本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實交互領域，尤其涉及一種虛擬現(xiàn)實交互體驗方法及裝置。

背景技術：

虛擬實境(英語：virtualreality，縮寫為vr)，簡稱虛擬技術，也稱虛擬環(huán)境，是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，提供用戶關于視覺等感官的模擬，讓用戶感覺仿佛身歷其境，可以及時、沒有限制地觀察三維空間內(nèi)的事物。用戶進行位置移動時，電腦可以立即進行復雜的運算，將精確的三維世界視頻傳回產(chǎn)生臨場感。該技術集成了計算機圖形、計算機仿真、人工智能、感應、顯示及網(wǎng)絡并行處理等技術的最新發(fā)展成果，是一種由計算機技術輔助生成的高技術模擬系統(tǒng)。

現(xiàn)有常用的虛擬現(xiàn)實技術，用戶只能夠在有限的空間內(nèi)進行體驗，為了能夠體驗大于現(xiàn)實空間的內(nèi)容，角色在虛擬場景中的位移通常由電腦自動完成，即與用戶的實際位移并不相關，這樣帶來的后果就是犧牲掉了用戶體驗的真實感。

技術實現(xiàn)要素：

為此，需要提供一種新的虛擬世界探索方法，解決用戶體驗更大的虛擬空間的問題。

為實現(xiàn)上述目的，發(fā)明人提供了一種虛擬現(xiàn)實交互體驗方法，包括如下步驟，獲取現(xiàn)實空間位置與障礙物的距離信息，障礙物方位信息；根據(jù)現(xiàn)實空間位置與障礙物的距離信息判斷是否需要進行轉(zhuǎn)向；當判斷為是時，對虛擬場景中視野外的參照物劃分類群，獲取不同參照物類群的大小信息、方位信息、距離信息；對所述大小信息、方位信息、距離信息分別賦予分值，并加權計算，選取計算得分最高的參照物作為最佳參照物并進行方位角變換；對最佳參照物外的其他參照物類群，均根據(jù)加權賦值得分與最佳參照物賦值得分的比例進行方位角變換；方位角變換方向為障礙物方位信息的對向。

優(yōu)選地，包括如下步驟，對大小信息分值、方位信息分值、距離信息分值加權的權重分別為0.2、0.2、0.6。

優(yōu)選地，所述方位角變換公式為：

方位角變換＝(參照物類群加權得分/最佳參照物加權得分)*10.25°

一種虛擬現(xiàn)實交互體驗裝置，包括如下模塊，獲取模塊、判斷模塊、類群信息模塊、賦值計算模塊、方位角變換模塊；

所述獲取模塊用于獲取現(xiàn)實空間位置與障礙物的距離信息，障礙物方位信息；

所述判斷模塊用于根據(jù)現(xiàn)實空間位置與障礙物的距離信息判斷是否需要進行轉(zhuǎn)向；

所述類群信息模塊用于在判斷為是時對虛擬場景中視野外的參照物劃分類群，獲取不同參照物類群的大小信息、方位信息、距離信息；

所述賦值計算模塊用于對所述大小信息、方位信息、距離信息分別賦予分值，并加權計算；

所述方位角變換模塊用于選取計算得分最高的參照物作為最佳參照物并進行方位角變換；對最佳參照物外的其他參照物類群，均根據(jù)加權賦值得分與最佳參照物賦值得分的比例進行方位角變換；方位角變換方向為障礙物方位信息的對向。

優(yōu)選地，所述賦值計算模塊對大小信息分值、方位信息分值、距離信息分值加權的權重分別為0.2、0.2、0.6。

優(yōu)選地，所述方位角變換公式為：

方位角變換＝(參照物類群加權得分/最佳參照物加權得分)*10.25°

上述技術方案通過對虛擬場景中視野外的參照物進行方位角的變換，能夠引導用戶在調(diào)整視野之后變化自身的朝向，從而達到避開障礙物的效果，對于視野外的參照物還根據(jù)不同參數(shù)屬性進行了適應優(yōu)化，重復應用本發(fā)明方法用戶也不會感到不適、眩暈，具有很好的應用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明具體實施方式所述的基于視野判斷的虛擬世界探索方法流程圖；

圖2為本發(fā)明具體實施方式所述的用戶行走路徑示意圖；

圖3為本發(fā)明具體實施方式所述的簡化虛擬場景示意圖；

圖4為本發(fā)明具體實施方式所述的基于視野變換的最佳參照物選取方法流程圖；

圖5為本發(fā)明具體實施方式所述的虛擬現(xiàn)實交互體驗方法流程圖；

圖6為本發(fā)明具體實施方式所述的基于視野判斷的虛擬世界探索裝置模塊圖；

圖7為本發(fā)明具體實施方式所述的基于視野變換的最佳參照物選取裝置模塊圖；

圖8為本發(fā)明具體實施方式所述的虛擬現(xiàn)實交互體驗裝置模塊圖。

附圖標記說明：

600、物體劃分模塊；

602、坐標調(diào)整模塊；

604、障礙物檢測模塊；

606、判斷模塊；

608、參數(shù)確定模塊；

700、類群劃分模塊；

702、類群信息模塊；

704、最佳選取模塊；

706、賦值計算模塊；

708、類群判斷模塊；

710、比例變換模塊；

800、獲取模塊；

802、判斷模塊；

804、類群信息模塊；

806、賦值計算模塊；

808、方位角變換模塊。

具體實施方式

為詳細說明技術方案的技術內(nèi)容、構造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合具體實施例并配合附圖詳予說明。

這里請看圖1，我們的方法可以開始于步驟，s103判斷當前角色的視野范圍，將場景內(nèi)的物體劃分為視野內(nèi)物體或視野外物體，s104將視野外的物體進行坐標變換。最后將坐標變換了的物體顯示在視野中。在我們的實施例中，現(xiàn)實空間(以下稱房間)范圍內(nèi)通常具有一定的障礙物，如墻壁等等，人們(以下稱用戶)身處房間內(nèi)，避免其與障礙物如墻壁進行碰撞是首要任務，以免造成危險。如果虛擬空間(以下稱場景)中的人物(以下稱角色)的行動與用戶行為掛鉤，則人物在虛擬空間中的探索區(qū)域始終無法超過房間的大小。人們在探索世界時的動作行為需要尋找參照物，有傳言認為，讓人在雪地、森林等地走直線，最終都會變成繞一個大圈。我們的方法原理，是通過將場景內(nèi)的參照物的坐標位置進行不被人注意到的改動，從而引導用戶進行改變行進的方向。

在圖2所示的實施例中，清楚地說明了這種方法可能帶來的結(jié)果，用戶在每個線段中是直線行走，場景中角色亦然，在每次改變了行進方向之后，用戶實際上在現(xiàn)實空間中繞行了一個八邊形，而其始終以為自己正在行進的是一條直線，則其在虛擬空間中探索了遠長于房間邊長的路徑，達到了探索更廣闊的虛擬空間的效果。通過上述方式進行的工作中，也許每次轉(zhuǎn)過45°的方位角也會帶來很大的不真實感或眩暈，但是在極端一些的實施例中，例如房間規(guī)模更大、允許用戶轉(zhuǎn)向的空間更多的時候，如每次僅改變10度左右的方位角，方位角也可以根據(jù)實際的需要自行設定，則用戶則能夠在不感到眩暈的前提下確確實實地完成了更大空間的探索。

在一些具體的實施例中，方法還包括步驟，s101接收用戶現(xiàn)實位置信息，判斷現(xiàn)實空間中障礙物的方位、距離，s102根據(jù)障礙物的方位、距離判斷是否需要進行轉(zhuǎn)向，當判斷需要進行轉(zhuǎn)向時，再進行障礙物的方位、距離判斷是否需要轉(zhuǎn)向、如何轉(zhuǎn)向，例如當角色處于所示位置時，可以探測其左側(cè)、右側(cè)、前方與障礙物的距離，探測的方法不論，只需能夠得到現(xiàn)實空間墻壁與當前用戶所在位置關系即可。例如在圖2中當探測得到前方障礙物已經(jīng)比較接近，同時其左側(cè)障礙物距離小于右側(cè)障礙物的距離。系統(tǒng)判斷可以引導用戶向右側(cè)轉(zhuǎn)向。那么可以進行將是野外的參照物坐標向右側(cè)偏移，使得用戶在視野變回到參照物后，則沿變化后的角度繼續(xù)前進。

在一個簡化了的實施例中，我們可以想象這樣一個虛擬場景：場景物體只有純色的地面、地上大致排列成直線的箱子與天上的太陽，如圖3所示，外圍的方塊代表了角色的當前視野，視野中僅有兩個箱子、地面天空和太陽。當用戶控制角色低頭檢查箱子a的時候，其專注于眼前的事物，其余箱子與太陽全部處于視野外。此時系統(tǒng)偷偷將其余箱子與太陽的位置坐標向右偏移10°。在角色檢查完箱子再回頭注視太陽及朝箱子b走去的時候，用戶實際上在現(xiàn)實空間中已經(jīng)向右轉(zhuǎn)了10°，并毫不懷疑自己仍然是在走直線。從而用戶在現(xiàn)實空間中避開了障礙物，當然，其在虛擬場景中探索的也同樣是一條直線上的內(nèi)容，如果重復上述過程，用戶不自知地在現(xiàn)實空間中的小范圍內(nèi)不斷轉(zhuǎn)向，而我們成功地將遠長于現(xiàn)實空間邊長的內(nèi)容展現(xiàn)給了用戶?；谏鲜鲈恚緦＠膶嵤┱呖梢蕴峁┎煌挠螒?活動規(guī)則引導用戶在什么時候看什么地方(例如內(nèi)容不光是開箱子更可以是采蘑菇打飛機看流星有怪獸等等)。這不是本專利想討論的內(nèi)容，我們僅需要對視野內(nèi)外的物體進行區(qū)分，最后對視野外的全部或部分參照物進行坐標變動，就能夠完成誘導用戶在現(xiàn)實空間中繞圈的效果。

在進一步的實施例中，場景中可能有多個參照物體，如果僅單一或部分地對某個參照物進行坐標變換，就很難做到不易察覺，并且最佳參照物的選擇也是個問題。為了解決這個問題，本發(fā)明還提出一種變換參照物坐標的優(yōu)化方法，如圖4所示，針對場景中存在的若干參照物，先進行步驟s401對虛擬場景中視野外的參照物劃分類群，針對不同的群，進行步驟s402獲取不同參照物類群的大小信息、方位信息、距離信息等。這里大小信息指的是參照物群在視野中的大小，即參照物在視界中所占的角面積。方位信息指的是在視野外的參照物體與視野邊界的水平方位的角距離，以平視視野為例，一般視野寬度為140°左右，則位于順時針70°——290°的參照物位于視界外，與視界邊界的角距離即為方位角度的差值。距離信息指的是參照物坐標與當前角色的距離，也可以理解為景深，通常作為場景背景的物體具有最遠的距離，也就具有最深的景深。

隨后在劃分完參照物類群后，就可以選擇本方法中最優(yōu)的參照物，步驟s403根據(jù)參照物類群的大小信息、方位信息或距離信息選取最佳參照物。

在某些實施例中，可以選取大小參數(shù)最大的參照物類群，參照物類群越大，則選取該類群為最佳參照物的可能性越高，如某些場景中有月亮、樹林和房子，雖然單顆樹木的大小小于房子，但是在類群劃分后，具有同樣特征的樹木組合的樹林類群具有最大的視野角面積，我們的發(fā)明人在實踐中發(fā)現(xiàn)，在視野變換后人們習慣于選取視野中大范圍的物體作為自己的參照，選取大小參數(shù)最大的參照物類群作為最佳參照物，能夠最小化用戶在體驗視野變換的虛擬世界探索時的違和感，增強用戶的使用體驗。

在另一些實施例中，可以根據(jù)上述方位信息選取最佳參照物，通過方位信息選擇最佳參照物有兩個條件，該類群中所有物體需要在視野外，且類群與當前視野的距離最小。這樣做的原因可以歸結(jié)為，首先視野變動一般不會太大，選取與當前視野距離過大的參照物進行變動沒有意義，另外在當前視野的最小的參照物進行變動也能夠使用戶關注點更為集中，減小用戶的違和感，同時也能夠增強用戶的使用體驗。

為了更好地解決用戶的使用體驗問題，作為一些優(yōu)選地實施例，可以選擇距離信息最遠的參照物作為最佳參照物，在簡化的實施例中，作為背景的太陽在角色移動過程中的位置幾乎不變，可以認為太陽的景深近似+∞，因此太陽的距離信息最遠，選取其為最佳參照物，對其在視野外的時候進行方位角的變換，能夠使用戶最難察覺其中的變動，當然此時的方位角的變換只有其水平方向上的分量參數(shù)才有實際意義。相比于遠在天邊的背景，用戶對身邊的物品有更深的記憶，那么這樣的處理就能夠更好地隱藏，不知不覺影響了用戶的方位取向。更好地達到了在小空間內(nèi)體驗大空間游玩的效果。

在一些更為復雜的實施例中，最佳參照物的選擇還可以根據(jù)大小信息、方位信息、距離信息加權賦值計算獲得，作為一個優(yōu)選的方案，分別對大小信息、方位信息、距離信息設置0.2、0.2、0.6的權重，并且在方位信息中在視野范圍外10°-60°的區(qū)間內(nèi)的參照物進行限制，對視野外30°的物體賦予最高的分值。通過上述優(yōu)化調(diào)整，能夠使得最佳參照物的選擇優(yōu)化地最好。

另一些方案中，還包括步驟，s404判斷視野外0°至90°間存在的參照物類群數(shù)是否大于預設值，若判斷為是，則進行步驟，s405對最佳參照物外的其他參照物類群，均根據(jù)加權賦值得分與最佳參照物賦值得分的比例進行方位角變換。

以預設值取3，最佳參照物變換角度為10.25°為例，倘若視野范圍外0°-90°內(nèi)的參照物類群大于3個，則對不僅要對最佳參照物進行10.25°的方位角變換，對于其他參照物，均根據(jù)加權賦值得分與最佳參照物的比例乘上10.25°進行方位角變換。因此在優(yōu)選的實施例中，方位角變換公式為：

方位角變換＝(參照物類群加權得分/最佳參照物加權得分)*10.25°

因為當類群數(shù)量增多后，只進行單個參照物的變換反而更顯突兀，一并都進行方位角優(yōu)化才能夠減少違和感，進一步地增強用戶的使用體驗。

在一些綜合應用的實施例中，如圖5所示，為一種虛擬現(xiàn)實交互體驗方法流程圖，包括如下步驟，s501獲取現(xiàn)實空間位置與障礙物的距離信息，障礙物方位信息；s502根據(jù)現(xiàn)實空間位置與障礙物的距離信息判斷是否需要進行轉(zhuǎn)向；s503當判斷為是時，對虛擬場景中視野外的參照物劃分類群，獲取不同參照物類群的大小信息、方位信息、距離信息；s504對所述大小信息、方位信息、距離信息分別賦予分值，并加權計算，s505選取計算得分最高的參照物作為最佳參照物并進行方位角變換；s506對最佳參照物外的其他參照物類群，均根據(jù)加權賦值得分與最佳參照物賦值得分的比例進行方位角變換；方位角變換方向為障礙物方位信息的對向。上述技術方案通過對虛擬場景中視野外的參照物進行方位角的變換，能夠引導用戶在調(diào)整視野之后變化自身的朝向，從而達到避開障礙物的效果，對于視野外的參照物還根據(jù)不同參數(shù)屬性進行了適應優(yōu)化，重復應用本發(fā)明方法用戶也不會感到不適、眩暈，具有很高的實用性。

進一步地優(yōu)選，本方法還包括如下步驟，對大小信息分值、方位信息分值、距離信息分值加權的權重分別為0.2、0.2、0.6。對距離信息賦予最大的權重能夠更好地滿足人腦搜索參照物的思維習慣，解決減少本方法應用的不適感的問題

優(yōu)選的其他一些實施例中，所述方位角變換公式為：

方位角變換＝(參照物類群加權得分/最佳參照物加權得分)*10.25°通過對所有參照物的方位角進行適應性變換，能夠完成大場景多物體的視野參照物角度變動，更好地解決虛擬現(xiàn)實交互體驗的問題。

在圖6所示的一些實施例中，本發(fā)明還包括一種基于視野判斷的虛擬世界探索裝置，包括如下模塊，物體劃分模塊600、坐標調(diào)整模塊602；

所述物體劃分模塊600用于根據(jù)當前虛擬場景中的視野范圍，劃分位于視野中的物體及位于視野外的物體，所述坐標調(diào)整模塊6002用于在需要進行轉(zhuǎn)向時，調(diào)整位于視野外的部分物體坐標。

進一步地，還包括障礙物檢測模塊604、判斷模塊606，

所述障礙物檢測模塊604用于獲取現(xiàn)實空間位置與障礙物的距離信息，障礙物方位信息；所述判斷模塊606用于根據(jù)現(xiàn)實空間位置與障礙物的距離信息判斷是否需要進行轉(zhuǎn)向、根據(jù)障礙物方位信息判斷向何處進行轉(zhuǎn)向。

具體地，還包括參數(shù)確定模塊608，所述參數(shù)確定模塊608用于通過現(xiàn)實空間位置與障礙物的距離信息，障礙物方位信息確定視野外部分物體的坐標移動參數(shù)。

上述裝置模塊通過對視野外的場景物體坐標進行變換，使得用戶在視角轉(zhuǎn)向原視野外場景物體后，沿著變化后的角度在現(xiàn)實空間中行進，從而避開障礙物，重復上述方法能夠使得用戶在有限的現(xiàn)實空間中體驗無限的虛擬世界。

在圖7所示的一些實施例中，還公開了一種基于視野變換的最佳參照物選取裝置，包括類群劃分模塊700、類群信息模塊702、最佳選取模塊704；所述類群劃分模塊用于對虛擬場景中視野外的參照物劃分類群，所述類群信息模塊用于獲取不同參照物類群的大小信息、方位信息、距離信息；所述最佳選取模塊用于根據(jù)參照物類群的大小信息、方位信息或距離信息選取最佳參照物。

進一步地，還包括賦值計算模塊706，所述賦值計算模塊用于對所述大小信息、方位信息、距離信息分別賦予分值，并加權計算，所述最佳選取模塊還用于選取計算得分最高的參照物作為最佳參照物。

具體地，對大小信息分值、方位信息分值、距離信息分值加權的權重分別為0.2、0.2、0.6。

具體地，還包括類群判斷模塊708，比例變換模塊710；所述類群判斷模塊用于判斷視野外0°至90°間存在的參照物類群數(shù)是否大于預設值，所述比例變換模塊用于在上述判斷為是時，對最佳參照物外的其他參照物類群，均根據(jù)加權賦值得分與最佳參照物賦值得分的比例進行方位角變換。

優(yōu)選地，方位角變換公式為：

方位角變換＝(參照物類群加權得分/最佳參照物加權得分)*10.25°

上述裝置在場景中存在多個物體時能夠篩選出更容易被用戶注意到的物體，對該物體的坐標改變也能夠更好地對用戶起到引導作用，同時用戶因此產(chǎn)生的不適感低，眩暈程度小。

在圖8所示的實施例中，為一種虛擬現(xiàn)實交互體驗裝置，包括如下模塊，獲取模塊800、判斷模塊802、類群信息模塊804、賦值計算模塊806、方位角變換模塊808；

所述獲取模塊800用于獲取現(xiàn)實空間位置與障礙物的距離信息，障礙物方位信息；

所述判斷模塊802用于根據(jù)現(xiàn)實空間位置與障礙物的距離信息判斷是否需要進行轉(zhuǎn)向；

所述類群信息模塊804用于在判斷為是時對虛擬場景中視野外的參照物劃分類群，獲取不同參照物類群的大小信息、方位信息、距離信息；

所述賦值計算模塊806用于對所述大小信息、方位信息、距離信息分別賦予分值，并加權計算；

所述方位角變換模塊808用于選取計算得分最高的參照物作為最佳參照物并進行方位角變換；對最佳參照物外的其他參照物類群，均根據(jù)加權賦值得分與最佳參照物賦值得分的比例進行方位角變換；方位角變換方向為障礙物方位信息的對向。

優(yōu)選地，所述賦值計算模塊對大小信息分值、方位信息分值、距離信息分值加權的權重分別為0.2、0.2、0.6。

優(yōu)選地，所述方位角變換公式為：

方位角變換＝(參照物類群加權得分/最佳參照物加權得分)*10.25°

上述裝置模塊通過對虛擬場景中視野外的參照物進行方位角的變換，能夠引導用戶在調(diào)整視野之后變化自身的朝向，從而達到避開障礙物的效果，對于視野外的參照物還根據(jù)不同參數(shù)屬性進行了適應優(yōu)化，重復應用本發(fā)明方法用戶也不會感到不適、眩暈，具有很好的應用前景。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者終端設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者終端設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者終端設備中還存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超過”等理解為不包括本數(shù)；“以上”、“以下”、“以內(nèi)”等理解為包括本數(shù)。

本領域內(nèi)的技術人員應明白，上述各實施例可提供為方法、裝置、或計算機程序產(chǎn)品。這些實施例可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實施例的形式。上述各實施例涉及的方法中的全部或部分步驟可以通過程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可以存儲于計算機設備可讀取的存儲介質(zhì)中，用于執(zhí)行上述各實施例方法所述的全部或部分步驟。所述計算機設備，包括但不限于：個人計算機、服務器、通用計算機、專用計算機、網(wǎng)絡設備、嵌入式設備、可編程設備、智能移動終端、智能家居設備、穿戴式智能設備、車載智能設備等；所述的存儲介質(zhì)，包括但不限于：ram、rom、磁碟、磁帶、光盤、閃存、u盤、移動硬盤、存儲卡、記憶棒、網(wǎng)絡服務器存儲、網(wǎng)絡云存儲等。

上述各實施例是參照根據(jù)實施例所述的方法、設備(系統(tǒng))、和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計算機程序指令到計算機設備的處理器以產(chǎn)生一個機器，使得通過計算機設備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機設備以特定方式工作的計算機設備可讀存儲器中，使得存儲在該計算機設備可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機設備上，使得在計算機設備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機設備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

盡管已經(jīng)對上述各實施例進行了描述，但本領域內(nèi)的技術人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改，所以以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利保護范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍之內(nèi)。