MX2011008489A - Des-ambigüacion de señaladores tactiles a traves de realimentacion de presentacion activa. - Google Patents

Des-ambigüacion de señaladores tactiles a traves de realimentacion de presentacion activa.

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Daniel Mcreynolds
Patrick Gurtler
Qizhi Joanna Xu
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Abstract

Se describe un método para resolver la ambigüedad de señalador en un sistema de entrada interactiva que comprende calcular una pluralidad de ubicaciones de señalador potenciales para una pluralidad de señaladores cerca de una superficie de entrada del sistema de entrada interactiva, presentar indicadores visuales asociados con cada ubicación de señalador potencial en la superficie de entrada, y determinar ubicaciones de señalador reales basándose en la realimentación derivada de la presentación de los indicadores visuales.

Description

DES-AMBIGUACION DE SEÑALADORES TACTILES A TRAVES DE REALIMENTACION DE PRESENTACION ACTIVA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere generalmente a sistemas de entrada interactiva, y en particular a un método para resolver ambigüedad de señalador en un sistema de entrada interactiva y a un sistema de entrada interactiva que emplea el método.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION Los sistemas de entrada interactiva que permiten a los usuarios inyectar entrada en un programa de aplicación utilizando ,un señalador activo (por ejemplo, un señalador que emite luz, sonido u otra señal), un señalador pasivo (por ejemplo un dedo, cilindro. u otro objeto) u otro dispositivo de entrada adecuado tal como por ejemplo, un ratón o seguibola, son bien conocidos. Estos sistemas de entrada interactiva incluyen pero no están limitados a: sistemas táctiles que comprenden paneles táctiles que emplean tecnología de resistencia análoga o de visión de máquina para registrar entrada de señalador tal como aquellos descritos en las Patentes de E.U.A. Nos. 5,448,263; 6,141,000; 6,337,681; 6/747,336; 6,803,906; 7,232.986; 7,236,162; y 7,274,356 y en la Publicación de solicitud de patente de E.U.A. No. 2004/0179001 asignada a S ART Technologies ULC de Calgary, Alberta, Canadá, apoderado de la solicitud en cuestión, cuyo contenido se incorpora por referencia; sistemas táctiles que comprenden paneles táctiles que emplean tecnologías electromagnéticas, capacitivas, acústicas u otras para registrar entrada de señalador; computadoras personales de tableta (PC); PC laptop habilitadas por tacto; asistentes digitales personales (PDA); y otros dispositivos similares.
Con el fin de facilitar la detección de señaladores con relación a una superficie de entrada interactiva, pueden emplearse varias técnicas. Por ejemplo, la Patente de E.U.A. No. 6,346,966 para Ton describe un sistema de adquisición de imagen que aplica diferentes técnicas de iluminación a una escena que contiene un objeto de interés concurrentemente. Dentro de una posición de objetivo individual, múltiples imágenes que se iluminan por diferentes técnicas de iluminación pueden adquirirse al seleccionar bandas de longitud de onda específicas para adquirir cada una de las imágenes. En una aplicación típica, tanto la retroilum ¡nación como la iluminación frontal pueden utilizarse simultáneamente para iluminar un objeto, y pueden aplicarse diferentes métodos de análisis de imagen a las imágenes.
La Patente de E.U.A. No. 4,787,012 para Guskin describe un método y un aparato para ¡luminar un objeto que se fotografía por una cámara a través de una fuente de luz infrarroja. La fuente de luz infrarroja preferiblemente está montada dentro o sobre la cámara para iluminar la cara del sujeto que se fotografía.
La Publicación de Solicitud de Patente de E.U.A. No. 2006/0170658 para Nakamura y otros describe un aparato para mejorar tanto la precisión de determinar si un objeto ha contactado una pantalla y la precisión de calcular la posición coordinada del objeto. El aparato comprende un circuito de detección de borde para detectar bordes de una imagen. Al utilizar los bordes, un circuito de determinación de contacto determina si el objeto ha o no contactado la pantalla. Un circuito de calibración controla sensibilidad de sensores ópticos en respuesta a luz externa, con lo cual una condición de manejo de los sensores ópticos cambia con base en los valores de salida de los sensores ópticos.
La Publicación de solicitud de patente de E.U.A. No. 2005/0248540 para Newton describe un panel táctil que tiene una superficie frontal, una superficie trasera, una pluralidad de bordes, y un volumen interior. Una fuente de energía se coloca en proximidad a un primer borde de un panel táctil y está configurada para emitir energía que se propaga dentro del volumen interior del panel táctil. Un reflector difusor se coloca en proximidad a la superficie frontal del panel táctil para reflejar difusivamente al menos una porción de la energía que escapa del volumen interior. Al menos un detector se coloca en proximidad al primer borde del panel táctil y está configurado para detectar niveles de intensidad de la energía que se reflejan efusivamente a través de la superficie frontal del panel táctil. Preferiblemente, dos detectores están separados entre sí en proximidad al primer borde del panel táctil para permitir el cálculo de ubicaciones táctiles al utilizar técnicas de triangulación simples.
La Publicación de solicitud de patente de E.U.A. No. 2003/0161524 para King describe un método y sistema para mejorar la capacidad de un sistema de división de máquina para distinguir las características deseadas de un objetivo al tomar imágenes de un objetivo bajo diferentes una o más condiciones de iluminación al utilizar una cámara, y al emplear análisis de imagen para extraer información de interés sobre el objetivo. Se utiliza luz ultravioleta sola o en conexión con iluminación en eje directa y/o bajo ángulo para resaltar las diferentes características del objetivo. Uno o más filtros dispuestos entre el objetivo y la cámara ayudan a filtrar luz no deseada desde una o más imágenes tomadas por la cámara. Las imágenes pueden analizarse por técnicas de análisis de imagen convencionales y los resultados registrarse y presentarse en un dispositivo de presentación de computadora.
En sistemas de entrada interactiva que emplean dispositivos de proyección trasera para presentar imágenes en las superficies de entrada de los sistemas de entrada interactiva (tales como presentaciones de proyección trasera, dispositivos de presentación de cristal líquido (LCD), televisiones de plasma, etc.), se llevan a contacto múltiple señaladores con las superficies de entrada que son difíciles de localizar y rastrear, especialmente en sistemas de entrada interactiva que emplean únicamente dos dispositivos de imágenes. Los señaladores que aparecen en las imágenes capturadas por cada dispositivo de imágenes pueden diferenciarse al utilizar métodos tal como tamaño de señalador, o intensidad de la luz reflejada por los señaladores, etc. Aunque estas técnicas de diferenciación de señalador funcionan bien en ambientes controlados, cuando se utilizan en ambientes no controlados, estas técnicas de diferenciación de señalador sufren desventajas debido a, por ejemplo, efectos de iluminación ambiental tal como luz reflejada. Tales efectos de iluminación pueden hacer que un señalador en el fondo aparezca más brillante para un dispositivo de imágenes que un señalador en el fondo en la parte frontal, lo que resulta en que el señalador incorrecto se identifique como más cerca del dispositivo de imágenes. También, en sistemas de entrada interactiva que emplean dos dispositivos de imágenes, cuando múltiples señaladores están en contacto con la superficie de entrada existen algunas posiciones en donde un señalador obscurecerá otro señalador de uno de los dispositivos de imágenes, resultando en ambigüedad en cuanto a la ubicación exacta del señalador obscurecido. A medida que más señaladores se llevan en los campos de vista de los dispositivos de imágenes, aumenta la probabilidad de esta ambigüedad.
Por lo tanto es un objeto de la presente invención proporcionar al menos un método novedoso para resolver ambigüedad de señalador en un sistema de entrada interactiva y a un sistema de entrada interactiva que emplea el método.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Por consiguiente, en un aspecto se proporciona un método para resolver ambigüedad de señalador en un sistema de entrada interactiva que comprende calcular una pluralidad de ubicaciones de señalador potenciales para una pluralidad de señaladores en proximidad de una superficie de entrada del sistema de entrada interactiva; presentar indicadores visuales asociados con cada ubicación de señalador potencial en la superficie de entrada; y determinar ubicaciones de señalador reales basándose en realimentación derivada de la presentación de los indicadores visuales.
De acuerdo con otro aspecto se proporciona un método para resolver ambigüedad de señalador en un sistema de entrada interactiva que comprende calcular coordenadas de punto táctil posibles asociadas con cada uno de al menos dos señaladores en contacto con una superficie de entrada del sistema de entrada interactiva; presentar un primer indicador visual en la superficie de entrada en regiones asociadas con un primer par de posibles coordenadas de punto táctil y presentar un segundo indicador visual en la superficie de entrada en regiones asociadas con un segundo par de posibles coordenadas de punto táctil; capturar con un sistema de imágenes una primera imagen durante la presentación del primer indicador visual y la presentación del segundo indicador visual; presentar el segundo indicador visual en la superficie de entrada en regiones asociadas con el primer par de posibles coordenadas de punto táctil y presentar el primer indicador visual en la superficie de entrada en regiones asociadas con el segundo par de posibles coordenadas de punto táctil; capturar con el sistema de dispositivo de imágenes una segunda imagen durante la presentación del segundo indicador visual y la presentación del primer indicador visual; y comparar la primera imagen con la segunda imagen para verificar las coordenadas de punto táctil reales.
De acuerdo incluso con otro aspecto se proporciona un sistema de entrada interactiva que comprende una superficie de entrada; un sistema dispositivo de imágenes operable para capturar imágenes de un área de entrada de |a superficie de entrada y detectar cuando al menos un señalador está en contacto con la superficie de entrada: y un dispositivo de control de video en respuesta al sistema de dispositivo de imágenes y presentar un patrón de imagen en la superficie de entrada en una región asociada con al menos un señalador, en donde el patrón de imagen facilita la verificación de la ubicación de al menos un señalador.
De acuerdo incluso con otro aspecto se proporciona un método para determinar una ubicación para al menos un señalador en un sistema de entrada interactiva que comprende calcular al menos una coordenada de punto táctil de al menos un señalador en una superficie de entrada; presentar un primer indicador visual en la superficie de entrada en una región asociada con al menos una coordenada de punto táctil; capturar una primera imagen de la superficie de entrada al utilizar un sistema de imágenes del sistema de entrada interactiva mientras se presenta el primer indicador visual; presentar un segundo indicador visual en la superficie de entrada en la región asociada con al menos una coordenada de punto táctil; capturar una segunda imagen de la superficie de entrada al utilizar el sistema de imágenes mientras el segundo indicador visual se presenta; y comparar la primera imagen con la segunda imagen para verificar la ubicación en la superficie de entrada de al menos un señalador.
De acuerdo incluso con otro aspecto se proporciona un método para determinar al menos una ubicación de señalador en un sistema de entrada interactiva que comprende presentar un primer patrón en una superficie de entrada del sistema de entrada interactiva en regiones asociadas con al menos un señalador; capturar con un sistema de dispositivo de imágenes una primera imagen de la superficie de entrada durante la presentación del primer patrón; presentar un segundo patrón en la superficie de entrada en regiones asociadas con al menos un señalador; capturar con el sistema de dispositivo de imágenes una segunda imagen de la superficie de entrada durante la presentación del segundo patrón; y procesar la primera imagen de la segunda imagen para calcular una imagen diferencial para aislar el cambio en una luz ambiental.
De acuerdo incluso con otro aspecto se proporciona un sistema de entrada interactiva que comprende una superficie de entrada; un sistema de dispositivo de imágenes operable para capturar imágenes de la superficie de entrada; al menos un señalador activo que ¦ contacta la superficie de entrada, al menos un señalador activo que tiene un sensor para percibir cambios en luz desde la superficie de entrada; y un dispositivo de control de video en respuesta al sistema de dispositivo de imágenes y en comunicación con al menos un señalador activo, el control de video que presenta un patrón de imagen en la superficie de entrada en una región asociada con al menos un señalador, el patrón de imagen que facilita la verificación de la ubicación de al menos un señalador.
De acuerdo incluso con otro aspecto se proporciona un medio legible por computadora que emplea un programa de computadora ejecutable por un dispositivo de cómputo para resolver ambigüedad de señalador en un sistema de entrada interactiva, el programa de computadora comprende código de programa para calcular una pluralidad de ubicaciones de señalador potenciales para una pluralidad de señaladores en proximidad de la superficie de entrada de un sistema de entrada interactiva; código de programa para hacer que se presenten indicadores visuales asociados con cada ubicación de señalador potencial en la superficie de entrada; y código de programa para determinar ubicaciones de señalador reales basadas en realimentación derivada de los indicadores visuales.
De acuerdo incluso con otro aspecto se proporciona un medio legible por computadora que representa un programa de computadora ejecutable por un dispositivo de cómputo para resolver ambigüedad de señalador en un sistema de entrada interactiva, el programa de computadora comprende código de programa para calcular posibles coordenadas de punto táctil asociadas con cada uno de al menos dos señaladores en contacto con una superficie de entrada del sistema de entrada interactiva; código de programa para hacer que se presente un primer indicador visual en la superficie de entrada en regiones asociadas con un primer par de posibles coordenadas de punto táctil y para hacer que se presente un segundo indicador visual en la superficie de entrada en regiones asociadas con un segundo par de posibles coordenadas de punto táctil; código de programa para hacer que un sistema de imágenes capture una primera imagen durante la presentación del primer indicador visual y la presentación del segundo indicador visual; código de programa para hacer que el segundo indicador visual se presente en la superficie de entrada ep la regiones asociadas con el primer par de posibles coordenadas de punto táctil para hacer que el primer indicador visual se presente en la superficie de entrada en regiones asociadas con el segundo par de posibles coordenadas de punto táctil; código de programa para hacer que el sistema de dispositivo de imágenes capturen la segunda imagen durante la presentación del segundo indicador visual y la presentación del primer indicador visual; y código de programa para capturar la primera imagen con la segunda imagen para verificar coordenadas de punto táctil reales.
De acuerdo incluso con otro aspecto se proporciona un medio legible por computadora que emplea un programa de computadora ejecutable por un dispositivo de cómputo para resolver ambigüedad de señalador en un sistema de entrada interactiva, el programa de computadora comprende código de programa para calcular al menos una coordenada de punto táctil de al menos un señalador en una superficie de entrada, código de programa para hacer que se presente un primer indicador visual en la superficie en una región asociada con al menos una coordenada de punto táctil; código de programa para hacer que se capture una primer imagen de la superficie de entrada al utilizar un sistema de imágenes mientras se presenta el primer indicador visual; código de programa para hacer que se presente un segundo indicador visual en la superficie de entrada en la región asociada con al menos una coordenada de punto táctil; código de programa para hacer que se capture una segunda imagen de la superficie de entrada al utilizar el sistema de imágenes mientras se presenta el segundo indicador visual; y código de programa para comparar la primera imagen con la segunda imagen para verificar la ubicación en la superficie de entrada de al menos un señalador.
De acuerdo incluso con otro aspecto se proporciona un medio legible por computadora que representa un programa de computadora ejecutable por un dispositivo de cómputo para resolver ambigüedad de señalador en un sistema de entrada interactiva, el programa de computadora comprende código de programa para hacer que se presente un primer patrón en una superficie de entrada de un sistema de entrada interactiva en regiones asociadas con al menos un señalador; código de programa para hacer que se capture una primera imagen de la superficie de entrada con un sistema de dispositivo de imágenes durante la presentación del primer patrón; código de programa para hacer que se presente un segundo patrón en la superficie de entrada en las regiones asociadas con al menos un señalador; código de programa para hacer con el sistema de dispositivo de imágenes capturar una segunda imagen de la superficie de entrada durante la presentación del segundo patrón; y código de programa para procesar la primera imagen de la segunda imagen para calcular una imagen diferencial para aislar cambio en luz ambiental.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Ahora se describirán modalidades más completamente con referencia a los dibujos anexos en donde: La Figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de entrada interactiva que emplea dos dispositivos de imágenes; La Figura 2 es un diagrama de bloques de uno de los dispositivos de imágenes que forman parte del sistema de entrada interactiva de la Figura 1; La Figura 3 es un diagrama de bloques de un controlador maestro que forma parte del sistema de entrada interactiva de la Figura 1 ; La Figura 4A es un diagrama de bloques de un controlador de video que forma parte del sistema de entrada interactiva de la Figura 1; La Figura 4B es un diagrama de bloques de un controlador de video alternativo para uso en el sistema de entrada interactiva de la Figura 1 ; La Figura 5 es un cuadro de flujo que muestra los pasos realizados durante la determinación de posibles soluciones de triangulación de ubicacjón de señalador y resolución de condiciones de ambigüedad de señalador; Las Figuras 6A a 6C son vistas ilustrativas que resaltan una condición de ambigüedad de trampa y realimentación de presentación activa utilizada para resolver la condición de ambigüedad de trampa; Las Figuras 7A a 7D son vistas ilustrativas que resaltan una condición de ambigüedad de contacto de señalador múltiple y realimentación de presentación activa utilizada para resolver la condición de ambigüedad de contacto de señalador múltiple; Las Figuras 7E y 7F son vistas en sección transversal laterales de una porción de la superficie de presentación del sistema de entrada interactiva durante la realimentación de presentación activa de las Figuras 7A a 7D; La Figura 8A es un cuadro de flujo que muestra los pasos realizados durante una rutina de ambigüedad de contacto de señalador múltiple para resolver la condición de ambigüedad de contacto de señalador múltiple; La Figura 8B es un cuadro de flujo que muestra los pasos realizados durante una rutina de ambigüedad de contacto de señalador múltiple alternativa para resolver la condición de ambigüedad de contacto de señalador múltiple; La Figura 9A es una vista ilustrativa que muestra las líneas de visión del dispositivo de imágenes cuando un señalador está en el campo de observación de los dispositivos de imágenes en una ubicación en donde la triangulación es difícil; La Figura 9B es una vista ilustrativa que resalta una condición de ambigüedad de señalador obscurecido; Las Figuras 9C y 9D son vistas ilustrativas que muestran el destello de puntos de gradiente en la superficie de presentación en soluciones de triangulación de ubicación de señalador; Las Figuras 9E y 9F son vistas ilustrativas que muestran el destello de líneas de gradiente en la superficie de presentación en soluciones de triangulación de ubicación de señalador; Las Figuras 9G y 9H son vistas ilustrativas que muestran el destello de puntos de gradiente en la superficie de presentación a lo largo de coordenadas polares asociadas con soluciones de triangulación de ubicación de señalador; Las Figuras 91 y 9J son vistas ilustrativas que muestran el destello de líneas de gradiente en la superficie de presentación a lo largo de coordenadas polares asociadas con soluciones de triangulación de ubicación de señalador; La Figura 10A es una vista lateral de un señalador activo para usarse con un sistema de entrada interactiva similar al mostrado en la Figura 1 ; La Figura 10B es un diagrama de bloques que ilustra señalador activo de la Figura 10A en usarse con el sistema de entrada interactiva de la Figura 10A; La Figura 10C muestra la trayectoria de comunicación entre el señalador activo y el sistema de entrada interactiva de la Figura 10A; La Figura 11 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema de entrada interactiva alternativo que emplea dos dispositivos de imágenes; y La Figura 12 es una vista de elevación lateral de incluso otro sistema de entrada interactiva que emplea un proyector frontal.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA Cambiando ahora a la Figura 1, un sistema de entrada interactiva que permite a un usuario inyectar entrada tal como tinta digital, eventos de ratón etc. en un programa de aplicación se muestre y se identifica generalmente por el número de referencia 20. En esta modalidad, el sistema de entrada interactiva 20 comprende un ensamble 22 que acopla una unidad de presentación (no mostrada) tal como por ejemplo, una televisión de plasma, un dispositivo de presentación de cristal líquido (LCD), un dispositivo de presentación de panel plano, un monitor de tubo de rayos catódicos (CRT) etc. y rodea la superficie de presentación 24 de la unidad de presentación. Un marco o bisel 26 rodea la superficie de presentación 24. El bisel 26 puede ser del tipo descrito en la Patente de E.U.A. No. 6,972,401 para Akitt y otros presentar el 6 de Diciembre, 2005 y asignada a SMART Technologies ULC, cuyo contenido se incorpora por referencia. En este caso, el bisel 26 proporciona retroalimentación infrarroja (IR) sobre la superficie de presentación 24. El ensamble 22 emplea visión de máquina para detectar señaladores llevados en una región de interés cerca de la superficie de presentación 24. Alternativamente, el ensamble 22 puede emplear tecnologías electromagnéticas, capacitivas, acústicas u otras para detectar señaladores llevados en la región de interés cerca de la superficie de presentación 24.
El ensamble 22 está acoplado a un controlador maestro 30. El controlador maestro 30 está acoplado a un dispositivo de cómputo de propósito general 32 y a un controlador de video 34. El dispositivo de cómputo de propósito general 32 ejecuta uno o más programas de aplicación y utiliza información de ubicación de señalado r comunicada desde el controlador maestro 30 para generar y actualizar datos de imagen que se proporcionan al controlador de video 34 para salida a la unidad de presentación para que la imagen presentada en la superficie de presentación 24 refleje actividad de señalador. De esta forma, la actividad de señalador cerca de la superficie de presentación 24 puede registrarse como escritura o dibujo o utilizarse para controlar la ejecución de uno o más programas de aplicación que corren en el dispositivo de cómputo de propósito general 32. El controlador de video 34 modifica la salida de presentación proporcionada a la unidad de presentación cuando se detecta una condición de ambigüedad de señalador para permitir que la condición de ambigüedad de señalador pueda resolverse con lo cual se mejora la verificación, ubicación y rastreo de señalador.
Los dispositivos de imágenes 40, 42 se colocan adyacentes a dos esquinas de la superficie de presentación 24 y se ven generalmente a través de la superficie de presentación desde diferentes puntos de vista. Haciendo referencia a la Figura 2, se ilustra mejor uno de los dispositivos de imágenes 40 y 42. Como se puede observar, cada dispositivo de imágenes comprende un sensor de imagen 80 tal como el fabricado por Micron Technology, Inc. de Boise, Idaho bajo el modelo No. MT9V022 ajustado con un lente 82 de 880 nm del tipo fabricado por Boowon Optical. Ltd. bajo el modelo No. BW25B. El lente 82 proporciona el sensor de imagen 80 con un campo de visión que es suficientemente amplio al menos para abarcar la superficie de presentación 24. El sensor de imagen 80 se comunica con y saca datos de marco de imagen a una memoria intermedia primero dentro primero fuera (FIFO) 84 a través de un conductor común de datos 86. Un procesador de señal digital (DSP) "90 recibe los datos de marco de imagen desde la memoria intermedia FIFO 84 a través de un segundo conductor común de datos 92 y proporciona datos de señalador al controlador maestro 30 a través de un puerto de entrada/salida en serie 94 cuando existen uno o más señaladores en los marcos de imagen capturados por el sensor de imagen 80. El sensor de imagen 80 y DSP 90 también se comunica a través de un conductor de control bidireccional 96. Una memoria de sólo lectura electrónicamente programable (EPRO ) 98, que almacena parámetros de calibración de sensor de imagen, está conectada al DSP 90. Los componentes de dispositivo de imágenes reciben energía desde una fuente de energía 100.
La Figura 3 ilustra mejor el controlador maestro 30. El controlador maestro 30 comprende un DSP 152 que tiene un primer puerto de entrada/salida en serie 154 y un segundo puerto de entrada/salida en serie 156. El controlador maestro 30 se comunica con los dispositivos de imágenes 40 y 42 a través del primer puerto de entrada/salida en serie 154 a través de líneas de comunicación 158. Los datos de señalador recibidos por el DSP 152 desde los dispositivos de imágenes 40 y 42 se procesan por el DSP 152 para generar datos de ubicación de señalador. El DSP 152 se comunica con el dispositivo de cómputo de propósito general 32 a través del segundo puerto de entrada/salida en serie 156 y un controlador de línea en serie 162 a través de líneas de comunicación 164. El controlador maestro 30 además comprende una EPROM 166 que almacena parámetros de sistema de entrada interactivos que se acceden por el DSP 152. Los 'componentes de controlador maestro reciben energía de una fuente de energía 168.
El dispositivo de cómputo de propósito general 32 en esta modalidad es una computadora que comprende, por ejemplo, una unidad de procesamiento, una memoria de sistema (memoria volátil y/o no volátil), otra memoria no removible o removible (por ejemplo, una unidad de disco duro, RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM, DVD, memoria flash, etc.) y un conductor común de sistema que acopla los varios componentes de dispositivo de cómputo de propósito general a la unidad de procesamiento. El dispositivo de cómputo de propósito general 32 también puede comprender una conexión de red para acceder a unidades compartidas o remotas, una o más computadoras en red, u otros dispositivos en red. La unidad de procesamiento corre un sistema de aplicación/operativo de software anfitrión que, durante la ejecución, proporciona una interfase de usuario gráfica que se presenta en la superficie de presentación 24 para que puedan ingresarse y manipularse objetos de tinta de forma libre o escritos a mano y otros objetos a través de la interacción de señalador con la superficie de presentación 24.
Haciendo referencia ahora a la Figura 4A, se ilustra mejor el controlador de video 34. En esta modalidad, la salida de presentación del dispositivo de cómputo de propósito general 32 es análoga y es de acuerdo con el estándar de presentación de computadora análoga de disposición de gráficos de video (VGA). Como un resultado, el controlador de video 34 comprende un puerto de entrada VGA 200 que recibe la salida de presentación del dispositivo de cómputo de propósito general 32 y proporciona la salida de presentación a líneas de señal roja (R), verde (G), azul (B), horizontales (H) y verticales (V). Las líneas de señal R, G y B están conectadas a un puerto de salida VGA 202 a través de una unidad de conmutación 204. Las líneas de señal H y V están conectadas directamente al puerto de salida VGA 202. El puerto de salida VGA 202 proporciona la salida de presentación a la unidad de presentación. Una unidad de sincronización 206 se comunica con las líneas de señal H y V con un selector de imagen 208. El selector de imagen 208 se comunica con el controlador maestro 30 y comprende una salida de artefacto de realimentación 210 y una salida de posición A/B 212 que están conectados a la unidad de conmutación 204. En respuesta al controlador maestro 30, el selector de imagen 208 acondiciona la unidad de conmutación 204 a través de la salida de posición A/B 212 ya sea para colocar A que resulta en la salida de artefacto de realimentación 210 que se conecta a las líneas de señal R, G y B llevando al puerto de salida VGA 202 o a la posición B que resulta en las líneas de señal R, G y B desde el puerto de entrada VGA 200 que está conectado directamente al puerto de salida VGA 202. De esa forma, el controlador de video 34, en respuesta al controlador maestro 30 es capaz de manipular dinámicamente los datos de presentación transportados a la unidad de presentación, cuyos resultados mejoran la verificación, ubicación, y rastreo del señalador como se describirá adicionalmente.
Específicamente, la unidad de conmutación 204 está acondicionada a la posición B para pasar la salida de presentación del dispositivo de cómputo de propósito general 32 entre el puerto de entrada VGA 200 y el puerto de salida VGA 202 cuando los marcos de video que se van a presentar por la unidad de presentación no necesitan modificarse. Cuando se necesita modificar un marco de video de la salida de presentación desde el dispositivo de cómputo de propósito general 32, el controlador maestro 30 envía una señal al selector de imagen 208 que comprende datos de artefacto y datos de posición que representan la posición en la superficie de presentación 24 que debe presentarse un artefacto de imagen correspondiente a los datos de artefacto. El selector de imagen 208 detecta el inicio de un marco de video al verificar la señal V en la línea de señal V a través de la unidad de sincronización 206. El selector de imagen 208 entonces detecta la fila del marco de video que se saca por el dispositivo de cómputo de propósito general 32 al verificar la señal H en la línea de señal H a través de la unidad de sincronización 206. El artefacto de imagen se genera digitalmente dentro del selector de imagen 208 y se convierte a una señal análoga apropiada por un convertidor digital a análogo (no mostrado). Cuando se necesita modificar una fila del marco de video para presentar el artefacto de imagen, el selector de imagen 208 calcula el cronometraje requerido para que se inserte el artefacto de imagen en las señales R/G/B sacadas por el dispositivo de cómputo de propósito general 32, cambia la unidad de conmutación 204 a la posición A para enviar las señales R/G/B que representan el artefacto de imagen desde la salida de artefacto de realimentación 210 al puerto de salida VGA 202 en el tiempo apropiado, y entonces cambia la unidad de conmutación 204 de nuevo a la posición B después de sacar el artefacto de imagen.
En la modalidad mostrada en la Figura 4A, la salida de presentación del dispositivo de cómputo de propósito general es análoga, pero como un experto en la técnica apreciará, la salida de presentación del dispositivo de cómputo de propósito general puede ser digital. La Figura 4B muestra el controlador de video 34 configurado para procesar señales digitales sacadas por el dispositivo de cómputo de propósito general de acuerdo con el estándar de presentación de computadora de interfase de video digital (DVI). En esta modalidad, el controlador de video 34, comprende un puerto de entrada DVI 220 que recibe salida del dispositivo de cómputo de propósito general 32 y proporciona salida a líneas de señal rojas/verdes/azules (R/G/B) y de reloj. La línea de señal R/G/B está conectada a un puerto de salida DVI 222 a través de un multiplexor 224. La línea de señal de reloj está conectada directamente al puerto de salida DVI 222. El puerto de salida DVI 222 proporciona la salida de presentación a la unidad de presentación. Una unidad de detección de reloj/sincronización 226 se comunica con líneas de señal R/G/B y de reloj y con un selector de imagen 228. El selector de imagen 228 se comunica con el controlador maestro 30 y comprende una salida de artefacto de realimentación 230 y una salida de posición A/B 232 que están conectados al multiplexor 224. En respuesta al controlador maestro 30, el selector de imagen 228 acondiciona el multiplexor 224 a través de la salida de posición A/B 232 ya sea a la posición A que resulta en la línea de señal R/G/B desde el puerto de entrada DVI 220 que está conectado directamente al puerto de salida DVI 222 ó a la posición B que resulta en que la salida de artefacto de realimentación 230 se conecte a la línea de señal R/G/B que lleva el puerto de salida DVI 222. De esa forma, el controlador de video 34 en respuesta al controlador maestro 30 es capaz de manipular dinámicamente los datos de presentación transportados a la unidad de presentación.
Específicamente, el multiplexor 224 está acondicionado a la posición A para pasar la salida de presentación desde el dispositivo de cómputo de propósito general 32 entre el puerto de entrada DVI 220 y el puerto de salida DVI 222 cuando no necesitan modificarse los marcos de video que se van a presentar por la unidad de presentación. Cuando un marco de video de la salida de presentación del dispositivo de cómputo de propósito general 32 necesita modificarse, el controlador maestro 30 envía una señal al selector de imagen 228 que comprende un artefacto de imagen y datos de posición que representan la posición en la superficie de presentación 24 que debe presentar el artefacto de imagen. El selector de imagen 228 detecta el inicio de un marco de video al verificar la señal de sincronización en la línea de señal R/G/B a través de la unidad de detección de reloj/sincronización 226. El selector de imagen 228 entonces verifica la señal de reloj en la línea de señal de reloj, calcula el tiempo requerido para insertar el artefacto de imagen en la señal R/G/B en la línea de señal R/G/B, acondiciona el multiplexor a la posición B para conectar la salida de artefacto de realimentación 230 al puerto de salida DVI 222, saca el artefacto de imagen en la línea de señal R/G/B que lleva al puerto de salida DVI 222 y entonces cambia el multiplexor 228 de regreso a la posición A.
Un experto en la técnica apreciará que la modificación de salida de presentación no necesita realizarse por un controlador de video separado. En lugar de esto, la modificación de salida de presentación puede realizarse al utilizar una aplicación de modificación de datos de presentación que corre en el dispositivo de cómputo de propósito general 32 típicamente con desempeño reducido. Los controladores de video descritos anteriormente proporcionan tiempos de respuesta muy rápidos y pueden acondicionarse para operar sincrónicamente con respecto a los dispositivos de imágenes 40 y 42 (por ejemplo, los sensores de imagen pueden capturar marcos de imagen al mismo tiempo que se modifica la salida de presentación). Esta operación es difícil de duplicar al utilizar una aplicación de modificación de datos de presentación que corre en el dispositivo de cómputo de propósito general 32.
La operación general del sistema de entrada interactiva 20 ahora se describirá. Durante la operación, el DSP 90 de cada dispositivo de imágenes 40, 42, genera señales de reloj para que el sensor de imagen 80 de cada dispositivo de imágenes capture marcos de imagen en la velocidad de marco deseada. Las señales de reloj proporcionadas a los sensores de imagen 80 se sincronizan para que los sensores de imagen de los dispositivos de imágenes 40 y 42 capturen marcos de imagen substancialmente de forma simultánea. Cuando ningún señalador está cerca de la superficie de presentación 24, los marcos de imagen capturados por los sensores de imagen 80 comprenden una banda brillante substancialmente ininterrumpida como un resultado de la retroa I i m entaci ón infrarroja proporcionada por el bisel 26. Sin embargo, cuando uno o más señaladores se llevan cerca de la superficie de presentación 24, cada señalador evita la retroalimentación IR proporcionada por el bisel 26 y aparecen marcos de imagen capturados como una región obscura que interrumpe las bandas blancas.
Cada marco de imagen sacado por el sensor de imagen 80 de cada dispositivo de imágenes 40, 42 se transporta a su DSP 90 asociado. Cuando un DSP 90 recibe un marco de imagen, el DSP procesa el marco de imagen para detectar la existencia de uno o más señaladores. Si existen uno o más señaladores en el marco de imagen, el DSP 90 crea una observación para cada señalador en el marco de imagen. Cada observación se define por el área formada entre dos líneas rectas, una línea de la cual se extiende desde el punto focal del dispositivo de imágenes y cruza el borde derecho del señalador y la otra linea que se extiende desde el punto focal del dispositivo de imágenes y cruza el borde izquierdo del señalador. El DSP 90 entonces transporta la observación(es) al controlador maestro 30 a través del controlador de línea en serie 162.
El controlador maestro 30 en respuesta a observaciones recibidas desde los dispositivos de imágenes 40, 42, examina las observaciones para determinar observaciones de cada dispositivo de imágenes que se traslapan. Cuando cada dispositivo de imágenes del mismo señalador que resulta en observaciones generadas por los dispositivos de imágenes 40, 42 que se traslapan, el centro del cuadro de selección resultante, que se delinea por las líneas de intersección de las observaciones que se traslapan, y por lo tanto la posición del señalador en coordenadas (x, y) con relación a la superficie de presentación 24 se calcula al utilizar triangulación bien conocida como se describe en la Patente de E.U.A. incorporada anteriormente No. 6,803,906 para Morrison y otros.
El controlador maestro 30 entonces examina los resultados de triangulación para determinar si existen una o más condiciones de ambigüedad de señalador. Si no, el controlador maestro 30 saca cada posición de señalador calculada al dispositivo de cómputo de propósito general 32. E| dispositivo de cómputo de propósito general 32 a su vez procesa cada posición de señalador recibida y actualiza la salida de imagen proporcionada al controlador de video 34, si se requiere. La salida de presentación pasa a través del controlador de video 34 sin modificación para que la imagen presentada en la unidad de presentación se actualice para reflejar la actividad de señalador. De esta forma, puede registrarse la interacción de señalador con la superficie de presentación 24 como escritura o dibujo o utilizarse para controlar la ejecución de uno o más programas de aplicación que corren en el dispositivo de cómputo de propósito general 32.
Si existen una o más condiciones de ambigüedad de señalador, el controlador maestro 30 condiciona el controlador de video 34 para manipular dinámicamente la salida de presentación del dispositivo dé cómputo de propósito general 32 en una forma para permitir que se resuelva cada condición de ambigüedad de señalador. Una vez resuelto, el controlador maestro 30 saca cada posición de señalador calculada al dispositivo de cómputo de propósito general 32. El dispositivo de cómputo de propósito general 32 a su vez procesa cada posición de señalador recibida y actualiza la salida de imagen proporcionada al controlador de video 34, si se requiere. La salida de presentación pasa a través del controlador de video 34 sin modificación para que la imagen presentada en la unidad de presentación se actualice para reflejar la actividad de señalador.
Cambiando a la Figura 5, se muestra el proceso de proporcionar realimentación de presentación activa para resolver ambigüedades durante la interacción de señalador con la superficie de presentación 24. En el paso 502, uno de más contactos de señalador con la superficie de presentación 24 ocurre y como un resultado, cada uno de los dispositivos de imágenes 40 y 42 proporciona una observación para cada señalador detectado al controlador maestro 30. En el paso 504, el controlador maestro 30 triangula cada solución de ubicación de señalador posible asociada con uno o más seña|adores en contacto con la superficie de presentación 24. En el paso 506, el controlador maestro 30 examina cada solución de triangulación de ubicación de señalador para determinar si existe una condición de ambigüedad de señalador. Si no existe ninguna condición de ambigüedad de señalador, en el paso 514, el controlador maestro 30 transporta cada solución de triangulación de ubicación de señalador al dispositivo de cómputo de propósito general 32. E| dispositivo de cómputo de propósito general 32 en respuesta, actualiza la salida de presentación transportada a la unidad de presentación para reflejar la actividad de señalador, si se requiere. El controlador maestro 30 también señala el controlador de video 34 para que la salida de presentación pase a través del controlador de video 34 sin modificación.
En el paso 506, si existe una condición de ambigüedad, el controlador maestro 30 ejecuta una de una variedad de rutinas de ambigüedad de señalador de acuerdo con el tipo de ambigüedad de señalador que se determina para existir para resolver la ambigüedad de señalador. Después de que se ha resuelto una condición de ambigüedad de señalador, el proceso regresa al paso 506 para determinar si existe otra de las condiciones de ambigüedad de señalador. Una vez que se han resuelto todas las condiciones de ambigüedad de señalador, el controlador maestro 30 transporta cada solución de triangulación de ubicación de señalador al dispositivo de cómputo de propósito general 32. El dispositivo de cómputo de propósito general 32 en respuesta, actualiza la salida de presentación transportada a la unidad de presentación para reflejar la actividad de señalador, si se requiere.
En este ejemplo, siguiendo el paso 506 se hace primero una revisión en el paso 507 para determinar si existe una condición de ambigüedad de trampa. Si es así, se ejecuta una rutina de ambigüedad de trampa en el paso 508 antes de regresar al paso 506. Si no existe una condición de ambigüedad de trampa o después de que se ha ejecutado la rutina de ambigüedad de trampa, se hace una revisión al paso 509 para determinar si existe una condición de ambigüedad de contacto de señalador múltiple. Si es así, se ejecuta una rutina de ambigüedad de contacto de señalador múltiple en el paso 510 antes de regresar al paso 506. Si no existe una condición de ambigüedad de contacto de señalador múltiple o después que se ha ejecutado la rutina de ambigüedad de contacto de señalador múltiple, se hace una revisión en el paso 511 para determinar si existe una condición de ambigüedad de señalador obscurecida. Si es así, se ejecuta una rutina de ambigüedad de señalador obscurecida en el paso 512 antes de regresar al paso 506. Si no existe una condición de ambigüedad de señalador obscurecido, el proceso regresa al paso 506. El orden en el cual se ejecutan las rutinas de ambigüedad de señalador se seleccionan para minimizar la carga computacional del controlador maestro. Aquellos expertos en la técnica, sin embargo, apreciarán que las rutinas de ambigüedad de señalador pueden ejecutarse en cualquier orden deseado. Aquellos expertos en la técnica también apreciarán que otros tipos de condiciones de ambigüedad de señalador pueden existir y otras rutinas de ambigüedad de señalador para resolver estas condiciones de ambigüedad de señalador pueden ejecutarse.
La rutina de ambigüedad de trampa del paso 508 se ejecuta para resolver condiciones de ambigüedad de trampa. Una condición de ambigüedad de trampa ocurre cuando al menos uno de los dispositivos de imágenes 40 ó 42 ve un señalador de trampa debido a, por ejemplo, condiciones de iluminación ambiental, una obstrucción en el bisel 26 y/o lente 82 del dispositivo de imágenes causada por suciedad, o manchas, etc. La Figura 6A es una vista ilustrativa que resalta una condición de señalador de trampa. En este ejemplo, un señalador individual 602 está en contacto con la superficie de presentación 24 en la posición A. Como se muestra por la línea de observación punteada, el dispositivo de imágenes 42 observa correctamente únicamente el señalador 602. El dispositivo de imágenes 40 del señalador 602 como se muestra por la línea punteada pero también de un señalador de trampa en la posición B como se muestra por la línea punteada 604 como un resultado de una obstrucción en el bisel 26. Durante el procesamiento de las observaciones sacadas por el dispositivo de imágenes 40 y 42, el controlador maestro 30 genera dos soluciones de triangulación de ubicación de señalador para el señalador individual 602, una solución de triangulación de ubicación de señalador que corresponde a la ubicación A y la otra solución de triangulación de ubicación de señalador que corresponde a la ubicación B.
En respuesta a la detección de esta condición de ambigüedad de trampa, durante la ejecución de la rutina de ambigüedad de trampa 508, el controlador maestro 30 acondiciona el bisel 26 a un estado apagado y señala el controlador de video 34 causando que ei controlador de video 34 modifique la salida de presentación del dispositivo de cómputo de propósito general 32 en una forma que permite al controlador maestro 30 resolver la condición de ambigüedad de trampa. En particular como se muestra en la Figura 6B, en respuesta al controlador maestro 30, el controlador de video 34 modifica un primer marco de video establecido que comprende un marco de video individual o un pequeño número de marcos de video (consecutivos, no secuenciales, intercalados) sacados por el dispositivo de cómputo de propósito general 32 para insertar en cada marco de video del primer marco de video establecido a un primer conjunto de indicadores, puntos en esta modalidad, con diferentes intensidades en ubicaciones A y B. Por ejemplo, el punto insertado en cada marco de video que se presenta en la ubicación A es obscuro mientras el punto insertado en cada marco de video que se presenta en la ubicación B es brillante.
El controlador de video 34 también modifica un segundo marco de video establecido que comprende un marco de video individual o un pequeño número de marcos de video (consecutivos, no secuenciales, o intercalados) sacados por el dispositivo de cómputo de propósito general 32 para insertar en cada marco de video del segundo marco de video establecido un segundo conjunto de puntos con diferentes intensidades en ubicaciones A y B cómo se muestra en la Figura 6C. Por ejemplo, el punto insertado en cada marco de video que se presenta en la ubicación A es brillante mientras el punto insertado en cada marco de video que se presenta en la ubicación B es obscuro. Los primeros y los segundos conjuntos de marco de video pueden ser consecutivos o separados por un pequeño número de marcos de video.
Durante el procesamiento de marcos de imagen capturados por los dispositivos de imágenes 40 y 42 mientras la salida de presentación se modifica para insertar los puntos, los marcos de imágenes se examinan para determinar cambios en las soluciones de triangulación de ubicación de señalador. Si no se detecta un cambio en iluminación a lo largo de una línea de observación que cruza una solución de triangulación de ubicación de señalador, la solución de triangulación de ubicación de señalador se determina para hacer una trampa. Si se detecta un cambio en la iluminación a lo largo de una línea de observación que cruza una solución de triangulación de ubicación de señalador, se determina esa solución de triangulación de ubicación de señalacjor para representar un contacto de señalador real. Como se apreciará, cuando el señalador 602 está en contacto con la superficie de presentación 24 en la posición A y la salida de presentación en la posición A se modifica para hacer destellar puntos claros y obscuros, el señalador 602 se iluminará por los puntos claros y reflejará luz hacia los dispositivos de imágenes 40, 42 y se obscurecerá cuando los puntos obscuros se presentan resultando en un cambio de iluminación en marcos de imagen capturados por los dispositivos de imágenes. Para la línea de observación que cruza la solución de triangulación de ubicación de señalador en donde no existe ningún indicador, substancialmente no habrá cambio en iluminación en marcos de imagen capturados por los dispositivos de imagen durante el destello de los puntos claros y obscuros.
La rutina de ambigüedad de contacto de señalador múltiple del paso 510 en la Figura 5 se ejecuta para resolver múltiples condiciones de ambigüedad de señalador que pueden ocurrir cuando múltiples señaladores se llevan simultáneamente en contacto con la superficie de presentación 24 y el controlador maestro 30 es incapaz de determinar y remover todas las soluciones de triangulación de ubicación de señalador imaginarias. Es decir, el número de soluciones de triangulación de ubicación de señalador calculadas excede el número de señaladores que contactan la superficie de presentación 24. La rutina de ambigüedad de contacto de señalador múltiple del paso 510 utiliza una secuencia de realimentación de bucle cerrado para remover múltiples ambigüedades de contacto de señalador. La Figura 7A es una vista ilustrativa que muestra dos señaladores 700 y 702 que contactan la superficie de presentación 24 generalmente de forma simultánea. Como se muestra en la Figura 7B, durante el procesamiento de observaciones sacadas por los dispositivos imaginarios 40 y 42, existen dos pares posibles de soluciones de triangulación de ubicación de señalador para los señaladores 700 y 702. Un par de soluciones de triangulación de ubicación de señalador corresponde a ubicaciones A y B y representa las soluciones de triangulación de ubicación de señalador reales. El otro par de soluciones de triangulación de ubicación de señalador corresponde a ubicaciones C y D y representa las soluciones de triangulación de ubicación de señalador imaginarias. Los dos posibles pares de soluciones de triangulación de ubicación de señalador entonces se dividen en dos grupos.
En respuesta a la detección de esta condición de ambigüedad de contacto de señalador múltiple, el controlador maestro 30 acondiciona el bisel 26 hacia y fuera de estado y señala el controlador de video 34 que causa que el controlador de video 34 modifique la salida de presentación del dispositivo de cómputo de propósito general 32 en una forma que permite al controlador maestro 30 resolver la condición de ambigüedad de contacto de señalador múltiple. En particular como se muestra en la Figura 7C, en respuesta al controlador maestro 30, el controlador de video 34 modifica un primer conjunto de marco de video que comprende un marco de video individual a un pequeño número de marcos de video (consecutivos, no secuenciales o intercalados) sacados por el dispositivo de cómputo de propósito general 32, para insertar en cada marco de video del primer conjunto de marco de video un primer conjunto de indicadores tal como puntos, anillos, estrellas, o similares en algunas o todas las soluciones de triangulación de ubicación de señalador posibles. Los indicadores para cada grupo de soluciones de triangulación de ubicación de señalador son diferentes pero son las mismas para cada solución de triangulación de ubicación de señalador dentro de cada grupo, es decir, el mismo tamaño, forma, color, .intensidad, transparencia, etc. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 7C, los indicadores para las soluciones de triangulación de ubicación de señalador correspondientes a las ubicaciones A y B son puntos obscuros, mientras los indicadores para las soluciones de triangulación de ubicación de señalador correspondientes a ubicaciones C y D son puntos brillantes.
El controlador de video 34 también modifica un segundo conjunto de marco de video que comprende un marco de video individual o un pequeño número de marcos de video (consecutivos, no secuenciales o intercalados) sacados por el dispositivo de cómputo de propósito general 32, para insertar en cada marco de video del segundo conjunto de marco de video un segundo conjunto de indicadores tal como puntos, anillos, estrellas, o similares en algunas o todas las soluciones de triangulación de ubicación de señalador posibles. Similarmente, los indicadores para cada grupo de soluciones de triangulación de ubicación de señalador son diferentes pero son las mismas para cada solución de triangulación de ubicación de señalador dentro de cada grupo, es decir, el mismo tamaño, forma, color, intensidad, transparencia etc. Por ejemplo como se muestra en la Figura 7D, los indicadores para las soluciones de triangulación de ubicación de señalador correspondientes a las ubicaciones A y B son puntos brillantes, mientras los indicadores de las soluciones de triangulación de ubicación de señalador correspondientes a las ubicaciones C y D son puntos obscuros. Los primeros y segundos conjuntos de marco de video pueden ser consecutivos o separados por un pequeño número de marcos de video.
Alternativamente, para el primer conjunto de marco de video, puede presentarse un punto brillante en una solución de triangulación de ubicación de señalador mientras se presentan puntos obscuros en las soluciones de triangulación de ubicación de señalador restantes. Por ejemplo, el indicador presentado en la solución de triangulación de ubicación de señalador correspondiente a la ubicación A puede ser brillante mientras los indicadores presentados en las soluciones de triangulación de ubicación de señalador correspondientes a las ubicaciones B, C, y D pueden ser obscuros. Para el segundo conjunto de marco de video, puede presentarse un punto brillante en una solución de triangulación de ubicación de señalador del otro grupo, es decir, en la solución de triangulación de ubicación de señalador correspondiente a cualquier ubicación C o D mientras los indicadores presentados en las soluciones de triangulación de ubicación de señalador restantes pueden ser obscuros. Esto permite que se identifique una de las soluciones de triangulación de ubicación de señalador reales al observar también iluminación. La solución de triangulación de ubicación de señalador real también se determina debido a que una vez que se conoce la solución de triangulación de ubicación de señalador real, tambiép lo hace la otra. Alternativamente, puede utilizarse un punto obscuro y tres puntos brillantes.
La Figura 7E muestra una vista transversal lateral de una porción de la superficie de presentación 24 mientras el controlador de video 34 presenta un punto brillante bajo el señalador 700 que contacta la superficie de presentación 24. Como se puede observar, el señalador 700 se ilumina por el punto brillante 712 presentado bajo el señalador. Como un resultado, el señalador refleja luz brillante desde el punto 712 hacia los dispositivos de imágenes 40 y 42 que se capturan en marcos de imagen. Como se muestra en la Figura 7F, cuando el controlador de video 34 presenta un punto obscuro 714 bajo el señalador, ocurre una ausencia de iluminación bajo el señalador 700 y no se refleja luz adicional por el señalador 700 hacia los dispositivos de imágenes 40 y 42. Los cambios en la iluminación dentro de marcos de imagen capturados por los dispositivos de imágenes 40 y 42 durante el destello de indicadores se examinan por el controlador maestro 30. Si la intensidad de luz del punto obscuro presentado 714 es más obscura que la del marco de imagen capturado en la misma ubicación antes de presentar el punto obscuro, los dispositivos de imágenes 40 y 42 verán una imagen de señalador que es más obscura en el marco de presentación antes de presentar el punto obscuro. Si la intensidad de luz del punto brillante presentado 712 es más brillante que la del marco de imagen capturado en la misma ubicación antes de presentar el punto brillante, los dispositivos de imágenes 40 y 42 verán una imagen de señalador que es más brillante que en el marco de imagen antes de presentar el punto brillante. Si no hay señalador en la ubicación en donde se presenta el punto brillante u obscuro, las imágenes capturadas por los dispositivos de imágenes 40 y 42 cambiarán muy poco. Esto permite que se determinen soluciones de triangulación de ubicación de señalador reales.
La Figura 8A muestra el proceso que se realiza para resolver la condición de ambigüedad de contacto de señalador múltiple mostrada en las Figura 7A a 7D. En el paso 802, el controlador maestro 30 acondiciona el controlador de video 34 para presentar puntos obscuros en ubicaciones A y B y puntos brillantes en ubicaciones C y D como se muestra en la Figura 7C. En el paso 804, el controlador maestro 30 acondiciona el controlador de video 34 para presentar puntos brillantes en ubicaciones A y B y puntos obscuros en ubicaciones C y D como se muestra en la Figura 7D. En el paso 806, el controlador maestro 30 determina si los dispositivos de imágenes 40 y 42 han capturado marcos de imagen que muestran la existencia de los cambios de iluminación en cualquiera de las ubicaciones A a D durante los pasos 802 a 804. Si no se detectan cambios de iluminación, el controlador maestro 30 ajusta las posiciones de las ubicaciones en las cuales se presentan puntos obscuros y claros en el paso 808 y regresa al paso 802. Si se detecta un cambio de iluminación, entonces en el paso 810, el controlador maestro 30 determina si el cambio de iluminación del paso 802 a 804 fue de obscuro a brillante. Si el cambio de iluminación fue de obscuro a brillante, entonces en el paso 814, el controlador maestro 30 designa las soluciones de triangulación de ubicación correspondientes a ubicaciones A y B como las soluciones de triangulación de ubicación de señalador reales. Si el cambio de iluminación no fue de obscuro a brillante, entonces en el paso 812, el controlador maestro 30 determina si el cambio de iluminación fue de brillante a obscuro. Si el cambio de iluminación fue de brillante a obscuro, entonces en el paso 816, el controlador maestro 30 designa las soluciones de triangulación de ubicación de señalador correspondientes a ubicaciones C y D como aquella real de las soluciones de triangulación de ubicación de señalador reales. Si el cambio de iluminación no fue de brillante a obscuro, entonces en el paso 808, el controlador maestro 30 ajusta las posiciones de las ubicaciones en las cuales se presentan los puntos obscuros a claros y regresa al punto 802.
La Figura 8B muestra un proceso alternativo que puede realizarse para resolver la condición de ambigüedad de contacto del señalador múltiple mostrada en las Figuras 7A a 7D. En el paso 822, el controlador de video 34 se acondiciona para presentar puntos obscuros en las soluciones de triangulación de ubicación de señalador correspondidas a ubicaciones A y B y puntos brillantes en las soluciones de triangulación de ubicación de señalador correspondientes a ubicaciones C y D como se muestra en la Figura 7C. En el paso 824, el controlador maestro 30 determina si los marcos de imagen capturados por los dispositivos de imágenes 40 y 42 muestran la existencia de cambios de iluminación en ubicaciones A a B después de presentar los puntos obscuros y brillantes. Si se determina un cambio más brillante en intensidad de luz, en el paso 826, el controlador maestro 30 designa las soluciones de triangulación de ubicación de señalador correspondientes a las ubicaciones C y D como las soluciones de triangulación de ubicación de señalador reales. Si se determina un cambio más obscuro en intensidad de luz, en el paso 830, el controlador maestro 30 designa y las soluciones de triangulación de ubicación de señalador correspondientes a ubicaciones A y B como las soluciones de triangulación de ubicación de señalador reales. Si no se detecta ningún cambio en intensidad de luz en cualquiera de las ubicaciones A a D, en el paso 828, el controlador de video 34 se acondiciona para presentar puntos prillantes en las ubicaciones A y B y puntos obscuros en las ubicaciones C y D como se muestra en la Figura 7D. En el paso 832, el controlador maestro 30 determina si los marcos de imagen capturados por los dispositivos de imágenes 40 y 42 muestran cambios en intensidad de luz en ubicaciones A a D después de presentar los puntos brillantes y obscuros. Si se determina un cambio más obscuro en intensidad de luz, en el paso 826, el controlador maestro 30 designa las soluciones de triangulación de ubicación de señalador correspondientes a las ubicaciones C y D como las soluciones de triangulación de ubicación de señalador reales. Si se determina un cambio más brillante en intensidad de luz, en el paso 830, el controlador maestro 30 designa las soluciones de triangulación de ubicación de señalador correspondientes a las ubicaciones A y B como las soluciones de triangulación de ubicación de señalador reales. Si no se detecta ningún cambio en intensidad de luz en cualquiera de las ubicaciones, entonces en el paso 834, el controlador maestro 30 ajusta las posiciones de las ubicaciones en las cuales se presentan puntos obscuros y claros y regresa al paso 822.
La modalidad anterior describe insertar indicadores tales como por ejemplo puntos en todas las ubicaciones correspondientes a las soluciones de triangulación de ubicación de señalador y probar todas las ubicaciones objetivo simultáneamente. Aquellos expertos en la técnica apreciarán que pueden emplearse otros indicadores y secuencias de prueba. Por ejemplo, durante la rutina de ambigüedad de contacto de señalador múltiple del paso 510, el controlador de video 34 puede presentar indicadores de diferentes intensidades en diferentes conjuntos de marco de video en las soluciones de triangulación de ubicación de señalador únicamente de un grupo para que cada grupo de soluciones de triangulación de ubicación de señalador se pruebe uno por uno. La rutina de ambigüedad de señalador en este caso termina cuando se encuentra un grupo de soluciones de triangulación de ubicación de señalador reales. Alternativamente, el controlador de video 34 puede presentar indicadores de diferentes intensidades en diferentes conjuntos de marco de video en cada solución de triangulación de ubicación de señalador uno a la vez para que cada solución de triangulación de ubicación de señalador se pruebe individualmente. Esta modalidad alterna también puede utilizarse para remover señaladores de trampa como se discute en la rutina de ambigüedad de trampa del paso 508 al mismo tiempo. En una modalidad alterna adicional, los indicadores pueden colocarse en la superficie de presentación 24 en ubicaciones que están más adecuadas para imágenes por los dispositivos de imágenes 40 y 42. Por ejemplo, puede presentarse un punto brillante en una ubicación generalmente correspondiente a una solución de triangulación de ubicación de señalador, pero puede estar ligeramente fuera de centro para que esté más cerca del dispositivo de imágenes 40, 42 a lo largo de un vector desde la solución de triangulación de ubicación de señalador hacia el dispositivo de imágenes 40, 42. Esto resultará en el dispositivo de imágenes que captura una iluminación más brillante de un señalador si un señalador está en esa ubicación.
Ventajosamente, ya que se selecciona la velocidad de captura de marco de imagen de cada dispositivo de imágenes para exceder lo suficiente la velocidad de actualización de la unidad de presentación, los indicadores pueden insertarse en marcos de video y aparecer casi subliminales a un observador. Para además reducir la distracción causada por indicadores parpadeantes, pueden emplearse técnicas de camuflaje tal como efectos de onda de agua bajo el señalador o secuencias de parpadeo más largas para verificaciones objetivo positivas. Estas técnicas ayudan a disfrazar artefactos de imagen percibidos por un observador y proporcionar realimentación positiva que confirma que se ha registrado correctamente un contacto de señalador con la superficie de presentación 24. Alternativamente, los dispositivos de imágenes 40 y 42 pueden tener velocidades de marco más bajas que los marcos de imagen de captura sincrónicamente con la inserción de indicadores en la salida de presentación por el controlador de video 34.
La rutina de ambigüedad de señalador obscurecida en el paso 512 en la Figura 5 se emplea para resolver una condición de ambigüedad de señalador obscurecida que ocurre cuando el sistema de entrada interactiva no puede determinar precisamente la ubicación de un señalador que contacta la superficie de presentación 24. La Figura 9A muestra una condición de ambigüedad de señalador obscurecida que ocurre cuando el ángulo entre líneas de observación 904 y 906 desde los dispositivos de imágenes 40 y 42 hacia un señalador 902 se acerca a 180 grados. En este caso, la ubicación del señalador es difícil de determinar a lo largo del eje X ya que las líneas de observación de cada dispositivo de imágenes 40, 42 casi coinciden. Otro ejemplo de una condición de ambigüedad de señalador obscurecida se muestra en la Figura 9B. En este caso, dos señaladores 908 y 910 están en contacto con la superficie de presentación 24. El señalador 910 bloquea el señalador 908 del observarse por el dispositivo de imágenes 42. La triangulación únicamente puede determinar que el señalador 908 está entre ubicaciones A y B a lo largo de la línea de observación 912 del dispositivo de imágenes 40 y de esa forma no puede determinarse una ubicación precisa para el señalador 908.
En respuesta a la detección de una condición ambigüedad de señalador obscurecida, el controlador maestro 30 acondiciona el bisel 36 a un estado apagado y señala el controlador de video 30 causando que el controlador de video 30 modifique la salida de presentación del dispositivo de cómputo de propósito general 32 en una forma que permite al controlador maestro resolver la condición de ambigüedad de señalador obscurecida. En particular como se muestra en la Figura 9C, en respuesta al controlador maestro 30, el controlador de video 34 hace parpadear un primer patrón de gradiente 922 bajo la solución de triangulación de ubicación de señalador estimada en un señalador 920 durante un primer conjunto de marco de video que comprende un marco de video individual de un pequeño número de marcos de video (consecutivos, no secuenciales, o intercalados). El primer patrón de gradiente 922 tiene una intensidad de gradiente a lo largo de la línea de observación 924 del dispositivo de imágenes 40, para que obscurezca en intensidad al acercarse al dispositivo de imágenes 40. El controlador de video 34 también hace destellar un segundo patrón de gradiente 926 bajo la solución de triangulación de ubicación de señalador estimada del señalador 920 en un segundo conjunto de marco de video como se muestra en la Figura 9D. El segundo patrón de gradiente 926 tiene una intensidad de gradiente opuesta a lo largo de la línea de observación 924 para que se aclare en intensidad acercándose al dispositivo de imágenes 40. La intensidad en el centro de ambos patrones de gradiente 922 y 926 es la misma. De esta forma, se estima que la solución de triangulación de ubicación de señalador es precisa, el señalador 920 tendrá aproximadamente la misma intensidad en marcos de imagen capturados por el dispositivo de imágenes 42 durante la manipulación de la salida de presentación para los primeros y los segundos conjuntos de marco de video. Si el señalador 920 realmente está más lejos del dispositivo de imágenes 40 que la solución de triangulación de ubicación de señalador estimada, el señalador 920 será más obscuro en marcos de imagen capturados durante la presentación de los marcos de video del segundo conjunto de marco de video de la Figura 9D que durante la presentación de los marcos de video del primer conjunto de marco de video de la Figura 9C. Si el señalador 920 realmente está más cerca al dispositivo de imágenes 40 que la solución de triangulación de ubicación de señalador estimada, el señalador 920 será más claro en marcos de imagen capturados durante la presentación de los marcos de video del segundo conjunto de marco de video de la Figura 9D que durante la presentación de los marcos de video del primer conjunto de marco de video de la Figura 9C. En el caso en donde la solución de triangulación de ubicación del señalador estimada no corresponde a la ubicación de señalador real, el controlador maestro 30 mueve la solución de triangulación de ubicación de señalador estimada a una nueva posición. La nueva solución de triangulación de ubicación de señalador estimada se determina por la diferencia de intensidad observada entre marcos de imagen capturados durante la presentación del primer conjunto de marco de video de la Figura 9C y la presentación del segundo conjunto de marco de video de la Figura 9D. Alternativamente, en la nueva solución de triangulación de ubicación de señaiador estimada puede determinarse por e! punto medio en el centro de los patrones de gradiente y el borde de los patrones de gradiente. La rutina de ambigüedad de señaiador obscurecida del paso 512 se repite hasta que se encuentre la solución de triangulación de ubicación de señaiador precisa.
Aquellos expertos en la técnica apreciarán que pueden utilizarse otros patrones de indicadores durante la rutina de ambigüedad de señaiador obscurecida. Por ejemplo, como se muestra en las Figuras 9E y 9F, puede utilizarse una pluralidad de bandas estrechas 928 y 930 de intensidades continuas, en donde las intensidades en el centro de la pluralidad de bandas 928 y 930 son las mismas.
Las Figuras 9G y 9H muestran una modalidad alterna para localizar un contacto de señaiador que utiliza marcos de imagen capturados por un dispositivo de imágenes individual. En esta modalidad, la ubicación del contacto de señaiador se determina al utilizar coordenadas polares. El dispositivo de imágenes 40 primero detecta un señaiador 940 que contacta la superficie de presentación 24 a lo largo de la línea polar 942. Para determinar la distancia desde el dispositivo de imágenes 40, el controlador de video 34 hace destellar un punto más obscuro a un punto obscuro a brillante 944 y entonces un punto brillante a obscuro 946 en cada posición a lo largo de la línea polar 942 moviéndose desde un extremo al otro. El controlador maestro 30 señala el controlador de video 34 para moverse a la siguiente posición si los marcos de imagen capturados por el dispositivo de imágenes 40 no muestran ningún cambio de intensidad en las imágenes de señalador. Cuando los marcos de imagen capturados por el dispositivo de imágenes 40 muestran un cambio de intensidad, se emplea un proceso similar al descrito con referencia a las Figuras 9C a 9F para determinar la solución de triangulación de ubicación de señalador precisa.
Las Figuras 91 y 9J muestran incluso otra modalidad alterna para localizar un contacto de señalador que utiliza marcos de imagen capturados por un dispositivo de imágenes individual. En esta modalidad, la ubicación del contacto de señalador se determina al utilizar coordenadas polares. El dispositivo de imágenes 40 primero detecta un señalador 960 que contacta la superficie de presentación 24 a lo largo de la línea polar 962. Para determinar la distancia desde el dispositivo de imágenes 40, el controlador de video 34 hace destellar bandas obscuras a brillantes 964, ya sea con un patrón de intensidad de gradiente o un patrón de intensidad discontinuo que cubre el segmento completo de la línea polar 962. El controlador de video 34 entonces hace destellar bandas brillantes a obscuras 966 en un patrón opuesto al patrón 962. La intensidad de la banda de los cambios de banda es proporcional al dispositivo de imágenes 40. Pueden utilizarse otras funciones para cambiar la intensidad de las bandas. El controlador maestro 40 estima la posición de contacto de señalador al comparar la diferencia de intensidad del señalador en marcos de imagen capturados durante la presentación de las bandas mostradas en las Figuras 91 y 9J. El controlador maestro 30 puede utilizar entonces un proceso similar al descrito con referencia a las Figuras 9C y 9F para retinar la posición de contacto de señalador estimada.
En una alternativa al proceso mostrado en la Figura 5, también puede emplearse la realimentación de presentación activa cuando cualquier nuevo señalador no identificado aparece en marcos de imagen capturados por el dispositivo de imágenes 40, 42. Un señalador no identificado es cualquier objeto visto que no puede asociarse con un indicador previamente observado que se verificó por la realimentación de presentación activa. Durante este proceso, cuando el controlador maestro 30 procesa observaciones y determina que existe un contacto de señalador no identificado, se hace una revisión para determinar si existe más de un contacto de señalador no identificado. Si únicamente existe un contacto de señalador no identificado, el contacto de señalador no identificado se verifica como real en la forma descrita con referencia al paso 508. Si existen más de un contacto de señalador no identificado, los contactos de señalador no identificado se verifican como reales e imaginarios en la forma descrita con referencia al paso 510. Si no se encuentra ninguno de los contactos de señalador no identificados, entonces se hace una revisión para determinar si cualquiera de los contactos de señalador se están bloqueando desde la vista de cualquier dispositivo de imágenes 40, 42, o si cualquiera de los contactos de señalador se colocan dentro de áreas de triangulación deficientes en la superficie de presentación 24 como se describe con referencia al paso 511. Si existe cualquiera de estas condiciones, las ubicaciones de estos contactos de señalador se determinan en la forma descrita con referencia al paso 512.
En las modalidades anteriores, los señaladores son pasivos tal como por ejemplo dedos, cilindros de material u otros objetos llevados en contacto con la superficie de presentación 24 y se detectan al procesar marcos de imagen para determinar regiones obscuras que interrumpen un fondo brillante correspondiente a la realimentación proporcionada por el bisel 26. Si se desea, en lugar de emplear un bisel iluminado, fuentes infrarrojas tal como diodos emisores de luz IR (LED) pueden asociarse con cada uno de los dispositivos de imagen y puede emplearse un bisel retro-reflector. En este caso, los LED IR transmiten luz a través de la superficie de presentación 24. La luz transmitida es incidente en el bisel retro-reflector que se regresa a los dispositivos de imágenes 40 y 42 y proporciona retroalimentación para señaladores pasivos llevados en contacto con la superficie de presentación 24. Por supuesto, los dispositivos de imágenes pueden operar para capturar marcos de imagen en condiciones de luz ambiental. En este caso, puede emplearse un bisel pasivo. El sistema de entrada interactiva también es adecuado para uso con un señalador activo.
La Figura 10A muestra un señalador activo ilustrativo para uso en conjunto con el sistema entrada interactiva. Como se puede observar, el señalador 1100 comprende un cuerpo principal 1102 que termina en una punta frustocónica 1104. La punta 1104 aloja sensores 1105 (ver Figura 10C) que se enfocan para percibir luz emitida por unidad de presentación. Sobresaliendo de la punta 1104 está un accionador 1106. El accionador 1106 se desvía fuera de la punta 1104 por un resorte (no mostrado) y puede empujarse en la punta 1104 con la aplicación de presión. El accionador 1106 se conecta a un interruptor (no mostrado) dentro del cuerpo principal 1102 que cierra un circuito para energizar los sensores cuando el accionador 1106 empuja contra la desviación de resorte en la punta 1104. Con los sensores alimentados, el señalador 1100 es receptivo a luz. Cuando el circuito está cerrado, también se alimenta un transmisor de radiofrecuencia 1112 (ver Figura 10C) dentro del cuerpo principal 1102 causando que el transmisor emita señales de radio.
La Figura 10B muestra el sistema de entrada interactiva 20 y el señalador activo 1100 que contacta la superficie de presentación 24. Como en las modalidades previas, cuando el señalador activo 1100 está en contacto con la superficie de presentación 24, el controlador maestro 30 triangula todas las soluciones de triangulación de ubicación de señalador posibles y envía estos datos al dispositivo de cómputo de procesamiento general 32 para procesamiento adicional. También se incorpora un receptor de radio frecuencia 1118 por el dispositivo de cómputo de procesamiento general 32 para comunicar información de estado de sistema y recibir información de señal de los sensores en la punta 1104. El receptor de radiofrecuencia 1118 recibe características (por ejemplo, intensidad luminosa) de la luz capturada por los sensores 1105 en la punta 1104 a través del canal de comunicación 1120. Cuando el accionador 1106 del indicador activo 1100 se desvía fuera de la punta 1104, el circuito permanece abierto para que no se emitan señales de radio por el transmisor de radiofrecuencia 1112 del señalador. Por consiguiente, el señalador 1100 opera en el modo pasivo. En este caso, la salida de presentación del dispositivo de cómputo de procesamiento general 32 pasa a través del controlador de video 34 sin modificación a la unidad de presentación.
La Figura 10C muestra un diagrama de bloques que ilustra la trayectoria de comunicación del sistema de entrada interactiva 20 con la pluma activa 1100. El canal de comunicación 1120 entre el transmisor 1112 del indicador activo 1100 al receptor 1118 del dispositivo de cómputo de procesamiento general 32 es unidireccional. El canal de comunicación 1120 puede implementarse como un canal IR inalámbrico de alta frecuencia o canal RF tal como Bluetooth.
En la situación en donde el dispositivo de cómputo de procesamiento general 32 es incapaz de determinar una ubicación de señalador activa precisa, la punta del señalador activo 1100 se lleva en contacto una superficie de presentación 24 con fuerza suficiente para empujar el accionador 1106 en la punta 1104. En respuesta, los sensores 1105 en la punta 1104 se alimentan y el receptor de radiofrecuencia 1118 del sistema de entrada interactiva 20 se notifica del cambio en el estado de la operación de señalador. De este modo, el señalador activo 1100 proporciona un canal de comunicaciones seguro, espacialmente localizado desde la superficie de presentación 24 hacia el dispositivo de cómputo de procesamiento general 32. Al utilizar un proceso similar al descrito anteriormente, el dispositivo de cómputo de procesamiento general 32 señala el controlador de video 34 para presentar indicadores o artefactos en algunos marcos de video. El señalador activo 1100 percibe cambios de iluminación cercana y transmite esta información de cambio de iluminación al dispositivo de cómputo de propósito general 32 a través del canal de comunicación 1120. El dispositivo de cómputo de procesamiento general 32 a su vez resuelve ambigüedades de señalador basándose en la información que recibe.
Los mismos patrones de gradiente mostrados en la Figura 9C a 9F también se utilizan para mitigar los efectos negativos de luz ambiental en la relación de señal a ruido de la señal de entrada interactiva, que consecuentemente se desvían de la certeza con la cual los dispositivos de imágenes 40 y 42 disciernen objetivos de señalador. Cambios en luz ambiental, dependiendo del tiempo y la posición, introducen una desviación variable en la intensidad de luz anticipada en marcos de imagen capturados por dispositivos de imágenes 40 y 42 durante la realimentación de presentación activa. El aislamiento de la variación en la luz ambiental se realiza al sustraer imágenes secuenciales capturadas por los dispositivos de imágenes 40 y 42. Ya que el brillo de los marcos de imagen es una suma de la luz ambiental y la luz reflejada por un señalador desde un destello en la unidad de presentación, hacer destellar un par de patrones de gradiente iguales pero opuestamente orientados en la misma ubicación proporcionarán marcos de imagen para comparación en donde la luz presentada controlada es la misma en casos distintos y separados. La primera imagen en la secuencia de esa forma se sustrae de su sucesor para calcular un marco de imagen de luz ambiental diferencial. Este aspecto se incorpora con el dispositivo de cómputo de procesamiento general 32 y se repite para predecir la contribución de luz de desviación ambiental variable capturada con marcos de imagen futuros.
Alternativamente, los efectos adversos de luz ambiental también pueden reducirse al utilizar múltiples modos ortogonales de iluminación controlada como se describe en la Solicitud de PCT No. WO 2009/135313 titulada "Sistema de Entrada Interactiva con Iluminación Controlada", asignada a SMART Technologies ULC, cuyo contenido se incorpora por referencia. Ya que la luz ambiental no deseada generalmente consiste de un componente estable y varios componentes periódicos, la frecuencia y la secuencia de destellos generados por controlador de video 34 se seleccionan específicamente para evitar competir con las mayores contribuciones espectrales de fuentes de luz DC (por ejemplo, luz solar) y fuentes de luz AC (por ejemplo, lámparas fluorescentes). La selección de un conjunto de ocho códigos Walsh y una velocidad de marco nativo de 120 hertzios y ocho submarcos, por ejemplo, permite al sistema entrada interactiva filtrar las fuentes de luz externas no predecibies y observar únicamente fuentes de luz controladas. Los dispositivos de imágenes 40 y 42 en este caso operan a la misma velocidad de submarco de 960 marcos por segundo mientras las fuentes de luz DC y AC están predominantemente caracterizadas por contribuciones de frecuencia en 0 hertzios y 120 hertzios, respectivamente. De forma inversa, tres de los 8 códigos Walsh tienen espectrales nulos en 0 hertzios 120 hertzios (a una velocidad de muestra de 960fps), y se modulan particularmente con la luz para reflexión por un señalador. El generador de código Walsh está sincronizado con los reguladores de sensor de imagen de dispositivos de imágenes 40 y 42, cuyos marcos de imagen capturados están correlacionados para eliminar la información de señal capturada desde luz ambiental perdida. Ventajosamente, los sensores de imagen son menos probables a saturarse cuando sus reguladores respectivos operan a tal frecuencia rápida.
Si se desea, el señalador activo 1100 puede proporcionarse con el LED en lugar de sensores (no mostrados) en la punta 1104. En este caso, la luz emitida por el LED se modula en una forma similar a la descrita anteriormente para evitar la interferencia de la luz desviada y ofrecer al sistema de entrada interactiva características y flexibilidad añadidas. Algunas de estas características son, por ejemplo, modos de uso adicionales, asignación de color a múltiples plumas, así como localización, asociación, y verificación mejoradas de objetivos de señalador en múltiples ambientes y aplicaciones de señalador.
Alternativamente, la identificación de señalador para múltiples usuarios puede realizarse utilizando las técnicas aquí descritas. Por ejemplo, si tanto el usuario A como el usuario B están escribiendo en la superficie de presentación 24 con el señalador A y el señalador B respectivamente, al presentar diferentes indicadores bajo cada ubicación de señalador, cada señalador puede identificarse únicamente. Cada indicador visual para cada señalador puede diferir en color o patrón. Alternativamente, puede modularse únicamente un punto brillante bajo cada señalador. Por ejemplo, un punto brillante puede presentarse bajo el señalador A mientras un punto obscuro se presenta bajo el señalador B, o el señalador B permanece no iluminado.
La Figura 11 muestra una modalidad alternativa del sistema de entrada interactiva 20. En esta modalidad, el controlador maestro 30 triangula todas las soluciones de triangulación de ubicación de señalador posibles desde barcos de imagen capturados por los dispositivos de imágenes 40 y 42. Los resultados de triangulación y de información de intensidad de luz de los señaladores en los marcos de imagen se envían al dispositivo de cómputo de procesamiento general 32. El dispositivo de cómputo de procesamiento general 32 emplea rutinas de remoción de ambigüedad, como se describe anteriormente, que están almacenadas en su memoria, modificando la memoria intermedia de salida de video del dispositivo de cómputo de procesamiento general 32. Los indicadores se presentan en algunos marcos de videos sacados desde el dispositivo de cómputo de procesamiento general 32. El dispositivo de cómputo de procesamiento general 32 utiliza resultados de triangulación e información de intensidad de luz del señalador en marcos de imagen con los indicadores, obtenidos del controlador maestro 30 para remover ambigüedades de triangulación. Las soluciones de triangulación de ubicación de señalador reales entonces se rastrean hasta que surge otra situación de ambigüedad de señalador y se emplean de nuevo en las rutinas de remoción de ambigüedad.
Las rutinas de remoción de ambigüedad aquí descritas se aplican a muchos tipos diferentes de sistemas de entrada interactiva 'basados en cámara con. señaladores activos y pasivos. En lugar de utilizar un par de dispositivos de imágenes también puede utilizarse un dispositivo de imágenes individual con una configuración de espejo. En esta modalidad, se utiliza un espejo para obtener un segundo vector al señalador con el fin de triangular la posición de señalador. Tal configuración se describe en la Patente de E L). A. previamente incorporada No. 7,274,356 para Ung y otros, asi como en la Publicación de solicitud de patente de los Estados Unidos No. 2007/0236454 para Ung y otros, asignada a SMART Technologies ULC, cuyo contenido se incorpora por referencia.
Aunque las modalidades anteriores del sistema de entrada interactiva 20 se describen con referencia a una unidad de presentación tal como por ejemplo un dispositivo de LCD, monitor CRT o dispositivo de plasma, también pueden utilizarse uno o más proyectores para presentar imágenes para presentación en una superficie táctil y para presentar indicadores en ubicaciones correspondientes a soluciones de triangulación de ubicación de señalador. La Figura 12 ilustra un sistema táctil interactivo 20 que utiliza un proyector 1202. El controlador maestro 30 triangula todas las soluciones de triangulación de ubicación de señalador posibles de los marcos de imagen capturados por dispositivos de imágenes 40 y 42 que ven a través de la superficie táctil 1208 de un panel táctil 1204 desde diferentes ventajas, y envía los resultados de triangulación y la información de intensidad de luz de las imágenes de señalador al dispositivo de cómputo de procesamiento general 32 para procesamiento adicional. El dispositivo de cómputo de procesamiento general 32 emplea rutinas de remoción de ambigüedad, como se describe anteriormente, que se almacenan en su memoria para modificar la memoria intermedia de salida de video del dispositivo de cómputo de procesamiento general 32. Los indicadores entonces se insertan a algunos marcos de videos sacados desde el dispositivo de cómputo de procesamiento general 32 como se describió anteriormente. El proyector 1202 recibe marcos de video del dispositivo de cómputo del procesamiento general 32 y los presenta en el panel táctil 1204. Cuando un señalador 1206 contacta la superficie táctil 1208 del panel táctil 1204, la luz 1210 emitida desde el proyector 1202 que se proyecta en la superficie táctil 1208 en la cercanía del señalador 1206 se refleja al señalador 1206 y a su vez se refleja al dispositivo de imágenes 40 y 42.
Al insertar indicadores en algunos marcos de video como se describió anteriormente, se cambia la intensidad luminosa alrededor del señalador 1206 y se percibe por los dispositivos de imágenes 40 y 42. Tal información se envía al dispositivo de cómputo de procesamiento general 32 a través del controlador maestro 30. El dispositivo de cómputo de procesamiento general 32 utiliza los resultados de triangulación y la información de intensidad de luz de las imágenes de señalador para remover ambigüedades de triangulación .
Aquellos expertos en la técnica apreciarán que la forma, patrón y frecuencia exactos de los indicadores pueden ser diferentes para incorporar varias aplicaciones o ambientes. Por ejemplo, los indicadores pueden ser cuadrados, circulares, rectangulares, ovalados, anillos, o una línea. Los patrones de intensidad clara pueden ser lineales, circulares o rectangulares. El índice de cambio de intensidad dentro del patrón también puede ser lineal, binario, parabólico o aleatorio. En general, las características de destello pueden ser fijas o variables y depender de la intensidad de luz ambiental, dimensiones de señalador, limitaciones de usuario, tiempo, tolerancias de rastreo, u otros parámetros del sistema de entrada interactiva 20 y su ambiente. En Europa y otros lugares, por ejemplo, la frecuencia de sistemas eléctricos es 50 hertzios y por consiguiente, el índice de marco nativo y el índice de sub-marco pueden ser de 100 y 800 marcos por segundo, respectivamente.
En una modalidad alternativa, el ensamble 22 comprende una unidad de presentación que emite luz IR en cada ubicación de pixel y los sensores de imagen de dispositivos de imágenes 40 y 42 se proporcionan con filtros IR. En esta disposición, los filtros permiten que la luz que se origina desde la unidad de presentación, y se refleja por un objetivo, pase mientras la luz desviada desde el espectro visible se previene y remueve de procesamiento por el motor de procesamiento de imagen.
En otra modalidad, se reemplazan sensores de imagen de los dispositivos de imágenes 40 y 42 por un fotodiodo, foto-resistencia, u otro sensor de energía de luz. La secuencia de realimentación en estas modalidades también puede alterarse para incorporar la solución más eficiente de sensores alternos. Por ejemplo, la superficie de presentación completa 24 puede hacerse destellar, o escanearse por ráster, para iniciar la secuencia de realimentación activa, o en cualquier momento durante la secuencia de realimentación activa. Una vez que se localiza un señalador objetivo, sus características pueden verificarse y asociarse por codificación de una secuencia de realimentación activa iluminada en los pixeles de imagen bajo el señalador objetivo o en una forma similar a la previamente descrita.
Incluso en otra modalidad, el sistema de entrada interactiva utiliza dispositivos de jmágenes de color y los indicadores que se presentan son a color.
En una modalidad adicional de la rutina de remoción de ambigüedad a lo largo de una línea polar (como se muestra en las Figuras 9A a 9J), con las coordenadas polares conocidas, se hacen destellar tres líneas a lo largo de la línea polar en la dirección del señalador. La primera linea es obscura o negra, la segunda línea es blanca o brillante, y la tercera línea es negra-blanca o es un gradiente lineal negro-blanco u obscuro-claro. Los primeros dos destellos se emplean para crear referencias de intensidad de luz altas y bajas. Cuando se mide la intensidad de luz del señalador a medida que se hace destellar el gradiente, la intensidad de luz se compara con las medidas claras y obscuras para estimar la ubicación del señalador.
Incluso en otra modalidad de la rutina de remoción de ambigüedad a lo largo de una línea polar, se presenta una línea blanca o brillante en la superficie de presentación 24 y perpendicular a la línea de observación del dispositivo de imágenes 40 ó 42. Esta línea blanca o brillante puede moverse rápidamente lejos del dispositivo de imágenes similar al radar. Cuando la línea alcanza el señalador, iluminará el señalador. Basándose en la distancia a la que está la línea blanca desde el dispositivo de imágenes, puede de terminarse la distancia y el ángulo.
El intercambio de información entre componentes del sistema de entrada interactiva puede realizarse a través de otras interfases de estándar industrial. Tales interfases pueden incluir, pero no necesariamente están limitadas a RS 232, PCI, Bluetooth, 802.11 (Wi-Fi), o cualquiera de sus sucesores respectivos. Similarmente, el controlador de video 34, mientras es análogo en una modalidad puede ser digital en la otra. La disposición y configuración particular de componentes para el sistema de entrada interactiva 20 también puede alterarse.
Aquellos expertos en la técnica también apreciarán que pueden hacerse otras variaciones y modificaciones de aquellas descritas sin apartarse del alcance y espíritu de la invención, como se define por las reivindicaciones anexas.

Claims (40)

  1. REIVINDICACIONES 1. - Un método para resolver la ambigüedad de señalador en un sistema de entrada interactiva que comprende: calcular una pluralidad de ubicaciones de señalador potenciales para una pluralidad de señaladores cerca de una superficie de entrada del sistema de entrada interactiva; presentar indicadores visuales asociados con cada ubicación de señalador potencial en la superficie de entrada; y determinar ubicaciones de señalador reales basadas en realimentación derivada de la presentación de los indicadores visuales. 2. - El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el presentar indicadores visuales comprende: presentar un primer conjunto de indicadores visuales en al menos algunas ubicaciones de señalador potenciales; capturar con un sistema de imágenes del sistema de entrada interactiva un primer conjunto de imágenes mientras el primer conjunto de indicadores visuales se presenta; presentar un segundo conjunto de indicadores visuales en al menos algunas ubicaciones de señalador potenciales, y capturar con el sistema de imágenes un segundo conjunto de imagen mientras el segundo conjunto de indicadores visuales se presenta. 3.- El método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el determinar ubicaciones de señalador reales comprende procesar el primer conjunto de imágenes y el segundo conjunto de imágenes para identificar al menos una ubicación de señalador real desde las ubicaciones de señalador potenciales. A.- El método de acuerdo con la reivindicación 3, en donde dicho procesamiento además comprende determinar una diferencia en intensidad de luz reflejada en cada ubicación de señalador potencial entre el primer conjunto de imagen y el segundo conjunto de imagen. 5.- El método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el primer conjunto de indicadores visuales comprende uno de puntos brillantes y obscuros y en donde el segundo conjunto de indicadores visuales comprende el otro de puntos brillantes y obscuros. 6. - El método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el primer conjunto de indicadores visuales comprende sombreado de gradiente de uno de brillante a obscuro y obscuro a brillante y el segundo conjunto de indicadores visuales comprende sombreado de gradiente del otro de brillante a obscuro y obscuro a brillante. 7. - El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el sistema de imágenes comprende al menos dos dispositivos de imágenes que ven generalmente a través de la superficie de entrada desde diferentes puntos de vista y que tienen campos de visión que se traslapan. 8. - Un método para resolver la ambigüedad de señalador en un sistema de entrada interactiva que comprende: calcular posibles coordenadas de punto táctil asociadas con cada uno de al menos dos señaladores en contacto con una superficie de entrada del sistema de entrada interactiva; presentar un primer indicador visual en la superficie de entrada en regiones asociadas con un primer par de posibles coordenadas de punto táctil y presentar un segundo indicador de usuario en la superficie de entrada ep regiones asociadas con un segundo par de posibles coordenadas de punto táctil; capturar con un sistema de imágenes una primera imagen durante la presentación del primer indicador visual y la presentación del segundo indicador visual; presentar el segundo indicador visual en la superficie de entrada en regiones asociadas con el primer par de posibles coordenadas del punto táctil y presentar el primer indicador visual en la superficie de entrada en regiones asociadas con el segundo par de posibles coordenadas del punto táctil; capturar con el sistema de dispositivo de imágenes una segunda imagen durante la presentación del segundo indicador visual y la presentación del prjmer indicador visual; y comparar la primera imagen con la segunda imagen para verificar coordenadas de punto táctil reales. 9.- El método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde dicha comparación además comprende: determinar una diferencia ' en luz reflejada en las regiones asociadas con las coordenadas de punto táctil reales entre la primera imagen y la segunda imagen. 10.- El método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el primer indicador visual es uno de un punto obscuro y brillante y el segundo indicador visual es el otro del punto obscuro y brillante. 11.- El método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el sistema de imágenes comprende al menos dos dispositivos de imágenes que ven generalmente a través de la superficie de entrada desde diferentes puntos de vista y que tienen campos de visión que se traslapan. 12.- Un sistema de entrada interactiva, que comprende: una superficie de entrada; un sistema de dispositivo de imágenes operable para capturar imágenes de un área de entrada de la superficie de entrada y detectar cuando al menos un señalador está en contacto con la superficie de entrada; y un dispositivo de control de video en respuesta al sistema de dispositivo de imágenes y presentar un patrón de imagen en la superficie de entrada en una región asociada con al menos un señalador, en donde el patrón de imagen facilita la verificación de la ubicación de al menos un señalador. 13.- El sistema de entrada interactiva de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el patrón de imagen comprende una primera imagen y una segunda imagen consecutiva para generar contraste, el contraste adaptado para verificar la ubicación de al menos un señalador. 14.- El sistema de entrada interactiva de acuerdo con la reivindicación 13, en donde la primera imagen comprende uno de un punto obscuro y brillante y la segunda imagen comprende el otro del punto obscuro y brillante. 15.- El sistema de entrada interactiva de acuerdo con la reivindicación 12, que además comprende una interfase de video operativamente acoplada al dispositivo de control de video, la interfase video adaptada para proporcionar señales de sincronización de video al dispositivo de control de video para procesar, en donde basado en el procesamiento, el dispositivo de control de video interrumpe una imagen presentada en la superficie de entrada y presenta el patrón de imagen. 16. - El sistema de entrada interactiva de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el sistema de dispositivo de imágenes comprende al menos dos dispositivos de imágenes que ven generalmente a través del área de entrada de la superficie de entrada desde diferentes puntos de vista y que tienen campos de visión que se traslapan. 17. - El sistema de entrada interactiva de acuerdo con la reivindicación 16, en donde el sistema de dispositivos de imágenes además comprende al menos un primer procesador adaptado para procesar marcos de imagen capturados y detectar la existencia de señaladores ahí. 18. - El sistema de entrada interactiva de acuerdo con la reivindicación 17, que además comprende un segundo procesador operativamente acoplado al menos a un primer procesador y el dispositivo de control de video, en donde basándose en la verificación, el segundo procesador recibe datos de senalador desde al menos un primer procesador y genera datos de coordenadas de ubicación de señalador correspondientes a la ubicación de señalador verificada. 19. - El sistema de entrada interactiva de acuerdo con la reivindicación 18, en donde el segundo procesador comprende una unidad de procesamiento de imagen que está adaptada para generar el patrón de imagen para presentación por el dispositivo de control de video. 20. - El sistema de entrada interactiva de acuerdo con la reivindicación 19, en donde el patrón de imagen comprende: una primera imagen que comprende un primer gradiente de intensidad que cambia de un color obscuro a un color claro en una dirección que se mueve hacia al menos un sistema de dispositivo de imágenes; y una segunda imagen que comprende un segundo gradiente de intensidad que cambia de un color claro a un color obscuro en una dirección que se aleja de al menos un sistema de dispositivos de imágenes. 21. - Un método para determinar una ubicación para al menos un señalador en un sistema de entrada interactiva que comprende: calcular al menos una coordenada de punto táctil de al menos un señalador en una superficie de entrada; presentar un primer indicador visual en la superficie de entrada en una región asociada con al menos una coordenada de punto táctil; capturar una primera imagen de la superficie de entrada al utilizar un sistema de imágenes del sistema de entrada interactiva mientras el primer indicador visual se presenta; presentar un segundo indicador visual en la superficie de entrada en la región asociada con al menos una coordenada de punto táctil; capturar una segunda imagen de la superficie de entrada al utilizar el sistema de imágenes mientras se presenta el segundo indicador visual; y comparar la prirnera imagen con la segunda imagen para verificar la ubicación en la superficie de entrada de al menos un indicador un señalador. 22.- El método de acuerdo con la reivindicación 21, en donde dicha comparación comprende: determinar una diferencia en luz reflejada en la región asociada con al menos una coordenada de punto táctil entre la primera imagen y la segunda imagen. 23.- El método de acuerdo con la reivindicación 21, en donde el primer indicador visual es uno de un punto obscuro y brillante y el segundo indicador visual es el otro del punto obscuro y brillante. 24.- El método de acuerdo con la reivindicación 21, en donde el primer indicador visual es sombreado de gradiente de uno de claro a obscuro y obscuro a claro y el segundo indicador visual es sombreado de gradiente del otro de claro a obscuro y obscuro a claro. 25. - El método de acuerdo con la reivindicación 21, en donde el sistema de dispositivo de imágenes comprende al menos dos dispositivos de imágenes que ven generalmente a través de la superficie de entrada de diferentes puntos de vista y que tienen campos de visión que se traslapan. 26. - Un método para determinar al menos una ubicación de señalador en un sistema de entrada interactiva, que comprende: presentar un primer patrón en una superficie de entrada del sistema de entrada interactiva en regiones asociadas con al menos un señalador; capturar, con un sistema de dispositivo de imágenes, una primera imagen de la superficie de entrada durante la presentación del primer patrón; presentar un segundo patrón en la superficie de entrada en las regiones asociadas con al menos un señalador; capturar con el sistema de dispositivo de imágenes una segunda imagen de la superficie de entrada durante la presentación del segundo patrón; y ^ procesar la primera imagen desde la segunda imagen para calcular una imagen diferencial para aislar el cambio en la luz ambiental . 27. - El método de acuerdo con la reivindicación 26, en donde primer patrón comprende con el sombreado de gradiente uno de claro a obscuro y obscuro a claro y el segundo patrón comprende sombreado de gradiente desde el otro de claro a obscuro y obscuro a claro. 28 - El método de acuerdo con la reivindicación 26, en donde el primer patrón y el segundo patrón tienen una frecuencia seleccionada para filtrar fuentes dé luz ambiental. 29. - El método de acuerdo con la reivindicación 28, en donde la frecuencia es de 120 hertzios. 30. - Un sistema de entrada interactiva, que comprende: una superficie de entrada; un sistema de dispositivo de imágenes operable para capturar imágenes de la superficie de entrada; al menos un señalador activo que contacta la superficie de entrada, al menos un señalador activo teniendo un sensor para percibir cambios en luz desde la superficie de entrada; y un dispositivo de control de video en respuesta al sistema de dispositivo de imágenes y en comunicación con al menos un señalador activo, el control de video presenta un patrón de imagen en la superficie de entrada en una región asociada con al menos un señalador, el patrón de imagen facilitando la verificación de la ubicación de al menos un señalador. 31. - El sistema de entrada interactiva de acuerdo con la reivindicación 30, en donde el patrón de imagen comprende una primera imagen y una segunda imagen consecutiva para generar contraste, el contraste adaptado para verificar la ubicación de al menos un señalador. 32. - El sistema de entrada interactiva de acuerdo con la reivindicación 31, en donde la primera imagen comprende uno de un punto obscuro y brillante y la segunda imagen comprende el otro del punto obscuro y brillante. 33. - El sistema de entrada interactiva de acuerdo con la reivindicación 30, que además comprende una interfase de video operativamente acoplada al dispositivo de control de video, la interfase de video adaptada para proporcionar señales de sincronización de video al dispositivo de control de video para procesamiento, en donde basado en el procesamiento, el dispositivo de control de video interrumpe una imagen presentada en la superficie de entrada y presenta el patrón de imagen. 34. - El sistema de entrada interactiva de acuerdo con la reivindicación 30, en donde el sistema de dispositivo de imágenes comprende al menos dos dispositivos de imágenes que ven generalmente a través de la superficie de entrada desde diferentes puntos de vista y que tienen campos de visión que se traslapan. 35. - El sistema de entrada interactiva de acuerdo con la reivindicación 30, en donde el controlador de video está en comunicación con el señalador activo a través de un enlace de comunicación inalámbrica. 36. - El sistema de entrada interactiva de acuerdo con !a reivindicación 30, en donde el controlador de video está en comunicación con el señalador activo a través de uno de un canal IR de alta frecuencia y un canal RF de alta frecuencia. 37. - Un medio legible por computadora que representa un programa de computadora ejecutable por un dispositivo de cómputo para resolver ambigüedad de señalador en un sistema de entrada interactiva, el programa de computadora comprende: un código de programa para calcular una pluralidad de ubicaciones de señalador potenciales para una pluralidad de señaladores cerca de la superficie de entrada de un sistema de entrada interactiva; código de programa para hacer que los indicadores visuales asociados con cada ubicación de señalador potencial se presenten en la superficie de entrada; y código de programa para determinar ubicaciones de señalador reales basándose en realimentación derivada de los indicadores visuales. 38. - Un medio legible por computadora que representa un programa de computador ejecutable por un dispositivo de cómputo para resolver ambigüedades de señalador en un sistema de entrada interactiva, el programa de computadora comprende: código de programa para calcular posibles coordenadas de punto táctil asociadas con cada uno de al menos dos señaladores en contacto con una superficie de entrada del sistema de entrada interactiva; código de programa para hacer que se presente un primer indicador visual en la superficie de entrada en regiones asociadas con un primer par de posibles coordenadas de punto táctil y para hacer que se presente un segundo indicador visual en la superficie de entrada en regiones asociadas con un segundo par de posibles coordenadas de punto táctil; código de programa para hacer que un sistema de imágenes capture una primera imagen durante la presentación del primer indicador visual y la presentación del segundo indicador visual; código de programa para hacer que se presente el segundo indicador visual en la superficie de entrada en la regiones asociadas con el primer par de posibles coordenadas de punto táctil y para hacer que se presente el primer indicador visual en la superficie de entrada en regiones asociadas con el segundo par de posibles coordenadas de punto táctil; código de programa para hacer que el sistema de dispositivo de imágenes capture una segunda imagen durante la presentación del segundo indicador visual y la presentación del primer indicador visual; y código de programa para comparar la primera imagen con la segunda imagen para verificar coordenadas de punto táctil reales. 39.- Un medio legible por computadora que representa un programa de computadora ejecutable por un dispositivo de cómputo para resolver ambigüedades de señalador en un sistema de entrada interactiva, el programa de computadora comprende: un código de programa para calcular al menos un coordenada del punto táctil de al menos un señalador en una superficie de entrada; código de programa para hacer que se presente un primer indicador visual en la superficie de entrada en una región asociada con al menos una coordenada de punto táctil; código de programa para hacer que se capture una primera imagen de la superficie de entrada al utilizar un sistema de imágenes mientras se presenta el primer indicador visual; código de programa para hacer que se presente un segundo indicador visual en la superficie de entrada en la región asociada con al menos una coordenada de punto táctil; código de programa para hacer que se capture una segunda imagen de la superficie de entrada al utilizar el sistema de imágenes mientras se presenta el segundo indicador visual; y código de programa para comparar la primera imagen con la segunda imagen para verificar, la ubicación en la superficie de entrada de al menos un señalador. 40.- Un medio legible por computadora que representa un programa de computadora ejecutable por un dispositivo de cómputo para resolver ambigüedad de señalador en un sistema de entrada interactiva, el programa de computadora comprende. código de programa para hacer que se presente un primer patrón en una superficie de entrada de un sistema de entrada interactiva en regiones asociadas con al menos un señalador; código de programa para hacer que se capture una primera imagen de la superficie de entrada con un sistema de dispositivo de imágenes durante la presentación del primer patrón; código de programa para hacer que se presente un segundo patrón en la superficie de entrada en la regiones asociadas con al menos un señalador; código de programa para hacer, con el sistema de dispositivo de imágenes, que se capture la segunda imagen de la superficie de entrada durante la presentación del segundo patrón; y código de programa para procesar la primera imagen desde la segunda imagen para calcular una imagen diferencial para aislar el cambio en la luz ambiental.
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