TW201637695A - 擴增實境遊戲系統與方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種擴增實境遊戲系統及方法。擴增實境遊戲系統包含處理器與佩帶式顯示裝置。處理器讀取真實環境之環境資料，根據環境資料創建虛擬空間，並在虛擬空間中創建虛擬目標。佩帶式顯示裝置則由處理器接收虛擬目標之資訊，並讓使用者看到虛擬目標映射至真實環境之目標影像。

Description

擴增實境遊戲系統與方法

【001】 本發明是關於一種擴增實境遊戲系統與方法，特別是有關於一種預先創建虛擬空間之擴增實境遊戲系統與方法。

【002】 生存遊戲為近年來十分熱門的遊戲項目。然而，在進行遊戲時，往往會受限於場地或人數而使遊戲樂趣降低。舉例來說，當參加人數太少時，可能就無法順利分組來進行遊戲。此時，若能如一般電子遊戲引入虛擬玩家，則可使人數不足的情況獲得紓解。作為在生存遊戲中引入虛擬玩家的技術，擴增實境(augmented reality)是個值得考慮的項目。此外，擴增實境技術也可於生存遊戲之場地中引入虛擬影像以模擬物品或地形，能使遊戲進行更富變化性。 【003】 然而，在一般生存遊戲中，常出現目標躲於掩體後之情況，因此若要擴增實境技術建構出虛擬目標作為虛擬玩家，此虛擬目標須為三維影像而不僅是能在一個平面影像上出現，而且必須能與玩家或使用者執行較複雜的互動。考慮到目前擴增實境技術大多是以如攝影機之類的感測器掃描擴增實境標的(如AR卡或QR碼)來產生虛擬目標，故難以作出 能四處自由移動並可與玩家進行互動之虛擬目標。因此，為了要滿足用於生存遊戲中的需求，有必要使用與現行技術不同的擴增實境方式來建構出虛擬目標。

【004】 有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種擴增實境系統及方法，以使玩家能輕易地進行生存遊戲並從中獲得更多的樂趣。 【005】 根據本發明之一目的，提出一種擴增實境遊戲方法。擴增實境遊戲系統包含處理器與佩帶式顯示裝置。處理器讀取真實環境之環境資料，根據環境資料創建虛擬空間，並在虛擬空間中創建虛擬目標。佩帶式顯示裝置則連接至處理器，由處理器接收虛擬目標之資訊，並使使用者看到虛擬目標映射至真實環境之目標影像。 【006】 較佳地，其中佩帶式顯示裝置可為頭盔式顯示裝置。 【007】 較佳地，其中擴增實境遊戲系統可進一步包含智慧型裝置。智慧型裝置連接於佩帶式顯示裝置。佩帶式顯示裝置可使用智慧型裝置包含之天線作為訊號收發器，或使用智慧型裝置包含之儲存單元作為資料存儲器，或使用智慧型裝置包含之顯示光源作為影像顯示來源。 【008】 較佳地，其中擴增實境遊戲系統可進一步包含訊號發射器。使用者可使用訊號發射器發出射擊訊號，射擊訊號包含方向與位置之訊息，處理器根據射擊訊號在虛擬空間中計算與虛擬目標互動之互動結果，並將互動結果映射至真實環境之目標影像上。 【009】 較佳地，其中目標影像可為三維影像。

根據本發明之另一目的，提出一種擴增實境遊戲方法。擴增實境遊戲方法包含讀入真實環境之環境資料到處理器；處理器根據環境資料創建虛擬空間；處理器在虛擬空間中創建虛擬目標；以及處理器將虛擬目標之資訊傳送給佩帶式顯示裝置，讓使用者從佩帶式顯示裝置看到虛擬目標映射到真實環境之目標影像。

較佳地，其中佩帶式顯示裝置為頭盔式顯示裝置。

較佳地，其中佩帶式顯示裝置連接於智慧型裝置，並藉由智慧型裝置包含之天線收發訊號、或藉由智慧型裝置包含之儲存單元儲存資料、或藉由顯示裝置包含之顯示光源顯示影像。

較佳地，其中擴增實境遊戲方法可進一步包含該使用者使用訊號發射器發射射擊訊號，射擊訊號包含位置與方向訊息；處理器接收射擊訊號，並根據射擊訊號在虛擬空間中計算與該虛擬目標互動之互動結果；以及處理器將該互動結果傳送給佩帶式顯示裝置，使使用者從佩帶式顯示裝置看到互動結果映射到真實環境之目標影像之結果。

較佳地，其中目標影像為三維影像。

承上所述，依本發明之擴增實境系統及方法，其可具有一或多個下述優點：

（1）此擴增實境系統及方法可藉由映射處於虛擬空間中之虛擬映像，藉此讓使用者在真實環境中無須任何標的物，就能看到相對應之目標影像。

（2）此擴增實境系統及方法可藉由預先寫好虛擬目標之活動腳本，藉此能使在真實環境中見到的目標影像相對應做出複雜動作。

（3）此擴增實境系統及方法可藉由在虛擬空間中產生多種虛擬影像，藉此讓使用者在真實環境中看到相對應之多種目標影像，藉此可使遊戲進行更富變化。

為利　貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係侷限本發明於實際實施上的專利範圍，合先敘明。

以下將參照相關圖式，說明依本發明之擴增實境遊戲系統與方法之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

請參閱第1圖與第2圖，其分別為本發明之擴增實境遊戲系統之系統方塊圖與擴增實境遊戲方法之流程圖。第1圖中，本發明之擴增實境遊戲系統包含處理器10與佩帶式顯示裝置20。在第2圖之步驟S11中，處理器10讀取真實環境之環境資料。在步驟S12中，處理器10根據環境資料創建虛擬空間。在步驟S13中，處理器10在虛擬空間中創建虛擬目標。最後在步驟S14中，佩帶式顯示裝置20連接至處理器10，由處理器10接收虛擬目標之資訊，並讓使用者看到虛擬目標映射至真實環境之目標影像。

更具體地說，請參閱第3圖，其係為本發明之擴增實境遊戲系統之第一實施例之各階段示意圖。圖中，階段P11、P12、P13與P14分別對應於第2圖之步驟S11、S12、S13與S14。在階段P11中，在決定好進行遊戲的場地後，會將真實環境100之環境資料由處理器讀取。之後，在階段P12中，處理器10藉由在階段P11中接收到的環境資料，創建虛擬空間200。在階段P13中，處理器10在虛擬空間200中生成虛擬目標300。最後在階段P14中，處理器10將虛擬目標300的訊息傳送給佩帶式顯示裝置20，讓穿上佩帶式顯示裝置20之使用者能看到相對應於虛擬目標300之目標影像400。也就是說，佩帶式顯示裝置20會將自身所在的位置與視角的資訊傳給處理器10，由處理器10判定若使用者處在虛擬空間200時，會不會看到虛擬目標300，以及能看到虛擬目標300時，虛擬目標300應出現在使用者的視野中的位置。如此一來，由於虛擬空間200是根據真實環境100的資料創建而成，虛擬空間200與真實環境100的地形、位置等資訊可完全對應。在判定使用者在虛擬空間200中應可見到虛擬目標300時，處理器10便將相對應的資訊傳送給使用者穿戴的佩帶式顯示裝置20，讓使用者透過佩帶式顯示裝置20看到的真實環境100中，會出現目標影像400疊合其上。舉例來說，在第3圖的階段P14中，當使用者穿著佩帶式顯示裝置20站在真實環境100中之點A並面向矮牆時，佩帶式顯示裝置20會將自身的位置和視角發送給處理器10。於是，處理器10便可在虛擬環境200中找出對應的位置點A’，並判定使用者在虛擬環境200中時是面對矮牆的。接著，處理器10判定使用者在虛擬環境中200會看到上半身露出於矮牆之虛擬目標300，便將此訊息傳送回佩帶式顯示裝置20。使用者就會在視野中，透過佩帶式顯示裝置20看到目標影像20疊合於真實環境100之矮牆上，使得使用者所看到的景象類似於矮牆後躲了人。其中，虛擬目標300生成後並不是只會在固定的地方不動，而是可根據設計者事先寫入的腳本行動，而處理器10則即時地傳送訊息給佩帶式顯示裝置20讓使用者也能見到虛擬目標300投射在真實世界100的目標影像400根據腳本活動的情形。

較佳地，其中佩帶式顯示裝置20可為頭盔式顯示裝置。

在佩帶式顯示裝置20為頭盔式顯示裝置的情況下，佩帶式顯示裝置20之成像元件可位於使用者的眼睛前方，舉例來說，成像元件可作成眼鏡的形式。而佩帶式顯示裝置20可整體地固定於使用者頭部，使得使用者即使在遊戲中有劇烈活動，佩帶式顯示裝置20也不易脫落。

請參照第4圖，其係為本發明之擴增實境遊戲系統之第二實施例之系統方塊圖。圖中，其中擴增實境遊戲系統可進一步包含智慧型裝置30。智慧型裝置30連接於佩帶式顯示裝置20。佩帶式顯示裝置20可使用智慧型裝置30中包含之天線作為訊號收發器，或使用智慧型裝置30中包含之儲存單元作為資料存儲器，或使用智慧型裝置30中包含之顯示光源作為影像顯示來源。

也就是說，在遊戲進進行時，使用者端1可包含佩帶式顯示裝置20與智慧型裝置30，佩帶式顯示裝置20可與智慧型裝置30電性連接或物理連接。智慧型裝置30可為智慧型手機、智慧型手錶等。由於智慧型裝置30幾乎已經是人人隨身攜帶的物品，因此，佩帶式顯示裝置20結合智慧型裝置30而使用智慧型裝置30內含的功能。舉例來說，智慧型裝置30皆具有天線裝置以對外進行訊號傳遞，當佩帶式顯示裝置20與智慧型裝置30結合時，便能利用智慧型裝置30之天線與處理器10進行訊號傳遞的動作。在另一實施例中，智慧型裝置30如智慧型手機可利用佩帶式顯示裝置20之卡榫使智慧型裝置30固定在使用者眼前的位置，而使用者可利用智慧型裝置30之顯示屏幕看到身處的真實環境，以及由來自處理器10之訊息產生的目標影像400。在又一實施例中，在佩帶式顯示裝置20電性連接於智慧型裝置30，並使用智慧型裝置30內部的儲存裝置儲存例如遊戲的時間、個人設定及得分等資料。

請參閱第5圖，其係為本發明之擴增實境遊戲系統之第三實施例之系統方塊圖。圖中，擴增實境遊戲系統可進一步包含訊號發射器40，使用者端2可同時包含佩帶式顯示裝置20、智慧型裝置30與訊號發射器40。使用者可使用訊號發射器40發出射擊訊號，射擊訊號包含方向與位置之訊息，處理器10根據射擊訊號在虛擬空間200中計算與虛擬目標300互動之互動結果，並將互動結果映射至真實環境100之目標影像400上。

具體來說，訊號發射器40可為槍形，例如可做成步槍的樣子，而使用者扣動板機便發出射擊訊號給處理器10以模擬射擊子彈的效果。請參閱第6圖，其係為本發明之擴增實境遊戲方法之第三實施例之流程圖。圖中，在步驟S21時，使用者由訊號發射器30發射射擊訊號，而處理器10接收射擊訊號，射擊訊號包含方向與位置之訊息。也就是說，射擊訊號可用來模擬使用者是由哪個位置發射，以及朝向哪裡發射子彈。於步驟S22時，處理器10在虛擬空間200中計算射擊訊號與虛擬目標300之互動結果，例如是否擊中虛擬目標300的結果，而在步驟S23中，返回互動結果至佩帶式顯示裝置20。舉例來說，判定子彈擊中虛擬目標300的情況下，虛擬目標300的腳本可寫入虛擬目標300在中槍後就倒地，處理器10便可返回判定虛擬目標300倒地的結果給佩帶式顯示裝置20，而使用者就可以透過佩帶式顯示裝置20看到真實環境100中之目標影像400倒地的樣子。或者是，在判定子彈未擊中虛擬目標300的情況下，虛擬目標300的腳本可寫入虛擬目標300在附近有射擊信號發出而未被擊中時尋找掩蔽，於是，使用者就會透過佩帶式顯示裝置20看到真實環境100中之目標影像400在尋找掩蔽。

較佳地，其中目標影像400可為三維影像。

請參閱第7A圖與第7B圖，其分別為本發明之擴增實境遊戲系統之第四實施例之使用者所見影像之正面示意圖與側面示意圖。當處理器10判定使用者在虛擬空間中應看到虛擬目標300之正面時，處理器10傳送到佩帶式顯示裝置20的訊號就會讓使用者看到如第7A圖的影像。在第7A圖中，處理器10可判定依使用者目前所在位置及方向是看不到虛擬影像300被矮牆遮擋的下半身，故處理器10傳給佩戴式顯示裝置20的訊號僅會讓使用者見到虛擬影像300的上半身(第7A圖至第9圖中，虛線表示使用者看到的目標影像400，實線表示真實環境中的真實物體)。需注意的是，此時使用者所見到的矮牆是真實的矮牆，而所見到的目標影像400看起來就像是被一部分被真實的矮牆擋住了。請參閱第7B圖，當使用者位置在虛擬空間200中判定為在虛擬影像300與矮牆側面時，處理器10傳送給使用者看到的就會是未被矮牆擋住的目標影像400的側面。因此，本發明之目標影像400可以是三維的立體影像，且可進一步調整佩帶式顯示裝置20的顯示影像方法，例如利用兩眼的視差等方法，讓使用者看到的目標影像400更有立體感。

請參閱第8圖，其為本發明之擴增實境遊戲系統之第五實施例之使用者所見影像之示意圖。圖中，處理器10能生成的虛擬目標300與相對應的目標影像400不限於虛擬的玩者，還能產生虛擬的環境或是物品。例如圖中所示，處理器10可在虛擬環境300中產生虛擬矮牆，並使其與環境資料中的真實矮牆做結合。將此訊息傳給佩戴式顯示裝置20後，使用者就能看到虛擬環境影像402，也就是可以看到矮牆似乎被加長一樣。當然，本發明之擴增實境系統與方法能做的修改不限於此，諸如虛擬煙霧影像、虛擬火焰影像也能被使用。使用此種虛擬環境影像，能在真實環境100太單調時，增加使用者所見到環境複雜度，藉此提高遊戲的趣味性。更進一步，處理器10也能產生虛擬物品影像401，如第8圖所示，虛擬物品可為一旗幟，處理器10將虛擬物品的訊息傳送給佩帶式顯示裝置20，而讓使用者能透過佩戴式顯示裝置20看到虛擬物品影像402，當處理器判定使用者位置與虛擬物品，也就是虛擬旗幟的位置重合時，就傳送給佩帶式顯示裝置20某使用者已搶奪旗幟的訊息，藉此可增加實施不同種類遊戲類型的可能性，使遊戲的變化更為豐富。

此外，本發明之擴增實境遊戲系統與方法也能對原本真實環境100中之地形外觀做修飾。具體而言，在建構進行遊戲的真實環境100時，由於成本或安全性的考量，所使用材質可能會使用者產生不協調感。舉例來說，前述矮牆為了防止使用者碰傷，可利用橡皮製作，但在生存遊戲場景中看到橡皮牆可能會讓使用者感覺突兀。更具體地說，請參閱第9圖，其係為本發明之擴增實境遊戲系統之第六實施例之使用者所見影像之示意圖。圖中，本發明之擴增實境遊戲系統或方法之處理器10還能根據設計者之預先設計根據真實環境100之地形產生虛擬材質，並將虛擬材質之訊息傳送給佩帶式顯示裝置20。在使用者的視野中，虛擬材質影像403是貼合於真實環境100中之矮牆表面，而使矮牆看起來像是由例如磚頭製成的。同理，虛擬材質影像也能包含對使用者所見到的環境表面進行處理，例如對使用者見到的壁面進行斑駁或污漬等折舊處理，讓使用者進行遊戲時更有臨場感。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1、2‧‧‧使用者端
10‧‧‧處理器
20‧‧‧佩帶式顯示裝置
30‧‧‧智慧型裝置
40‧‧‧訊號發射器
100‧‧‧真實環境
200‧‧‧虛擬空間
300‧‧‧虛擬目標
400‧‧‧目標影像
401‧‧‧虛擬物品影像
402‧‧‧虛擬環境影像
403‧‧‧虛擬材質影像
A、A’‧‧‧點
P11、P12、P13、P14‧‧‧階段
S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23‧‧‧步驟

第1圖 係為本發明之擴增實境遊戲系統之第一實施例之系統方塊圖。 第2圖 係為本發明之擴增實境遊戲方法之第一實施例之流程圖。 第3圖 係為本發明之擴增實境遊戲系統之第一實施例之各階段示意圖。 第4圖 係為本發明之擴增實境遊戲系統之第二實施例之系統方塊圖。 第5圖 係為本發明之擴增實境遊戲系統之第三實施例之系統方塊圖。 第6圖 係為本發明之擴增實境遊戲方法之第三實施例之流程圖。 第7A圖 係為本發明之擴增實境遊戲系統之第四實施例之使用者所見影像之正面示意圖。 第7B圖 係為本發明之擴增實境遊戲系統之第四實施例之使用者所見影像之側面示意圖。 第8圖 係為本發明之擴增實境遊戲系統之第五實施例之使用者所見影像之示意圖。 第9圖 係為本發明之擴增實境遊戲系統之第六實施例之使用者所見影像之示意圖。

無

無

100‧‧‧真實環境

200‧‧‧虛擬空間

300‧‧‧虛擬目標

400‧‧‧目標影像

A、A’‧‧‧點

P11、P12、P13、P14‧‧‧階段

Claims (10)

1. 一種擴增實境遊戲系統，其包含： 一處理器，其讀取一真實環境之一環境資料，根據該環境資料創建一虛擬空間，在該虛擬空間中創建一虛擬目標；以及 一佩帶式顯示裝置，連接至該處理器，由該處理器接收該虛擬目標之資訊，並使一使用者看到該虛擬目標映射至該真實環境之一目標影像。
2. 如申請專利範圍第1項所述之擴增實境遊戲系統，其中該佩帶式顯示裝置為一頭盔式顯示裝置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之擴增實境遊戲系統，其進一步包含： 一智慧型裝置，其連接於該佩帶式顯示裝置，該佩帶式顯示裝置使用該智慧型裝置包含之一天線作為一訊號收發器，或使用該智慧型裝置包含之一儲存單元作為一資料存儲器，或使用該智慧型裝置包含之一顯示光源作為一影像顯示來源。
4. 如申請專利範圍第1項所述之擴增實境遊戲系統，其進一步包含： 一訊號發射器，該使用者使用該訊號發射器發出一射擊訊號，該射擊訊號包含方向與位置之訊息，該處理器根據該射擊訊號在該虛擬空間中計算與該虛擬目標互動之一互動結果，並將該互動結果映射至該真實環境之該目標影像上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之擴增實境遊戲系統，其中該目標影像為一三維影像。
6. 一種擴增實境遊戲方法，其包含： 讀入一真實環境之一環境資料到一處理器； 該處理器根據該環境資料創建一虛擬空間； 該處理器在該虛擬空間中創建一虛擬目標；以及 該處理器將該虛擬目標之資訊傳送給一佩帶式顯示裝置，使一使用者從該佩帶式顯示裝置看到該虛擬目標映射到該真實環境之一目標影像。
7. 如申請專利範圍第6項所述之擴增實境遊戲方法，其中該佩帶式顯示裝置為一頭盔式顯示裝置。
8. 如申請專利範圍第6項所述之擴增實境遊戲方法，其中該佩帶式顯示裝置連接於一智慧型裝置，並藉由該智慧型裝置包含之一天線收發訊號、或藉由該智慧型裝置包含之一儲存單元儲存資料、或藉由該智慧型裝置包含之一顯示光源顯示影像。
9. 如申請專利範圍第6項所述之擴增實境遊戲方法，其進一步包含： 該使用者使用一訊號發射器發射一射擊訊號，該射擊訊號包含位置與方向訊息； 該處理器接收該射擊訊號，並根據該射擊訊號在該虛擬空間中計算與該虛擬目標互動之一互動結果；以及 該處理器將該互動結果傳送給該佩帶式顯示裝置，使該使用者從該佩帶式顯示裝置看到該互動結果映射到該真實環境之該目標影像之結果。
10. 如申請專利範圍第6項所述之擴增實境遊戲方法，其中該目標影像為一三維影像。