TWI608383B

TWI608383B - 虛擬實境環境中之導引產生方法及系統，及其相關電腦程式產品

Info

Publication number: TWI608383B
Application number: TW105125537A
Authority: TW
Inventors: 景弘王
Original assignee: 拓景科技股份有限公司
Priority date: 2016-08-11
Filing date: 2016-08-11
Publication date: 2017-12-11
Also published as: TW201809966A

Description

虛擬實境環境中之導引產生方法及系統，及其相關電腦程式產品

本發明係有關於一種虛擬實境環境中之導引產生方法及系統，且特別有關於一種可以在相應環境之實境資訊中產生相關導引，以指示實境資訊中的特定物件之方法及系統。

近年來，可攜式裝置，如智慧型手機或筆記型電腦等變得越來越高階且具有強大功能。舉例來說，可攜式裝置可以具有網路連接能力。使用者可以隨時隨地的利用可攜式裝置來連接網路，以瀏覽網際網路。由於這些裝置及其功能所帶來的便利，也使得這些裝置成為現代人的必備品之一，並隨時隨地的在生活中頻繁使用這些功能。

另一方面，虛擬實境(Virtual Reality)技術已經普遍的應用於教學、環境導覽、及飛行訓練等等。虛擬實境就是運用3D技術模擬一個3D虛擬環境。使用者可以利用電子裝置，如電腦或可攜式裝置來與環境中的虛擬物件進行互動。一般來說，使用者可以透過螢幕或穿戴上特定裝置來檢視相應一環境之實境資訊。傳統上，實境資訊係以一畫面的方式在螢幕上呈現。使用者可以利用滑鼠或鍵盤操控以檢視相應實境資訊之環境。另外，在一些情況中，使用者一旦穿戴上特定裝置，如頭盔顯示器時，實境資訊便會直接顯示於顯示器中。使用者可以透過特定裝置來檢視相應實境資訊之環境。

虛擬實境強調的是要讓使用者能夠有身歷其境的感覺。除了虛擬環境的建置與互動之外，實境資訊的呈現方式亦會嚴重影響使用者的感受。在一些情況中，虛擬環境中可以包括內容製作者期望使用者檢視之特定物件。舉例來說，虛擬環境可以係包含巴黎鐵塔之廣場，其中巴黎鐵塔係此虛擬環境中內容製作者期望使用者檢視之特定物件。由於使用者不一定知道特定物件於虛擬環境中的絕對位置/方向，使用者可能會嘗試左/右或上/下移動電子裝置來在此虛擬環境中找到此特定物件。由於每個使用者操作電子裝置的熟習度與技巧不同，嘗試在虛擬環境中找到特定物件的作業有可能會非常耗時，相關作業亦有可能影響到系統的效能。此外，由於漫無目標的在虛擬環境搜尋特定物件，將有可能增加使用者體驗虛擬實境環境的不適。

有鑑於此，本發明提供虛擬實境環境中之導引產生方法及系統，用以在相應環境之實境資訊中產生相關導引，以指示實境資訊中的特定物件。

本發明實施例之一種虛擬實境環境中之導引產生方法。首先，提供相應一環境之一實境資訊，其中實境資訊包括一特定物件，且物件係相應於一特定方向。接著，取得相應一電子裝置之一姿態。依據相應電子裝置之姿態由實境資訊中決定一候選實境部位，並透過電子裝置顯示實境資訊中之候選實境部位。之後，依據相應電子裝置之姿態與相應特定物件之特定方向決定是否透過電子裝置產生一導引。其中，導引係用以指示特定物件之特定方向與相應電子裝置之姿態間之一相對位置或方向。

本發明實施例之一種虛擬實境環境中之導引產生系統包括一顯示單元、一儲存單元、及一處理單元。儲存單元包括相應一環境之一實境資訊，其中實境資訊包括一特定物件，且物件係相應於一特定方向。處理單元取得相應一電子裝置之一姿態，依據相應電子裝置之姿態由實境資訊中決定一候選實境部位，並透過顯示單元顯示實境資訊中之候選實境部位。處理單元依據相應電子裝置之姿態與相應特定物件之特定方向決定是否透過電子裝置產生一導引。其中，導引係用以指示特定物件之特定方向與相應電子裝置之姿態間之一相對位置或方向。

在一些實施例中，可以判斷透過電子裝置顯示之候選實境部位是否包括特定物件之一既定部位，其中既定部位不大於特定物件。當透過電子裝置顯示之候選實境部位並未包括特定物件之既定部位時，依據相應電子裝置之姿態與相應特定物件之特定方向產生導引。

在一些實施例中，當透過電子裝置顯示之候選實境部位並未包括特定物件之既定部位時，依據相應電子裝置之姿態與相應特定物件之特定方向於電子裝置顯示之候選實境部位中顯示導引。

在一些實施例中，當透過電子裝置顯示之候選實境部位並未包括特定物件之既定部位時，依據相應電子裝置之姿態與相應特定物件之特定方向由電子裝置之複數發音單元中選擇至少一者，並透過選定之該至少一發音單元產生導引。

在一些實施例中，當透過電子裝置顯示之候選實境部位包括特定物件之既定部位時，取消透過電子裝置產生之導引。

在一些實施例中，當透過電子裝置顯示之候選實境部位包括特定物件之既定部位時，透過電子裝置產生一提示，其中導引與提示不同。

在一些實施例中，可以依據特定物件之特定方向與相應電子裝置之姿態計算相對位置或方向，且依據相對位置或方向決定產生之導引之方式或種類，其中相應不同之相對位置或方向所產生之導引之方式或種類不同。

在一些實施例中，相應電子裝置之姿態包括相應電子裝置之一方位角資訊、電子裝置之一仰角或一俯角、與/或電子裝置之一水平狀態。

本發明上述方法可以透過程式碼方式存在。當程式碼被機器載入且執行時，機器變成用以實行本發明之裝置。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖示，詳細說明如下。

100‧‧‧虛擬實境環境中之導引產生系統

110‧‧‧顯示單元

120‧‧‧儲存單元

122‧‧‧實境資訊

122a‧‧‧候選實境部份

130‧‧‧感測單元

140‧‧‧處理單元

S210、S220、…、S250‧‧‧步驟

S310、S320‧‧‧步驟

S410、S420、S430‧‧‧步驟

S510、S520、S530‧‧‧步驟

S610‧‧‧步驟

S710、S720‧‧‧步驟

800‧‧‧電子裝置

SO‧‧‧特定物件

G‧‧‧導引

第1圖為一示意圖係顯示依據本發明實施例之虛擬實境環境中之導引產生系統。

第2圖為一流程圖係顯示依據本發明實施例之虛擬實境環境中之導引產生方法。

第3圖為一流程圖係顯示依據本發明實施例之導引之產生方法。

第4圖為一流程圖係顯示依據本發明另一實施例之導引之產生方法。

第5圖為一流程圖係顯示依據本發明另一實施例之導引之產生方法。

第6圖為一流程圖係顯示依據本發明另一實施例之導引之產生方法。

第7圖為一流程圖係顯示依據本發明另一實施例之導引之產生方法。

第8圖為一示意圖係顯示依據本發明實施例之實境資訊所建構之一環境。

第9A圖為一示意圖係顯示依據本發明實施例之導引產生例子。

第9B圖為一示意圖係顯示依據本發明實施例之導引產生例子。

第10圖為一示意圖係顯示依據本發明實施例之包括特定物件之候選實境部位例子。

第1圖顯示依據本發明實施例之虛擬實境環境中之導引產生系統。依據本發明實施例之虛擬實境環境中之導引產生系統適用於一電子裝置，如相機、行動電話、智慧型手機、個人數位助理、全球定位系統、穿戴式裝置、及筆記型電腦等可攜式裝置。

依據本發明實施例之虛擬實境環境中之導引產生系統100包括一顯示單元110、一儲存單元120、一感測單元130、與一處理單元140。顯示單元110可以顯示相關資料，如影像、介面與/或資料等。儲存單元120可以儲存相關資料，如相應一環境之一實境資訊122。注意的是，實境資訊122中可以包括至少一特定物件，且特定物件係定義位於環境中相應一特定方向的位置。提醒的是，利用實境資訊122可以架構出相應之一環境。值得注意的是，在一些實施例中，實境資訊122可以係由至少一靜態影像或至少一串流影像所組成之圖資。提醒的是，在一些實施例中，實境資訊122可以係由一環境之不同方位圖資組成。另外，在一些實施例中，靜態影像或串流影像可以利用影像縫合軟體來產生實境資訊。感測單元130可以偵測電子裝置之一姿態。值得注意的是，在一些實施例中，姿態可以包括電子裝置之一方位角資訊、電子裝置之一仰角或一俯角、與/或電子裝置之一水平狀態。提醒的是，在一些實施例中，感測單元130可以係一加速度感測器(Accelerometer)、與/或一陀螺儀(Gyro)。必須說明的是，前述感測單元僅為本案之例子，本發明並未限定於此。處理單元140可以控制虛擬實境環境中之導引產生系統100中相關軟體與硬體之作業，並執行本案之虛擬實境環境中之導引產生方法。值得注意的是，在一些實施例中，虛擬實境環境中之導引產生系統100可以具有一網路連接單元(第1圖中未顯示)。網路連接單元可以連接至一網路，如有線網路、電信網路、與無線網路等。藉由網路連接單元，虛擬實境環境中之導引產生系統100可以具有一網路接取能力。注意的是，在一些實施例中，實境資訊122可以係透過網路連接單元由一網路取得。在一些實施例中，虛擬實境環境中之導引產生系統100可以具有複數發音單元(第1圖中未顯示)，用以發出聲音。

第2圖顯示依據本發明實施例之虛擬實境環境中之導引產生方法。依據本發明實施例之虛擬實境環境中之導引產生方法適用於一電子裝置，如相機、行動電話、智慧型手機、個人數位助理、全球定位系統、穿戴式裝置、及筆記型電腦等可攜式裝置。

首先，如步驟S210，提供相應一環境之實境資訊。注意的是，實境資訊中可以包括至少一特定物件，且特定物件係定義位於環境中相應一特定方向的位置。提醒的是，利用實境資訊可以架構出相應之一環境。值得注意的是，在一些實施例中，實境資訊可以係由至少一靜態影像或至少一串流影像所組成之圖資。提醒的是，在一些實施例中，實境資訊可以係由一環境之不同方位圖資組成。另外，在一些實施例中，靜態影像或串流影像可以利用影像縫合軟體來產生實境資訊。如步驟S220，利用至少一感測單元取得相應電子裝置之一姿態。值得注意的是，在一些實施例中，姿態可以包括電子裝置之一方位角資訊、電子裝置之一仰角或一俯角、與/或電子裝置之一水平狀態。提醒的是，在一些實施例中，感測單元可以係一加速度感測器、與/或一陀螺儀。必須說明的是，前述感測單元僅為本案之例子，本發明並未限定於此。提醒的是，使用者可以致使電子裝置的姿勢改變來檢視/瀏覽相應此環境之實境資訊。接著，如步驟S230，依據相應電子裝置之姿態由實境資訊中決定一候選實境部位，並如步驟S240，透過電子裝置，如電子裝置之顯示單元顯示實境資訊中之候選實境部位。之後，如步驟S250，依據相應電子裝置之姿態與相應特定物件之特定方向決定是否透過電子裝置產生一導引。提醒的是，導引係用以指示特定物件之特定方向與相應電子裝置之姿態間之一相對位置或方向。

第3圖顯示依據本發明實施例之導引之產生方法。首先，如步驟S310，依據特定物件之特定方向與相應電子裝置之姿態計算特定物件與電子裝置目前之姿態間的相對位置或方向。接著，如步驟S320，依據計算得到之相對位置或方向決定產生之導引之方式或種類。注意的是，在一些實施例中，相應不同之相對位置或方向所產生之導引之方式或種類不同。舉例來說，當特定物件與電子裝置目前之姿態間的相對位置較遠時，產生之導引可以係一較長的箭頭。相反地，當特定物件與電子裝置目前之姿態間的相對位置較近時，產生之導引可以係一較短的箭頭。在一些實施例中，當特定物件與電子裝置目前之姿態間的相對位置不同時，產生導引的內容不同。舉例來說，導引中可以直接標明特定物件與電子裝置目前之姿態間的距離。必須提醒的是，前述導引僅為本案之例子，本發明並未限定於此。

第4圖顯示依據本發明另一實施例之導引之產生方法。首先，如步驟S410，判斷透過電子裝置顯示之候選實境部位是否包括特定物件之一既定部位。注意的是，既定部位係不大於特定物件。當透過電子裝置顯示之候選實境部位並未包括特定物件之既定部位時(步驟S410的否)，如步驟S420，依據相應電子裝置之姿態與相應特定物件之特定方向產生導引。當透過電子裝置顯示之候選實境部位包括特定物件之既定部位時(步驟S410的是)，如步驟S430，取消透過電子裝置產生之導引。提醒的是，既定部位的大小及位置可以依據不同需求與應用進行設計。在一些情況中，既定部位可以設定為整個特定物件時。一旦候選實境部位包括了特定物件的任何一部份，換言之，特定物件的任何一部份出現於電子裝置之顯示單元時，電子裝置便不會產生導引。在一些情況中，既定部位可以設定為特定物件中之一構件。當候選實境部位包括了部分的特定物件，而不包含此構件時，電子裝置仍然會產生導引。

第5圖顯示依據本發明另一實施例之導引之產生方法。首先，如步驟S510，判斷透過電子裝置顯示之候選實境部位是否包括特定物件之一既定部位。注意的是，既定部位係不大於特定物件。提醒的是，既定部位的大小及位置可以依據不同需求與應用進行設計。當透過電子裝置顯示之候選實境部位並未包括特定物件之既定部位時(步驟S510的否)，如步驟S520，依據相應電子裝置之姿態與相應特定物件之特定方向產生導引。當透過電子裝置顯示之候選實境部位包括特定物件之既定部位時(步驟S510的是)，如步驟S530，透過電子裝置產生一提示，其中導引與提示不同。舉例來說，當透過電子裝置顯示之候選實境部位並未包括特定物件之既定部位時，電子裝置可以透過顯示單元顯示一導引來指示特定物件之特定方向與相應電子裝置之姿態間之一相對位置或方向。另一方面，當透過電子裝置顯示之候選實境部位包括特定物件之既定部位時，電子裝置可以透過顯示單元顯示一指示，以表示使用者已經找到此特定物件。

如前所述，本發明可以透過不同方式來產生不同種類的導引。第6圖顯示依據本發明另一實施例之導引之產生方法。當透過電子裝置顯示之候選實境部位並未包括特定物件之既定部位時，如步驟S610，依據相應電子裝置之姿態與相應特定物件之特定方向於電子裝置顯示之候選實境部位中顯示導引。舉例來說，當特定物件位於電子裝置目前之姿態的右側時，電子裝置可以透過顯示單元在其顯示之候選實境部位中顯示一向右箭頭，提示使用者可以向右轉，以尋找特定物件。反之，當特定物件位於電子裝置目前之姿態的左側時，電子裝置可以透過顯示單元在其顯示之候選實境部位中顯示一向左箭頭，提示使用者可以向左轉，以尋找特定物件。

第7圖顯示依據本發明另一實施例之導引之產生方法。當透過電子裝置顯示之候選實境部位並未包括特定物件之既定部位時，如步驟S710，依據相應電子裝置之姿態與相應特定物件之特定方向由電子裝置之複數發音單元中選擇至少一者，並如步驟S720，透過選定之至少一發音單元產生導引。舉例來說，當特定物件位於電子裝置目前之姿態的右側時，電子裝置可以選擇右側的發音單元發出聲響，以提示使用者可以向右轉，以尋找特定物件。反之，當特定物件位於電子裝置目前之姿態的左側時，電子裝置可以選擇左側的發音單元發出聲響，以提示使用者可以向左轉，以尋找特定物件。

必須說明的是，前述產生導引的方式與導引的種類僅為本案之例子。本發明並未限定於任何產生導引的方式與導引的種類。舉例來說，當電子裝置具有觸感反饋單元時，電子裝置亦可依據相應電子裝置之姿態與相應特定物件之特定方向來透過觸感反饋單元來產生導引。

接下來，舉一例子進行說明。依據實境資訊122可以建構一環境，如第8圖所示。其中，電子裝置800之顯示單元可以顯示實境資訊122之候選實境部位122a。根據電子裝置800之視野可以調整於顯示單元中所顯示之候選實境部位122a。注意的是，電子裝置之視野可以依據電子裝置之姿態來決定。如前所述，在一些實施例中，姿態可以包括電子裝置之一方位角資訊、電子裝置之一仰角或一俯角、與/或電子裝置之一水平狀態。當候選實境部位122a並未包括實境資訊122中定義之特定物件SO時，換言之，當實境資訊122中定義之特定物件SO並未顯示於電子裝置800之顯示單元時，電子裝置800可以透過顯示單元於候選實境部位122a中顯示一導引G，以指示特定物件SO相對於電子裝置目前之姿態的方向，如第9A圖及第9B圖所示。注意的是，虛線之特定物件SO表示特定物件SO並未顯示於電子裝置800之顯示單元中。一旦候選實境部位122a包括實境資訊122中定義之特定物件SO時，換言之，當實境資訊122中定義之特定物件SO出現於電子裝置800之顯示單元時，電子裝置800便會取消導引，如第10圖所示。在一些情況中，當實境資訊122中定義之特定物件SO出現於電子裝置800之顯示單元時，電子裝置800可以產生一提示，以表示使用者已經找到此特定物件SO。

因此，透過本案之虛擬實境環境中之導引產生方法及系統可以在相應環境之實境資訊中產生相關導引，以指示實境資訊中的特定物件，從而增加虛擬實境環境中導覽的效率。同時，減少基於漫無目標的在虛擬環境搜尋特定物件所可能造成的使用者不適。

本發明之方法，或特定型態或其部份，可以以程式碼的型態存在。程式碼可以包含於實體媒體，如軟碟、光碟片、硬碟、或是任何其他機器可讀取(如電腦可讀取)儲存媒體，亦或不限於外在形式之電腦程式產品，其中，當程式碼被機器，如電腦載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置。程式碼也可以透過一些傳送媒體，如電線或電纜、光纖、或是任何傳輸型態進行傳送，其中，當程式碼被機器，如電腦接收、載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置。當在一般用途處理單元實作時，程式碼結合處理單元提供一操作類似於應用特定邏輯電路之獨特裝置。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

S210、S220、…、S250‧‧‧步驟

Claims

一種虛擬實境環境中之導引產生方法，適用於一電子裝置，包括下列步驟：提供相應一環境之一實境資訊，其中該實境資訊包括一特定物件，且該物件係相應於一特定方向；取得相應該電子裝置之一姿態；依據相應該電子裝置之該姿態由該實境資訊中取得一候選實境部位，並透過該電子裝置顯示該實境資訊中之該候選實境部位；依據相應該電子裝置之該姿態與相應該特定物件之該特定方向計算一相對位置或方向，並決定是否透過該電子裝置產生一導引，其中，該導引係用以指示該特定物件之該特定方向與相應該電子裝置之該姿態間之該相對位置或方向；以及依據該相對位置或方向決定產生之該導引之方式或種類，其中相應不同之該相對位置或方向所產生之該導引之方式或種類不同。
根據申請專利範圍第1項之虛擬實境環境中之導引產生方法，更包括下列步驟：判斷透過該電子裝置顯示之該候選實境部位是否包括該特定物件之一既定部位，其中該既定部位不大於該特定物件；以及當透過該電子裝置顯示之該候選實境部位並未包括該特定物件之該既定部位時，依據相應該電子裝置之該姿態與相應該特定物件之該特定方向產生該導引。
根據申請專利範圍第2項之虛擬實境環境中之導引產生方法，更包括當透過該電子裝置顯示之該候選實境部位並未包括該特定物件之該既定部位時，依據相應該電子裝置之該姿態與相應該特定物件之該特定方向於該電子裝置顯示之該候選實境部位中顯示該導引。
根據申請專利範圍第2項之虛擬實境環境中之導引產生方法，更包括當透過該電子裝置顯示之該候選實境部位並未包括該特定物件之該既定部位時，依據相應該電子裝置之該姿態與相應該特定物件之該特定方向由該電子裝置之複數發音單元中選擇至少一者，並透過選定之該至少一發音單元產生該導引。
根據申請專利範圍第2項之虛擬實境環境中之導引產生方法，更包括當透過該電子裝置顯示之該候選實境部位包括該特定物件之該既定部位時，取消透過該電子裝置產生之該導引。
根據申請專利範圍第2項之虛擬實境環境中之導引產生方法，更包括當透過該電子裝置顯示之該候選實境部位包括該特定物件之該既定部位時，透過該電子裝置產生一提示，其中該導引與該提示不同。
根據申請專利範圍第1項之虛擬實境環境中之導引產生方法，其中相應該電子裝置之該姿態包括相應該電子裝置之一方位角資訊、該電子裝置之一仰角或一俯角、或該電子裝置之一水平狀態。
一種虛擬實境環境中之導引產生系統，適用於一電子裝置，包括：一顯示單元；一儲存單元，包括相應一環境之一實境資訊，其中該實境資訊包括一特定物件，且該物件係相應於一特定方向；以及一處理單元，用以取得相應該電子裝置之一姿態，依據相應該電子裝置之該姿態由該實境資訊中取得一候選實境部位，並透過該顯示單元顯示該實境資訊中之該候選實境部位，且依據相應該電子裝置之該姿態與相應該特定物件之該特定方向計算一相對位置或方向，並決定是否透過該電子裝置產生一導引，其中，該導引係用以指示該特定物件之該特定方向與相應該電子裝置之該姿態間之該相對位置或方向，且依據該相對位置或方向決定產生之該導引之方式或種類，其中相應不同之該相對位置或方向所產生之該導引之方式或種類不同。
一種電腦程式產品，用以被一機器載入且執行一虛擬實境環境中之導引產生方法，該電腦程式產品包括：一第一程式碼，用以取得相應一電子裝置之一姿態；一第二程式碼，用以依據相應該電子裝置之該姿態由相應一環境之一實境資訊中取得一候選實境部位，並透過該電子裝置顯示該實境資訊中之該候選實境部位，其中該實境資訊包括一特定物件，且該物件係相應於一特定方向；一第三程式碼，用以依據相應該電子裝置之該姿態與相應該特定物件之該特定方向計算一相對位置或方向，並決定是否透過該電子裝置產生一導引，其中，該導引係用以指示該特定物件之該特定方向與相應該電子裝置之該姿態間之該相對位置或方向；以及一第四程式碼，用以依據該相對位置或方向決定產生之該導引之方式或種類，其中相應不同之該相對位置或方向所產生之該導引之方式或種類不同。