在計(jì)算機(jī)生成的環(huán)境中的選擇性顯示的制作方法

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境的輔助探索，并且具體而言涉及管理與人口稠密的環(huán)境相關(guān)聯(lián)的困難。

背景技術(shù)：

體數(shù)據(jù)集出現(xiàn)在很多領(lǐng)域中，例如工程設(shè)計(jì)、材料科學(xué)、醫(yī)學(xué)成像、天體物理學(xué)。對(duì)體數(shù)據(jù)集的探索不是不重要的，常常需要廣泛的知識(shí)且通常嚴(yán)重地被用戶的特定需要影響。例如在大部分機(jī)場(chǎng)中，安全特工在行李檢查的情境中處理這樣的數(shù)據(jù)探索。x射線和斷層攝影術(shù)是兩種常用的熒光鏡掃描系統(tǒng)。x射線系統(tǒng)提供扁平式2d行李掃描，而斷層攝影系統(tǒng)產(chǎn)生也被稱為切片的橫向掃描。多虧諸如radon變換之類的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，這些系統(tǒng)可以產(chǎn)生全3d掃描，其包括具有相對(duì)應(yīng)的密度數(shù)據(jù)的一組體素。因?yàn)橛纱水a(chǎn)生的x射線掃描圖像只包含體素或像素密度，它不能顯示原始材料顏色。標(biāo)準(zhǔn)顏色視覺(jué)繪制使用三種不同的顏色(橙色、綠色和藍(lán)色)來(lái)顯示數(shù)據(jù)密度。橙色對(duì)應(yīng)于低密度(主要是有機(jī)物體)。相反，藍(lán)色用于高密度值(即金屬)。在x射線系統(tǒng)的情況下，綠色對(duì)應(yīng)于不同種類的材料或平均密度材料的重疊。

圖1展示物品可以在掃描中被掩蓋的一些方式。如圖1中所示，所顯示的2d掃描圖像可能遭受四個(gè)問(wèn)題：

重疊：威脅(例如被禁物體如刀、切割器……)可以被掩蔽在密集的材料后面。有時(shí)可能使用功能(例如高穿透(增強(qiáng)的x射線功率)或圖像處理(對(duì)比度提高))來(lái)看穿這個(gè)隱蔽的屏蔽物。如圖1中所示，傘和在右上角101中的物體的密集集合可能掩蓋感興趣的物品。

位置：根據(jù)其在行李內(nèi)部的位置，威脅可能難以檢測(cè)到。位于角落中、邊緣中或行李的框架內(nèi)部的物體非常難以識(shí)別。如圖1中所示，伸縮式推車桿(trolleybar)和箱體102的剛性角可能掩蓋感興趣的物體。

分離：掩飾威脅的另一種方式是分離它的部分并將它的部分散布在行李中(武器或炸藥由很多單獨(dú)的物體組成，如扳機(jī)、槍管……)。這個(gè)分離可能與其它掩飾技術(shù)組合。如圖1中所示，存在很多顯然難以描述的物體103，其不可能吸引特別的注意，但其可以被裝配以形成一些感興趣的物品。

誘惑物：所有惡意的個(gè)體可能使用誘惑物來(lái)隱藏真正的威脅。例如，較小的威脅(如小剪刀)可能是清晰地可見(jiàn)的并吸引安全特工的注意，而更重大的威脅保持被隱藏。如圖1中所示，金屬棒104可以吸引用戶的注意，從而將用戶的注意從某個(gè)較不可見(jiàn)的威脅引開(kāi)。

利用直接體繪制技術(shù)的體數(shù)據(jù)探索在很多科學(xué)領(lǐng)域(醫(yī)學(xué)成像、天體物理學(xué))中和最近以來(lái)在行李安全中對(duì)在視覺(jué)上提取相關(guān)結(jié)構(gòu)有極大幫助。為了利用這個(gè)知識(shí)提取，發(fā)展了很多技術(shù)。很多現(xiàn)有的基本技術(shù)在這個(gè)領(lǐng)域中是已知的，包括體可視化、傳遞函數(shù)、直接體素操縱和聚焦加情境交互。

具體而言，可以利用將數(shù)據(jù)變換成表示等值面的一組多變形的幾何渲染系統(tǒng)來(lái)完成體可視化。輪廓樹(shù)算法和其它替代方案(例如分支分解)通常用于找到這些等值面。輪廓樹(shù)算法可能易受噪聲影響，這可能在行李檢查中是成問(wèn)題的，因?yàn)槊芗牧?例如鋼)通過(guò)反射x射線而引起噪聲。

為了研究體數(shù)據(jù)集，可以使用傳遞函數(shù)(tf)。實(shí)際上，這用特定的顏色(包括其透明度)來(lái)繪制體素密度。傳遞函數(shù)可以是1、2或n維的，并且對(duì)隔離在體數(shù)據(jù)中的感興趣結(jié)構(gòu)有極大的幫助。多虧混色過(guò)程，適合的傳遞函數(shù)也可以顯現(xiàn)等值面或隱藏密度以提高體數(shù)據(jù)可視化。

在諸如關(guān)于圖1所述的環(huán)境中出現(xiàn)的特定困難是，用戶對(duì)特定物品或感興趣區(qū)域的視野常常被不感興趣的材料掩蓋。為了更好地觀看感興趣對(duì)象或區(qū)域，用戶可能希望忽視特定這樣的材料，以便實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的視野。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)第一方面，提供了對(duì)在計(jì)算機(jī)生成的三維環(huán)境中具有預(yù)定空間關(guān)系的對(duì)象進(jìn)行顯示的方法，所述對(duì)象均與相應(yīng)的元數(shù)據(jù)值相關(guān)聯(lián)，所述元數(shù)據(jù)值定義其表示的所述對(duì)象的相應(yīng)可見(jiàn)度，所述方法包括以下步驟：

在所述環(huán)境中定義在所述環(huán)境中具有規(guī)定位置、取向和視場(chǎng)的虛擬投影儀，

基于顯示函數(shù)來(lái)確定虛擬投影儀的視場(chǎng)內(nèi)的每個(gè)對(duì)象的顯示閾值，其中顯示函數(shù)與離所述虛擬投影儀的距離具有反比關(guān)系，并且其中所述顯示函數(shù)進(jìn)一步根據(jù)由虛擬投影儀的取向和從所述虛擬投影儀分別到每個(gè)對(duì)象繪制的線定義的角度而變化，以及

在所述視場(chǎng)中顯示除不滿足所述對(duì)象的相應(yīng)所述顯示閾值的那些對(duì)象以外的對(duì)象。

根據(jù)第一方面的發(fā)展，元數(shù)據(jù)表示相應(yīng)對(duì)象的密度。

特定對(duì)象的選擇性省略使用戶能夠更好且更快地理解環(huán)境的內(nèi)容，其進(jìn)而可以導(dǎo)致對(duì)系統(tǒng)容量的減小的要求。

根據(jù)第一方面的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)象是體素。

根據(jù)第一方面的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)象是多變形。

根據(jù)第一方面的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)象由相交表面定義。

所描述的機(jī)構(gòu)對(duì)任何三維表示的適用性使得它們與任何三維環(huán)境兼容，從而有助于采用最低可能的適應(yīng)努力。

根據(jù)第一方面的進(jìn)一步發(fā)展，顯示函數(shù)反映關(guān)于離虛擬攝像機(jī)的距離的平方反比定律。通過(guò)反映物理過(guò)程，機(jī)構(gòu)的性能更直觀，進(jìn)一步使用戶能夠更好且更快地理解環(huán)境的內(nèi)容，這進(jìn)而可以導(dǎo)致對(duì)系統(tǒng)容量的減小的要求。

根據(jù)第一方面的進(jìn)一步發(fā)展，當(dāng)由軸和每個(gè)對(duì)象定義的角度下降到零時(shí)，顯示函數(shù)趨向于最大值。通過(guò)模仿常見(jiàn)工具，機(jī)構(gòu)的性能更直觀，進(jìn)一步使用戶能夠更好且更快地理解環(huán)境的內(nèi)容，這進(jìn)而可以導(dǎo)致對(duì)系統(tǒng)容量的減小的要求。

根據(jù)第一方面的進(jìn)一步發(fā)展，定義了多個(gè)候選顯示函數(shù)，并且該方法包括選擇候選顯示函數(shù)用作顯示函數(shù)的另外步驟。使用戶能夠指定顯示函數(shù)或自動(dòng)選擇最佳函數(shù)使得應(yīng)用不同的函數(shù)成為可能，并且選擇給出最有用的結(jié)果的任何函數(shù)進(jìn)一步使用戶能夠更好且更快地理解環(huán)境的內(nèi)容，這進(jìn)而可以導(dǎo)致對(duì)系統(tǒng)容量的減小的要求。

根據(jù)第一方面的進(jìn)一步發(fā)展，顯示函數(shù)包括縮放項(xiàng)，并且該方法包括接收確定縮放項(xiàng)的值的用戶輸入的另外步驟。使用戶能夠指定縮放項(xiàng)使得應(yīng)用不同的縮放項(xiàng)成為可能，并且選擇給出最有用的結(jié)果的任何函數(shù)進(jìn)一步使用戶能夠更好且更快地理解環(huán)境的內(nèi)容，這進(jìn)而可以導(dǎo)致對(duì)系統(tǒng)容量的減小的要求。

根據(jù)第一方面的進(jìn)一步發(fā)展，定義了在環(huán)境中具有規(guī)定位置、取向和視場(chǎng)的虛擬攝像機(jī)，其中該位置與虛擬投影儀的位置相同，并且虛擬攝像機(jī)的取向和視場(chǎng)達(dá)到與虛擬投影儀的視場(chǎng)重疊的程度，并且其中在顯示的步驟，顯示在所述虛擬攝像機(jī)的視場(chǎng)中的對(duì)象，不包括不滿足它們的相應(yīng)顯示閾值的對(duì)象。

根據(jù)第一方面的進(jìn)一步發(fā)展，提供了接收確定虛擬攝像機(jī)或虛擬投影儀的取向、位置或視場(chǎng)的用戶輸入的另外步驟。虛擬攝像機(jī)和虛擬投影儀的單獨(dú)控制開(kāi)辟對(duì)環(huán)境的探索和從不同的位置和視角對(duì)感興趣元件的檢查的新可能性，進(jìn)一步使用戶能夠更好且更快地理解環(huán)境的內(nèi)容，這進(jìn)而可以導(dǎo)致對(duì)系統(tǒng)容量的減小的要求。

根據(jù)第一方面的進(jìn)一步發(fā)展，虛擬攝像機(jī)的位置和所述虛擬投影儀的位置或所述虛擬攝像機(jī)的取向和所述虛擬投影儀的取向或所述虛擬攝像機(jī)的視場(chǎng)和所述虛擬投影儀的視場(chǎng)處于所定義的關(guān)系中，以使得關(guān)于虛擬攝像機(jī)的修改引起關(guān)于虛擬投影儀的對(duì)應(yīng)修改。

根據(jù)第二方面，提供了適合于實(shí)施任何前述權(quán)利要求的方法的裝置。

根據(jù)第三方面，提供了用于對(duì)在計(jì)算機(jī)生成的三維環(huán)境中具有預(yù)定空間關(guān)系的對(duì)象相對(duì)于在所述環(huán)境中具有規(guī)定位置、取向和視場(chǎng)的虛擬投影儀的顯示進(jìn)行管理的裝置，所述對(duì)象均與相應(yīng)的元數(shù)據(jù)值相關(guān)聯(lián)，所述元數(shù)據(jù)值定義其表示的所述對(duì)象的相應(yīng)可見(jiàn)度。

其中，該裝置適合于確定虛擬投影儀的視場(chǎng)內(nèi)的每個(gè)對(duì)象的顯示閾值，其中顯示函數(shù)與離虛擬投影儀的距離具有反比關(guān)系，并且其中顯示函數(shù)進(jìn)一步根據(jù)由虛擬投影儀的取向和從所述虛擬投影儀分別到每個(gè)所述對(duì)象繪制的線定義的角度而變化，并且其中該裝置進(jìn)一步適合于引起在所述視場(chǎng)中顯示除不滿足所述對(duì)象的相應(yīng)所述顯示閾值的那些對(duì)象以外的對(duì)象。

根據(jù)第四方面，提供了適合于執(zhí)行第一方面的步驟的計(jì)算機(jī)程序。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的上述和其它優(yōu)點(diǎn)，其中：

圖1展示物品可以在掃描中被掩蓋的一些方式；

圖2示出了根據(jù)實(shí)施例的方法；

圖3示出了顯示函數(shù)的特定幾何方面的表示；

圖4示出了特定實(shí)施例的顯示函數(shù)的示意性圖形表示；

圖5示出了根據(jù)另外的實(shí)施例的方法；

圖6a示出了顯示函數(shù)的第一角強(qiáng)度分布；

圖6b示出了顯示函數(shù)的第二角強(qiáng)度分布；

圖6c示出了顯示函數(shù)的第三角強(qiáng)度分布；

圖6d示出了顯示函數(shù)的第四角強(qiáng)度分布；

圖7a示出了實(shí)施例的應(yīng)用的第一階段；

圖7b示出了實(shí)施例的應(yīng)用的結(jié)果；

圖8示出了在三維情境中的圖7a和7b的實(shí)施例的擴(kuò)展；

圖9示出了實(shí)施例對(duì)真實(shí)圖像的應(yīng)用；

圖10示出了適合于本發(fā)明的實(shí)施例的實(shí)施方式的一般計(jì)算系統(tǒng)；

圖11示出了可適合于構(gòu)成實(shí)施例的智能電話設(shè)備；

圖12示出了可適合于構(gòu)成實(shí)施例的對(duì)象掃描儀系統(tǒng)；以及

圖13示出了可適合于構(gòu)成實(shí)施例的身體掃描儀系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

圖2示出了根據(jù)實(shí)施例的方法。更具體地，圖2示出了對(duì)在計(jì)算機(jī)生成的三維(3d)環(huán)境(例如以上針對(duì)圖2所述的環(huán)境)中具有預(yù)定空間關(guān)系的對(duì)象進(jìn)行顯示的方法的步驟。

可以用任何適合的術(shù)語(yǔ)(例如體素、多邊形(例如在多邊形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中)、相交表面(例如nurbs表面或細(xì)分表面)或基于等式的表示)來(lái)定義三維環(huán)境。通過(guò)示例的方式，以下將從基于體素的環(huán)境方面描述特定實(shí)施例；然而，技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，所述實(shí)施例可適合于這些其它環(huán)境中的任何環(huán)境。

在這樣的環(huán)境中，對(duì)象均與相應(yīng)的元數(shù)據(jù)值相關(guān)聯(lián)，元數(shù)據(jù)值可以用于定義其表示的所述對(duì)象的相應(yīng)可見(jiàn)度。這個(gè)值可以直接定義對(duì)象在被顯示時(shí)的不透明度或這樣的亮度或顏色的一些其它可見(jiàn)度值，或可以反映由對(duì)象代表的真實(shí)物質(zhì)的物理特性。例如，在對(duì)象代表例如參考圖1所述的物理人工制品的部件的情況下，即在代表那些人工制品的掃描的情境中，元數(shù)據(jù)值可以代表所考慮的材料的密度，其繼而可以在對(duì)象被顯示時(shí)轉(zhuǎn)換成不透明度、亮度等。

如圖2中所示，該方法在繼續(xù)進(jìn)行到步驟210之前在步驟200開(kāi)始，在步驟210，在環(huán)境中定義在所述環(huán)境中具有規(guī)定位置、取向和視場(chǎng)的虛擬投影儀。

該方法然后繼續(xù)進(jìn)行到步驟220：基于顯示函數(shù)來(lái)確定所述虛擬投影儀的視場(chǎng)內(nèi)的每個(gè)對(duì)象的顯示閾值，其中顯示函數(shù)與離虛擬投影儀的距離具有反比關(guān)系，并且其中顯示函數(shù)進(jìn)一步根據(jù)由虛擬投影儀的取向和從所述虛擬投影儀分別到每個(gè)對(duì)象繪制的線定義的角度而變化。

該方法然后繼續(xù)進(jìn)行到步驟230，在步驟230，在該方法終止于步驟240之前，顯示所述視場(chǎng)中的對(duì)象，不包括不滿足相應(yīng)的顯示閾值的那些對(duì)象。

顯示函數(shù)的定義將清楚地對(duì)被選擇顯示的最終對(duì)象有顯著影響。

圖3示出了顯示函數(shù)的特定幾何方面的表示。如圖3中所示，提供了由三個(gè)軸x、y、z表示的計(jì)算機(jī)生成的三維環(huán)境300。虛擬投影儀310由在環(huán)境中的規(guī)定位置x、y、z、取向320和視場(chǎng)φ定義。對(duì)象330位于相對(duì)于虛擬投影儀的距離d處和相對(duì)于虛擬投影儀的取向320的角θ處。如上所述，顯示函數(shù)與離所述虛擬投影儀的距離d具有反比關(guān)系，并且進(jìn)一步根據(jù)由虛擬投影儀的取向和從虛擬投影儀310到每個(gè)對(duì)象330繪制的線320定義的角度而變化。

圖4示出了特定實(shí)施例的顯示函數(shù)的示意性圖形表示。如上所述，顯示函數(shù)與離所述虛擬投影儀的距離d具有反比關(guān)系，并且進(jìn)一步根據(jù)由虛擬投影儀的取向和從虛擬投影儀310到每個(gè)對(duì)象330繪制的線320定義的角度而變化。如此，可以從繪制在定義顯示閾值時(shí)使用的因素與在對(duì)象330和虛擬投影儀310之間的不同可能的距離d的關(guān)系的一系列曲線方面考慮顯示函數(shù)，曲線針對(duì)在虛擬投影儀的取向和從虛擬投影儀310到對(duì)象330繪制的線320之間的每個(gè)可能的角θ而被定義。圖4示出了第一條這樣的曲線410，其為了當(dāng)前示例的目的可以代表在相對(duì)于虛擬投影儀310的取向的30℃角下在顯示閾值和距離d之間的關(guān)系，該角可以對(duì)應(yīng)于視場(chǎng)φ——對(duì)象可以相對(duì)于虛擬投影儀而定義并仍然受限于顯示閾值的最大角度。圖4示出了第二條這樣的曲線420，其為了當(dāng)前示例的目的可以代表在相對(duì)于虛擬投影儀310的取向的0℃角下在顯示閾值和距離d之間的關(guān)系，該角是對(duì)象可以相對(duì)于虛擬投影儀310而定義的最小角度。如此，該系列的其余曲線將位于第一和第二曲線410、420之間，這些曲線可以是對(duì)應(yīng)于其它角的任何數(shù)量，包括如下討論的無(wú)限數(shù)量。如所示的，第一曲線410位于第二曲線420的右邊，指示在給定距離d處，顯示器411的閾值在投影儀的視場(chǎng)的周圍將比在投影儀的視場(chǎng)的中心的顯示器421的閾值更低，從而使通常在圖4中表示的顯示函數(shù)將傾向于從在更侵略性地接近視場(chǎng)中心的顯示中排除對(duì)象。

因此，當(dāng)由軸和每個(gè)所述對(duì)象定義的角度下降到零時(shí)，顯示函數(shù)可能傾向于最大值。

可以想象，在曲線410、420之間的中間曲線可以展示這些曲線的連續(xù)中間變型。如所示的，曲線410、410類似于從在離虛擬投影儀的較短距離處的最大值下降并在距離值變得更大時(shí)接近零的指數(shù)函數(shù)，從而使通常在圖4中表示的顯示函數(shù)將傾向于從在更侵略性地接近虛擬投影儀附近的顯示中排除對(duì)象。

例如，顯示函數(shù)可以反映相對(duì)于離虛擬攝像機(jī)的距離的平方反比定律。

將認(rèn)識(shí)到，盡管參考圖4將顯示函數(shù)描述為對(duì)應(yīng)于特定角度的一組離散曲線，也可以根據(jù)為d和θ的所有可能值提供顯示閾值的連續(xù)函數(shù)來(lái)定義顯示函數(shù)。

圖5示出了根據(jù)另外的實(shí)施例的方法。圖5的方法是將更詳細(xì)的步驟表示為實(shí)施圖2的實(shí)施例的一種可能方式的方法。

如所示的，該方法在繼續(xù)進(jìn)行到步驟510之前在步驟500開(kāi)始，在步驟510，在環(huán)境中定義在所述環(huán)境中具有規(guī)定位置、取向和視場(chǎng)的虛擬投影儀。該方法然后繼續(xù)進(jìn)行到步驟520，在步驟520確定虛擬投影儀的視場(chǎng)是否包含任何對(duì)象。如果虛擬投影儀的視場(chǎng)不包含對(duì)象，則該方法在步驟580終止。在其它情況下，在步驟520選擇視場(chǎng)中的對(duì)象之一?？梢栽谌魏位A(chǔ)上(例如其可以離虛擬投影儀最近或最遠(yuǎn))選擇對(duì)象。該方法然后繼續(xù)進(jìn)行到步驟530，在步驟530確定選定對(duì)象離虛擬投影儀的距離d和相對(duì)于虛擬投影儀的角度θ。該方法然后繼續(xù)進(jìn)行到步驟540，在步驟540確定對(duì)應(yīng)于在步驟530估計(jì)的角度和距離值的顯示閾值。在步驟550，將所選擇的對(duì)象的元數(shù)據(jù)值與顯示閾值進(jìn)行比較，并且在對(duì)象的元數(shù)據(jù)值超過(guò)顯示閾值的情況下，該方法繼續(xù)進(jìn)行到步驟551，在步驟551對(duì)象被標(biāo)記以用于顯示，或在對(duì)象的元數(shù)據(jù)值不超過(guò)顯示閾值的其它情況下，該方法繼續(xù)進(jìn)行到步驟552，在步驟552對(duì)象被標(biāo)記為從顯示中排除。在一些情況下，元數(shù)據(jù)值等于顯示閾值也許是可能的，在這種情況下，該方法將分類以用于顯示，或不分類，如適合于特定實(shí)施方式。在該方法通過(guò)步驟551或552之后，該方法返回到步驟560，在步驟560確定虛擬投影儀的視場(chǎng)中的任何對(duì)象是否還未相對(duì)于顯示閾值進(jìn)行評(píng)估。在這個(gè)步驟，在視場(chǎng)中的對(duì)象組可以擴(kuò)展，因?yàn)楝F(xiàn)在被標(biāo)記為從顯示中排除的對(duì)象可以被忽略，這可以將新對(duì)象暴露為候選物以用于顯示。在一個(gè)或多個(gè)對(duì)象保留在還未進(jìn)行評(píng)估的虛擬投影儀的視場(chǎng)中的情況下，該方法在重返到步驟530之前在步驟561選擇新的當(dāng)前未標(biāo)記的對(duì)象。在其它情況下，如果在虛擬投影儀的視場(chǎng)中的所有對(duì)象已被評(píng)估，則該方法繼續(xù)進(jìn)行到步驟570，在步驟570，在該方法終止于步驟580之前，向用戶顯示視場(chǎng)中的對(duì)象(由于從顯示中排除而未被標(biāo)記)。將認(rèn)識(shí)到，如本文所使用的術(shù)語(yǔ)“標(biāo)記”并不暗示任何特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或記錄機(jī)構(gòu)，僅特定對(duì)象的狀態(tài)以某種方式被標(biāo)記、記錄或表示。在這個(gè)意義上，對(duì)象可以被當(dāng)作為以一種方式或另一方式隱含地標(biāo)記，例如因缺少具有替代含義的標(biāo)簽。當(dāng)該方法要求顯現(xiàn)因排除而未被標(biāo)記的對(duì)象時(shí)，其可以同樣要求顯現(xiàn)被標(biāo)記為用于顯示的標(biāo)簽。

在考慮圖3和圖4時(shí)，將顯而易見(jiàn)的是，顯示閾值的性能是以類似于手電筒或閃光燈的一些方式。進(jìn)行這個(gè)類比，考慮顯示函數(shù)的角度方面可能是有幫助的。

圖6示出了顯示函數(shù)的四個(gè)可能的角強(qiáng)度分布。在每種情況下，示出了極坐標(biāo)圖，其中徑向坐標(biāo)表示在離虛擬投影儀的特定距離處的最大閾值的百分比，并且角坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于在虛擬投影儀的取向和從虛擬投影儀310到對(duì)象330繪制的線320之間的角θ。

圖6a示出了顯示函數(shù)的第一角強(qiáng)度分布。如所示的，顯示函數(shù)角強(qiáng)度分布601大體上描述圓，其中100％的顯示函數(shù)在0度時(shí)生效，在60度時(shí)下降到50％，并且在90度時(shí)為0％。

圖6b示出了顯示函數(shù)的第二角強(qiáng)度分布。如所示的，顯示函數(shù)角強(qiáng)度分布602大體上描述橢圓，其中100％的顯示函數(shù)在0度時(shí)生效，在30度時(shí)下降到50％，并且在90度時(shí)為0％。結(jié)果因此是更聚焦的光束。

雖然圖6a和圖6b類似于可以根據(jù)真實(shí)手電筒或閃光燈預(yù)期的角強(qiáng)度分布的類型，但將認(rèn)識(shí)到可以定義任何任意的形式。

圖6c示出了顯示函數(shù)的第三角強(qiáng)度分布。如所示的，顯示函數(shù)角強(qiáng)度分布603大體上描述關(guān)于0度線對(duì)稱的不規(guī)則五邊形，其中100％的顯示函數(shù)從-27度經(jīng)過(guò)0度到+27度生效，在65度時(shí)下降到65％，并且對(duì)于超過(guò)65的角度為0％。結(jié)果是在定義的角度之外沒(méi)有色散的光束，定義的角度可以常規(guī)地聯(lián)系到虛擬投影儀的有限視場(chǎng)，雖然虛擬投影儀也可能有非常寬的或甚至球形視場(chǎng)，或?qū)τ诒忍摂M投影儀的視場(chǎng)更寬的角強(qiáng)度分布，較寬的角度僅不在顯示函數(shù)計(jì)算中使用。

圖6d示出了顯示函數(shù)的第四角強(qiáng)度分布。如所示的，顯示函數(shù)角強(qiáng)度分布604描述階梯函數(shù)，其將顯示函數(shù)設(shè)置為從-5度經(jīng)過(guò)0度到+5度生效，在-15度和-5度之間以及在+5度和15度之間下降到80％，在-25度和-15度之間以及在+15度和25度之間下降到50％，并且對(duì)于在25度之外的角度為0。結(jié)果是在定義的角度之外沒(méi)有色散的光束，定義的角度可以常規(guī)地聯(lián)系到虛擬投影儀的有限視場(chǎng)，雖然虛擬投影儀也可能有非常寬的或甚至球形視場(chǎng)，或?qū)τ诒忍摂M投影儀的視場(chǎng)更寬的角強(qiáng)度分布，較寬的角度僅不在顯示函數(shù)計(jì)算中使用。

將認(rèn)識(shí)到，雖然圖6示出了在一個(gè)維度上對(duì)應(yīng)于弧度的角強(qiáng)度分布，所述實(shí)施例可以輕易地?cái)U(kuò)展到對(duì)應(yīng)于圓錐體的二維分布，如圖3的示例的情境中所需的。如以下更詳細(xì)討論的，將認(rèn)識(shí)到，在不同的平面中的分布可以是不同的。

圖7基于圖5的方法和圖6d的角強(qiáng)度分布來(lái)示出工作示例。

為了當(dāng)前示例的目的，在0度處的顯示閾值被取為1/d²，以及在其它角度，閾值根據(jù)圖6d而進(jìn)行修改。

圖7a示出了實(shí)施例的應(yīng)用的第一階段。如圖7a中所示，提供了在6乘9陣列中的54個(gè)對(duì)象。虛擬投影儀710被提供有50度的視場(chǎng)711。如圖7a中所示，對(duì)象721、722、723、724和725定義最接近虛擬投影儀的視場(chǎng)中的第一行對(duì)象，對(duì)象731、732、733、734和735定義視場(chǎng)中的第二行對(duì)象，對(duì)象741、742、743、744和745定義視場(chǎng)中的第三行對(duì)象，751、752、753、754、755、756和757定義視場(chǎng)中的第四行對(duì)象，761、762、763、764、765、766和767定義視場(chǎng)中的第五行對(duì)象，并且771、772、773、774、775、776、777、778和779定義視場(chǎng)中的第六最遠(yuǎn)行的對(duì)象。根據(jù)圖5的方法，這些行中的每行被依次考慮。在以下表中陳述每個(gè)對(duì)象的距離和角度值。此外指示每個(gè)對(duì)象的顯示閾值的值，如通過(guò)使1/d²的值乘以對(duì)應(yīng)于如從圖6d得到的角度范圍的強(qiáng)度所確定的。每個(gè)單元的實(shí)際強(qiáng)度值被規(guī)定，并且在實(shí)際強(qiáng)度滿足或超過(guò)閾值的情況下，最后一列指示對(duì)象被標(biāo)記以用于顯示。

圖7b示出了實(shí)施例的應(yīng)用的結(jié)果。如圖7b中所示，對(duì)象721、722、723、724、725、731、732、733、734、735、741、742、743、744、745、751、752、753、754、755、756、757、761、762、763、764、765、766、767、771、772、773、774、775、776、777、778和779與不在投影儀的視場(chǎng)中的周圍對(duì)象隔離。參考圖7a被確定為滿足或超過(guò)顯示閾值的對(duì)象保留它們的陰影，而不滿足顯示閾值的單元沒(méi)有陰影。相應(yīng)地，當(dāng)對(duì)象被顯示給用戶時(shí)，他將能夠看透這組對(duì)象一直到較密集的對(duì)象組774、775、776，其通常被周圍的對(duì)象埋藏而看不見(jiàn)。

雖然為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)在對(duì)象的二維矩陣的情境中描述了圖7a和圖7b，但將認(rèn)識(shí)到，可以針對(duì)三維矩陣執(zhí)行相同的練習(xí)。

圖8示出了在三維情境中的圖7的實(shí)施例的擴(kuò)展。示出了具有取向820的虛擬投影儀810的位置。示出了對(duì)象830的9×9×9矩陣，其中靠近取向軸820的多個(gè)對(duì)象從顯示中排除。在與軸820相交的水平面中和與軸820相交的垂直面中顯示的對(duì)象對(duì)應(yīng)于在圖7b中被保留以用于顯示的對(duì)象。其它對(duì)象在與那些對(duì)象和軸820相交的平面中基于顯示函數(shù)的旋轉(zhuǎn)應(yīng)用從顯示中被排除。

將認(rèn)識(shí)到，顯示函數(shù)可以確定不同平面中的不同閾值。在圖8中，示出了與正交于軸820的極坐標(biāo)軸相關(guān)聯(lián)的虛擬投影儀810。與軸820相交的水平面和與軸820相交的垂直面分別成90度和0度，并且其它平面可以被定義為相對(duì)于這些極坐標(biāo)軸的任何任意角在這個(gè)基礎(chǔ)上，顯示函數(shù)可以包括附加的角分量以使得函數(shù)不需要是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。

還進(jìn)一步地，傳遞函數(shù)不需要被定義為連續(xù)函數(shù)，但更確切地作為一組離散閾值。

將認(rèn)識(shí)到，可以定義多個(gè)候選顯示閾值，其可以實(shí)施為如上陳述的顯示函數(shù)的定義提出的不同變化的任何組合，或其它情況。例如，相應(yīng)的候選顯示函數(shù)可以實(shí)施例如關(guān)于圖6所述的不同的角強(qiáng)度分布、例如在指數(shù)衰減、多項(xiàng)式曲線等的基礎(chǔ)上的距離變量的不同處理、如關(guān)于圖7所述的在不同平面中的不同閾值等等。候選顯示函數(shù)可以實(shí)施這些不同變量的任何組合，并且可以支持這些變量的單獨(dú)選擇。這些不同的變量可以與不同的權(quán)重組合，以使得可以調(diào)節(jié)對(duì)結(jié)果的每個(gè)影響。具體而言，距離變量可受限于縮放項(xiàng)，對(duì)閾值有倍增的影響，以使得或多或少地滲入虛擬投影儀的影響。

相應(yīng)地，可以提供另外的方法步驟，其接收將候選顯示函數(shù)規(guī)定為所述顯示函數(shù)的用戶輸入，例如縮放項(xiàng)或任何顯示函數(shù)特征或顯示函數(shù)特征的任何組合。

此外，可以提供另外的方法步驟：基于適合的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)選擇候選顯示函數(shù)用作所述顯示函數(shù)，例如縮放項(xiàng)或任何顯示函數(shù)特征或顯示函數(shù)特征的任何組合。例如，該方法可以試圖識(shí)別位于虛擬投影儀的視場(chǎng)內(nèi)的相干對(duì)象，并且選擇傾向于使任何這樣的對(duì)象變得完全可見(jiàn)或完全被掩蓋并且因此傾向于最小化部分對(duì)象的顯示的顯示函數(shù)。

相應(yīng)地，可以提供選擇候選顯示函數(shù)用作所述顯示函數(shù)的另外的方法步驟。

一般說(shuō)來(lái)，被選擇為在三維環(huán)境中顯示的對(duì)象由虛擬攝像機(jī)的位置、取向和視場(chǎng)確定。在先前的描述中，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，假設(shè)虛擬攝像機(jī)設(shè)置將不影響虛擬投影儀效果的實(shí)施方式，例如其中虛擬攝像機(jī)的位置與虛擬投影儀的位置相同，虛擬攝像機(jī)的取向與虛擬投影儀的取向?qū)R，并且虛擬攝像機(jī)的視場(chǎng)寬于或等于虛擬投影儀的視場(chǎng)。如此，虛擬攝像機(jī)的位置和虛擬投影儀的位置，或所述虛擬攝像機(jī)的取向和所述虛擬投影儀的取向，或所述虛擬攝像機(jī)的視場(chǎng)和所述虛擬投影儀的視場(chǎng)可以成所定義的關(guān)系，以使得關(guān)于虛擬攝像機(jī)的修改引起關(guān)于虛擬投影儀的對(duì)應(yīng)修改。

因此，虛擬投影儀和虛擬攝像機(jī)可以被鎖定在一起，從而使向用戶顯示的表示的中心受到虛擬投影儀的影響，當(dāng)用戶移動(dòng)虛擬攝像機(jī)時(shí)，虛擬投影儀跨環(huán)境掃描。

然而，可以設(shè)想從該布置的很多背離。虛擬攝像機(jī)和虛擬投影儀的位置、取向和視場(chǎng)中的任一個(gè)、所有或沒(méi)有一個(gè)可以被鎖定在一起。在一些情況下，其中的兩個(gè)可以是完全獨(dú)立的。在虛擬投影儀和虛擬攝像機(jī)之間的獨(dú)立程度使得投影儀的視場(chǎng)影響在虛擬攝像機(jī)的視場(chǎng)之外的對(duì)象的情況下，可以例如在圖5的步驟520之前提供確定投影儀是否影響在虛擬攝像機(jī)的視場(chǎng)之外的任何對(duì)象以及如果是則從開(kāi)始起從顯示中排除這些對(duì)象的附加步驟。相應(yīng)地，在顯示的步驟，顯示在所述虛擬攝像機(jī)的視場(chǎng)中的對(duì)象，不包括不滿足相應(yīng)的所述顯示閾值的那些對(duì)象。

相應(yīng)地，此外可以提供接收確定所述虛擬攝像機(jī)或所述虛擬投影儀的取向、位置或視場(chǎng)或這些的任何組合的用戶輸入的附加步驟。

還將認(rèn)識(shí)到，可以定義在相同環(huán)境中具有各種位置、取向和視場(chǎng)設(shè)置的如上所述的多個(gè)虛擬投影儀。

圖9示出了實(shí)施例對(duì)真實(shí)圖像的應(yīng)用。

圖9示出了在與關(guān)于圖1所述的情境類似的情境中的手提箱901的一部分。雖然通常顯示掩蓋手提箱的內(nèi)含物的手提箱的外皮，但在對(duì)應(yīng)于虛擬投影儀的視場(chǎng)的圓圈902內(nèi)，用戶的視野以關(guān)于前述實(shí)施例所述的方式穿透手提箱的內(nèi)含物，顯現(xiàn)在其它情況下將不可見(jiàn)的瓶體903。用戶可以使對(duì)應(yīng)于虛擬投影儀的視場(chǎng)的圓圈902在手提箱的表面之上移動(dòng)，以便審查其內(nèi)含物，而沒(méi)有對(duì)象作為整體被危害的相干性。通過(guò)這個(gè)手段，用戶保留對(duì)手提箱中的對(duì)象和它們的情境之間的相互關(guān)系的強(qiáng)烈直觀的理解。在這個(gè)特定的情況下，虛擬投影儀(未示出)在與虛擬攝像機(jī)離手提箱相同的距離處且以與虛擬攝像機(jī)相同的取向被固定在平面中，但可以由用戶或自動(dòng)地在那個(gè)平面周圍移動(dòng)以使得虛擬攝像機(jī)的視場(chǎng)中的不同區(qū)變得可見(jiàn)。用戶還可以選擇不同的顯示函數(shù)，并且具體而言改變距離縮放項(xiàng)，以便顯示手提箱的更深或更淺的部分。

相應(yīng)地，為了更好地探索由可以是體素的對(duì)象組成的虛擬3d計(jì)算機(jī)生成的環(huán)境，多邊形或任何其它構(gòu)造選擇性地不被顯示，以便更好地顯現(xiàn)下層對(duì)象。對(duì)象均與元數(shù)據(jù)值相關(guān)聯(lián)，元數(shù)據(jù)值有助于確定它們的可見(jiàn)度，例如密度或不透明度值。選擇的方式在某些程度上類似于光束從虛擬投影儀朝向?qū)ο蟮耐队?，其中基于顯示函數(shù)為所述虛擬投影儀的視場(chǎng)內(nèi)的每個(gè)對(duì)象確定顯示閾值，所述顯示函數(shù)與離虛擬投影儀的距離具有反比關(guān)系，并且進(jìn)一步根據(jù)由虛擬投影儀的取向和從所述虛擬投影儀分別到每個(gè)所述對(duì)象繪制的線定義的角度而變化。在這個(gè)基礎(chǔ)上，將優(yōu)先從顯示中排除具有離虛擬投影儀的軸的較小角分離并更接近投影儀的對(duì)象。

所公開(kāi)的方法可以采取完全硬件的實(shí)施例(例如fpga)和完全軟件的實(shí)施例(例如以控制根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng))或包含硬件和軟件元件的實(shí)施例的形式。如此，實(shí)施例可以包括適合于相互結(jié)合和/或利用例如如下所述的標(biāo)準(zhǔn)固定函數(shù)或可編程元件來(lái)實(shí)施本發(fā)明的多個(gè)子系統(tǒng)、功能元件或模塊。

在這個(gè)基礎(chǔ)上，提供了用于管理具有計(jì)算機(jī)生成的三維環(huán)境中的預(yù)定空間關(guān)系的對(duì)象相對(duì)于具有所述環(huán)境中的規(guī)定位置、取向和視場(chǎng)的虛擬投影儀的顯示的裝置，所述對(duì)象均與相應(yīng)的元數(shù)據(jù)值相關(guān)聯(lián)，所述元數(shù)據(jù)值定義其表示的所述對(duì)象的相應(yīng)可見(jiàn)度。裝置還適合于確定虛擬投影儀的視場(chǎng)內(nèi)的每個(gè)對(duì)象的顯示閾值，其中所述顯示函數(shù)與離虛擬投影儀的距離具有反比關(guān)系，并且其中所述顯示函數(shù)進(jìn)一步根據(jù)由虛擬投影儀的取向和從所述虛擬投影儀分別到每個(gè)對(duì)象繪制的線定義的角度而變化，并且其中所述裝置進(jìn)一步適合于引起在所述視場(chǎng)中顯示除不滿足所述對(duì)象的相應(yīng)所述顯示閾值的那些對(duì)象以外的對(duì)象。

類似地，提供了適合于例如參考圖2或圖5執(zhí)行上述方法中的任何方法的步驟的裝置。

軟件實(shí)施例包括但不限于應(yīng)用、固件、常駐軟件、微代碼等。本發(fā)明可以采取可從計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)訪問(wèn)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)提供程序代碼以通過(guò)計(jì)算機(jī)或指令執(zhí)行系統(tǒng)使用或結(jié)合計(jì)算機(jī)或指令執(zhí)行系統(tǒng)使用。

計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是可以包含、存儲(chǔ)、傳遞、傳播或傳送程序以通過(guò)指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用或結(jié)合指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用的任何裝置。介質(zhì)可以是電子、磁性、光學(xué)、電磁、紅外或半導(dǎo)體系統(tǒng)(或裝置或設(shè)備)或傳播介質(zhì)。

在一些實(shí)施例中，本文中所述的方法和過(guò)程可以全部或部分地由用戶設(shè)備實(shí)施。這些方法和過(guò)程可以由計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序或服務(wù)、應(yīng)用編程接口(api)、庫(kù)和/或其它計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或這樣的實(shí)體的任何組合來(lái)實(shí)施。

用戶設(shè)備可以是移動(dòng)設(shè)備，例如智能電話或平板電腦、無(wú)人駕駛飛機(jī)、計(jì)算機(jī)或具有處理能力的任何其它設(shè)備，例如機(jī)器人或其它連接的設(shè)備。

圖10示出了適合于本發(fā)明的實(shí)施例的實(shí)施方式的一般計(jì)算系統(tǒng)。

如圖10中所示，系統(tǒng)包括邏輯設(shè)備1001和存儲(chǔ)設(shè)備1002。系統(tǒng)可以可選地包括顯示子系統(tǒng)1011、輸入/輸出子系統(tǒng)1003、通信子系統(tǒng)1020和/或未示出的其它部件。

邏輯設(shè)備1001包括被配置為執(zhí)行指令的一個(gè)或多個(gè)物理設(shè)備。例如，邏輯設(shè)備1001可以被配置為執(zhí)行指令，所述指令為一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用、服務(wù)、程序、例程、庫(kù)、對(duì)象、部件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或其它邏輯構(gòu)造的部分。這樣的指令可被實(shí)施為執(zhí)行任務(wù)、實(shí)施數(shù)據(jù)類型、變換一個(gè)或多個(gè)部件的狀態(tài)、實(shí)現(xiàn)技術(shù)效果或在其它情況下達(dá)到期望結(jié)果。

邏輯設(shè)備1001可以包括被配置為執(zhí)行軟件指令的一個(gè)或多個(gè)處理器。另外地或替代地，邏輯設(shè)備可以包括被配置為執(zhí)行硬件或固件指令的一個(gè)或多個(gè)硬件或固件邏輯設(shè)備。邏輯設(shè)備的處理器可以是單核或多核，并且在其上執(zhí)行的指令可以被配置為連續(xù)、并行和/或分布式處理。邏輯設(shè)備1001的單獨(dú)部件可選地可以分布在可以遠(yuǎn)程地定位和/或配置用于經(jīng)協(xié)調(diào)的處理的兩個(gè)或更多個(gè)單獨(dú)的設(shè)備當(dāng)中。邏輯設(shè)備1001的方面可以由在云計(jì)算配置中配置的遠(yuǎn)程可訪問(wèn)的聯(lián)網(wǎng)計(jì)算設(shè)備進(jìn)行虛擬化和執(zhí)行。

存儲(chǔ)設(shè)備1002包括被配置為保持可由邏輯設(shè)備執(zhí)行的指令以實(shí)施本文中所述的方法和過(guò)程的一個(gè)或多個(gè)物理設(shè)備。當(dāng)這樣的方法和過(guò)程被實(shí)施時(shí)，可以變換存儲(chǔ)設(shè)備1002的狀態(tài)以例如保持不同的數(shù)據(jù)。

存儲(chǔ)設(shè)備1002可以包括可移動(dòng)設(shè)備和/或內(nèi)置設(shè)備。存儲(chǔ)設(shè)備可以本地或遠(yuǎn)程地存儲(chǔ)(在例如云中)。存儲(chǔ)設(shè)備602可以包括一種或多種類型的存儲(chǔ)設(shè)備，其包括光學(xué)存儲(chǔ)器(例如cd、dvd、hd-dvd、藍(lán)光盤等)、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(例如flash、ram、eprom、eeprom等)和/或磁性存儲(chǔ)器(例如硬盤驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器、磁帶驅(qū)動(dòng)器、mram等)連同其它存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)設(shè)備可以包括易失性、非易失性、動(dòng)態(tài)、靜態(tài)、讀/寫(xiě)、只讀、隨機(jī)存取、連續(xù)存取、位置可尋址、文件可尋址和/或內(nèi)容可尋址的設(shè)備。

在特定布置中，系統(tǒng)可以包括適合于支持邏輯設(shè)備1001與另外的系統(tǒng)部件之間的通信的接口1003。例如，附加的系統(tǒng)部件可以包括可移動(dòng)設(shè)備和/或內(nèi)置擴(kuò)展存儲(chǔ)設(shè)備。擴(kuò)展存儲(chǔ)設(shè)備可以包括一種或多種類型的存儲(chǔ)設(shè)備，其包括光學(xué)存儲(chǔ)器1032(例如cd、dvd、hd-dvd、藍(lán)光盤等)、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(未示出)(例如ram、eprom、eeprom、flash等)和/或磁性存儲(chǔ)器1031(例如硬盤驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器、磁帶驅(qū)動(dòng)器、mram等)連同其它存儲(chǔ)器。這樣的擴(kuò)展存儲(chǔ)設(shè)備可以包括易失性、非易失性、動(dòng)態(tài)、靜態(tài)、讀/寫(xiě)、只讀、隨機(jī)存取、連續(xù)存取、位置可尋址、文件可尋址和/或內(nèi)容可尋址的設(shè)備。

將認(rèn)識(shí)到，存儲(chǔ)設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)物理設(shè)備，并且本質(zhì)上不包括傳播信號(hào)。然而，本文中所述的指令的方面替代地可以由通信介質(zhì)(例如電磁信號(hào)、光信號(hào)等)傳播，與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備上相反。

邏輯設(shè)備1001和存儲(chǔ)設(shè)備1002的方面可以一起集成到一個(gè)或多個(gè)硬件邏輯部件內(nèi)。這樣的邏輯部件可以包括例如現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fpga)、程序或應(yīng)用特定集成電路(pasic/asic)、程序或應(yīng)用特定標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(pssp/assp)、片上系統(tǒng)(soc)和復(fù)雜可編程邏輯設(shè)備(cpld)。

術(shù)語(yǔ)“程序”可以用于描述被實(shí)施為執(zhí)行特定的功能的計(jì)算系統(tǒng)的方面。在一些情況下，程序可以經(jīng)由執(zhí)行由存儲(chǔ)設(shè)備保持的機(jī)器可讀指令的邏輯設(shè)備來(lái)例示。將理解，可以根據(jù)相同的應(yīng)用、服務(wù)、代碼塊、對(duì)象、庫(kù)、例程、api、函數(shù)等來(lái)例示不同的模塊。同樣，可以由不同的應(yīng)用、服務(wù)、代碼塊、對(duì)象、庫(kù)、例程、api、函數(shù)等來(lái)例示相同的程序。術(shù)語(yǔ)“程序”可以包含單獨(dú)的可執(zhí)行文件、數(shù)據(jù)文件、庫(kù)、驅(qū)動(dòng)器、腳本、數(shù)據(jù)庫(kù)記錄等或這些項(xiàng)的組。

具體而言，圖10的系統(tǒng)可以用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例。

例如，實(shí)施關(guān)于圖2或圖5所述的步驟的程序可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備1002中并由邏輯設(shè)備1001執(zhí)行。用于創(chuàng)建對(duì)象的圖形表示及其相關(guān)聯(lián)的標(biāo)量元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備1002或擴(kuò)展存儲(chǔ)設(shè)備1032或1031和用于顯示圖形表示的顯示器1011中。

在一些情況下，計(jì)算系統(tǒng)可以包括掃描儀1080或如上所述的其它三維成像系統(tǒng)或與掃描儀1080或如上所述的其它三維成像系統(tǒng)進(jìn)行通信。該通信可以按需要由有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、串行總線、firewire、thunderbolt、scsi或任何其它通信模塊實(shí)現(xiàn)。在這樣的情況下，用于掃描儀1080的控制和/或從其檢索數(shù)據(jù)的程序可以同時(shí)在邏輯設(shè)備1001上運(yùn)行，或這些特征可以在與實(shí)施關(guān)于圖2或5所述的步驟相同的程序中實(shí)施。

相應(yīng)地，可以以計(jì)算機(jī)程序的形式來(lái)體現(xiàn)本發(fā)明。

此外，當(dāng)被適當(dāng)?shù)嘏渲煤瓦B接時(shí)，圖10的元件可以構(gòu)成適合于生成數(shù)據(jù)集的圖形表示并使顯示設(shè)備顯示所述表示的裝置；該裝置還可以適合于從眼跟蹤系統(tǒng)接收指示注視點(diǎn)(pointofregard)的數(shù)據(jù)。該裝置可以包括用于在持續(xù)時(shí)間內(nèi)編譯注視點(diǎn)的記錄的存儲(chǔ)器，并且該裝置還可以適合于修改圖形表示以指示所述注視點(diǎn)指向在所述表示中的每個(gè)點(diǎn)時(shí)的持續(xù)時(shí)間的比例。如上所述，這個(gè)注視點(diǎn)然后可以被選定點(diǎn)和/或光標(biāo)同化。

將認(rèn)識(shí)到，如本文中使用的“服務(wù)”是跨多個(gè)用戶會(huì)話可執(zhí)行的應(yīng)用程序。服務(wù)可以可用于一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)部件、程序和/或其它服務(wù)。在一些實(shí)施方式中，服務(wù)可以在一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器計(jì)算設(shè)備上運(yùn)行。

當(dāng)被包括時(shí)，顯示子系統(tǒng)1011可以用于顯現(xiàn)由存儲(chǔ)設(shè)備保持的數(shù)據(jù)的視覺(jué)表示。這個(gè)視覺(jué)表示可以采取圖形用戶界面(gui)的形式。如在本文中所述的，方法和過(guò)程改變由存儲(chǔ)設(shè)備1002保持的數(shù)據(jù)，并因此變換存儲(chǔ)設(shè)備1002的狀態(tài)，顯示子系統(tǒng)1011的狀態(tài)同樣可以變換以在視覺(jué)上表示基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中的變化。顯示子系統(tǒng)1011可以包括在視覺(jué)上利用例如如上討論的任何類型的技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)顯示設(shè)備。這樣的顯示設(shè)備可以與共用外殼中的邏輯設(shè)備和/或存儲(chǔ)設(shè)備組合，或這樣的設(shè)備可以是外圍顯示設(shè)備。

當(dāng)被包括時(shí)，輸入子系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)用戶輸入設(shè)備(例如鍵盤1012、鼠標(biāo)1013、觸摸屏1011或游戲控制器(未示出))或與這些設(shè)備進(jìn)行接口連接。在一些實(shí)施例中，輸入子系統(tǒng)可以包括選定的自然用戶輸入(nui)部件或與選定的自然用戶輸入(nui)部件進(jìn)行接口連接。這樣的部件可以是集成的或外圍的，并且輸入動(dòng)作的轉(zhuǎn)換和/或處理可以在板上或板外進(jìn)行操縱。示例nui部件可以包括用于語(yǔ)音和/或聲音識(shí)別的麥克風(fēng)；用于機(jī)器視覺(jué)和/或手勢(shì)識(shí)別的紅外、彩色、立體聲和/或深度攝像機(jī)；用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和/或意圖識(shí)別的頭跟蹤器、眼跟蹤器、加速度計(jì)和/或陀螺儀；以及用于評(píng)估腦部活動(dòng)的電場(chǎng)感測(cè)部件。

當(dāng)被包括時(shí)，通信子系統(tǒng)1020可以被配置為將計(jì)算系統(tǒng)與一個(gè)或多個(gè)其它計(jì)算設(shè)備通信地耦合。例如，通信模塊可以經(jīng)由任何尺寸的網(wǎng)絡(luò)(包括例如個(gè)域網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng))將計(jì)算設(shè)備通信地耦合到例如在遠(yuǎn)程服務(wù)器1076上托管的遠(yuǎn)程服務(wù)。通信子系統(tǒng)可以包括與一個(gè)或多個(gè)不同的通信協(xié)議兼容的有線和/或無(wú)線通信設(shè)備。作為非限制性示例，通信子系統(tǒng)可以被配置為經(jīng)由無(wú)線電話網(wǎng)絡(luò)1074或有線或無(wú)線局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)進(jìn)行通信。在一些實(shí)施例中，通信子系統(tǒng)可以允許計(jì)算系統(tǒng)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(例如互聯(lián)網(wǎng)1075)將消息發(fā)送到其它設(shè)備和/或從其它設(shè)備接收消息。另外，通信子系統(tǒng)可以支持與無(wú)源或有源設(shè)備(nfc、rfid等)的短距離感應(yīng)通信。

圖10的系統(tǒng)旨在反映不同類型的信息操縱系統(tǒng)的廣泛范圍。將認(rèn)識(shí)到，關(guān)于圖10所述的很多子系統(tǒng)和特征對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式是不需要的，但被包括以反映根據(jù)本發(fā)明的可能的系統(tǒng)。將認(rèn)識(shí)到，系統(tǒng)架構(gòu)廣泛地變化，并且在圖10的不同子系統(tǒng)之間的關(guān)系僅僅是示意性的，并且可能在系統(tǒng)中的作用的布局和分布方面變化。將認(rèn)識(shí)到，實(shí)際上，系統(tǒng)可能合并關(guān)于圖10所述的各種特征和子系統(tǒng)的不同子集。圖11、12和13公開(kāi)了根據(jù)本發(fā)明的另外的示例設(shè)備。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以在未來(lái)采用也根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行操作的系統(tǒng)。

圖11示出了可適合于構(gòu)成實(shí)施例的智能電話設(shè)備。如圖11中所示的，智能電話設(shè)備包含如上所述的元件1001、1002、1003、1020、近場(chǎng)通信接口1121、閃速存儲(chǔ)器1133、元件1014、1015和1011。其經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)1075與電話網(wǎng)絡(luò)1174和服務(wù)器1076通信。還可以使用替代的通信機(jī)構(gòu)，例如專用網(wǎng)絡(luò)或wi-fi。設(shè)備還可以與掃描儀設(shè)備1080通信。在這個(gè)圖中公開(kāi)的特征也可以包括在平板設(shè)備內(nèi)。

圖12示出了可適合于構(gòu)成實(shí)施例的對(duì)象掃描儀系統(tǒng)。這表示在機(jī)場(chǎng)等中用于掃描行李和其它物品以找出隱藏的武器或違禁品的設(shè)備。如圖12中所示，對(duì)象掃描儀系統(tǒng)包括如上所述的元件1001、1002、1003、1020、1014和1017。其可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)1075與服務(wù)器1076通信。還可以使用替代的通信機(jī)構(gòu)，例如專用網(wǎng)絡(luò)或wi-fi。設(shè)備還與掃描儀硬件1080通信。

圖13示出了可適合于構(gòu)成實(shí)施例的身體掃描儀系統(tǒng)。這表示在機(jī)場(chǎng)、火車站等中用于掃描個(gè)體以找出隱藏的武器或違禁品的設(shè)備。如圖13中所示，對(duì)象掃描儀系統(tǒng)包括如上所述的元件1001、1002、1003、1020、1014和1017。其可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)1075與服務(wù)器1076通信。還可以使用替代的通信機(jī)構(gòu)，例如專用網(wǎng)絡(luò)或wi-fi。設(shè)備還與掃描儀硬件1080通信。

將理解，本文中所述的配置和/或方法在本質(zhì)上是示例性的，并且這些特定的實(shí)施方式或示例并不在限制性意義上考慮，因?yàn)楹芏嘧兓强赡艿摹１疚闹兴龅奶囟ɡ袒蚍椒梢源砣魏螖?shù)量的處理策略中的一個(gè)或多個(gè)。如此，所示和/或所述的各種作用可以按所示和/或所述的順序、以其它順序、并行地執(zhí)行或被省略。同樣，上述過(guò)程的順序可以改變。

本公開(kāi)內(nèi)容的客體包括各種過(guò)程、系統(tǒng)和配置的所有新穎和非顯而易見(jiàn)的組合和子組合以及本文中公開(kāi)的其它特征、功能、作用和/或特性以及其任何和所有等效形式。