[发明专利]传达在头戴式显示器渲染的环境中的虚拟对象的触感和移动的动态手套

说明书

一种使用外围装置的系统和方法，所述外围装置用于与通过计算机产生以用于呈现在头戴式显示器上的虚拟现实场景介接。所述外围装置包括触觉装置，所述触觉装置能够放置成与用户接触；以及触觉反馈控制器，所述触觉反馈控制器用于处理用于将触觉信号输出到所述触觉装置的指令。所述触觉反馈控制器从所述计算机接收所述指令，使得所述触觉装置的触觉反馈改变以对应于用户与如呈现在所述头戴式显示器上的所述虚拟现实场景中的虚拟对象的虚拟交互。

技术领域

本发明大体上涉及虚拟环境，且更确切地说，涉及用于在穿戴并使用头戴式显示器(HMD)的情况下与虚拟对象介接的方法和系统。

背景技术

在人机交互的领域中快速增长的技术中的一个是各种头戴式显示器(HMD)，所述头戴式显示器可戴在用户的头部上，且所述头戴式显示器具有在用户眼睛中的一个或两个的前方的一个或两个显示器。此类型的显示器具有涉及虚拟现实的模拟的多种商业应用，包括视频游戏、医学、运动训练、娱乐应用等等。在游戏领域中，这些显示器可例如用于渲染三维(3D)虚拟游戏世界。

尽管在HMD领域中已出现较大进步，但所述技术仍需要将物理现实引至与在HMD中呈现的虚拟环境中渲染的虚拟对象的实际用户交互的进步。

以下实施方案在此背景下出现。

发明内容

从广义上讲，本发明通过提供用于模拟虚拟环境中的虚拟对象的不同感觉和纹理的系统、方法以及设备来满足这些需要。应了解，本发明可以众多方式实施，包括实施为过程、设备、系统或装置。下文描述本发明的若干发明性实施方案。

一个实施方案描述一种用于与通过计算机产生以用于呈现在头戴式显示器上的虚拟现实场景介接的外围装置。所述外围装置包括触觉装置，所述触觉装置能够放置成与用户接触；以及触觉反馈控制器，所述触觉反馈控制器用于处理用于将触觉信号输出到所述触觉装置的指令。触觉反馈控制器从计算机接收指令，使得触觉装置的触觉反馈改变以对应于用户与如呈现在头戴式显示器上的虚拟现实场景中的虚拟对象的虚拟交互。

触觉装置可包括以下各项中的一个或多个：压缩气体、液体、电动机、直线电机、电磁体、压电装置、加热元件、冷却元件、一个或多个电活性聚合物或一个或多个相变材料、或能够向用户施加一个或多个触摸感觉的其它装置。触觉装置可模拟虚拟对象的纹理、虚拟对象的形状、通过虚拟对象虚拟地施加在用户上的压力的量、例如虚拟对象的振动或其它移动等移动的量、或虚拟对象相对于第二虚拟对象的接近性。

外围装置还可包括至少一个运动传感器，所述运动传感器耦合到触觉反馈控制器，且能够检测外围装置的运动并将运动信号输出到反馈控制器和/或计算机。

触觉装置可安置在能够被用户穿戴的衣物中，例如手套、帽子、鞋类、裤子或衬衫。触觉装置还可安置在头戴式显示器中。

另一实施方案提供一种模拟与呈现在头戴式显示器中的虚拟环境中的虚拟对象接触的触觉的方法。所述方法包括通过外围装置接收触觉指令，所述外围装置具有能够与用户接触的至少一个触觉装置。所述接触可为直接的或间接的。触觉指令对应于在虚拟环境中呈现的虚拟对象的纹理特性、温度特性、移动特性或形状中的至少一个。外围装置表示与虚拟对象的接触。外围装置中的触觉装置的触觉反馈可被改变以对应于与虚拟环境中的虚拟对象的交互。触觉指令可包括在触觉简档中，所述触觉简档可从计算机发送到外围装置并存储在外围装置中。

本发明的其它方面和优点将从以下结合附图进行的借助实例说明本发明的原理的详细描述而变得清楚。

附图说明

本发明将通过以下结合附图的详细描述而得到容易的理解。

图1说明根据所公开的实施方案中的一个的视频游戏的交互式玩游戏的系统。

图2说明根据所公开的实施方案中的一个的HMD。