[发明专利]用于凝视和姿势接口的系统和方法

说明书

相关案件的声明

本发明要求2010年12月16日提交的、序列号为61/423,701的美国临时专利申请和2011年9月22日提交的、序列号为61/537,671的美国临时专利申请的优先权与利益。

技术领域

本发明涉及通过用户的凝视和姿势来激活和与显示在计算机显示器上的3D对象交互。

背景技术

3D技术变得越来越可用。3D TV近来变得可用。3D视频游戏和电影开始变得可用。计算机辅助设计（CAD）软件用户开始使用3D模型。然而，目前设计者与3D技术的交互是传统性质的，即使用诸如鼠标、跟踪球等经典输入设备。一个强大挑战是提供能够促进更好并且更快地使用3D技术的自然并且直观的交互模式。

从而，需要利用3D交互的凝视和姿势来与3D显示器交互的改进的并且新颖的系统及方法。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了允许用户通过凝视和姿势与3D对象交互的方法和系统。根据本发明的一个方面，凝视接口由用户所佩戴的、带有一个或多个照相机的头部框架来提供。还提供了用于标定佩戴者所佩戴的框架的方法和仪器，该框架包括对准显示器的外部照相机，和分别对准佩戴者的一个眼睛的第一和第二内部照相机。

根据本发明的一个方面，为佩戴具有对准人员眼睛的第一照相机的头部框架的该人员提供了一种通过以该眼睛凝视3D对象和通过以身体部分做出姿势来与显示在显示器上的该3D对象交互的方法，该方法包括：以至少两个照相机感测该眼睛的图像、该显示器的图像和该姿势的图像，安装在头部框架中的这至少两个照相机之一适于指向显示器，并且这至少两个照相机中的另一个是第一照相机；将该眼睛的图像、该姿势的图像和该显示器的图像传送给处理器；处理器根据这些图像确定该眼睛的视向和头部框架相对于显示器的位置，并且然后确定人员正在凝视的3D对象；处理器根据该姿势的图像从多个姿势中识别出该姿势；并且处理器基于该凝视、或该姿势、或该姿势和该凝视来进一步处理该3D对象。

根据本发明的另一方面，提供了一种方法，其中第二照相机位于头部框架中。

根据本发明的又另一方面，提供了一种方法，其中第三照相机位于显示器中或毗邻显示器的区域中。

根据本发明的又另一方面，提供了一种方法，其中头部框架包括头部框架中的、指向人员的第二眼睛以捕获第二眼睛的视向的第四照相机。

根据本发明的又另一方面，提供了一种方法，该方法还包括：处理器根据第一眼睛的视向和第二眼睛的视向的交点确定3D焦点。

根据本发明的又另一方面，提供了一种方法，其中进一步处理3D对象包括激活该3D对象。

根据本发明的又另一方面，提供了一种方法，其中进一步处理3D对象包括基于凝视、或姿势、或凝视和姿势两者来以增大的分辨率显现3D对象。

根据本发明的又另一方面，提供了一种方法，其中3D对象由计算机辅助设计程序生成。

根据本发明的又另一方面，提供了一种方法，其进一步包括：处理器基于来自第二照相机的数据识别姿势。

根据本发明的又另一方面，提供了一种方法，其中处理器基于姿势在显示器上移动3D对象。

根据本发明的又另一方面，提供了一种方法，其还包括：处理器确定佩戴头部框架的人员的位置到新位置的改变，和处理器在计算机3D显示器上对应于新地点重新显现3D对象。

根据本发明的又另一方面，提供了一种方法，其中处理器以显示器的帧率确定地点改变和进行重新显现。

根据本发明的又另一方面，提供了一种方法，其还包括：处理器显示与正被凝视的3D对象有关的信息。

根据本发明的又另一方面，提供了一种方法，其中进一步处理3D对象包括激活与3D对象有关的径向菜单。

根据本发明的又另一方面，提供了一种方法，其中进一步处理3D对象包括激活在3D空间中堆叠在彼此之上的多个径向菜单。

根据本发明的又另一方面，提供了一种方法，其还包括：处理器标定人员的、指向3D计算机显示器上的区域的手部和胳膊姿势的相对姿态，人员以新姿态指向3D计算机显示器，并且处理器基于标定过的相对姿态估计与该新姿态有关的坐标。