TW202314476A - 虛擬影像顯示器及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一種虛擬影像顯示器及其操作方法。虛擬影像顯示器包括多個聲學感測器以及控制器。聲學感測器用以偵測環境中的風頻資訊。控制器計算聲學感測器接收到風頻資訊多個時間點，並根據時間點來計算出風向資訊。

Description

虛擬影像顯示器及其操作方法
本發明是有關於一種虛擬影像顯示器及其操作方法，且特別是有關於一種可因應環境氣流變化來調整顯示效果的虛擬影像顯示器及其操作方法。
隨著電子科技的進步，可進行虛擬實境、擴增實境的虛擬影像顯示器日漸成為一種主流。在現今的技術領域中，虛擬影像顯示器除了提供虛擬實境以及擴增實境的顯示影像外，如何提升使用者在虛擬實境、擴增實境中的體驗感也是重要的課題。如何讓使用者可以將現實環境中的感受與虛擬世界結合，是設計者著重的技術重點。
本發明提供一種虛擬影像顯示器及其操作方法，可有效提升使用者的虛擬實境的體驗感。
本發明的虛擬影像顯示器包括多個聲學感測器以及控制器。聲學感測器用以偵測環境中的風頻資訊。控制器耦接聲學感測器，計算聲學感測器接收到風頻資訊多個時間點，並根據時間點來計算出風向資訊。
本發明的操作方法適用於虛擬影像顯示器。操作方法包括：提供多個聲學感測器以偵測環境中的風頻資訊；以及，計算聲學感測器接收到風頻資訊多個時間點，並根據時間點來計算出風向資訊。
基於上述，本發明透過設置在不同位置的多個聲學感測器以接收環境中的風頻資訊，並透過判斷多個聲學感測器接收到風頻資訊的先後次序可以獲知環境中的氣流狀態。虛擬影像顯示器並可根據環境中的氣流狀態來針對所顯示的虛擬影像進行對應的調整，可有效提升使用者在虛擬環境中的體驗感。
以下請參照圖1，圖1繪示本發明一實施例的虛擬影像顯示器的方塊圖。虛擬影像顯示器100包括控制器110、多個聲學感測器121~12N以及顯示器130。控制器110耦接至聲學感測器121~12N以及顯示器130。聲學感測器121~12N可以分別設置在虛擬影像顯示器100的表面的多個不同的位置上。聲學感測器121~12N並可以用以感測環境中的氣流所造成的風頻（wind frequency）資訊。控制器110則用以記錄各聲學感測器121~12N接收到風頻資訊的時間點，並透過判斷每一聲學感測器121~12N接收到風頻資訊的時間點的前後次序，搭配聲學感測器121~12N所配置的位置，來計算出關於環境中氣流移動方向的風向資訊。
具體上來說明，若控制器110判斷出聲學感測器121在第一時間點t1接收到風頻資訊，之後控制器110判斷出聲學感測器12N在第二時間點t2接收到風頻資訊。如此控制器110可判斷出環境中具有由聲學感測器121的設置位置吹往聲學感測器121的設置位置的風。
在另一方面，當控制器110計算出環境中的風向資訊時，可透過所執行的應用程式，來在顯示器130中顯示出對應風向資訊的虛擬影像。例如，當顯示器130中所顯示的虛擬影像中具有一個自由飛行的氣球，當控制器110計算出環境中的風向資訊時，顯示器130可根據風向資訊來調整氣球的飛行方向。或者，當使用者正在虛擬實境中進行飛行體驗（例如操控飛行傘）時，當控制器110計算出環境中的風向資訊時，顯示器130可因應風向資訊來使使用者感受到飛行傘受到環境中的風的干擾的情境。如此一來，可以大幅的提升使用者在虛擬實境中的體驗感。
進一步的，本發明實施例中，控制器110並可計算依序接收到的風頻資訊的多個時間點間的時間差。並根據聲學感測器121~12N間的距離，透過使距離與時間差相除，可以獲得環境中氣流的風速資訊。透過風速資訊，控制器110可使顯示器130反應於微風至強風等不同風速，來提供使用者獲得更進一步的與現實環境中相結合的體驗感受。
在另一方面，聲學感測器121~12N還可將所感測到的風頻資訊的強度（例如震幅）回傳至控制器110。如此一來，控制器110並可根據風向資訊、風速資訊以及風力資訊的至少其中之一來使顯示器130作出相對應的顯示效果。
在硬體架構方面，控制器110可以為具運算能力的處理器。或者，控制器110可以是透過硬體描述語言（Hardware Description Language, HDL）或是其他任意本領域具通常知識者所熟知的數位電路的設計方式來進行設計，並透過現場可程式邏輯門陣列（Field Programmable Gate Array, FPGA）、複雜可程式邏輯裝置（Complex Programmable Logic Device, CPLD）或是特殊應用積體電路（Application-specific Integrated Circuit, ASIC）的方式來實現的硬體電路。聲學感測器121~12N可以是任意形式的麥克風，而顯示器130也可以為本領域具通常知識者所熟知的任意形式的顯示器，沒有特別的限制。
以下請參照圖2，圖2繪示本發明一實施例的虛擬影像顯示器的示意圖。虛擬影像顯示器200為一頭戴式顯示器。虛擬影像顯示器200具有本體部201。虛擬影像顯示器200包括聲學感測器221以及222，聲學感測器221以及222分別被設置在虛擬影像顯示器200的本體部201上的兩個不同的位置上。聲學感測器221以及222可以是麥克風。
在進行風頻資訊的感測動作時，請同步參照圖3繪示的本發明實施例的風向資訊的產生方式的示意圖。其中當氣流301由聲學感測器221朝向聲學感測器222流動時，聲學感測器221可在第一時間點t1感測到氣流301的風頻資訊，聲學感測器222則可在第一時間點t2感測到氣流301的風頻資訊。其中時間點t1早於時間點t2。控制器110則可根據時間點t1早於時間點t2，來判斷出氣流301是由聲學感測器221朝向聲學感測器222流動的風向資訊。
請重新參照圖2，在圖2中，聲學感測器221以及222可設置在本體201的兩個相對的位置上。當然，在本發明其他實施例中，聲學感測器的數量可以是多個，並可以設置在本體201的任意位置上，沒有固定的限制。
以下請參照圖4，圖4繪示本發明實施例的虛擬影像顯示器的動作流程圖。其中在本實施例中，虛擬影像顯示器為頭戴式顯示器。在步驟S410中，頭戴式顯示器透過麥克風來偵測環境中的氣流，其中環境中的氣流可產生風。在步驟S420中，頭戴式顯示器可計算氣流產生風所經過的不同麥克風的到達時間點，並藉以獲得風向資訊。在細節上，頭戴式顯示器可透過計算多個麥克風偵測到風的風頻資訊的時間點，來獲知上述的到達時間點。並透過排序這些時間點，可以得知關於風的流動方向的風向資訊。在步驟S430中，頭戴式顯示器的應用程式可對應風向資訊來產生相應的顯示動作。如此一來，使用者實體上所接收到的風吹感受，可以同步的在虛擬實境的世界中被感受到，有效提升使用者的體驗感受。
附帶一提的，本發明實施例中，頭戴式顯示器還可以將風速資訊及/或風力資訊來與風向資訊合併計算，以使頭戴式顯示器的應用程式在顯示器上產生相應的顯示動作，可進一步提升使用者的體驗感受。
以下請參照圖5，圖5繪示本發明一實施例的適用於虛擬影像顯示器的操作方法的流程圖。其中在步驟S510中，虛擬影像顯示器中可提供多個聲學感測器以偵測環境中的風頻資訊。在步驟S520中，虛擬影像顯示器則可計算上述多個聲學感測器接收到風頻資訊的多個時間點，並根據這些時間點來計算出風向資訊。
關於上述步驟的動作細節，在前述的實施例中已有詳細的說明，在此恕不多贅述。
綜上所述，本發明的虛擬影像顯示器透過聲學感測器來偵測環境中的氣流流動狀態，以進一步獲得環境中風向資訊。如此一來，虛擬影像顯示器可根據風向資訊來執行相對應的動作，可有效提升使用者在虛擬實境中的體驗感。
100、200:虛擬影像顯示器 110:控制器 121~12N、221、222:聲學感測器 130:顯示器 201:本體部 301:氣流 S410~S430、S510、S520:步驟
圖1繪示本發明一實施例的虛擬影像顯示器的方塊圖。 圖2繪示本發明一實施例的虛擬影像顯示器的示意圖。 圖3繪示本發明實施例的風向資訊的產生方式的示意圖。 圖4繪示本發明實施例的虛擬影像顯示器的動作流程圖。 圖5繪示本發明一實施例的適用於虛擬影像顯示器的操作方法的流程圖。
100:虛擬影像顯示器
110:控制器
121~12N:聲學感測器
130:顯示器

Claims (11)

  1. 一種虛擬影像顯示器，包括： 多個聲學感測器，用以偵測環境中的風頻資訊；以及 一控制器，耦接該些聲學感測器，計算該些聲學感測器接收到該風頻資訊多個時間點，並根據該些時間點來計算出一風向資訊。
  2. 如請求項1所述的虛擬影像顯示器，更包括： 一本體部，該些聲學感測器分別設置在該本體部的不同的多個位置上，該些位置彼此間具有大於預設距離的一間隔距離。
  3. 如請求項2所述的虛擬影像顯示器，其中設置在一第一位置的一第一聲學感測器在第一時間點接收到該風頻資訊，設置在一第二位置的一第二聲學感測器在第二時間點接收到該風頻資訊，該控制器根據該第一時間點以及該第二時間點的前後來判斷出該風向資訊。
  4. 如請求項3所述的虛擬影像顯示器，其中該控制器更根據該第一時間點以及該第二時間點的差值以及該第一位置與該第二位置間的距離來計算出風速資訊。
  5. 如請求項1所述的虛擬影像顯示器，其中該控制器更根據該風頻資訊的強度來產生風力資訊。
  6. 如請求項1所述的虛擬影像顯示器，更包括： 一顯示器，耦接該控制器， 其中該顯示器根據該風向資訊來調整所顯示的虛擬影像。
  7. 一種適用於虛擬影像顯示器的操作方法，包括： 提供多個聲學感測器以偵測環境中的風頻資訊；以及 計算該些聲學感測器接收到該風頻資訊多個時間點，並根據該些時間點來計算出一風向資訊。
  8. 如請求項7所述的操作方法，其中計算該些聲學感測器接收到該風頻資訊該些時間點，並根據該些時間點來計算出該風向資訊的步驟包括： 使設置在一第一位置的一第一聲學感測器在第一時間點接收到該風頻資訊； 使設置在一第二位置的一第二聲學感測器在第二時間點接收到該風頻資訊；以及 根據該第一時間點以及該第二時間點的前後來判斷出該風向資訊。
  9. 如請求項8所述的操作方法，更包括： 根據該第一時間點以及該第二時間點的差值以及該第一位置與該第二位置間的距離來計算出風速資訊。
  10. 如請求項7所述的操作方法，更包括： 根據該風頻資訊的強度來產生風力資訊。
  11. 如請求項7所述的操作方法，更包括： 提供一顯示器以根據該風向資訊來調整所顯示的虛擬影像。
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