TWI821612B

TWI821612B - 動態顯示虛擬邊界方法、電子裝置及電腦可讀儲存媒體

Info

Publication number: TWI821612B
Application number: TW109140820A
Authority: TW
Inventors: 林彥宏; 王瀅淨
Original assignee: 宏達國際電子股份有限公司
Priority date: 2020-10-07
Filing date: 2020-11-20
Publication date: 2023-11-11
Also published as: TW202215105A; CN114299255A; US11507246B2; US20220107722A1

Abstract

本公開提供一種動態顯示虛擬邊界的方法、電子裝置以及其電腦可讀儲存媒體。方法包含：取得虛擬實境（VR）環境的虛擬場景邊界；基於VR系統的特定元件的移動速度判定距離閾值，其中距離閾值與特定元件的移動速度正相關；監測特定元件與VR環境的虛擬場景邊界之間的特定距離；以及，反應於判定特定距離小於距離閾值，顯示VR環境的虛擬場景邊界。

Description

動態顯示虛擬邊界方法、電子裝置及電腦可讀儲存媒體

本發明是有關於一種虛擬實境（virtual reality；VR）技術，且特別是有關於一種動態顯示虛擬邊界的方法、電子裝置及其電腦可讀儲存媒體。

通常，當VR用戶沉浸在VR環境中時，使用者可以在與VR內容互動期間移動他/她的身體。為了防止用戶在移動身體期間碰撞現實世界中的鄰近物體或牆壁，當使用者與VR世界的邊界之間的距離小於距離閾值時，VR系統將在VR環境中顯示邊界。

然而，當使用者移動太快時，顯示VR世界的邊界的時間可能太遲，使得用戶可能沒有足夠的反應時間來減速。在這種情況下，使用者可能意外地跨越VR世界的邊界並且碰撞現實世界中的鄰近物體或牆壁，這可能導致不佳的用戶體驗。

有鑑於此，本發明提供一種動態顯示虛擬邊界的方法、電子裝置及其電腦可讀儲存媒體，其可用於解決上述技術問題。

本公開提供一種動態顯示虛擬邊界的方法，包含：取得虛擬實境（VR）環境的虛擬場景邊界；基於VR系統的特定元件的移動速度判定距離閾值，其中距離閾值與特定元件的移動速度正相關；監測特定元件與VR環境的虛擬場景邊界之間的特定距離；反應於判定特定距離小於距離閾值，顯示VR環境的虛擬場景邊界。

本公開提供一種電子裝置，包含儲存電路和處理器。儲存電路儲存多個模組。處理器耦接到儲存電路並存取模組以執行以下步驟：取得虛擬實境（VR）環境的虛擬場景邊界；基於VR系統的特定元件的移動速度判定距離閾值，其中距離閾值與特定元件的移動速度正相關；監測特定元件與VR環境的虛擬場景邊界之間的特定距離；反應於判定特定距離小於距離閾值，顯示VR環境的虛擬場景邊界。

本公開提供一種非暫時性電腦可讀儲存媒體，所述非暫時性電腦可讀儲存媒體記錄由電子裝置載入以執行以下步驟的可執行電腦程式：取得虛擬實境（VR）環境的虛擬場景邊界；基於VR系統的特定元件的移動速度判定距離閾值，其中距離閾值與特定元件的移動速度正相關；監測特定元件與VR環境的虛擬場景邊界之間的特定距離；反應於判定特定距離小於距離閾值，顯示VR環境的虛擬場景邊界。

請參照圖1，其為根據本公開的實施例的電子裝置的功能方塊圖。在各種實施例中，電子裝置100為例如在VR系統中提供/產生VR內容的電子裝置，並且VR內容可以由頭戴式顯示器的穿戴者透過VR系統中的頭戴式顯示器觀看，但本公開不限於此。在圖1中，電子裝置100包含儲存電路102和處理器104。

儲存電路102為靜止或移動隨機存取記憶體（random access memory；RAM）、唯讀記憶體（read-only memory；ROM）、快閃記憶體、硬碟或任何其他類似裝置中的一個或組合，且其記錄可以由處理器104執行的多個模組。

處理器104可以與儲存電路102耦接，並且處理器104可以是例如通用處理器、專用處理器、常規處理器、數位訊號處理器（digital signal processor；DSP）、多個微處理器、與DSP核心相關聯的一或多個微處理器、控制器、微控制器、專用積體電路（Application Specific Integrated Circuit；ASIC）、場可程式設計閘陣列（Field Programmable Gate Array；FPGA）電路、任何其他類型的積體電路（integrated circuit；IC）、狀態機、基於進階精簡指令集機器（Advanced RISC Machine；ARM）的處理器等。

在本公開的實施例中，處理器104可以存取儲存在儲存電路102中的模組，以實施本公開提供的動態顯示虛擬邊界的方法，以下將作進一步說明。

請參照圖2，其繪示根據本公開的實施例的動態顯示虛擬邊界的方法的流程圖。本實施例的方法可由圖1中的電子裝置100執行，而以下將輔以圖1所示的元件說明圖2中各步驟的細節。

在步驟S210中，處理器104可取得VR環境的虛擬場景邊界。在一實施例中，此虛擬場景邊界可以由使用者在安裝系統時進行設置，且可以大致上表示使用者在使用VR系統時真實環境中的可移動空間的邊界。在一實施例中，VR環境例如可由電子裝置100所屬的VR系統提供。一般來說，VR系統可以包含例如頭戴式顯示器（head-mounted display；HMD）、位置追蹤裝置，也可包含例如可以由用戶手持的控制器等元件。在安裝VR系統的過程中，使用者通常將根據VR系統的要求設置對應的虛擬場景邊界。因此，處理器104可以直接存取相關系統設置以取得虛擬場景邊界，但本公開不限於此。

在步驟S220中，處理器104可基於VR系統的特定元件的移動速度判定距離閾值。在一個實施例中，VR系統的特定元件可以是HMD或VR系統的其他元件，例如控制器、操縱桿、手套、指環或追蹤器，但本公開不限於此。在這種情況下，特定元件的移動速度可以是HMD或VR系統的其他元件的移動速度，其對應於HMD穿戴者的移動速度或VR系統中其他元件的移動速度。

在一些實施例中，距離閾值可以與特定元件的移動速度正相關。也就是說，移動速度越高將使得距離閾值越大，且反之亦然。

在一個實施例中，處理器104可以基於特定元件的移動速度和預定反應時間判定距離閾值，其中預定反應時間可以是人類的平均反應時間（例如0.2秒），或者，預定反應時間可以由用戶進行調整，但本公開不限於此。舉例來說，一旦定義了預定反應時間，距離閾值就可以對應地透過將移動速度乘以預定反應時間來判定。在一些實施例中，距離閾值可以基於設計者的需求而透過執行移動速度與預定反應時間（或其變化）的其他（線性）組合而取得，但本公開不限於此。

然而，在一些情況下，若特定元件以低移動速度但以高加速度移動，則顯示虛擬場景邊界的時間可能還是太遲。因此，在一些實施例中，處理器104可基於特定元件的移動速度、預定反應時間以及特定元件的加速度來判定距離閾值。舉例來說，距離閾值可以基於而判定，其中可以是特定元件的移動速度，可以是預定反應時間，並且可以是特定元件的加速度。在一些實施例中，距離閾值可以基於設計者的需求而透過執行移動速度、預定反應時間以及加速度（或其變化）的其他（線性）組合而取得，但本公開不限於此。

接著，在步驟S230中，處理器104可監測特定元件與VR環境的虛擬場景邊界之間的特定距離。在步驟S240中，處理器104可以判定特定距離是否小於距離閾值。

在一個實施例中，反應於判定特定距離小於距離閾值，處理器104可以執行步驟S250以顯示VR環境的虛擬場景邊界。也就是說，使用者可在由VR系統提供的VR內容中看到虛擬場景邊界。因此，可通知VR系統的使用者不要跨越虛擬場景邊界。

另一方面，反應於判定特定距離不小於距離閾值，處理器104可執行步驟S260以不顯示VR環境的虛擬場景邊界。也就是說，使用者無法在由VR系統提供的VR內容中看到虛擬場景邊界。因此，將不會多餘地顯示虛擬場景邊界而影響用戶體驗。

簡單來說，當特定元件快速移動（即，用戶快速移動）時，距離閾值將變得較大，使得可以提前顯示虛擬場景邊界。因此，VR系統的使用者可以有足夠的反應時間來減速，進而可降低用戶跨越虛擬場景邊界的可能性。

另一方面，當特定元件緩慢移動（即，用戶緩慢移動）時，距離閾值將變得較小，使得可以稍後顯示虛擬場景邊界。因此，使用者將不會被多餘地顯示的虛擬場景邊界影響使用情境。

在一些實施例中，反應於判定特定元件的移動速度小於速度閾值，處理器104可以將距離閾值定義為預定距離。在一個實施例中，速度閾值可以是普通VR使用者的平均移動速度。也就是說，在使用者有規律地移動的情況下，處理器104可能不會動態調整距離閾值，但本公開不限於此。

在一個實施例中，在步驟S250之後，反應於判定特定距離變得不小於距離閾值，處理器104可隱藏VR環境的虛擬場景邊界。也就是說，當特定元件離虛擬場景邊界足夠遠時，處理器104可以使虛擬場景邊界消失以免影響用戶體驗，但本公開不限於此。

為了更好地理解本公開的概念，圖3A和圖3B將用作實例，其中圖3A為示出根據本公開的第一實施例的應用情境的示意圖，並且圖3B為示出根據本公開的第二實施例的應用情境的示意圖。

在圖3A的上半部分中，特定元件399（例如，HMD）可以按速度V1向虛擬場景邊界310移動（即，可代表穿戴HMD的使用者以速度V1移動），其中虛擬場景邊界310經繪示為虛線，以表示虛擬場景邊界310被隱藏（即，用戶看不到虛擬場景邊界310）。在這種情況下，處理器104可以基於速度V1對應地判定距離閾值DT1。

在圖3A的下半部分中，當虛擬場景邊界310與特定元件399之間的特定距離D1小於距離閾值DT1時，處理器104可以對應地顯示虛擬場景邊界310（繪示為實線，以表示用戶可看到虛擬場景邊界310）來通知用戶。

在圖3B的上半部分中，特定元件399（例如，HMD）可以按速度V2（其高於圖3A中的速度V1）向虛擬場景邊界310移動，其中虛擬場景邊界310經繪示為虛線，以表示虛擬場景邊界310被隱藏（即，用戶看不到虛擬場景邊界310）。在這種情況下，處理器104可以基於速度V2對應地判定距離閾值DT2。與圖3A中的距離閾值DT1相比較，由於速度V2高於速度V1，距離閾值DT2可能更大。

在圖3B的下半部分中，當虛擬場景邊界310與特定元件399之間的特定距離D2小於距離閾值DT2時，處理器104可以對應地顯示虛擬場景邊界310（繪示為實線，以表示用戶可看到虛擬場景邊界310）來通知用戶。因此，VR系統的使用者可以有足夠的反應時間來減速，因此可以降低用戶跨越虛擬場景邊界的可能性。

在一個實施例中，在處理器104在步驟S230中取得特定距離之後，處理器104可以進一步判定特定距離是否等於參考距離，其中參考距離大於步驟S220中所判定的距離閾值。反應於判定特定距離等於參考距離，處理器104可以取得特定元件的特定加速度，其中特定加速度可以是當特定元件與虛擬場景邊界間隔參考距離時的加速度，但本公開不限於此。

接著，處理器104可以判定特定元件的特定加速度是否為正。如果特定加速度為正，那麼其表示即使對應於用戶的特定元件的移動速度緩慢，特定元件朝虛擬場景邊界的移動速度也會變得越來越快，並且特定元件也更可能到達虛擬場景邊界。相應地，處理器104可以增加距離閾值，使得在步驟S250中可以提前顯示VR環境的虛擬場景邊界以便提醒用戶。

另一方面，如果特定加速度不為正（即，負或零），那麼其表示即使其具有移動速度或移動速度較高，對應於使用者的特定元件仍不太可能到達虛擬場景邊界或到達時速度緩慢。相應地，處理器104可以維持或減少距離閾值，使得可以不用多餘地顯示VR環境的虛擬場景邊界。

本公開更提供一種用於執行動態顯示虛擬邊界的方法的電腦可讀儲存媒體。電腦可讀儲存媒體由本文中體現的多個程式指令（例如設置程式指令和部署程式指令）構成。這些程式指令可以載入到電子裝置100中並且由所述電子裝置執行，以便執行上文描述的動態顯示虛擬邊界的方法和電子裝置100的功能。

綜上所述，本公開中提供的方法可以基於VR系統的特定元件（例如，HMD）的移動速度動態地判定用於顯示虛擬場景邊界的距離閾值。當特定元件快速移動（即，用戶快速移動）時，距離閾值將變得較大，使得可以提前顯示虛擬場景邊界。因此，VR系統的使用者可以有足夠的反應時間來減速或控制自己的位置，因此可以降低用戶跨越虛擬場景邊界的可能性。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:電子裝置 102:儲存電路 104:處理器 S210, S220, S230, S240, S250, S260:步驟 310:虛擬場景邊界 399:特定元件 DT1, DT2:距離閾值 D1, D2:特定距離 V1, V2:速度

圖1為根據本公開的實施例的電子裝置的功能方塊圖。圖2繪示根據本公開的實施例的動態顯示虛擬邊界的方法的流程圖。圖3A為示出根據本公開的第一實施例的應用情境的示意圖。圖3B為示出根據本公開的第二實施例的應用情境的示意圖。

S210,S220,S230,S240,S250,S260:步驟

Claims

一種動態顯示虛擬邊界的方法，包括：取得虛擬實境(VR)環境的虛擬場景邊界；基於VR系統的特定元件的移動速度判定距離閾值，其中該距離閾值與該特定元件的該移動速度正相關；監測該特定元件與該VR環境的該虛擬場景邊界之間的特定距離；反應於判定該特定距離等於參考距離而取得該特定元件的特定加速度，其中該參考距離大於該距離閾值；反應於判定該特定元件的該特定加速度為正而增加該距離閾值；反應於判定該特定元件的該特定加速度不為正而維持或減少該距離閾值；以及反應於判定該特定距離小於該距離閾值，顯示該VR環境的該虛擬場景邊界。
如請求項1所述的動態顯示虛擬邊界的方法，其中該特定元件包括該VR系統的頭戴式顯示器。
如請求項1所述的動態顯示虛擬邊界的方法，其中反應於判定該特定距離不小於該距離閾值，該方法更包括：不顯示該VR環境的該虛擬場景邊界。
如請求項1所述的動態顯示虛擬邊界的方法，其中基於該VR系統的該特定元件的該移動速度判定該距離閾值的步驟包括：基於該特定元件的該移動速度以及預定反應時間判定該距離閾值。
如請求項1所述的動態顯示虛擬邊界的方法，其中基於該VR系統的該特定元件的該移動速度判定該距離閾值的步驟包括：基於該特定元件的該移動速度、預定反應時間以及該特定元件的加速度判定該距離閾值。
如請求項1所述的動態顯示虛擬邊界的方法，其中在顯示該VR環境的該虛擬場景邊界的步驟之後，該方法更包括：反應於判定該特定距離不小於該距離閾值，隱藏該VR環境的該虛擬場景邊界。
如請求項1所述的動態顯示虛擬邊界的方法，其中反應於判定該移動速度小於速度閾值，將該距離閾值定義為預定距離。
一種電子裝置，包括：儲存電路，儲存多個模組；以及處理器，耦接到該儲存電路，存取該模組以執行以下步驟：取得虛擬實境(VR)環境的虛擬場景邊界；基於VR系統的特定元件的移動速度判定距離閾值，其中該距離閾值與該特定元件的該移動速度正相關；監測該特定元件與該VR環境的該虛擬場景邊界之間的特定距離；反應於判定該特定距離等於參考距離而取得該特定元件的特定加速度，其中該參考距離大於該距離閾值；反應於判定該特定元件的該特定加速度為正而增加該距離閾值；反應於判定該特定元件的該特定加速度不為正而維持或減少該距離閾值；以及反應於判定該特定距離小於該距離閾值，顯示該VR環境的該虛擬場景邊界。
如請求項8所述的電子裝置，其中該特定元件包括該VR系統的頭戴式顯示器。
如請求項8所述的電子裝置，其中反應於判定該特定距離不小於該距離閾值，該電子裝置更包括：不顯示該VR環境的該虛擬場景邊界。
如請求項8所述的電子裝置，其中該處理器經配置以：基於該特定元件的該移動速度以及預定反應時間判定該距離閾值。
如請求項8所述的電子裝置，其中該處理器經配置以：基於該特定元件的該移動速度、預定反應時間以及該特定元件的加速度判定該距離閾值。
如請求項8所述的電子裝置，其中在顯示該VR環境的該虛擬場景邊界之後，該處理器更經配置以：反應於判定該特定距離變得不小於該距離閾值，隱藏該VR環境的該虛擬場景邊界。
如請求項8所述的電子裝置，其中反應於判定該移動速度小於速度閾值，該處理器將該距離閾值定義為預定距離。
一種電腦可讀儲存媒體，該電腦可讀儲存媒體記錄由電子裝置載入以執行以下步驟的可執行電腦程式：取得虛擬實境(VR)環境的虛擬場景邊界；基於VR系統的特定元件的移動速度判定距離閾值，其中該距離閾值與該特定元件的該移動速度正相關；監測該特定元件與該VR環境的該虛擬場景邊界之間的特定距離；反應於判定該特定距離等於參考距離而取得該特定元件的特定加速度，其中該參考距離大於該距離閾值；反應於判定該特定元件的該特定加速度為正而增加該距離閾值；反應於判定該特定元件的該特定加速度不為正而維持或減少該距離閾值；以及反應於判定該特定距離小於該距離閾值，顯示該VR環境的該虛擬場景邊界。