permanecen inmóviles, cambiando el sistema de coordenadas de referencia (11) de posición en el entorno real (3), siendo la señal emitida por el sensor una señal representativa de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil (2) respecto al sistema de coordenadas de referencia (11) del elemento de referencia (1), y estando el software de generación de gráficos configurado para mover en tiempo real el objeto móvil (5) con respecto al sistema de coordenadas X,Y,Z (41) del objeto fijo (4) replicando el movimiento del elemento móvil (2) con respecto al sistema de coordenadas de referencia (11) del elemento de referencia (1) en función de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil (2) con respecto a elemento de referencia (1) recibidos de los medios de procesamiento.
9. Sistema de generación de gráficos según la reivindicación 8, en donde los medios de procesamiento están configurados para aplicar un valor de compensación previamente definido por el usuario en al menos un eje del sistema de coordenadas de referencia (11)
a la posición del elemento móvil (2) con respecto al elemento de referencia (1).
10. Periférico de entrada que forma parte del sistema de generación de gráficos en tres dimensiones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
11. Método para mover un objeto móvil (5) con respecto a un objeto fijo (4) en un entorno virtual (6) representado mediante un software de generación de gráficos en tres dimensiones que comprende
- una etapa de asociación de un elemento móvil (2) en la que se asocia el elemento móvil (2) con el objeto móvil (5),
- una etapa de movimiento en la que el elemento móvil (2) es movido por un usuario con respecto a un elemento de referencia (1), estando ambos elementos situados en un entorno real (3),
- una etapa de captura y procesamiento de datos en la que un sensor emite una señal representativa de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil (2) respecto al elemento de referencia (1), y unos medios de procesamiento reciben la señal y transmiten la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil (2) respecto al elemento de referencia (1) al software de generación de gráficos en tiempo real, y
- una etapa de representación en la que el software de generación de gráficos representa en tiempo real el movimiento del objeto móvil (5) con respecto al objeto fijo (4) replicando el movimiento del elemento móvil (2) con respecto al elemento de referencia (1) en función de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil (2) con respecto al elemento de referencia (1) recibidos de los medios de procesamiento,
caracterizado porque comprende una etapa de asociación de un elemento de referencia (1) en la que se asocia el elemento de referencia (1) con el objeto fijo (4), siendo dicha etapa de asociación anterior a la etapa de movimiento.
12. Método según la reivindicación 11, que comprende una etapa de selección de escala, en donde el usuario selecciona una escala de modo que la distancia entre el objeto fijo (4) y el objeto móvil (5) en el entorno virtual (6) sea la distancia entre el elemento móvil (2) y el elemento de referencia (1) en dicha escala.
13. Método según la reivindicación 11 o 12, en donde el objeto fijo (4) es un punto en el entorno virtual (6).
14. Método según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, que comprende una etapa de posicionamiento del elemento de referencia (1) antes de la etapa de movimiento en la que el usuario posiciona el elemento de referencia (1) en el entorno real (3), en donde el elemento de referencia (1) tiene asociado un sistema de coordenadas de referencia (11), y en donde el objeto fijo (4) tiene asociado un sistema de coordenadas X,Y,Z (41) que representa el sistema de coordenadas de referencia (11) en el entorno virtual (6), de modo que al posicionar el elemento de referencia (1) en el entorno real (3), el objeto fijo (4) y el sistema de coordenadas X,Y,Z (41) asociadas permanecen inmóviles, cambiando el sistema de coordenadas de referencia (11) de posición en el entorno real (3), y en donde en la etapa de representación, el software de generación de gráficos representa en tiempo real el movimiento del objeto móvil (5) con respecto al sistema de coordenadas X,Y,Z (41) del objeto fijo (4) replicando el movimiento del elemento móvil (2) con respecto al sistema de coordenadas de referencia (11) del elemento de referencia (1) en función de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil (2) con respecto al elemento de referencia (1) recibidos de los medios de procesamiento, estando el sensor configurado para emitir una señal representativa de la distancia, la posición y la orientación del elemento móvil (2) respecto al sistema de coordenadas de referencia (11) del elemento de referencia (1).
15. Método según la reivindicación 14, que comprende una etapa de selección de valores de compensación, en donde el usuario selecciona un valor de compensación en al menos un eje del sistema de coordenadas de referencia (11) a la posición del elemento móvil (2) con respecto al elemento de referencia (1).
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