11月3日,美国专利商标局公布了苹果公司的一项专利申请,该申请涉及一种计算机生成的现实环境,更具体地说,涉及一种技术,可以在计算机生成的现实环境中提供虚拟物体的有形可视化图象。苹果区分了计算机生成现实(CGR)环境,如VR、AR、MR(混合现实)和AV(增强虚拟现实),这可能会在未来的苹果头显(或不同的头显)中得到支持。
苹果首先指出,电脑可以完全投射或部分叠加电脑生成的图像到用户的视图上,从而提供一个由电脑生成的现实环境。计算机生成的现实环境可以基于不同类型的现实。头显可以选择性地检测用户的真实运动和动作,并在计算机生成的现实环境的一系列视觉图像或视频中模拟这些运动。
通过模拟出来的动作,用户可以与计算机生成的现实环境中的对象进行交互。苹果的发明涵盖了在计算机生成的现实环境(CGR)中提供虚拟对象可视化的技术,其中CGR环境为用户提供了与CGR环境交互的逼真和身临其境的体验。
因为这种体验是真实的、沉浸式的,所以用户很容易将CGR环境中的虚拟对象(无形的)误认为是存在于CGR环境之外的真实的有形对象。
因此,专利技术提高了用户的便利性,并进一步为用户在与CGR环境进行交互时提供了更高的安全性,使用户能够快速和容易地识别CGR环境中的对象是一个非有形的虚拟对象,还是与真实环境中的、有形的对象相对应。
这些技术并不局限于为特定类型的CGR环境,而是可以在任何类型的CGR环境中提供有形的可视化对象,比如,基于混合现实的CGR环境和基于虚拟现实的CGR环境。
虚拟现实(VR)环境(或者说虚拟环境)是指完全基于计算机生成的一个或多个感官输入的模拟环境。VR环境包括多个虚拟对象(比如计算机生成的树、建筑物和人物化身),用户可以与之进行感知和(或)交互。用户还可以通过模拟人在计算机生成的环境中的存在和(或)通过模拟人在计算机生成的环境中的物理运动子集来感知和(或)与虚拟现实环境中的虚拟物体进行互动。
混合现实(MR)环境是指一个模拟的环境,可以整合来自物理环境的感官输入内容。在虚拟连续性上,混合现实环境介于整个物理环境和虚拟现实环境之间,但不包括两端。
混合现实的例子包括增强现实和增强虚拟。
增强现实(AR)环境是指一个或多个虚拟对象被叠加在一个物理环境或其表示上的模拟环境。例如,用于呈现AR环境的电子系统可能是透明或半透明的显示器,通过该显示器,用户可以直接查看物理环境。虚拟对象呈现在系统透明或半透明的显示器上,以便AR用户能够感知叠加在物理环境上的虚拟对象。
增强虚拟环境(augmented virtuality, AV)是指虚拟环境或计算机生成的环境中包含一个或多个物理环境感官输入的模拟环境。感官输入可能是物理环境的一个或多个特点的表征。例如,一个AV公园可能有虚拟的树和虚拟的建筑物,但人物的脸是由真实照片精准复制出来的。一个虚拟物体可以采用一个或多个成像传感器输出的形状或颜色,以及一个虚拟物体可以采用与物理环境中太阳位置一致的阴影。
电子系统有许多不同类型,使用户能够感觉各种CGR环境并(或)与其进行交互,比如头戴式系统、投影式系统、平视显示器(HUDs)、具有综合显示功能的汽车挡风玻璃、具有综合显示功能的窗户、以镜片形式设计的显示器(例如,类似隐形眼镜)。头戴系统可以有一个或多个扬声器和一个集成的不透明显示器。
与不透明的显示器不同,头戴式系统可以有透明或半透明的显示器。透明或半透明的显示器通过一种媒介可以把图像的光线信号直接照射到人的眼睛上。
显示器可以使用数字光投影、OLED、LED、uLEDs、硅上的液晶、激光扫描光源或将这些技术进行任意组合。所述介质可以是光波导、全息图介质、光学组合器、光学反射器或其任何组合。在一个示例中,可以将透明或半透明显示配置为有选择地变为不透明。
投影系统可以使用视网膜投影技术,将图像投射到人的视网膜上。投影系统也可以配置成将虚拟对象投射到物理环境中,例如全息图或物理表面。
Apple专利FIGS. 1A和FIGS . 1B展示了用于各种计算机生成现实技术的示范系统#100。
在一些例子中,如图1A所示,系统#100包括设备100a。设备100a包括各种组件,如处理器102、射频电路104、存储器106、图像传感器108、方向传感器110、麦克风112、位置传感器116、扬声器118、显示器120和触摸敏感表面122。这些组件可选地通过设备100a的通信总线(es) 150进行通信。
在一些示例中,系统#100的元件在基站设备(诸如远程服务器,移动设备或笔记本电脑的计算设备)中运行。另外系统中的其他元件在头戴式HMD设备中运行,保持HMD设备与基站设备通信。
如上图1B所示,在一些示例中,系统#100包括两个(或多个)通信设备,例如通过有线连接或无线连接(HMD + MacBook或iPhone或iPad)。
苹果的专利图2A-2D作为概述,演示了一个示范技术,可以在仅包含虚拟对象的CGR环境中提供指示可见性的视觉反馈。
下面的苹果专利图4A是一个流程图,演示如何在CGR环境中提供可视化反馈。
专利显示,该申请于2019年第二季度提交。
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