用于對于多個3d顯示器呈現對象的方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明一般地涉及圖像處理技術。具體地說，本發明涉及一種用于對于多個3D (三維)顯示器呈現對象的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]呈現是3D計算機圖形的重要主題之一，其指的是借助于計算機程序根據模型來生成圖像的處理。
[0003]在計算機圖形中，多屏幕交互性(例如第二屏幕、三重播放等)是一種涉及多個顯示器和輸入設備(例如TV、移動或平板電腦)的新的人類計算機交互技術，其給予了用戶發出命令以及消費媒體內容的另一方式。在多屏幕應用中，很多交互涉及將虛擬對象從一個屏幕傳送到另一屏幕。這種多屏幕應用可以被應用于2D顯示器和3D顯示器這兩者的上下文中。
[0004]在2D情況下，為了將虛擬對象從一個屏幕傳送到另一屏幕，僅需要將虛擬對象呈現為使得其在一個屏幕處消失而同時在另一屏幕處顯現。因此，內容的時間同步是2D多屏幕應用中的關鍵問題之一，使得在不同設備處的內容和用戶輸入可以沿著時間線對準。然而，在2D環境中不可能創建使得用戶感覺到對象真正地從一個屏幕“移動”到另一屏幕的沉浸式用戶體驗。
[0005]在3D多屏幕情況下，現在能夠以虛擬對象在空間上同步的方式(即，對象的大小、姿勢和位置在移動期間在根據特定用戶所定義的3D空間中保持連續)來呈現虛擬對象，使得只要不同屏幕彼此靠近就可以在該不同屏幕之間傳送虛擬對象。在3D多屏幕應用中，僅時間同步是不夠的，并且空間同步對于給予用戶一致的3D體驗也是很重要的。3D多屏幕應用中的空間同步問題尚未得以良好地研究。
【發明內容】
[0006]鑒于傳統技術中的上述問題，本發明提出一種用于對于多個3D顯示器呈現對象的方法和裝置，其有助于解決3D多屏幕應用中的空間同步問題，使得用戶可以在不同3D顯示器之間無縫地傳送虛擬對象。
[0007]根據本發明一方面，提供一種用于對于多個3D顯示器呈現對象的方法。所述方法包括:根據全局坐標系統中所述對象位置與從用戶的眼睛到3D顯示器所定義的區域的關系來確定所述多個3D顯示器之一以呈現所述對象；以及在所確定的3D顯示器上呈現所述對象。
[0008]根據本發明一方面，提供一種用于對于多個3D顯示器呈現對象的裝置。所述裝置包括:用于根據全局坐標系統中所述對象的位置與從用戶的眼睛到3D顯示器所定義的區域的關系來確定所述多個3D顯示器之一以呈現所述對象的部件；以及用于在所確定的3D顯示器上呈現所述對象的部件。
[0009]應當理解，在本發明的以下詳細描述中將發現本發明的更多方面和優點。
【附圖說明】
[0010]包含了附圖以連同用于解釋實施例的原理的描述一起提供本發明的實施例的進一步理解。本發明不限于實施例。
[0011]在附圖中:
[0012]圖1是示出根據本發明實施例的用于對于多個3D顯示器設備呈現對象的方法的流程圖；
[0013]圖2是示出用戶將虛擬對象從第一 3D顯示器設備傳送到第二 3D顯示器設備的典型應用情形的示例性示圖；
[0014]圖3是示出根據本發明實施例的校準處理的流程圖；
[0015]圖4是示出根據本發明實施例的交互處理的流程圖；
[0016]圖5是示出利用視景體(viewing frustum)來確定3D屏幕以呈現虛擬對象的示例性示圖；以及
[0017]圖6是示出根據本發明實施例的用于根據用戶的眼睛的位置來呈現虛擬對象的處理的示例性示圖。
【具體實施方式】
[0018]現將結合附圖詳細描述本發明實施例。在以下描述中，為了簡明，可以省略公知功能和配置的一些詳細描述。
[0019]圖1是示出根據本發明實施例的用于對于多個3D顯示器設備呈現對象的方法的流程圖。
[0020]如圖1所示，在步驟S101，定義了用于多個3D顯示器設備和用戶的眼睛的全局坐標系統。在計算機圖形中，坐標系統是使用一個或多個數或坐標以唯一地確定顯示空間中的點或其它幾何元素的位置的系統。而地理坐標系統是使得顯示空間中的每一點能夠由一組數或坐標指定的坐標系統。本領域技術人員應當理解，3D呈現將使用3D坐標系統，其中，3D模型的點由三個實數或坐標指代，指示從該點到三條固定、垂直和帶刻度的線(稱為在原點處相交的軸)的垂直投影的位置。
[0021]在步驟S102，檢測多個3D顯示器設備的姿勢和位置，并且跟蹤用戶的眼睛在全局坐標系統中的位置。應當理解，多個3D顯示器設備中的一個或多個以及用戶可以是可移動的。在此情況下，所跟蹤的用戶的眼睛的位置以及檢測到的3D顯示器設備的姿勢和位置應當根據它們的對應移動而在全局坐標系統中得以更新。
[0022]在步驟S103，定義了用于每個3D顯示器設備的局部坐標系統。顯示器設備的局部坐標系統使用一個或多個數或坐標來唯一地確定顯示器設備的顯示空間中的點或其它幾何元素的位置。
[0023]在步驟S104，計算從3D顯示器設備的局部坐標系統到全局坐標系統的各個變換矩陣。
[0024]在步驟S105，在多個3D顯示器設備當中，根據對象是否處于從用戶的眼睛到3D顯示器設備的邊界的視景體內來確定應呈現對象的3D顯示器設備。在3D計算機圖形中，視景體是可以顯現在屏幕上的模型化世界中的空間的區域。該區域的確切形狀取決于正在模擬何種相機鏡頭而變化，但典型地，其為四棱錐的視錐(frustum)。應當理解，步驟S105可以包括:確定對象在全局坐標系統中的位置和姿勢。此外，在用戶與3D顯示器設備的交互期間，可以根據例如由輸入設備進行的用戶輸入來改變對象的位置和姿勢。如稍后將描述的那樣，用戶可以使用輸入設備，以操控各3D顯示器設備之一上所顯示的對象。在此情況下，本領域技術人員應當理解，對于輸入設備也應當執行上述步驟S102至S104。
[0025]在步驟S106，將對象從全局坐標系統轉換到所確定的3D顯示器設備的局部坐標系統，并且在所確定的3D顯示器設備上呈現對象。
[0026]接下來，將詳細描述提供一種用于使用眼睛跟蹤技術以使得能夠進行多個3D顯示器設備之間的虛擬對象的無縫過渡的3D多屏幕交互的方法和裝置。
[0027]具體地說，將參照所謂的雙屏幕應用(即用戶將虛擬對象從3D顯示器設備傳送到另一 3D顯示器設備)的實施例來詳細描述所述方法。
[0028]圖2是示出用戶將虛擬對象從第一 3D顯示器設備傳送到第二 3D顯示器設備的典型應用情形的示例性示圖。
[0029]在圖2中，僅為了說明的目的，第一 3D顯示器設備示出為具有3D屏幕201的3D平板電腦，第二 3D顯示器設備示出為具有3D屏幕202的3D TV。應當理解，其它類型的3D顯示器設備也可以應用于本發明中。3D屏幕201在該示例中是觸摸屏，用戶可以借此通過以輸入設備203 (記錄筆或用戶的手指)觸摸屏幕而通過簡單或多種觸摸姿勢來操控屏幕201上所顯示的對象。至于操控，其表示改變對象的各顯示參數中的一個或多個，包括但不限于位置和姿勢。作為所提及的操控的示例，用戶可以改變虛擬對象的位置和姿勢，以將其從3D屏幕201上的對象開始點無縫地傳送到3D屏幕202的對象結束點。接下來，將參照圖2中的應用情形來描述根據本發明實施例的用于3D屏幕201與202之間的對象過渡的方法。為了簡化說明，描述僅具有兩個3D顯示器設備的情況。本領域技術人員應當理解，本發明也可以應用于多個3D顯示器設備之間的對象過渡的上下文中。
[0030]根據參照圖1所描述的本發明實施例，為了在傳送對象期間完成用于3D多屏幕應用的空間同步的目的，執行兩個主要處理，即，用于校準所涉及的3D屏幕的相對位置和姿勢并且跟蹤用戶的眼睛位置的校準處理以及用于在兩個3D屏幕之間傳送對象的交互處理。
[0031]使用校準處理來設置用于局部呈現的所有3D屏幕的局部坐標以及用于坐標變換的變換矩陣。如果一些3D屏幕是移動的，則需要使用一些在線定位技術(例如無線電定位、相機定位、回轉儀等)來實時更新它們的位置和姿勢。
[0032]圖3是示出根據本發明實施例的校準處理的流程圖。
[0033]如