CN106896940B

CN106896940B - 虚拟物品呈现效果控制方法及装置

Info

Publication number: CN106896940B
Application number: CN201710110536.2A
Authority: CN
Inventors: 吴文东; 张娜; 黄君; 叶龙
Original assignee: Hangzhou Leyi Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Leyi Technology Co Ltd
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2020-01-07
Anticipated expiration: 2037-02-28
Also published as: CN106896940A

Abstract

本发明实施例提出一种虚拟物品呈现效果控制方法及装置，涉及虚拟现实/增强现实技术领域。通过分别获取三轴加速器的X轴、Y轴、Z轴的加速度，并依据所述X轴、Y轴、Z轴的加速度分别计算在X轴、Y轴、Z轴的位移增量，控制所述虚拟物品在所述摄像头的拍摄界面呈现放大或者缩小的效果。本发明提供的虚拟物品呈现效果控制方法及装置数据获取速度快，计算方法简便高效，准确度高，通过电子设备自带的三轴加速器即可实现虚拟物品在摄像头拍摄界面内呈现放大或者缩小的效果，增强了现实感，用户体验较佳。

Description

虚拟物品呈现效果控制方法及装置

技术领域

本发明涉及虚拟现实/增强现实技术领域，具体而言，涉及一种虚拟物品呈现效果控制方法及装置。

背景技术

现有技术中对距离变化的计算通常是利用外接红外设备、雷达设备或者利用卫星定位系统来实现，这些方式都是基于经纬度建立的二维坐标进行的定向定位，当应用到虚拟和增强现实的场景下时，不能实现与虚拟物品的交互，即是当电子设备与虚拟场景下的虚拟物品间的距离发生变化时，该虚拟物品在摄像头的镜头下呈现的大小没有变化，虚拟物品呈现的效果不够真实，用户的体验感不高。

因此，现有技术中虚拟物品与摄像头的距离变化时，其呈现效果没有发生变化，影响用户对增强现实的认知，如何解决这一问题，是本领域技术人员关注的重点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种虚拟物品呈现效果控制方法及装置，以解决现有技术中虚拟物品与摄像头的距离变化时，其呈现效果没有发生变化，用户体验不佳的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提出一种虚拟物品呈现效果控制方法，应用于具有摄像头和三轴加速器的电子设备，所述虚拟物品呈现效果控制方法包括：分别获取三轴加速器的X轴、Y轴、Z轴的加速度；依据所述X轴、Y轴、Z轴的加速度分别计算在X轴、Y轴、Z轴的位移增量；控制所述虚拟物品在所述摄像头的拍摄界面呈现放大或者缩小的效果。

第二方面，本发明实施例还提出一种虚拟物品呈现效果控制装置，应用于具有摄像头和三轴加速器的电子设备，所述虚拟物品呈现效果控制装置包括：加速度获取模块，用于分别获取三轴加速器的X轴、Y轴、Z轴的加速度；位移增量计算模块，用于依据所述X轴、Y轴、Z轴的加速度分别计算在X轴、Y轴、Z轴的位移增量；控制模块，用于控制所述虚拟物品在所述摄像头的拍摄界面呈现放大或者缩小的效果。

相对现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明提供的虚拟物品呈现效果控制方法及装置，分别获取三轴加速器的X轴、Y轴、Z轴的加速度，并依据所述X轴、Y轴、Z轴的加速度分别计算在X轴、Y轴、Z轴的位移增量，控制所述虚拟物品在所述摄像头的拍摄界面呈现放大或者缩小的效果。本发明提供的虚拟物品呈现效果控制方法及装置数据获取速度快，计算方法简便高效，准确度高，通过电子设备自带的三轴加速器即可实现虚拟物品在摄像头拍摄界面内呈现放大或者缩小的效果，增强了现实感，用户体验较佳。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明的虚拟物品呈现效果控制装置应用于电子设备的示意图。

图2示出了本发明第一实施例提供的虚拟物品呈现效果控制装置的结构框图。

图3示出了本发明实施例中的三维坐标系图。

图4示出了本发明第二实施例提供的虚拟物品呈现效果控制方法的流程示意图。

图标：10-电子设备；100-虚拟物品呈现效果控制装置；200-存储器；300-存储控制器；400-处理器；500-外设接口；600-显示单元；700-摄像头；800-三轴加速器；900-陀螺仪；110-加速度获取模块；120-位移增量计算模块；130-坐标获取模块；140-视角矢量方向获取模块；150-判断模块；160-控制模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，为本发明中虚拟物品呈现效果控制装置100应用于电子设备10的示意图，所述电子设备10可以是但不限于，手机、平板电脑、个人数字助理(personal digitalassistant，PDA)、移动上网设备(mobile Internet device，MID)等便携式电子装置。该电子设备10包括存储器200、存储控制器300、处理器400、外设接口500、显示单元600、摄像头700、三轴加速器800及陀螺仪900。

所述存储器200、存储控制器300、处理器400、外设接口500、显示单元600、摄像头700、三轴加速器800及陀螺仪900各元件之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或者交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现典型连接。该虚拟物品呈现效果控制装置100包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于该存储器200中或固化在该电子设备10的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。该处理器400用于执行该存储器200中存储的可执行模块，例如该虚拟物品呈现效果控制装置100所包括的软件功能模块及计算机程序等。

其中，所述存储器200可以是但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。存储器200用于存储程序，处理器400用于在接收到执行指令后，执行该程序。该处理器400以及其他可能的组件对存储器200的访问可在存储控制器300的控制下进行。

所述处理器400可能是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器400可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP))、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

所述外设接口500将各种输入/输出装置(例如摄像头700、显示单元600)耦合至该处理器400以及该存储器200。在一些实施例中，外设接口500、处理器400以及存储控制器300可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，它们可以分别由独立的芯片实现。

所述显示单元600用于提供一个交互界面或者用于显示图像数据。

所述摄像头700用于拍摄视频或者图像以提供一个拍摄界面。

所述三轴加速器800用于获取所述电子设备10在三维空间中三个轴向的加速度。

所述陀螺仪900用于获取所述电子设备10的视角方向。

第一实施例

请参照图2，为本发明第一实施例所提供的虚拟物品呈现效果控制装置100的结构框图。所述虚拟物品呈现效果控制装置100包括加速度获取模块110、位移增量计算模块120、坐标获取模块130、视角矢量方向获取模块140、判断模块150及控制模块160。

所述加速度获取模块110用于分别获取三轴加速器800的X轴、Y轴、Z轴的加速度。

在本实施例中，通过所述电子设备10中的三轴加速器800及陀螺仪900可自动建立三维坐标系，如图3所示，可以设定X轴与所述电子设备10正立放置时的底座平行，Y轴的方向垂直地面向上，Z轴垂直于所述电子设备10正立放置时的屏幕。当所述电子设备10移动时，通过三轴加速器800可以实时获取到所述电子设备10在X轴、Y轴、Z轴的加速度a_xi，a_yi，a_zi，其中a_xi，a_yi，a_zi表示第i个采样点分别在X轴、Y轴、Z轴上的加速度。

所述位移增量计算模块120用于依据所述X轴、Y轴、Z轴的加速度分别计算在X轴、Y轴、Z轴的位移增量。

在本实施例中，所述位移增量计算模块120可依据公式ΔL_xi＝0.5×a_xi×Δt_i ²，ΔL_yi＝0.5×(a_yi-g)×Δt_i ²，ΔL_zi＝0.5×a_zi×Δt_i ²分别计算所述电子设备10在X轴、Y轴、Z轴上的位移增量。其中，Δt_i为第i个采样点的时间区间，g为重力加速度，ΔL_xi、ΔL_yi、ΔL_zi为第i个采样点分别在X轴、Y轴、Z轴上的位移增量。

所述坐标获取模块130用于获取所述虚拟物品的坐标。

在本实施例中，当打开所述电子设备10的摄像头700时，通过在所述摄像头700的拍摄界面内叠加一个3D模型，即得到本实施例中的所述虚拟物品，并且所述虚拟物品在所述三维坐标系下的坐标已经确定。在本实施例中，可假设所述虚拟物品位于坐标(1，0，0)。

所述视角矢量方向获取模块140用于获取所述摄像头700的视角矢量方向。

在本实施例中，所述摄像头700的视角矢量方向可以理解为所述摄像头700在三维坐标系下的位置及视角方向，所述摄像头700的视角方向可通过陀螺仪900进行计算。当打开摄像头700时，所述摄像头700的当前坐标和视角方向就确定了。例如，在本实施例中，可假设所述摄像头700的初始坐标(0，0，0)。当所述摄像头700的视角方向是Z轴的正方向时，此时在所述摄像头700的拍摄界面内看不到所述虚拟物品，随着所述电子设备10的移动或者改变所述电子设备10的朝向，所述摄像头700的视角方向也会随之变化。

所述判断模块150用于依据在所述X轴、Y轴、Z轴的位移增量及加速度判断所述摄像头700与所述虚拟物品的距离变大或者变小。

例如，在本实施例中，虚拟物品的坐标为(1，0，0)，所述摄像头700的初始坐标为(0，0，0)，且假设所述摄像头700的视角方向为X轴正方向，可以理解，此时所述虚拟物品正好处于所述摄像头700的拍摄界面里。此时在电子设备10的移动过程中，根据获取的加速度a_xi，a_yi，a_zi以及计算得到的位移增量ΔL_xi、ΔL_yi、ΔL_zi可判断出摄像头700与所述虚拟物品的距离变大或者变小，当所述摄像头700与所述虚拟物品的距离变大时，所述摄像头700远离所述虚拟物品；当所述摄像头700与所述虚拟物品的距离变小时，所述摄像头700靠近所述虚拟物品。

所述控制模块160用于控制所述虚拟物品在所述摄像头700的拍摄界面呈现放大或者缩小的效果。

在本实施例中，所述控制模块160包括渲染模块，所述渲染模块用于依据所述坐标、视角矢量方向、在X轴、Y轴、Z轴的加速度、在X轴、Y轴、Z轴的位移增量及预设的缩放比例渲染所述虚拟物品。

可以理解，该预设的缩放比例为所述电子设备10在移动过程中实际的距离变化转化为在建立的三维坐标系下的距离变化的缩放比例，可增强用户在虚拟场景下的真实感和体验感。在本实施例中，该缩放比例可以设定为0.8，但不限于此。在本实施例中，3D引擎根据获取的加速度a_xi，a_yi，a_zi、位移增量ΔL_xi、ΔL_yi、ΔL_zi、预设的缩放比例以及虚拟物品的坐标和摄像头700的视角矢量方向渲染出所述虚拟物品，使所述虚拟物品在靠近或者远离在所述摄像头700时，其在拍摄界面内相应地呈现放大或者缩小的效果。当所述摄像头700远离所述虚拟物品时，所述虚拟物品在所述摄像头700的拍摄界面呈现缩小的效果；当所述摄像头700靠近所述虚拟物品时，所述虚拟物品在所述摄像头700的拍摄界面呈现放大的效果，给用户一个良好的视觉体验。

第二实施例

请参照图4，为本发明第二实施例所提供的虚拟物品呈现效果控制方法的流程示意图。需要说明的是，本发明所述的虚拟物品呈现效果控制方法并不以图4以及以下所述的具体顺序为限制，其基本原理及产生的技术效果与第一实施例相同，为简要描述，本实施例中未提及部分，可参考第一实施例中的相应内容。应当理解，在其它实施例中，本发明所述的虚拟物品呈现效果控制方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。下面将对图4所示的具体流程进行详细阐述。

步骤S101，分别获取三轴加速器800的X轴、Y轴、Z轴的加速度。

在本实施例中，当所述电子设备10移动时，通过三轴加速器800可以实时获取到所述电子设备10在X轴、Y轴、Z轴的加速度a_xi，a_yi，a_zi，其中a_xi，a_yi，a_zi表示第i个采样点分别在X轴、Y轴、Z轴上的加速度。

可以理解，该步骤S101可以由上述的加速度获取模块110执行。

步骤S102，依据所述X轴、Y轴、Z轴的加速度分别计算在X轴、Y轴、Z轴的位移增量。

在本实施例中，可通过上述所述位移增量计算模块120依据公式ΔL_xi＝0.5×a_xi×Δt_i ²，ΔL_yi＝0.5×(a_yi-g)×Δt_i ²，ΔL_zi＝0.5×a_zi×Δt_i ²分别计算所述电子设备10在X轴、Y轴、Z轴上的位移增量。其中，Δt_i为第i个采样点的时间区间，g为重力加速度，ΔL_xi、ΔL_yi、ΔL_zi为第i个采样点分别在X轴、Y轴、Z轴上的位移增量。

可以理解，该步骤S102可以由上述的位移增量计算模块120执行。

步骤S103，获取所述虚拟物品的坐标。

可以理解，该步骤S103可以由上述的坐标获取模块130执行。

步骤S104，获取所述摄像头700的视角矢量方向。

在本实施例中，所述视角矢量方向为所述摄像头700的坐标及视角方向。可假设所述摄像头700的初始坐标(0，0，0)。当所述摄像头700的视角方向是Z轴的正方向时，此时在所述摄像头700的拍摄界面内是看不到所述虚拟物品的，随着所述电子设备10的移动或者改变所述电子设备10的朝向，所述摄像头700的视角方向也会随之变化。

可以理解，该步骤S104可以由上述的视角矢量方向获取模块140执行。

步骤S105，依据在所述X轴、Y轴、Z轴的位移增量及加速度判断所述摄像头700与所述虚拟物品的距离变大或者变小。

可以理解，该步骤S105可以由上述的判断模块150执行。

步骤S106，控制所述虚拟物品在所述摄像头700的拍摄界面呈现放大或者缩小的效果。

可以理解，该步骤S106可以由上述的控制模块160执行。

在本实施例中，步骤S106包括如下子步骤：依据所述坐标、视角矢量方向、在X轴、Y轴、Z轴的加速度、在X轴、Y轴、Z轴的位移增量及预设的缩放比例渲染所述虚拟物品。

在本实施例中，3D引擎根据获取的加速度a_xi，a_yi，a_zi、位移增量ΔL_xi、ΔL_yi、ΔL_zi、预设的缩放比例以及虚拟物品的坐标和摄像头700的视角矢量方向渲染出所述虚拟物品，使所述虚拟物品在靠近或者远离在所述摄像头700时，其在拍摄界面内相应地呈现放大或者缩小的效果。当所述摄像头700远离所述虚拟物品时，所述虚拟物品在所述摄像头700的拍摄界面呈现缩小的效果；当所述摄像头700靠近所述虚拟物品时，所述虚拟物品在所述摄像头700的拍摄界面呈现放大的效果，给用户一个良好的视觉体验。

需要说明的是，上述实施例提供的虚拟物品呈现效果控制方法及装置可应用于虚拟和增强现实的场景下，但不限于此。

综上所述，本发明提供的虚拟物品呈现效果控制方法及装置，通过分别获取三轴加速器的X轴、Y轴、Z轴的加速度，并依据所述X轴、Y轴、Z轴的加速度分别计算在X轴、Y轴、Z轴的位移增量，3D引擎依据在所述X轴、Y轴、Z轴的加速度、位移增量、预设的缩放比例，再结合获取的摄像头的视角矢量方向及虚拟物品的坐标渲染所述虚拟物品，使所述摄像头在远离所述虚拟物品的过程中，所述虚拟物品在所述摄像头的拍摄界面呈现缩小的效果；以及所述摄像头在靠近所述虚拟物品的过程中，所述虚拟物品在所述摄像头的拍摄界面相应地呈现放大的效果。本发明数据获取速度快，计算方法简便高效，准确度高，通过电子设备自带的三轴加速器及陀螺仪即可实现摄像头在靠近虚拟物品的过程中，所述虚拟物品在拍摄界面内呈现放大的效果，以及摄像头在远离虚拟物品的过程中，所述虚拟物品在拍摄界面内呈现缩小的效果，增强了现实感，用户体验较佳。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims

1.一种虚拟物品呈现效果控制方法，应用于具有摄像头和三轴加速器的电子设备，其特征在于，所述虚拟物品呈现效果控制方法包括：

获取虚拟物品的坐标；

获取所述摄像头的视角矢量方向；

分别获取三轴加速器的X轴、Y轴、Z轴的加速度；

依据所述X轴、Y轴、Z轴的加速度分别计算在X轴、Y轴、Z轴的位移增量；

依据所述坐标、所述视角矢量方向、所述X轴、Y轴、Z轴的加速度、所述在X轴、Y轴、Z轴的位移增量及预设的缩放比例渲染所述虚拟物品，以控制所述虚拟物品在所述摄像头的拍摄界面呈现放大或者缩小的效果。

2.如权利要求1所述的虚拟物品呈现效果控制方法，其特征在于，当所述摄像头与所述虚拟物品的距离变大时，所述摄像头远离所述虚拟物品，控制所述虚拟物品在所述摄像头的拍摄界面呈现缩小的效果；当所述摄像头与所述虚拟物品的距离变小时，所述摄像头靠近所述虚拟物品，控制所述虚拟物品在所述摄像头的拍摄界面呈现放大的效果。

3.如权利要求2所述的虚拟物品呈现效果控制方法，其特征在于，所述虚拟物品呈现效果控制方法还包括：

依据在所述X轴、Y轴、Z轴的位移增量及加速度判断所述摄像头与所述虚拟物品的距离变大或者变小。

4.如权利要求1所述的虚拟物品呈现效果控制方法，其特征在于，所述在X轴、Y轴、Z轴上的位移增量的计算公式分别为：ΔL_xi＝0.5×a_xi×Δti²，ΔL_yi＝0.5×(a_yi-g)×Δt_i ²，ΔL_zi＝0.5×a_zi×Δt_i ²；其中，Δt_i为第i个采样点的时间区间，a_xi，a_yi，a_zi为第i个采样点分别在X轴、Y轴、Z轴上的加速度，g为重力加速度，ΔL_xi、ΔL_yi、ΔL_zi为第i个采样点分别在X轴、Y轴、Z轴上的位移增量。

5.一种虚拟物品呈现效果控制装置，应用于具有摄像头和三轴加速器的电子设备，其特征在于，所述虚拟物品呈现效果控制装置包括：

坐标获取模块，用于获取虚拟物品的坐标；

视角矢量方向获取模块，用于获取所述摄像头的视角矢量方向；

加速度获取模块，用于分别获取三轴加速器的X轴、Y轴、Z轴的加速度；

位移增量计算模块，用于依据所述X轴、Y轴、Z轴的加速度分别计算在X轴、Y轴、Z轴的位移增量；

控制模块，用于依据所述坐标、所述视角矢量方向、所述X轴、Y轴、Z轴的加速度、所述在X轴、Y轴、Z轴的位移增量及预设的缩放比例渲染所述虚拟物品，以控制所述虚拟物品在所述摄像头的拍摄界面呈现放大或者缩小的效果。

6.如权利要求5所述的虚拟物品呈现效果控制装置，其特征在于，当所述摄像头与所述虚拟物品的距离变大时，所述摄像头远离所述虚拟物品，控制所述虚拟物品在所述摄像头的拍摄界面呈现缩小的效果；当所述摄像头与所述虚拟物品的距离变小时，所述摄像头靠近所述虚拟物品，控制所述虚拟物品在所述摄像头的拍摄界面呈现放大的效果。

7.如权利要求6所述的虚拟物品呈现效果控制装置，其特征在于，所述虚拟物品呈现效果控制装置还包括：

判断模块，用于依据在所述X轴、Y轴、Z轴的位移增量及加速度判断所述摄像头与所述虚拟物品的距离变大或者变小。

8.如权利要求5所述的虚拟物品呈现效果控制装置，其特征在于，所述位移增量计算模块用于依据公式ΔL_xi＝0.5×a_xi×Δt_i ²，ΔL_yi＝0.5×(a_yi-g)×Δt_i ²，ΔL_zi＝0.5×a_zi×Δt_i ²分别计算在X轴、Y轴、Z轴上的位移增量；其中，Δt_i为第i个采样点的时间区间，a_xi，a_yi，a_zi为第i个采样点分别在X轴、Y轴、Z轴上的加速度，g为重力加速度，ΔL_xi、ΔL_yi、ΔL_zi为第i个采样点分别在X轴、Y轴、Z轴上的位移增量。