[发明专利]模拟太空体觉体验的方法和装置

说明书

交叉引用相关的申请

本申请根据分别于2007年8月27日和2007年12月21日提交的美国临时(预备)专利申请，序列号60/966,239和61/008,946，以及2008年8月27日提交的PCT申请PCT/US2008/074447要求对于它们的优先权。据此对其全面的公开。

技术领域

本发明主要与水下模拟体验有关，特别是使用水下系统来模拟太空/地外的体验。

背景技术

从即有专利中可知可以向用户提供虚拟现实系统。此种系统的能力有了提高并能提供更好的影像质量，更低的价格，以及增强了的与现实世界素材进行整合的能力，从而提供一个更真实的体验。目前，虚拟现实系统集中于使用用户的视觉和听觉上。

中和浮力(零浮力)水下训练是一种已知的用于在地球上进行微重力环境训练的方法。此训练系统与水下实验室一起使用，来训练宇航员。

正如US专利5,271,106以及US专利申请2004/0086838所示，存在一些用于在一个水下环境中模拟水下体验的技术。

发明内容

第一种实施例面向于一种提供给用户地外/太空(/非正常重力)环境体验的方法。此方法包含：给用户装备一套水下呼吸设备，使用户占据一个这样的水下环境：此环境给用户提供浮力，当用户占据此环境时，使用一个计算机实现的虚拟现实系统来向用户展现一个虚拟外太空/地外的可视环境。此虚拟现实系统阻止用户得到除了虚拟环境以外的其他物体的视知觉，从而用户在水下环境提供的浮力状态下体验到虚拟环境，此浮力状态加强了虚拟现实环境的体验。

在相关实施例中计算机实现的虚拟现实系统包含一个虚拟现实显示装置，它存在于至少一个在水下环境中的表面上。

在一个进一步的有关的实施例中所述表面是水下环境中的至少一面墙。

在另一种使用计算机实现的虚拟现实相关的实施例中包含使用户穿着(i)头戴式显示器系统，此系统包含至少一个传感器来确定用户头部的至少一个位置参数，此显示系统和传感器构成了计算机实现的虚拟现实现实系统的一部分。

在又一种使用计算机实现的虚拟现实相关的实施例中包含使用户穿着(i)头戴式显示器系统，此系统包含至少一个运动跟踪传感器来跟踪用户头部的运动，此显示系统和传感器构成了计算机实现的虚拟现实现实系统的一部分。

在另一种使用计算机实现的虚拟现实相关的实施例中包含使用虚拟现实系统来塑造一种外星/太空体验。

在另一种相关的实施例中用户在水下环境中的浮力被调节到一个所需的水平。

在另一种相关的实施例中一个和用户相关联的位置可以被监测，并且虚拟现实环境可以相对该位置进行调节。

在另一种相关的实施例中本方法包含阻断一个光源将光线传到水下环境中。

在一个进一步相关的实施例中本方法包含使用漂浮的位于水下环境上表面的光线吸收材料来遮断光源。

在另一种实施例中，本发明面向于一种可以提供给用户“地外/太空”体觉体会的方法。此方法包含使用户穿着(1)头戴式显示器系统，此系统包含至少一个传感器来确定用户头部的至少一个位置或运动参数，此显示系统和传感器构成了计算机实现的虚拟现实现实系统的一部分。(2)水下呼吸设备，使用户占据一个这样的水下环境，此环境给用户提供浮力，当用户占据此环境时，向用户头戴式显示器系统提供虚拟现实图像(视频)信号输入。此图像信号根据由感应用户头部至少一个位置或运动的至少一个传感器测量的位置或运动的变化而动态地被修改，从而使用户在(这种)水下环境所提供的浮力状况下，体验到由头戴式显示系统提供的虚拟现实图像。该浮力状况增强了用户对于虚拟环境的体验/感受。

在另一种相关的实施例中用户的浮力被调节。

在一个进一步相关的实施例中水下呼吸装置调节用户的浮力。

在另一个相关的实施例中用户的浮力状态是通过增加或减少一个用户穿着的浮力控制机制中的液位来实现的。

本发明的另一种实施例面向于一种可以提供给用户“地外”体觉体会的虚拟现实装置。此装置包含了一个水下环境，在其中用户可以被浸入水中，和一个在水下环境中向用户展示虚拟环境的计算机实现的虚拟现实系统，此虚拟环境塑造了一个地外/太空的场景，并阻止用户得到虚拟环境以外物体的视知觉。

在一个相关的实施例中计算机实现的虚拟现实系统包含一个头戴式显示器系统，此显示系统包含至少一个传感器来确定用户头部的至少一个位置和运动参数，此显示系统和传感器构成了计算机实现的虚拟现实现实系统的一部分，此头戴式显示器系统与一个水下呼吸设备整合以为用户所使用，可以在水下环境中运作。