KR20210124500A - 삼차원 혼합 현실 뷰포트 - Google Patents

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Abstract

삼차원(3D) 모델링을 활용하는 컴퓨팅 플랫폼 상에서 실행되는 애플리케이션은, 혼합 현실 헤드 마운트형 디스플레이(HMD) 디바이스에 의해 3D 홀로그램이 렌더링되는 가상 뷰포트를 사용하여 확장된다. HMD 디바이스 유저는, 실세계 2D 모니터와 나란히 렌더링되도록 뷰포트를 배치할 수 있고 그것을 3D 모델링 애플리케이션의 자연적인 확장으로서 사용할 수 있다. 예를 들면, 유저는 혼합 현실의 모델링된 오브젝트와 상호작용할 수 있고 모니터와 뷰포트 사이에서 오브젝트를 이동시킬 수 있다. 3D 모델링 애플리케이션 및 HMD 디바이스는 모델링된 오브젝트에 대한 장면 데이터(scene data)(예컨대 지오메트리, 조명, 회전, 및 스케일) 및 유저 인터페이스 파라미터(예컨대 마우스 및 키보드 입력)을 교환하도록 구성된다. HMD 디바이스는, 유저가 보고 있는 곳을 결정하기 위해 머리 추적을 구현하고 그래서 유저 입력이 모니터 또는 뷰포트로 적절히 지향된다.

Description

삼차원 혼합 현실 뷰포트{THREE-DIMENSIONAL MIXED-REALITY VIEWPORT}
혼합 현실 컴퓨팅 디바이스, 예컨대 헤드 마운트형 디스플레이(head mounted display; HMD) 시스템 및 핸드헬드 모바일 디바이스(예를 들면, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 등등)는, 유저의 시야(field of view)에서 그리고/또는 디바이스의 카메라의 시야에서 유저에게 가상 및/또는 실제 오브젝트에 관한 정보를 디스플레이하도록 구성될 수도 있다. 예를 들면, HMD 디바이스는, 씨쓰루 디스플레이(see-through display) 시스템 사용하여, 실세계 오브젝트가 혼합된 가상 환경, 또는 가상 오브젝트가 혼합된 실세계 환경을 디스플레이하도록 구성될 수도 있다. 마찬가지로, 모바일 디바이스는 카메라 뷰파인더 윈도우를 사용하여 이러한 정보를 디스플레이할 수도 있다.
이 배경은 후속하는 개요 및 상세한 설명에 대한 간략한 상황(context)을 소개하기 위해 제공된다. 이 배경은, 청구되는 주제의 범위를 결정함에 있어서 보조가 되도록 의도되지 않으며, 또한 청구되는 주제를, 상기에서 제시되는 단점 또는 문제점 중 임의의 것 또는 전체를 해결하는 구현예로 제한하는 것으로 보이도록 의도된 것도 아니다.
삼차원(three-dimensional; 3D) 모델링을 활용하는 컴퓨팅 플랫폼 상에서 실행되는 애플리케이션은, 혼합 현실 헤드 마운트형 디스플레이(head mounted display; HMD) 디바이스에 의해 3D 홀로그램이 렌더링되는 가상 뷰포트(virtual viewport)를 사용하여 확장된다. HMD 디바이스 유저는, 실세계 2D 모니터와 나란히 렌더링되도록 뷰포트를 배치할 수 있고 그것을 3D 모델링 애플리케이션의 자연적인 확장으로서 사용할 수 있다. 예를 들면, 유저는 혼합 현실의 모델링된 오브젝트와 상호작용할 수 있고 모니터와 뷰포트 사이에서 오브젝트를 이동시킬 수 있다. 3D 모델링 애플리케이션 및 HMD 디바이스는 모델링된 오브젝트에 대한 장면 데이터(scene data)(예컨대 지오메트리(geometry), 조명, 회전, 및 스케일) 및 유저 인터페이스 데이터(예컨대 마우스 및 키보드 입력)를 교환하도록 구성된다. HMD 디바이스는, 유저가 보고 있는 곳을 결정하기 위해 머리 추적을 구현하고 그래서 유저 입력이 모니터 또는 뷰포트로 적절히 지향된다.
이 개요는 하기의 상세한 설명에서 더 설명되는 엄선된 개념을 간소화된 형태로 소개하기 위해 제공된다. 이 개요는 청구된 주제의 주요한 피쳐 또는 본질적인 피쳐를 식별하도록 의도된 것도 아니고, 청구된 주제의 범위를 결정함에 있어서 보조로서 사용되도록 의도된 것도 아니다. 또한, 청구되는 주제는 본 개시의 임의의 부분에서 언급되는 임의의 또는 모든 단점을 해결하는 구현예로 한정되지는 않는다. 상기에서 설명되는 주제는 컴퓨터 제어 장치, 컴퓨터 프로세스, 컴퓨팅 시스템으로서, 또는 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체와 같은 제조 물품으로서 구현될 수도 있다는 것이 이해될 수도 있다. 이들 및 다양한 다른 피쳐는 하기의 상세한 설명의 판독 및 관련 도면의 고찰로부터 명백해질 수도 있다.
도 1은 일부가 헤드 마운트형 디스플레이(HMD) 디바이스의 유저의 시야 내에 렌더링되는 예시적인 혼합 현실 환경을 도시한다.
도 2는 HMD 디바이스의 유저가 위치하는 예시적인 실세계 물리적 환경을 도시한다.
도 3은 HMD 디바이스의 시야 내에 디스플레이되는 삼차원(three-dimensional; 3D) 뷰포트를 지원하는 예시적인 혼합 현실 환경을 도시한다.
도 4는 가상 뷰포트와 실세계 모니터 사이에서 3D 모델이 전달되는(transferred) 것을 도시한다.
도 5는 3D 뷰포트를 지원하기 위해 HMD 디바이스와 퍼스널 컴퓨터(personal computer; PC) 상에서 예시화되는 컴포넌트 사이에서 확장성 데이터(extensibility data)가 교환되는 것을 도시한다.
도 6은 도 5에서 도시되는 HMD 디바이스 및 PC에 의해 수행될 수도 있는 예시적인 방법을 도시한다.
도 7은 HMD 센서 패키지에 의해 제공되는 예시적인 데이터를 도시한다.
도 8은 HMD 디바이스에 의해 캡쳐되고 있는 실세계 환경과 관련되는 표면 재구성 데이터를 묘사한다.
도 9는 예시적인 표면 재구성 파이프라인(surface reconstruction pipeline)의 블록도를 도시한다.
도 10, 도 11, 및 도 12는 적어도 부분적으로, HMD 디바이스를 사용하여 수행될 수도 있는 예시적인 방법의 플로우차트이다.
도 13은 가상 현실 HMD 디바이스의 설명에 도움이 되는 예의 도면이다.
도 14는 가상 현실 HMD 디바이스의 설명에 도움이 되는 예의 기능적 블록도를 도시한다.
도 15 및 도 16은 가상 현실 HMD 디바이스의 컴포넌트로서 사용될 수도 있는 예시적인 밀봉 바이저(sealed visor)의 정면도이다.
도 17은 부분적으로 분해된 경우의 밀봉 바이저의 뷰를 도시한다.
도 18은 밀봉 바이저의 가상 라인(phantom line) 정면도를 도시한다.
도 19는 밀봉 바이저의 배면도를 도시한다.
도 20은 예시적인 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
도 21은 본 3D 혼합 현실 뷰포트를 구현하기 위해 부분적으로 사용될 수도 있는 퍼스널 컴퓨터(PC)와 같은 예시적인 컴퓨터 시스템의 단순화된 블록도이다.
도면에서, 동일한 도면 부호는 동일한 엘리먼트를 가리킨다. 엘리먼트는 다른 식으로 나타내어지지 않는 한, 일정 축척으로 묘사되지는 않는다.
3D 모델은, CAD(computer-assisted design; 컴퓨터 지원 설계), CAM(computer-assisted manufacturing; 컴퓨터 지원 제조), 애니메이션, 및 게이밍과 같은 다양한 용도로 애플리케이션에 의해 생성될 수 있다. 3D 모델은 종종 대형이고 복잡할 수 있으며, 유저는, 일반적으로, 제한된 2D 디스플레이 및 성가신 유저 인터페이스를 통해 3D 모델을 보고 3D 모델과 작업할 수 있다. 3D 프린터의 도입이, 유저가 3D 모델을 보고 3D 모델과 더 자연스럽게 상호작용하는 것을 더 쉽게 만드는 것을 도왔지만, 이러한 프린팅은 설계가 반복될 때마다 시간 및 리소스를 소비할 수 있다.
본 3D 뷰포트(viewport)는, 프린팅 대기 시간 및 비용 없이, 유저가 3D에서 자연스러운 방식으로 모델을 보고 모델과 상호작용하는 것을 가능하게 하는 것에 의해 3D 프린터와 동일한 방식으로 많이 활용될 수 있다. 따라서, 모델 수정(model revision) 사이의 더 빠른 반복이 달성될 수 있다. 유저는 또한, 보기 위해 뷰포트를 활용할 수 있고, 증가된 3D 모델링 유연성 및 효율성을 제공하기 위해 뷰포트와 모니터 사이에서 모델을 이동시킬 수 있다.
이제, 도면을 참조하면, HMD 디바이스 상에서 지원되는 혼합 현실 또는 증강 현실(augmented-reality) 환경은, 통상적으로, 다양한 유저 경험을 가능하게 하기 위해, 실세계 엘리먼트 및 컴퓨터 생성 가상 엘리먼트를 결합한다. 설명에 도움이 되는 예에 있어서, 도 1에서 도시되는 바와 같이, 삼차원(3D)으로 시각적으로 렌더링되며 그리고 몇몇 구현예에서 오디오 및/또는 촉각/햅틱 감각을 포함할 수도 있는 혼합 현실 환경(100)을 경험하기 위해, 유저(102)는 HMD 디바이스(104)를 활용할 수 있다. 이 특정한 비제한적인 예에 있어서, HMD 디바이스 유저는, 다양한 건물, 가게, 등등을 갖는 도시 거리를 포함하는 실세계 도시 지역에서 물리적으로 걷고 있다. HMD 디바이스(104)에 의해 제공되는 도시 풍경의 시야(도 1의 점선 영역(110)에 의해 나타내어짐)는 유저가 환경을 통해 이동함에 따라 변하고 디바이스는 실세계 뷰 위에 가상 엘리먼트를 렌더링할 수 있다. 여기서, 가상 엘리먼트는, 가게를 식별하는 태그(115) 및 환경에서의 주목 장소(place of interest)로의 방향(120)을 포함한다.
도 2에서 도시되는 다른 예시적인 혼합 현실 시나리오에서, HMD 디바이스(104)를 사용하고 있을 때 유저가 차지하는 물리적인 실세계 환경(200)은, PC(205), 모니터(210), 및 작업대(work surface; 215)를 포함하는 다양한 실세계 오브젝트를 포함할 수 있다. 유저는, 마우스(225), 키보드(230), 및 몇몇 경우에 음성(예를 들면, 자연 언어 또는 음성 커맨드) 또는 제스쳐를 사용할 수도 있는 다른 유저 인터페이스(도 2에서 도시되지 않음)를 사용하여 PC 및 모니터와 상호작용할 수도 있다. 이 예에서, 모니터는, 도 3에서 도시되는 바와 같이, 혼합 현실 환경(300)에 통합되고, HMD 디바이스(104) 상의 시야(110) 내에서 유저에게 보인다.
유저는, 통상적으로, 혼합 현실 환경에서 모니터(210)를 보고 있을 때 실세계 환경에서와 실질적으로 동일한 방식으로 PC(205)와 상호작용할 수 있다. 예를 들면, 유저는, 데스크탑(305) 상에서 지원되는 오브젝트, 엘리먼트, 윈도우, 등등과 상호작용할 수 있다. PC(205)는, 모니터(210) 상에 3D 모델(315)을 렌더링하는 애플리케이션을 지원한다. HMD 디바이스(104)는, 모델(315)이 뷰포트에서 3D로 그리고 모니터 상에서 2D로 렌더링될 수 있도록, 3D 애플리케이션과 상호 운영가능한(interoperable) 가상 3D 뷰포트(310)를 위치시킨다. HMD 디바이스(104)는, 뷰포트를 특정한 요구에 맞추기 위해, 몇몇 구현예에서 유저가 뷰포트(310)를 그 위치, 사이즈, 형상 및 다른 특성의 관점에서 구성하는 것을 가능하게 하는 제어부를 노출시킬 수 있다. 이 예에서는, 유저는 뷰포트(310)를, 모니터(210)의 것과 대략적으로 매치하는 전체 사이즈를 갖는 직육면체(rectangular volume)로서 구성했고 뷰포트를 모니터에 인접하도록 위치시켰다. 이 예에서 뷰포트의 경계를 볼 수 있으며, 대안적인 구현예에서, 경계는 상이한 방식으로, 몇몇 경우에 유저 제어 하에서, 컬러, 투명도, 애니메이션, 및 등등과 같은 다양한 처리 및 효과를 갖는 라인 및 파선(broken line)과 같은 오브젝트를 사용하여, 렌더링될 수 있다.
유저는, 통상적으로, 당면 과제에 가장 적합한 특정한 렌더링 모드 - 모니터(210) 상에서의 2D에서든 또는 뷰포트의 3D에서든 간에 - 에서 3D 모델을 보고 작업하는 것을 가능하게 하는 것에 의해, 뷰포트(310)를 3D 애플리케이션의 기능성을 확장시키는 툴로서 간주할 수도 있다. 모델은, 도 4에서 예시적으로 도시되는 바와 같이, 모니터와 뷰포트 사이에서 편리하게 이동될 수 있으며 그 반대의 경우도 가능하다. 여기서, 유저는, 3D 오브젝트를 선택하여 하나의 렌더링 모드에서 다른 것으로 드래그하기 위해 마우스 커서(405)를 사용할 수 있다. 대안적인 유저 액션은, 전달(transfer)을 호출하기 위한 음성 또는 제스쳐를 사용한 복사/잘라내기 및 붙여넣기, 및/또는 3D 애플리케이션 또는 HMD 디바이스에 의해 노출될 수도 있는 다양한 메뉴 및 인터페이스를 통한 작업(working)을 포함할 수 있다.
도 4는 또한, 렌더링된 가상 오브젝트가 클리핑(clipping)되는 경계를 HMD 디바이스(104)가 부과할 수 있는 뷰포트(310)의 다른 피쳐를 도시한다. 따라서 뷰포트는, 모델링된 오브젝트가 혼합 현실 환경에서 자신의 지정된 가상 공간을 넘어 유출하지 않도록 3D 경계 박스로서 기능한다. 도 4에서, 뷰포트의 후면(410)은, 직육면체 뷰포트의 여섯 개의 클리핑 면 중 하나를 대표적으로 나타내기 위해 해칭으로 도시된다.
PC(205) 및 HMD 디바이스(104)는 3D 뷰포트(310)를 갖는 혼합 현실 환경을 지원하기 위한 상호 운용성을 위해 구성될 수도 있다. 도 5는, 확장성 데이터(505)가 네트워크 연결(510)을 통해 공유되는 것을 가능하게 하기 위해 각각의 디바이스 상에서 예시화되는 예시적인 컴포넌트를 도시한다. 네트워크 연결(510)은, 예를 들면, 와이파이(Wi-Fi), Bluetooth™, 또는 등등과 같은 무선 통신을 사용하여, 구현될 수도 있다. 확장성 데이터(505)는, 렌더링되고 있는 장면을 기술하는 장면 데이터(515) 및, 예를 들면, 마우스(225) 및/또는 키보드(230)(도 2)를 사용한 유저 입력을 기술하는 유저 인터페이스(user interface; UI) 데이터(520)를 포함한다. 장면 데이터(515)는, 통상적으로, HMD 디바이스(104) 상에서 실행되는 뷰포트 애플리케이션(570)과 인터페이싱하며 혼합 현실 환경을 렌더링하는 렌더링 엔진(575)(이것은 몇몇 구현예에서 그래픽 프로세싱 유닛(graphics processing unit; GPU)에 통합될 수 있다)에 커플링되는 PC(205) 상에서 실행되는 3D 애플리케이션(555)에 의해 생성된다. 장면 데이터(515)는, 주어진 모델의 지오메트리 및 유사한 양태를 기술하는 3D 모델 데이터(525)를 포함한다. 3D 환경 데이터(530)는, 렌더링시 모델이 어떻게 보이는지에 영향을 줄 수 있는 조명 및 다른 환경적 조건을 설명한다. 카메라 파라미터(535)는, 회전, 병진(translation), 및 스케일링과 같은 모델 변환과 관련될 수도 있다. 이벤트(540)를 기술하는 데이터도 장면 데이터에 또한 포함될 수 있다. 예를 들면, 주어진 모델에 관련되는 이벤트는, 오퍼레이팅 시스템, 유틸리티, 위젯, 및 등등에 의해 표면화될 수도 있다.
UI 서버(565)는 HMD 디바이스 상의 UI 클라이언트(580)에 UI 데이터(520)를 제공할 수 있다. UI 데이터는, 통상적으로, 마우스 메시지(545) 및 키보드 메시지(550)를 포함한다. 그러나, 대안적인 구현예에서, 다른 유저 인터페이스 및 입력 방법론에 관한 데이터가 활용될 수도 있다.
도 6은, UI 서버(565) 및 UI 클라이언트(580)를 사용하여 구현될 수도 있는 예시적인 방법(600)의 플로우차트이다. 단계 602에서, 실세계 환경 내에서의 모니터의 위치는, 통상적으로, 예를 들면, 키보드 및/또는 마우스를 사용한 유저 입력이 뷰포트 또는 PC 및 모니터로 적절히 지향될 수 있도록 결정된다. 몇몇 구현예에서, 모니터는, 모니터의 에지 및 표면을 검출할 수 있는 (하기에서 설명되는 바와 같은) 표면 재구성, 입체 이미징, 또는 다른 적절한 원격 감지 기술을 사용하여 위치 결정될 수 있다. 대안적인 구현예에서, 모니터로 하여금, HMD 디바이스가 모니터를 인지하기 위해 사용할 수 있는 미리 결정된 이미지 또는 다수의 이미지를 디스플레이하게 하는 애플리케이션 코드가, 예를 들면 유저의 액션에 의해 또는 자동화된 프로세스를 사용하여, 호출될 수도 있다.
모니터 또는 뷰포트 중 어느 하나 상에서 렌더링되고 있는 적절한 모델로 키보드 입력을 지향시키기 위해, HMD 디바이스(104)는 유저의 뷰 포지션을 추적하는데, 이 경우 유저의 시선(line of sight)(즉, 유저가 보고 있는 방향)에 대응하는 상상의 광선(imaginary ray)이 HMD 디바이스로부터 투영된다. 이러한 추적은, 도 7, 도 8, 및 도 9를 수반하는 본문에서 더 상세히 설명된다. 단계 605에서, 추적된 뷰 포지션은, 키보드 이벤트가 적절히 지향되도록, 유저가 뷰포트 상에서 렌더링되는 모델 또는 모니터 상에서 렌더링되는 모델과 상호작용하고 있는지의 여부를 결정하기 위해 활용된다. 예를 들면, 유저는 모델이 뷰포트에서 나타내어질 때 설명적 텍스트 또는 치수를 추가하기를 원할 수도 있고 그 다음 뷰포트의 상이한 방위에서 모델을 보기 위해 다양한 키보드 커맨드를 사용할 수도 있다. 통상적으로, 추적된 뷰 포지션은, 어떤 디바이스, 모니터 또는 뷰포트가 키보드 이벤트 소비(keyboard event consumption)에 대해 적절한지를 신뢰성 있게 추론하기 위해 활용될 수 있다.
마우스 입력의 경우, 단계 610에서, UI 서버(565)는 PC(205) 상의 오퍼레이팅 시스템(560)과의 자신의 연결을 통해 마우스 움직임을 추적한다. 결정 블록 615에서, 마우스가 모니터(210)의 스크린의 한계를 넘어 이동하지 않았다면, 유저는 여전히 데스크탑 상에서 마우스를 사용하고 있다는 것이 가정되고 제어는 단계 610으로 복귀한다. 마우스가 모니터의 범위를 넘어 이동했다면, 단계 620에서, UI 서버는 마우스를 제어하고 마우스 메시지가 PC(205) 상에서 실행되는 다른 컴포넌트로 전파하는 것을 방지한다.
단계 625에서, UI 서버는 마우스가 가상 세계에서 동작하고 있다는 것을 UI 클라이언트에 통지하고 UI 서버는 유저 입력(예를 들면, 버튼 클릭, 스크롤 휠 액션, 등등) 및 마우스 움직임과 같은 마우스 메시지를 UI 클라이언트로 전달한다. 단계 630에서, UI 클라이언트는 모니터의 스크린 상에서의 출구 지점에 기초하여 뷰포트에서의 커서에 대한 초기 포지션을 계산하고, 단계 635에서, 마우스 움직임의 변화에 기초하여 커서에 대한 다음 포지션을 계산한다. 커서는, 뷰포트에서 유저로부터의 커서의 거리에 비례하는 사이즈를 사용하여 3D에서 동적으로 렌더링될 수도 있다. 즉, 커서는, 통상적으로, 커서가 뷰어에 더 가까울 때 더 크게 되고 커서가 멀어질 때 더 작아지도록 렌더링된다. 거리에 따른 이러한 동적 렌더링은, 유저가 뷰포트에서 커서 및 임의의 주변 엘리먼트 또는 오브젝트를 볼 때 자신의 초점 깊이를 변경할 필요가 없기 때문에, 유익할 수 있다. 단계 640에서, 유저는, 다른 입력 중 마우스 및 키보드를 사용하여 뷰포트에서 렌더링되는 3D 모델 및 (예를 들면, 위치, 사이즈, 및 형상을 비롯한 자신의 구성을 변경하는) 뷰포트 자체와 상호작용하는 것이 가능하게 된다.
단계 645에서, UI 클라이언트는 뷰포트에서의 다음 번 커서 포지션과 현재 뷰 포지션 사이의 광선을 계산할 수 있다. 단계 650에서, 계산된 광선이 모니터의 스크린과 교차하면, UI 클라이언트는, 커서가 다시 PC 데스크탑으로 전이되었다는 것을 UI 서버에 통지하고 최종 커서 포지션을 마우스 입력 서버에 보고한다. 단계 655에서, UI 클라이언트는 뷰포트에서의 커서 렌더링을 중지하고 마우스 입력 이벤트에 대한 대응을 중지한다. 단계 660에서, UI 서버는, UI 클라이언트에 의해 보고되는 최종 포지션을 사용하여 데스크탑 상에서의 커서 재진입 포지션을 계산한다.
도 7 및 도 8에서 도시되는 바와 같이, 센서 패키지(700)를 갖는 HMD 디바이스(104)가 구성되고 예시적인 센서는 하기에서 더 상세하게 설명된다. 센서 패키지(700)는 표면 재구성(710)을 포함하는 다양한 기능성을 지원할 수 있다. 표면 재구성 기술은 (도 7의 도면 부호 712에 의해 나타내어지는 바와 같이) 에지 및 표면의 검출을 가능하게 하고, (도 8에서 도시되는 바와 같이) 물리적 환경(200)에 관해 수집되는 데이터(800)로부터, 모니터, 작업대, 사람들, 등등과 같은 다양한 실세계 오브젝트의 위치를 식별하기 위해 사용될 수도 있다. 표면 재구성은 또한, (도 7에서 도면 부호 715에 의해 나타내어지는 바와 같이) 유저의 머리의 3D(삼차원) 포지션과 방위 및 환경 내에서의 뷰 포지션을 결정하기 위한 머리 추적을 위해 활용될 수도 있다. 몇몇 구현예에서, 센서 패키지는, 본 뷰포트를 구현할 때 머리 포지션 및 방위와 함께 사용될 수도 있는 유저의 시선(gaze)의 방향(725)을 확인하기 위해 시선 추적(gaze tracking; 720)을 지원할 수 있다. 대안적인 구현예에서, 깊이 데이터는 적절한 입체 이미지 분석 기술을 사용하여 도출될 수 있다.
도 9는, 실세계 환경에서의 오브젝트에 대한 표면 재구성 데이터를 획득하기 위한 예시적인 표면 재구성 데이터 파이프라인(900)을 도시한다. 개시된 기술은 예시적인 것이다는 것 및 특정한 구현예의 요건에 따라 다른 기술 및 방법론이 활용될 수도 있다는 것이 강조된다. 원시(raw) 깊이 센서 데이터(902)는 센서의 3D(삼차원) 포즈 추정에 입력된다(블록 904). 센서 포즈 추적은, 예를 들면, 예상 표면과 현재 센서 측정치 사이의 ICP(iterative closest point; 반복 최근접 지점) 정렬을 사용하여 달성될 수 있다. 센서의 각각의 깊이 측정치는, 예를 들면, 부호가 있는 거리장(signed distance field; SDF)으로서 인코딩되는 표면을 사용하여 볼륨 표현(volumetric representation)으로 통합될 수 있다(블록 906). 루프를 사용하여, SDF는, 깊이 맵이 정렬되는 조밀한 표면 예측을 제공하기 위해 추정된 프레임 안으로 광선투사된다(raycast)(블록 908). 따라서, 유저(102)가 가상 세계를 둘러 보는 경우, 환경 내에서의 유저의 머리 포지션 및 방위를 결정하기 위해, 실세계 환경(200)(도 2)과 관련되는 표면 재구성 데이터가 수집 및 분석될 수 있다. 몇몇 구현예에서 시선 검출과 함께, 머리 추적은 HMD 디바이스(104)가 유저의 뷰 포지션을 확인하는 것을 가능하게 한다.
도 10 및 도 11은, HMD 디바이스(104)를 사용하여 수행될 수도 있는 예시적인 방법의 플로우차트이다. 도 12는, PC(205)와 같은 컴퓨팅 디바이스에 의해 수행될 수도 있는 예시적인 방법의 흐름도이다. 명시적으로 언급되지 않는 한, 플로우차트에서 도시되며 그리고 첨부의 본문에서 설명되는 방법 또는 단계는 특정한 순서 또는 시퀀스로 한정되지 않는다. 또한, 방법 또는 그 단계의 일부는 동시에 발생할 수 있거나 또는 수행될 수 있고, 주어진 구현예에서 이러한 구현예의 요건에 따라 모든 방법 또는 단계가 수행되어야 하는 것은 아니며 몇몇 방법 또는 단계는 옵션 사항으로서 활용될 수도 있다.
도 10의 예시적인 방법(1000)의 단계 1005에서, 가상 3D 뷰포트가 HMD 디바이스(104)의 디스플레이 상에서 구현된다. 단계 1010에서, PC와 같은 원격 컴퓨팅 플랫폼 상에서 실행되는 3D 모델링 애플리케이션에 확장성(extensibility)이 지원된다. 단계 1015에서, 장면 데이터 및 UI 데이터를 포함할 수 있는 확장성 데이터가 네트워크를 통해 원격 PC로부터 수신된다. 단계 1020에서, 원격 애플리케이션에 의해 지원되는 3D 모델은 뷰포트에서 홀로그램으로서 렌더링된다. 단계 1025에서, 홀로그램은 UI 데이터에 응답하여 동적으로 업데이트될 수 있다. 단계 1030에서, 뷰포트와의 유저 상호작용을 결정하기 위해, HMD 유저의 뷰 포지션이 추적된다. 단계 1035에서, 마우스 커서가 HMD 디바이스에 의해 뷰포트에서 렌더링되고, HMD 디바이스 유저가 뷰포트와 상호작용하고 있을 때 키보드 입력이 소비된다.
단계 1040에서, HMD 디바이스는, 혼합 현실 공간에서의 위치, 사이즈, 및 형상과 같은 뷰포트 특성을 조정하기 위한 유저 제어부를 노출시킬 수 있다. 단계 1045에서, 유저가 모니터와 뷰포트 사이에서 3D 모델을 전달할 수 있도록, 인에이블먼트(enablement)가 제공된다. 단계 1050에서, 3D 모델을 뷰포트의 경계로 한정하기 위해, 렌더링된 홀로그램에 클리핑이 적용된다.
도 11에서 도시되는 예시적인 방법(1100)에서, 단계 1105에서, HMD 디바이스(104)는 자신의 디스플레이 상에 가상의 3D 뷰포트를 구현한다. 단계 1110에서, 3D 모델링 애플리케이션을 지원하는 원격 컴퓨팅 플랫폼으로부터, 3D 모델을 기술하는 확장성 데이터가 수신된다. 단계 1115에서 3D 모델은 확장성 데이터를 사용하여 뷰포트에서 동적으로 렌더링된다. 단계 1120에서, 확장성 데이터를 사용하여 마우스 커서가 뷰포트에서 렌더링된다. 단계 1125에서, 3D 모델의 렌더링은 확장성 데이터에 포함되는 키보드 메시지를 사용하여 제어된다. 단계 1130에서, 마우스 커서는 HMD 디바이스 유저의 뷰 포지션에 따라 컴퓨팅 플랫폼에 부착되는 모니터에 의해 지원되는 데스크탑으로 전이된다.
도 12에서 도시되는 예시적인 방법(1200)에서, 단계 1205에서, UI 서버는, 마우스 움직임 및 입력을 기술하는 마우스 메시지를 추적한다. 단계 1210에서, 키보드 입력을 기술하는 키보드 메시지가 추적된다. UI 서버는, 마우스 및 키보드 메시지를 추적하기 위해 컴퓨팅 플랫폼 상에서 실행되는 오퍼레이팅 시스템 내에의 후크(hook)를 가질 수 있다. 어떠한 UI 클라이언트도 검출되지 않으면, UI 서버는 통상적으로 메시지를 경청하기만 할 뿐 어떠한 다른 액션도 취하지 않는다. 클라이언트가 네트워크 연결을 통해 연결되면, UI 서버는 추적을 수행할 수 있다.
단계 1215에서, 커서가 모니터의 에지를 벗어나 움직이고 있다는 것을 마우스 움직임이 나타내는 경우, UI 서버는 마우스 메시지를 제어하고 마우스 메시지가 디바이스 상에서 실행되고 있는 다른 시스템으로 전파하는 것을 방지한다. 단계 1220 및 1225에서, 각각, 마우스 및 키보드 메시지가 네트워크를 통해 HMD 디바이스로 전송된다. 단계 1230에서, UI 서버는, HMD 디바이스 상의 UI 클라이언트로부터, 커서가 모니터 상의 데스크탑으로 전이되었다는 메시지를 수신한다. 단계 1235에서, 뷰포트에서의 최종 보고된 커서 포지션에 기초하여, 데스크탑 상에서의 초기 커서 포지션이 결정된다. 단계 1240에서, 마우스 및 키보드 메시지에 대한 제어가 해제되고, 마우스 및 키보드는 데스크탑 상에서 일반적으로 동작되는 것이 가능하게 된다.
이제, 다양하고 예시적인 구현 상세를 주목하면, 본 구성에 따른 혼합 현실 디스플레이 디바이스는, HMD 디바이스(104)와 같은 니어 아이 디바이스(near-eye device) 및/또는 다른 휴대형/모바일 디바이스를 포함하는 그러나 이들로 제한되지는 않는 임의의 적절한 형태를 취할 수도 있다. 몇몇 구현예에서 씨쓰루 디스플레이가 사용될 수도 있지만, 다른 구현예에서는, 예를 들면, 카메라 기반의 패스쓰루(pass-through) 또는 외향 센서를 사용하는 불투명한(즉, 씨쓰루가 아닌) 디스플레이가 사용될 수도 있다. 도 13은 씨쓰루의 혼합 현실 디스플레이 시스템(1300)의 하나의 특정한 설명에 도움이 되는 예를 도시하고, 도 14는 시스템(1300)의 기능적 블록도를 도시한다. 디스플레이 시스템(1300)은 씨쓰루 디스플레이 서브시스템(1304)의 일부를 형성하는 하나 이상의 렌즈(1302)를 포함하고, 그 결과 이미지는 렌즈(1302)를 사용하여(예를 들면, 렌즈(1302)로의 투영을 사용하여, 렌즈(1302)에 통합되는 하나 이상의 도파관 시스템을 사용하여, 그리고/또는 임의의 다른 적절한 방식으로) 디스플레이될 수도 있다. 디스플레이 시스템(1300)은, 유저가 보고 있는 백그라운드 장면 및/또는 물리적 환경의 이미지를 획득하도록 구성되는 하나 이상의 외향 이미지 센서(1306)를 더 포함하고, 사운드, 예컨대 유저로부터의 음성 커맨드를 검출하도록 구성되는 하나 이상의 마이크(1308)를 포함할 수도 있다. 외향 이미지 센서(1306)는 하나 이상의 깊이 센서 및/또는 하나 이상의 이차원 이미지 센서를 포함할 수도 있다. 대안적인 구성에서, 상기에서 언급되는 바와 같이, 씨쓰루 디스플레이 서브시스템을 통합하는 대신, 혼합 현실 디스플레이 시스템이 외향 이미지 센서에 대한 뷰파인더 모드를 통해 혼합 현실 이미지를 디스플레이할 수도 있다.
디스플레이 시스템(1300)은, 상기에서 설명되는 바와 같이, 유저의 각각의 눈의 시선의 방향 또는 초점의 위치 또는 방향을 검출하도록 구성되는 시선 검출 서브시스템(1310)을 더 포함할 수도 있다. 시선 검출 서브시스템(1310)은 유저의 눈의 각각의 시선 방향을 임의의 적절한 방식으로 결정하도록 구성될 수도 있다. 예를 들면, 도시되는 설명에 도움이 되는 예에서, 시선 검출 서브시스템(1310)은, 광의 광채(glint)가 유저의 각각의 안구로부터 반사되게 하도록 구성되는 하나 이상의 광채 소스(1312), 예컨대 적외선 광원, 및 유저의 각각의 안구의 이미지를 캡쳐하도록 구성되는 하나 이상의 이미지 센서(1314), 예컨대 내향 센서를 포함한다. 이미지 센서(들)(1314)를 사용하여 수집되는 이미지 데이터로부터 결정되는 바와 같은, 유저의 안구 및/또는 유저의 동공의 위치로부터의 광채의 변화는 시선의 방향을 결정하기 위해 사용될 수도 있다.
또한, 유저의 눈으로부터 투영되는 시선 라인이 외부 디스플레이와 교차하는 위치는, 유저가 응시하고 있는 오브젝트(예를 들면, 디스플레이된 가상 오브젝트 및/또는 실제 백그라운드 오브젝트)를 결정하기 위해 사용될 수도 있다. 시선 검출 서브시스템(1310)은 임의의 적절한 수 및 배치의 광원 및 이미지 센서를 구비할 수도 있다. 몇몇 구현예에서, 시선 검출 서브시스템(1310)은 생략될 수도 있다.
디스플레이 시스템(1300)은 또한 추가적인 센서를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 디스플레이 시스템(1300)은, 디스플레이 시스템(1300)의 위치가 결정되는 것을 허용하는 전지구 위치 결정 시스템(global positioning system; GPS) 서브시스템(1316)을 포함할 수도 있다. 이것은, 유저의 인접한 물리적 환경에 위치할 수도 있는 실세계 오브젝트, 예컨대 빌딩 등등을 식별하는 것을 도울 수도 있다.
디스플레이 시스템(1300)은, 유저가 증강 현실 HMD 디바이스의 일부로서 시스템을 착용하고 있을 때 유저의 머리의 움직임 및 포지션/방위/포즈를 검출하기 위한 하나 이상의 모션 센서(1318)(예를 들면, 관성, 다축 자이로스코프 또는 가속도 센서)를 더 포함할 수도 있다. 시선 검출을 위해서 뿐만 아니라 외향 이미지 센서(들)(1306)로부터의 이미지에서의 블러(blur)에 대한 보정을 돕는 이미지 안정화를 위해, 잠재적으로 눈 추적 광채 데이터 및 외향 이미지 데이터와 함께, 모션 데이터가 사용될 수도 있다. 모션 데이터의 사용은, 외향 이미지 센서(들)(1306)로부터의 이미지 데이터가 분석될 수 없더라도, 시선 위치의 변화가 추적되는 것을 허용할 수도 있다.
또한, 모션 센서(1318)뿐만 아니라 마이크(들)(1308) 및 시선 검출 서브시스템(1310)은 또한 유저 입력 디바이스로서 활용될 수도 있고, 그 결과 유저는 눈, 목 및/또는 머리의 제스쳐를 통해서 뿐만 아니라, 몇몇 경우에서는 구두의 커맨드(verbal command)를 통해 디스플레이 시스템(1300)과 상호작용할 수도 있다. 증강 현실 HMD 디바이스의 특정한 구현예의 요구사항을 충족하기 위해 임의의 다른 적절한 센서 및/또는 센서의 조합이 활용될 수도 있기 때문에, 도 13 및 도 14에서 예시되며 첨부의 본문에서 설명되는 센서는 예시를 위해 포함되며 어떤 방식으로든 제한하도록 의도되지 않는다는 것이 이해될 수도 있다. 예를 들면, 몇몇 구현예에서 (예를 들면, 심박수 및 호흡수, 혈압, 뇌 활동, 체온, 등등을 검출하기 위한) 생체 센서(biometric sensor) 또는 (예를 들면, 온도, 습도, 고도, UV(ultraviolet; 자외) 광 레벨, 등등을 검출하기 위한) 환경 센서가 활용될 수도 있다.
디스플레이 시스템(1300)은, 통신 서브시스템(1326)을 통해 센서, 시선 검출 서브시스템(1310), 디스플레이 서브시스템(1304), 및/또는 다른 컴포넌트와 통신하는 로직 서브시스템(1322) 및 스토리지 서브시스템(1324)을 구비하는 컨트롤러(1320)를 더 포함할 수 있다. 통신 서브시스템(1326)은 또한, 원격으로 위치한 리소스, 예컨대 프로세싱, 스토리지, 전력, 데이터, 및 서비스와 연계하여 디스플레이 시스템이 동작되는 것을 용이하게 할 수 있다. 즉, 몇몇 구현예에서, HMD 디바이스는, 상이한 컴포넌트 및 서브시스템 사이에서 리소스 및 성능을 분배할 수 있는 시스템의 일부로서 동작될 수 있다.
스토리지 서브시스템(1324)은, 예를 들면, 다른 태스크 중에서도, 센서로부터 입력을 수신하여 해석하기 위한, 유저의 위치 및 움직임을 식별하기 위한, 표면 재구성 및 다른 기술을 사용하여 실제 오브젝트를 식별하기 위한, 그리고 유저가 오브젝트를 보는 것을 가능하게 하도록 오브젝트까지의 거리에 기초하여 디스플레이를 디밍/페이딩하기 위한, 로직 서브시스템(1322)에 의해 실행가능한 저장된 명령어를 포함할 수도 있다.
디스플레이 시스템(1300)은, 오디오가 증강 현실 경험의 일부로서 활용될 수 있도록, 하나 이상의 오디오 트랜스듀서(1328)(예를 들면, 스피커, 이어폰, 등등)와 함께 구성된다. 전력 관리 서브시스템(1330)은 하나 이상의 배터리(1332) 및/또는 보호 회로 모듈(protection circuit module; PCM) 및 관련된 충전기 인터페이스(1334) 및/또는 디스플레이 시스템(1300)의 컴포넌트로 전력을 공급하기 위한 원격 전력 인터페이스를 포함할 수도 있다.
묘사된 디스플레이 디바이스(104 및 1300)는 예시 용도로 설명되며, 따라서 제한하도록 의도되지는 않는다는 것이 이해될 수도 있다. 디스플레이 디바이스는, 본 구성의 범위를 벗어나지 않으면서, 도시된 것 이외의 추가적인 및/또는 대안적인 센서, 카메라, 마이크, 입력 디바이스, 출력 디바이스 등등을 포함할 수도 있다는 것이 또한 이해될 것이다. 추가적으로, 디스플레이 디바이스 및 그 다양한 센서와 서브컴포넌트의 물리적 구성은, 본 구성의 범위를 벗어나지 않으면서 여러 상이한 형태를 취할 수도 있다.
도 15 내지 도 19는, HMD 디바이스의 컴포넌트로서 사용될 수도 있는 증강 현실 디스플레이 시스템(1500)에 대한 예시적인 대안적 구현예를 도시한다. 이 예에서, 시스템(1500)은, 씨쓰루 디스플레이 서브시스템을 위해 활용되는 내부 광학장치(optics) 어셈블리를 보호하도록 구성되는 씨쓰루 밀봉 바이저(1502)를 사용한다. 바이저(1502)는, 도 13 및 도 14와 연계하여 예시적으로 설명되는 바와 같이, 통상적으로, 헤드 마운팅/유지 시스템 및 센서, 전력 관리, 컨트롤러, 등등을 포함하는 다른 서브시스템과 같은 HMD 디바이스의 다른 컴포넌트(도시되지 않음)와 인터페이싱한다. 걸쇠(snap), 보스, 나사, 및 다른 패스너, 등등을 포함하는 적절한 인터페이스 엘리먼트(도시되지 않음)가 또한 바이저(1502)에 통합될 수도 있다.
바이저는, 광학적 디스플레이 및 주변 실세계 환경에 대한 방해가 없는 시각을 용이하게 하기 위해 투명 재료를 사용하여 몰딩될 수 있는 씨쓰루 프론트 및 리어 실드(1504 및 1506)를 각각 포함한다. 프론트 및 리어 실드에 틴팅, 미러링, 반사방지, 안티포그, 및 다른 코팅과 같은 처리가 적용될 수도 있고, 다양한 컬러 및 마감재가 또한 활용될 수도 있다. 프론트 및 리어 실드는, 실드 커버(1610)가 바이저(1502)로부터 분해된 것으로 도시되는 도 16의 부분 분해도에서 묘사되는 바와 같이 섀시(1605)에 고정된다.
밀봉 바이저(1502)는, 동작 중에 HMD 디바이스가 착용되어 사용될 때 그리고 클리닝 및 등등을 위한 일반적인 핸들링 동안, 광학장치 디스플레이 서브어셈블리(1702)(도 17의 분해도에서 도시됨)를 비롯한 민감한 내부 컴포넌트를 물리적으로 보호할 수 있다. HMD 디바이스가 낙하되거나 또는 부딪치거나, 충격을 받거나, 등등의 경우, 바이저(1502)는 또한, 광학장치 디스플레이 서브어셈블리(1702)를 환경적 요소 및 손상으로부터 보호할 수 있다. 광학장치 디스플레이 서브어셈블리(1702)는, 낙하 또는 충돌시 휘어질 때 실드가 서브어셈블리와 접촉하지 않도록 하는 방식으로 밀봉 바이저 내에 마운팅된다.
도 17 및 도 19에서 도시되는 바와 같이, 리어 실드(1506)는 유저의 코와 인터페이싱하도록 인체공학적으로 정확한 형태로 구성되고 코 패드(nose pad; 1904)(도 19) 및 다른 편안한 피쳐가 포함될 수 있다(예를 들면, 별개의 컴포넌트로서 매몰 성형(molded-in)될 수 있고/있거나 애드온(added-on)될 수 있다). 밀봉 바이저(1502)는 또한, 몇몇 경우에, 몰딩된 실드 내에 어떤 레벨의 광학적 디옵터 곡률(optical diopter curvature)(즉, 눈 처방)을 통합할 수 있다.
도 20은, 상기에서 설명되는 구성, 배치, 방법, 또는 프로세스 중 하나 이상을 구현할 때 사용될 수 있는 컴퓨팅 시스템(2000)의 비제한적인 실시형태를 개략적으로 도시한다. HMD 디바이스(104)는 컴퓨팅 시스템(2000)의 하나의 비제한적인 예일 수도 있다. 컴퓨팅 시스템(2000)은 단순화된 형태로 도시된다. 본 구성의 범위를 벗어나지 않고도, 사실상 임의의 컴퓨터 아키텍쳐가 사용될 수도 있다는 것이 이해될 수도 있다. 상이한 실시형태에서, 컴퓨팅 시스템(2000)은, 디스플레이 디바이스, 웨어러블 컴퓨팅 디바이스, 메인프레임 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 홈 엔터테인먼트 컴퓨터, 네트워크 컴퓨팅 디바이스, 게이밍 디바이스, 모바일 컴퓨팅 디바이스, 모바일 통신 디바이스(예를 들면, 스마트폰) 등등의 형태를 취할 수도 있다.
컴퓨팅 디바이스(2000)는 로직 서브시스템(2002) 및 스토리지 서브시스템(2004)을 포함한다. 컴퓨팅 시스템(2000)은, 옵션적으로, 디스플레이 서브시스템(2006), 입력 서브시스템(2008), 통신 서브시스템(2010), 및/또는 도 20에 도시되지 않은 다른 컴포넌트를 포함할 수도 있다.
로직 서브시스템(2002)은 명령어를 실행하도록 구성되는 하나 이상의 물리적 디바이스를 포함한다. 예를 들면, 로직 서브시스템(2002)은, 하나 이상의 애플리케이션, 서비스, 프로그램, 루틴, 라이브러리, 오브젝트, 컴포넌트, 데이터 구조, 또는 다른 논리적 구성물(other logical construct)의 일부인 명령어를 실행하도록 구성될 수도 있다. 이러한 명령어는, 태스크를 수행하도록, 데이터 타입을 구현하도록, 하나 이상의 컴포넌트의 상태를 변환하도록, 또는 다르게는 바람직한 결과에 도달하도록 구현될 수도 있다.
로직 서브시스템(2002)은 소프트웨어 명령어를 실행하도록 구성되는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 로직 서브시스템(2002)은, 하드웨어 또는 펌웨어 명령어를 실행하도록 구성되는 하나 이상의 하드웨어 또는 펌웨어 로직 머신을 포함할 수도 있다. 로직 서브시스템(2002)의 프로세서는 싱글 코어 또는 멀티 코어일 수도 있고, 그 상에서 실행되는 프로그램은 순차 프로세싱, 병렬 프로세싱 또는 분산형 프로세싱을 위해 구성될 수도 있다. 로직 서브시스템(2002)은, 옵션적으로, 원격으로 위치할 수 있고/있거나 통합 프로세싱(coordinated processing)을 위해 구성될 수 있는 두 개 이상의 디바이스 사이에서 분산되는 개개의 컴포넌트를 포함할 수도 있다. 로직 서브시스템(2002)의 양태는, 클라우드 컴퓨팅 구성에서 구성되는 원격으로 액세스가능한 네트워크화된 컴퓨팅 디바이스에 의해 가상화되어 실행될 수도 있다.
스토리지 서브시스템(2004)은 본원에서 설명되는 방법 및 프로세스를 구현하기 위해 로직 서브시스템(2002)에 의해 실행가능한 데이터 및/또는 명령어를 유지하도록 구성되는 하나 이상의 물리적 디바이스를 포함한다. 이러한 방법 및 프로세스가 구현되는 경우, 스토리지 서브시스템(2004)의 상태는, 예를 들면, 상이한 데이터를 유지하도록 변환될 수도 있다.
스토리지 서브시스템(2004)은 착탈식 매체 및/또는 내장형 디바이스를 포함할 수도 있다. 스토리지 서브시스템(2004)은, 다른 것들 중에서도, 광학적 메모리 디바이스(예를 들면, CD(compact disc; 컴팩트 디스크), DVD(digital versatile disc; 디지털 다기능 디스크), HD-DVD(high definition DVD; 고선명 DVD), 블루레이 디스크, 등등), 반도체 메모리 디바이스(예를 들면, RAM(random access memory; 랜덤 액세스 메모리), ROM(read only memory; 리드 온리 메모리), EPROM(erasable programmable ROM; 소거가능 프로그래머블 ROM), EEPROM(electrically erasable ROM; 전기적으로 소거가능한 ROM), 등등) 및/또는 자기 메모리 디바이스(예를 들면, 하드 디스크 드라이브, 플로피 디스크 드라이브, 테이프 드라이브, MRAM(magneto-resistive RAM; 자기 저항 RAM), 등등)을 포함할 수도 있다. 스토리지 서브시스템(2004)은 휘발성, 비휘발성, 동적, 정적, 판독/기록, 판독 전용, 랜덤 액세스, 순차 액세스, 위치 주소지정가능(location-addressable), 파일 주소지정가능, 및/또는 컨텐츠 주소지정가능 디바이스를 포함할 수도 있다.
스토리지 서브시스템(2004)은 하나 이상의 물리적 디바이스를 포함하고 전파 신호 그 자체는 배제한다는 것이 이해될 수도 있다. 그러나, 몇몇 실시형태에서, 본원에서 설명되는 명령어의 양태는, 스토리지 디바이스 상에 저장되는 것과는 대조적으로, 통신 매체를 사용하여 순수 신호(예를 들면, 전자기 신호, 광학 신호 등등)에 의해 전파될 수도 있다. 또한, 본 구성에 관련이 있는 데이터 및/또는 다른 형태의 정보는 순수 신호에 의해 전파될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 로직 서브시스템(2002)의 그리고 스토리지 서브시스템(2004)의 양태는 하나 이상의 하드웨어 로직 컴포넌트로 함께 통합될 수도 있는데, 본원에서 설명되는 기능성은 그 하나 이상의 하드웨어 로직 컴포넌트를 통해 이행될 수도 있다. 이러한 하드웨어 로직 컴포넌트는, 예를 들면, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field-programmable gate array; FPGA), 프로그램 및 애플리케이션 고유의 집적 회로(program-and application-specific integrated circuit; PASIC/ASIC), 프로그램 및 애플리케이션 고유의 표준 제품(program-and application-specific standard product; PSSP/ASSP), 시스템 온 칩(system-on-a-chip; SOC) 시스템, 및 복합 프로그래머블 로직 디바이스(complex programmable logic device; CPLD)를 포함할 수도 있다.
디스플레이 서브시스템(2006)은, 포함되는 경우, 스토리지 서브시스템(2004)에 의해 유지되는 데이터의 시각적 표현을 제공하기 위해 사용될 수도 있다. 이 시각적 표현은 그래픽 유저 인터페이스(graphical user interface; GUI)의 형태를 취할 수도 있다. 본원에서 설명되는 방법 및 프로세스가 스토리지 서브시스템에 의해 유지되는 데이터를 변경하고, 따라서 스토리지 서브시스템의 상태를 변환할 때, 디스플레이 서브시스템(2006)의 상태는 기저의 데이터(underlying data)의 변경을 시각적으로 나타내도록 마찬가지로 변환될 수도 있다. 디스플레이 서브시스템(2006)은 사실상 임의의 타입의 기술을 활용하는 하나 이상의 디스플레이 디바이스를 포함할 수도 있다. 이러한 디스플레이 디바이스는 공유된 엔클로저에서 로직 서브시스템(2002) 및/또는 스토리지 서브시스템(2004)과 결합될 수도 있거나, 또는 이러한 디스플레이 디바이스는 다른 경우에서 주변장치 디스플레이 디바이스일 수도 있다.
입력 서브시스템(2008)은, 포함되는 경우, 키보드, 마우스, 터치 스크린, 또는 게임 컨트롤러와 같은 하나 이상의 유저 입력 디바이스를 포함할 수도 있거나 또는 그 하나 이상의 유저 입력 디바이스와 인터페이싱할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 입력 서브시스템은 선택된 내츄럴 유저 인터페이스(natural user input; NUI) 컴포넌트를 포함할 수도 있거나 또는 그 NUI 컴포넌트와 인터페이싱할 수도 있다. 이러한 컴포넌트는 통합되거나 또는 주변장치일 수도 있고, 입력 액션의 변환 및/또는 프로세싱은 온보드로 또는 오프보드(off-board)로 핸들링될 수도 있다. 예시적인 NUI 컴포넌트는, 스피치 및/또는 보이스 인식을 위한 마이크; 머신 비전(machine vision) 및/또는 제스쳐 인식을 위한 적외선, 컬러, 입체, 및/또는 깊이 카메라; 모션 검출 및/또는 의도 인식을 위한 헤드 트래커(head tracker), 아이 트래커(eye tracker), 가속도계, 및/또는 자이로스코프뿐만 아니라 뇌 활동을 평가하기 위한 전기장 감지 컴포넌트를 포함할 수도 있다.
통신 시스템(2010)은, 포함되는 경우, 컴퓨팅 시스템(2000)을 하나 이상의 다른 컴퓨팅 디바이스와 통신 가능하게 커플링하도록 구성될 수도 있다. 통신 서브시스템(2010)은, 하나 이상의 상이한 통신 프로토콜과 호환가능한 유선 및/또는 무선 통신 디바이스를 포함할 수도 있다. 비제한적인 예로서, 통신 서브시스템은 무선 전화 네트워크, 또는 유선 또는 무선 근거리 통신망 또는 광역 통신망을 통한 통신을 위해 구성될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 통신 서브시스템은 컴퓨팅 시스템(2000)이 인터넷과 같은 네트워크를 사용하여 메시지를 다른 디바이스로 및/또는 다른 디바이스로부터 전송하는 것 및/또는 수신하는 것을 허용할 수도 있다.
도 21은, 본 뷰포트를 함께 구현할 수 있는 PC, 클라이언트 머신, 또는 서버와 같은 예시적인 컴퓨터 시스템(2100)의 단순화된 블록도이다. 컴퓨터 시스템(2100)은 프로세서(2105), 시스템 메모리(2111), 및 시스템 메모리(2111)를 비롯한 다양한 시스템 컴포넌트를 프로세서(2105)에 커플링하는 시스템 버스(2114)를 포함한다. 시스템 버스(2114)는, 메모리 버스 또는 메모리 컨트롤러, 주변장치 버스, 및 다양한 버스 아키텍쳐 중 임의의 것을 사용하는 로컬 버스를 포함하는 여러 타입의 버스 구조 중 임의의 것일 수도 있다. 시스템 메모리(2111)는 리드 온리 메모리(read only memory; ROM)(2117) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory; RAM)(2121)를 포함한다. 예컨대 기동(start-up) 동안 컴퓨터 시스템(2100) 내의 엘리먼트 사이에서의 정보 전달을 보조하는 기본 루틴을 포함하는 기본 입/출력 시스템(basic input/output system; BIOS)(2125)은 ROM(2117)에 저장된다. 컴퓨터 시스템(2100)은, 내부적으로 배치되는 하드 디스크(도시되지 않음)로부터 판독하고 그 하드 디스크에 기록하기 위한 하드 디스크 드라이브(2128), 착탈식 자기 디스크(2133)(예를 들면, 플로피 디스크)로부터 판독하고 그 착탈식 자기 디스크(2133)에 기록하기 위한 자기 디스크 드라이브(2130), 및 CD(콤팩트 디스크), DVD(디지털 다기능 디스크), 또는 다른 광학 매체와 같은 착탈식 광학 디스크(2143)로부터 판독하고 그 착탈식 광학 디스크(2143)에 기록하기 위한 광학 디스크 드라이브(2138)를 더 포함할 수도 있다. 하드 디스크 드라이브(2128), 자기 디스크 드라이브(2130), 및 광학 디스크 드라이브(2138)는, 각각, 하드 디스크 드라이브 인터페이스(2146), 자기 디스크 드라이브 인터페이스(2149), 및 광학 드라이브 인터페이스(2152)에 의해 시스템 버스(2114)에 연결된다. 드라이브 및 그들의 관련 컴퓨터 판독가능 저장 매체는, 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 및 컴퓨터 시스템(2100)에 대한 다른 데이터의 비휘발성 저장을 제공한다. 이 설명에 도움이 되는 예가 하드 디스크, 착탈식 자기 디스크(2133), 및 착탈식 광학 디스크(2143)를 도시하지만, 본 뷰포트의 몇몇 애플리케이션에서는, 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 다른 타입의 컴퓨터 판독가능 저장 매체, 예컨대 자기 카세트, 플래시 메모리 카드, 디지털 비디오 디스크, 데이터 카트리지, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 및 등등이 또한 사용될 수도 있다. 또한, 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 미디어 타입의 하나 이상의 인스턴스(예를 들면, 하나 이상의 자기 디스크, 하나 이상의 CD, 등등)를 포함한다. 본 명세서 및 청구범위의 목적을 위해, 어구(phrase) "컴퓨터 판독가능 저장 매체" 및 그 변형예는, 파(wave), 신호, 및/또는 다른 일시적 및/또는 비유형적(intangible) 통신 매체를 포함하지 않는다.
오퍼레이팅 시스템(2155), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램(2157), 다른 프로그램 모듈(2160), 및 프로그램 데이터(2163)를 포함하는 다수의 프로그램 모듈은, 하드 디스크, 자기 디스크(2133), 광학 디스크(2143), ROM(2117), 또는 RAM(2121) 상에 저장될 수도 있다. 유저는 키보드(2166)와 같은 입력 디바이스 및 마우스와 같은 포인팅 디바이스(2168)를 통해 커맨드 및 정보를 컴퓨터 시스템(2100)에 입력할 수도 있다. 다른 입력 디바이스(도시되지 않음)는, 마이크, 조이스틱, 게임 패드, 위성 접시, 스캐너, 트랙볼, 터치패드, 터치 스크린, 터치 감지 디바이스, 음성 커맨드 모듈 또는 디바이스, 유저 모션 또는 유저 제스쳐 캡쳐 디바이스, 또는 등등을 포함할 수도 있다. 이들 및 다른 입력 디바이스는 시스템 버스(2114)에 커플링되는 직렬 포트 인터페이스(2171)를 통해 프로세싱 유닛(2105)에 종종 연결되지만, 병렬 포트, 게임 포트 또는 범용 직렬 버스(universal serial bus; USB)와 같은 다른 인터페이스에 의해 연결될 수도 있다. 비디오 어댑터(2175)와 같은 인터페이스를 통해, 모니터(2173) 또는 다른 타입의 디스플레이 디바이스가 시스템 버스(2114)에 또한 연결된다. 모니터(2173) 외에, 퍼스널 컴퓨터는 통상적으로 다른 주변장치 출력 디바이스(도시되지 않음), 예컨대 스피커 및 프린터를 포함한다. 도 21에서 도시되는 설명에 도움이 되는 예는, 호스트 어댑터(2178), 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스(Small Computer System Interface; SCSI) 버스(2183), 및 SCSI 버스(2183)에 연결되는 외부 스토리지 디바이스(2176)를 또한 포함한다.
컴퓨터 시스템(2100)은, 원격 컴퓨터(2188)와 같은 하나 이상의 원격 컴퓨터에 대한 논리적 연결을 사용하여 네트워크화된 환경에서 동작할 수도 있다. 원격 컴퓨터(2188)는 다른 퍼스널 컴퓨터, 서버, 라우터, 네트워크 PC, 피어 디바이스(peer device) 또는 다른 일반적인 네트워크 노드일 수도 있고, 통상적으로, 컴퓨터 시스템(2100)과 관련하여 상기에서 설명되는 엘리먼트 중 많은 것 또는 모두를 포함하지만, 도 21에서는 단일의 대표적인 원격 메모리/스토리지 디바이스(2190)만이 예시되어 있다. 도 21에서 묘사되는 논리적 연결은 근거리 통신망(local area network; LAN)(2193) 및 광역 통신망(wide area network; WAN)(2195)를 포함한다. 이러한 네트워킹 환경은 사무실, 전사적 컴퓨터 네트워크(enterprise-wide computer network), 인트라넷 및 인터넷에서는 일반적이다.
LAN 네트워킹 환경에서 사용되는 경우, 컴퓨터 시스템(2100)은 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(2196)를 통해 근거리 통신망(2193)에 연결된다. WAN 네트워킹 환경에서 사용되는 경우, 컴퓨터 시스템(2100)은 브로드밴드 모뎀(2198), 네트워크 게이트웨이, 또는 인터넷과 같은 광역 통신망(2195)을 통해 통신을 확립하기 위한 다른 수단을 통상적으로 포함한다. 내부 또는 외부에 있을 수도 있는 브로드밴드 모뎀(2198)은 직렬 포트 인터페이스(2171)를 통해 시스템 버스(2114)에 연결된다. 네트워크화된 환경에서, 컴퓨터 시스템(2100)에 관련되는 프로그램 모듈, 또는 그 일부는 원격 메모리 스토리지 디바이스(2190)에 저장될 수도 있다. 도 21에서 도시되는 네트워크 연결은 예시적인 것이며, 본 뷰포트의 적용의 특정 요건에 따라, 컴퓨터 사이에 통신 링크를 확립하기 위한 다른 수단이 사용될 수도 있다는 것을 유의한다.
이제, 모든 실시형태의 완전한 리스트로서가 아닌 예시로서, 본 삼차원 혼합 현실 뷰포트의 다양하고 예시적인 실시형태가 제시된다. 예는 물리적 환경에서 유저에 의해 동작가능한 헤드 마운트형 디스플레이(HMD) 디바이스를 포함하는데, 헤드 마운트형 디스플레이(HMD) 디바이스는, 하나 이상의 프로세서; 센서 패키지; 유저에게 혼합 현실 환경을 렌더링하도록 구성되는 디스플레이 - 렌더링된 혼합 현실 환경에 대한 유저의 뷰 포지션은 물리적 환경에서의 유저의 머리의 포즈에 적어도 부분적으로 의존하여 변할 수 있음 - ; 및 컴퓨터 판독가능 명령어를 저장하는 하나 이상의 디바이스를 포함하고, 컴퓨터 판독가능 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의한 실행시, 디스플레이 상에 삼차원(3D) 가상 뷰포트를 구현하는 단계, 원격 컴퓨팅 플랫폼 상에서 실행되는 3D 모델링 애플리케이션 - 애플리케이션은 3D 모델을 지원함 - 에 대한 확장성을 지원하는 단계, 및 뷰포트에서 3D 모델을 홀로그램으로서 렌더링하는 단계를 포함하는 방법을 수행한다.
다른 예에서, HMD는 네트워크 인터페이스 및 네트워크 인터페이스를 통해 원격 컴퓨팅 플랫폼으로부터 확장성 데이터 - 확장성 데이터는 원격 컴퓨팅 플랫폼에서의 3D 모델 및 유저 입력을 기술함 - 를 수신하는 것을 더 포함한다. 다른 예에서, HMD는 유저 입력에 응답하여 뷰포트에서의 렌더링된 홀로그램을 동적으로 업데이트하는 것을 더 포함한다. 다른 예에서, HMD는, 센서 패키지로부터 센서 데이터 - 센서 데이터는 HMD 디바이스의 유저와 인접한 물리적 환경과 관련됨 - 를 획득하는 것; 센서 데이터를 사용하여, 내부에 위치하는 임의의 실세계 오브젝트를 포함하는 물리적 환경의 지오메트리를 재구성하는 것; 및 물리적 환경 내에서 컴퓨팅 플랫폼에 커플링되는 모니터의 위치를 결정하기 위해 재구성된 지오메트리를 사용하는 것을 더 포함한다. 다른 예에서, 센서 데이터는 깊이 데이터를 포함하고 센서 데이터는 깊이 센서를 사용하여 생성되고 물리적 환경 지오메트리를 재구성하기 위해 표면 재구성 기술이 적용된다. 다른 예에서, HMD는, 뷰 포지션을 결정하기 위해 재구성된 지오메트리를 사용하여 물리적 환경에서 유저의 머리를 추적하는 것, 유저 입력이 마우스 커서로 하여금 모니터에 의해 지원되는 데스크탑을 벗어나 이동하게 하는 경우 뷰포트에서 마우스 커서를 렌더링하는 것, 및 뷰 포지션으로부터 투영되는 광선이 뷰포트와 교차하는 경우 키보드 입력을 소비하는 것을 더 포함한다. 다른 예에서, HMD는, 모니터에 의해 지원되는 데스크탑으로 마우스 커서가 전이(transition)되었다는 것을 투영된 광선이 나타내는 경우, 뷰포트에서의 마우스 커서의 렌더링을 중지하는 것을 더 포함한다. 다른 예에서, HMD는, 혼합 현실 환경에서의 뷰포트 위치, 뷰포트 사이즈, 또는 뷰포트 형상 중 적어도 하나를 포함하는 뷰포트 특성을 제어하기 위한 제어부를 유저에게 제공하는 것을 더 포함한다. 다른 예에서, HMD는, 3D 모델이, 마우스 또는 키보드를 사용하여 데스크탑과 뷰포트 사이에서 전달(transferring)되는 것을 가능하게 하는 것을 더 포함한다. 다른 예에서, HMD는, 3D 모델을 뷰포트의 범위로 한정하기 위해 3D 모델을 클리핑(clipping)하는 것을 더 포함한다.
다른 예는, 가상 오브젝트 및 실제 오브젝트를 포함하는 혼합 현실 환경을 지원하는 헤드 마운트형 디스플레이(HMD) 디바이스에 의해 수행되는 방법을 포함하는데, 그 방법은, HMD 디바이스의 디스플레이 상에 가상 삼차원(3D) 뷰포트를 구현하는 단계; 네트워크 연결을 통해 원격 컴퓨팅 플랫폼으로부터 확장성 데이터 - 확장성 데이터는 컴퓨팅 플랫폼 상에서 실행되는 애플리케이션에 의해 지원되는 3D 모델을 기술하는 장면 데이터를 포함하고, 컴퓨팅 플랫폼에 대한 유저 입력을 기술하는 유저 인터페이스(UI) 데이터를 더 포함함 - 를 수신하는 단계; 및 수신된 확장성 데이터를 사용하여 뷰포트에서 3D 모델을 동적으로 렌더링하는 단계를 포함한다.
다른 예에서, 방법은 UI 데이터에 포함되는 마우스 메시지에 기초하여 뷰포트에서 마우스 커서를 렌더링하는 단계를 더 포함한다. 다른 예에서, 방법은, UI 데이터에 포함되는 키보드 메시지를 사용하여 뷰포트에서의 3D 모델의 렌더링을 제어하는 단계를 더 포함한다. 다른 예에서, 장면 데이터는, 3D 모델 데이터, 환경 데이터, 또는 카메라 파라미터 중 적어도 하나를 포함한다. 다른 예에서, 방법은, HMD 디바이스의 유저의 뷰 포지션을 결정하기 위해 센서 데이터를 활용하는 단계 및 뷰 포지션으로부터 투영되는 광선이 모니터와 교차하는 경우 컴퓨팅 플랫폼에 커플링되는 모니터에 의해 지원되는 데스크탑으로 커서를 다시 전이시키는 단계를 더 포함한다. 다른 예에서, 방법은, 통합되는 다수의 중첩 표면을 생성하는 체적법을 구현하는 표면 재구성 데이터 파이프라인을 사용하여, HMD 디바이스가 위치하는 물리적 환경을 모델링하는 단계, 및 뷰 포지션을 결정하기 위해 또는 물리적 환경 내에서 컴퓨팅 플랫폼에 커플링되는 모니터의 위치를 결정하기 위해, 모델링된 물리적 환경을 적어도 부분적으로 사용하는 단계를 포함한다.
다른 예는 컴퓨팅 디바이스를 포함하는데, 컴퓨팅 디바이스는, 하나 이상의 프로세서; 모니터 - 모니터는 데스크탑을 디스플레이함 - 에 대한 인터페이스; 마우스에 연결하기 위한 그리고 마우스로부터 마우스 움직임을 나타내는 신호를 그리고 컴퓨팅 디바이스의 유저로부터 마우스 제어부에 대한 입력을 수신하기 위한 마우스 인터페이스; 키보드에 연결하기 위한 그리고 키보드로부터 유저로부터의 키보드 입력을 나타내는 신호를 수신하기 위한 키보드 인터페이스; 네트워크 연결을 통해 원격 헤드 마운트형 디스플레이(HMD) 디바이스와 통신하기 위한 네트워크 인터페이스; 및 컴퓨터 판독가능 명령어를 저장하는 하나 이상의 메모리를 포함하고, 컴퓨터 판독가능 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의한 실행시 삼차원(3D) 모델링 애플리케이션 및 마우스 움직임 및 입력을 기술하는 마우스 메시지를 추적하도록, 마우스와 관련되는 커서가 모니터의 에지를 넘어 이동하고 있다는 것을 마우스 움직임이 나타내는 경우, 키보드 입력을 기술하는 키보드 메시지를 추적하도록, 마우스 메시지를 제어하고 컴퓨팅 디바이스 상에서 동작하는 시스템으로의 마우스 메시지의 전파를 방지하도록, 네트워크 연결을 통해 HMD 디바이스에 마우스 메시지를 전송하도록, 그리고 네트워크 연결을 통해 HMD 디바이스로 키보드 메시지를 전송하도록 구성되는 유저 인터페이스(UI) 서버를 구현한다.
다른 예에서, HMD 디바이스는, i) 표면 재구성 또는 모니터 상에 디스플레이되는 미리 결정된 추적가능한 이미지를 관측하는 것 중 하나를 사용하여 물리적 환경 내에서의 모니터의 위치를 식별하도록, 그리고 ii) 광학 디스플레이 상에서 혼합 현실 환경 - 혼합 현실 환경은 3D 모델링 애플리케이션으로부터의 홀로그램 기반의 모델이 렌더링될 수 있는 가상 3D 뷰포트를 포함함 - 을 지원하도록 구성된다. 다른 예에서, 컴퓨팅 디바이스는, 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행되는 오퍼레이팅 시스템과 상호작용하는 것에 의해 마우스 메시지 및 키보드 메시지를 추적하는 것을 더 포함한다. 다른 예에서, 컴퓨팅 디바이스는, 마우스 커서가 데스크탑으로 전이되었다는 메시지를 HMD 디바이스로부터 수신하는 것 및 뷰포트에서의 마우스 커서의 최종 보고된 포지션을 사용하여 데스크탑 상에서의 초기 커서 포지션을 계산하는 것을 더 포함한다.
비록 본 주제가 구조적 피쳐 및/또는 방법론적 액트(act)에 고유한 언어로 설명되었지만, 첨부의 청구범위에서 정의되는 주제는 상기에서 설명되는 특정 피쳐 또는 액트로 반드시 제한되는 것은 아니다는 것이 이해되어야 한다. 오히려, 상기에서 설명되는 특정 피쳐 및 액트는 청구범위를 구현하는 예시적인 형태로서 설명된다.

Claims (20)

  1. 물리적 환경에서 유저에 의해 조작가능한 헤드 마운트형 디스플레이(head mounted display; HMD) 디바이스에 있어서,
    하나 이상의 프로세서와,
    상기 물리적 환경에서 상기 유저의 머리의 포즈를 결정하는데 사용되는 센서 데이터를 동적으로 제공하도록 구성된 센서 패키지와,
    상기 HMD 디바이스와 원격 컴퓨팅 디바이스 사이에서 확장성 데이터(extensibility data)의 교환을 지원하도록 구성된 네트워크 연결부로서, 상기 원격 컴퓨팅 디바이스는 이차원(two-dimensional; 2D) 데스크탑 상에 삼차원(three-dimensional; 3D) 모델을 렌더링하는 애플리케이션을 실행하는, 상기 네트워크 연결부와,
    상기 유저에게 혼합 현실 환경을 렌더링하도록 구성된 씨쓰루 디스플레이(see-through display)로서, 상기 렌더링된 혼합 현실 환경에 대한 상기 유저의 뷰 포지션은 상기 결정된 유저의 머리의 포즈에 적어도 부분적으로 의존하여 변할 수 있는, 상기 씨쓰루 디스플레이와,
    컴퓨터 판독가능 명령어를 저장한 하나 이상의 메모리 디바이스
    를 포함하고,
    상기 컴퓨터 판독가능 명령어는, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때에, 상기 HMD 디바이스로 하여금,
    상기 센서 데이터를 사용하여 상기 물리적 환경에서 유저 머리 포즈를 결정하고,
    상기 씨쓰루 디스플레이 상에 3D 가상 뷰포트(view port)를 구현하고,
    상기 HMD 디바이스와 상기 원격 컴퓨팅 디바이스 사이에서 확장성 데이터를 교환하고 ― 상기 확장성 데이터는 상기 3D 모델에 대한 장면 데이터 및 상기 3D 모델에 대한 유저 인터페이스 데이터를 포함하고, 상기 확장성 데이터는 상기 데스크탑 상에서의 2D 렌더링 및 상기 뷰포트 상에서의 3D 렌더링을 포함한 다수의 상이한 렌더링 모드를 지원하도록 구성되며, 상기 데스크탑 및 뷰포트 각각은, 상기 데스크탑 및 뷰포트에 의해 각각 지원되는 상이한 각각의 2D 렌더링 및 3D 렌더링에서 상기 3D 모델의 렌더링을 용이하게 하기 위해 교환된 확장성 데이터를 활용함 ―,
    상기 뷰 포지션에 기초하여 상기 뷰포트에서 상기 3D 모델을 홀로그램으로서 렌더링하기 위해 상기 장면 데이터 또는 인터페이스 데이터 중 하나 이상을 선택적으로 활용하고,
    상기 뷰포트에서 홀로그램과의 유저 상호작용을 가능하게 하고,
    상기 데스크탑 상에서 3D 모델과의 유저 상호작용을 가능하게 하기 위해 상기 뷰 포지션에 기초하여 상기 씨쓰루 디스플레이를 동작하게 하는 것인, HMD 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 혼합 현실 환경에서의 뷰포트 위치, 뷰포트 사이즈, 또는 뷰포트 형상 중 적어도 하나를 포함한 뷰포트 특성을 제어하기 위한 제어부를 유저에게 제공하는 것을 더 포함하는, HMD 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 3D 모델을 상기 뷰포트의 범위로 한정하기 위해 상기 3D 모델을 클리핑하는 것을 더 포함하는, HMD 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 뷰포트에서 홀로그램을 렌더링하도록 구성된 렌더링 엔진을 더 포함하고, 실행되는 명령어는 또한 상기 HMD 디바이스로 하여금 상기 렌더링 엔진에서 상기 교환된 확장성 데이터를 활용하게 하는 것인, HMD 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    실행되는 명령어는 또한 상기 HMD 디바이스로 하여금 상기 뷰 포지션에 기초하여 상기 원격 컴퓨팅 디바이스에 대한 유저 입력을 소비하게 하는 것인, HMD 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    실행되는 명령어는 또한 상기 HMD 디바이스로 하여금 상기 뷰포트에서 홀로그램과의 유저 상호작용에 기초하여 상기 확장성 데이터를 업데이트하게 하고, 업데이트되는 확장성 데이터는 상기 원격 컴퓨팅 디바이스에 의해 상기 데스크탑 상에 상기 3D 모델을 렌더링하는데 활용되는 것인, HMD 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 센서 패키지로부터 센서 데이터 ― 상기 센서 데이터는 상기 HMD 디바이스의 유저에 인접한 물리적 환경과 연관됨 ― 를 획득하는 것과,
    상기 센서 데이터를 사용하여, 내부에 위치하는 임의의 실세계 오브젝트를 포함하는 상기 물리적 환경의 지오메트리(geometry)를 재구성하는 것과,
    상기 물리적 환경 내에서 상기 원격 컴퓨팅 디바이스에 커플링되는 모니터의 위치를 결정하기 위해 상기 재구성된 지오메트리를 사용하는 것을 더 포함하고,
    상기 모니터는 상기 2D 데스크탑을 렌더링하도록 구성되는 것인, HMD 디바이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 뷰 포지션을 결정하기 위해 상기 재구성된 지오메트리를 사용하여 상기 물리적 환경에서 상기 유저의 머리를 추적하는 것과,
    유저 입력이 마우스 커서를 상기 원격 컴퓨팅 디바이스에 커플링되는 모니터에 의해 지원되는 상기 2D 데스크탑을 벗어나게 이동시킬 때에 상기 뷰포트에서 상기 마우스 커서를 렌더링하는 것과,
    상기 뷰 포지션으로부터 투영된 광선(ray)이 상기 뷰포트와 교차하는 경우 키보드 입력을 소비하는 것을 더 포함하는, HMD 디바이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 모니터에 의해 지원되는 데스크탑으로 상기 마우스 커서가 전이되었다는 것을 상기 투영된 광선이 나타내는 경우, 상기 뷰포트에서 상기 마우스 커서의 렌더링을 중지하는 것을 더 포함하는, HMD 디바이스.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 원격 컴퓨팅 디바이스에 커플링되는 마우스 또는 키보드를 사용하여 상기 2D 데스크탑과 상기 뷰포트 사이에서 상기 3D 모델이 전달될 수 있게 하는 것을 더 포함하는, HMD 디바이스.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 센서 데이터는 깊이 데이터를 포함하고, 상기 HMD 디바이스는,
    깊이 센서를 사용하여 상기 센서 데이터를 생성하는 것을 더 포함하고,
    실행되는 명령어는 또한 상기 HMD 디바이스로 하여금 상기 유저 머리 포즈를 결정하기 위해 표면 재구성 기술을 적용하게 하는 것인, HMD 디바이스.
  12. 가상 오브젝트 및 실제 오브젝트를 포함한 혼합 현실 환경을 지원하는 헤드 마운트형 디스플레이(HMD) 디바이스에 의해 수행되는 방법에 있어서,
    상기 HMD 디바이스의 디스플레이 상에 삼차원(3D) 가상 뷰포트를 구현하는 단계;
    네트워크 연결을 통해 원격 컴퓨팅 디바이스로부터 확장성 데이터를 수신하는 단계로서, 상기 확장성 데이터는 상기 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행되는 애플리케이션에 의해 지원되는 3D 모델을 기술하는 장면 데이터를 포함하고 ― 상기 컴퓨팅 디바이스는 데스크탑을 지원하는 모니터와 연관됨 ―, 상기 컴퓨팅 디바이스에 대한 유저 입력을 기술하는 유저 인터페이스(UI) 데이터를 더 포함하며, 상기 확장성 데이터는 상기 데스크탑 상에서의 이차원(2D) 렌더링 및 상기 뷰포트 상에서의 3D 렌더링을 포함한 다수의 상이한 렌더링 모드를 지원하도록 구성되고, 상기 데스크탑 및 뷰포트 각각은, 상기 데스크탑 및 뷰포트에 의해 각각 지원되는 상이한 각각의 2D 렌더링 및 3D 렌더링에서 상기 3D 모델의 렌더링을 용이하게 하기 위해 교환된 확장성 데이터를 활용하는 것인, 상기 확장성 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 확장성 데이터를 사용하여 상기 뷰포트에서 상기 3D 모델을 동적으로 렌더링하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 UI 데이터에 포함되는 마우스 메시지에 기초하여 상기 3D 가상 뷰포트에서 마우스 커서를 렌더링하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 UI 데이터에 포함되는 키보드 메시지를 사용하여 상기 뷰포트에서 상기 3D 모델의 렌더링을 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 HMD 디바이스의 유저의 뷰 포지션을 결정하기 위해 센서 데이터를 활용하는 단계와,
    상기 뷰 포지션으로부터 투영된 광선이 상기 컴퓨팅 디바이스에 커플링되는 모니터와 교차하는 경우 상기 모니터에 의해 지원되는 데스크탑으로 커서를 다시 전이시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    통합되는 다수의 중첩 표면을 생성하는 체적법을 구현하는 표면 재구성 데이터 파이프라인을 사용하여 상기 HMD 디바이스가 위치하는 물리적 환경을 모델링하는 단계와,
    상기 뷰 포지션을 결정하거나 상기 물리적 환경 내의 상기 컴퓨팅 디바이스에 커플링되는 상기 모니터의 위치를 결정하기 위해 상기 모델링된 물리적 환경을 적어도 부분적으로 사용하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 장면 데이터는, 3D 모델 데이터, 환경 데이터, 또는 카메라 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  18. 컴퓨팅 디바이스에 있어서,
    하나 이상의 프로세서와,
    모니터에 대한 인터페이스로서, 상기 모니터는 이차원(2D) 데스크탑을 디스플레이하는 것인, 상기 인터페이스와,
    마우스에 연결되며, 상기 마우스로부터, 마우스 움직임과, 상기 컴퓨팅 디바이스의 유저로부터의 마우스 제어에 대한 입력을 나타내는 신호를 수신하기 위한 마우스 인터페이스와,
    키보드에 연결되며, 상기 키보드로부터, 상기 유저로부터의 키보드 입력을 나타내는 신호를 수신하기 위한 키보드 인터페이스와,
    네트워크 연결을 통해 원격 헤드 마운트형 디스플레이(HMD) 디바이스와 통신하기 위한 네트워크 인터페이스로서, 상기 HMD 디바이스는 삼차원(3D) 가상 뷰포트를 지원하도록 구성되는 것인, 상기 네트워크 인터페이스와,
    컴퓨터 판독가능 명령어를 저장한 하나 이상의 메모리 디바이스
    를 포함하고,
    상기 명령어는 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 삼차원(3D) 모델링 애플리케이션 및 유저 인터페이스(UI) 서버를 구현하고,
    상기 UI 서버는,
    상기 마우스 움직임 및 입력을 기술하는 마우스 메시지를 추적하고,
    상기 키보드 입력을 기술하는 키보드 메시지를 추적하며,
    상기 마우스와 연관된 커서가 상기 모니터의 에지를 넘어 이동하고 있다는 것을 마우스 움직임이 나타낼 때에, 상기 마우스 메시지를 제어하고 상기 컴퓨팅 디바이스 상에서 동작하는 시스템으로의 상기 마우스 메시지의 전파를 금지하며,
    상기 네트워크 연결을 통해 상기 마우스 메시지를 상기 HMD 디바이스에 전송하고,
    상기 네트워크 연결을 통해 상기 키보드 메시지를 상기 HMD 디바이스에 전송하며,
    상기 네트워크를 통해 상기 HMD 디바이스에 확장성 데이터를 전송하도록 구성되고,
    상기 확장성 데이터는 상기 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행되는 애플리케이션에 의해 지원되는 3D 모델을 기술하는 장면 데이터를 포함하고, 상기 확장성 데이터는 상기 데스크탑 상에서의 2D 렌더링 및 상기 뷰포트 상에서의 3D 렌더링을 포함한 다수의 상이한 렌더링 모드를 지원하도록 구성되며, 상기 데스크탑 및 뷰포트 각각은, 상기 데스크탑 및 뷰포트에 의해 각각 지원되는 상이한 각각의 2D 렌더링 및 3D 렌더링에서 상기 3D 모델의 렌더링을 용이하게 하기 위해 교환된 확장성 데이터를 활용하는 것인, 컴퓨팅 디바이스.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행되는 오퍼레이팅 시스템과 상호작용함으로써 상기 마우스 메시지 및 키보드 메시지를 추적하는 것을 더 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 HMD 디바이스로부터, 상기 마우스 커서가 상기 데스크탑으로 전이되었다는 메시지를 수신하는 것과,
    상기 뷰포트에서의 상기 마우스 커서의 최종 보고된 포지션을 사용하여 상기 데스크탑 상에서의 초기 커서 포지션을 계산하는 것을 더 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
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