[发明专利]虚拟现实中用户界面控件显示位置的确定方法及装置

说明书

本发明公开了一种虚拟现实中用户界面控件显示位置的确定方法及装置。该方法包括：将第一坐标位置从预设坐标系转换至球坐标系，其中，第一坐标位置用于表示用户界面控件在虚拟现实空间中的初始位置；在球坐标系下计算用户界面控件从第一坐标位置向第二坐标位置进行跟随移动过程中，每帧动画对应的第三坐标位置，其中，第二坐标位置为用户在虚拟现实空间中注视的与用户的视点相距预设距离的位置；将第三坐标位置从球坐标系重新映射至预设坐标系，确定用户界面控件在每帧动画中的实时显示位置。本发明解决了相关技术中所提供的VR应用中的用户界面控件显示方式的舒适度较差或易错失界面提供信息的技术问题。

技术领域

本发明涉及计算机领域，具体而言，涉及一种虚拟现实中用户界面控件显示位置的确定方法及装置。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，简称为VR)，是由美国一家公司创建人拉尼尔(JaronLanier)在20世纪80年代初提出的。VR的具体内涵在于：综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。计算机生成的、可交互的三维环境称为虚拟环境(Virtual Environment，简称为VE)。虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统的技术。该项技术利用计算机生成一种模拟环境，利用多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。

在移动VR设备中目前主要提供头盔和控制器(Controller，即VR头盔所匹配的操作控制器，用于与VR内容进行交互操作的硬件)一类的外设，这些设备都支持对于三自由度的运动追踪。对于VR头盔而言，为了显示精确的画面，当用户环顾周围时，头盔必须以亚毫米级的精度跟踪用户的头部运动。虚拟现实设备的控制器是使用者与计算机构建的虚拟环境进行交互的主要硬件。通过操作控制器，使用者在现实世界中手部的动态可以实时映射到虚拟世界中的虚拟手臂，以实现各种操作。这是通过各种内置传感器来实现的。通过获取这些传感器提供的各种数据，头盔或者控制器便可以实现真正的“三个自由度”，跟踪头盔可以跟随头部和手部的运动做出的任何角度运动。需要注意的是，物体在空间具有六个自由度，即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度。三个自由度则只有转动自由度。有些头盔和控制器通过定位技术可以实现六自由度的运动。

磁力计可以测量地球的磁场，因此总是知道“磁北”在哪个方向。这样便可以确保磁力计所指向的是正确的方向，进而防止出现“偏移”错误——即头盔以为自身朝向某一个方向时，然而其实际朝向却是另外一个方向。

加速度计通常具有以下用途：通过采用加速度计检测重力可以使得头盔获取上方是哪个方向。智能手机自动转换横竖屏依靠的便是加速度计。加速度计可以测量沿着一个轴的加速度，因此能够提供有用的数据，以使头盔、控制器获知一个对象运动的速度。

陀螺仪可以跟踪沿着一个轴的微小偏移(例如：使用者稍微倾斜头部或点头的时候)，来提供更精确的物体旋转信息。

对于控制器而言，无线运动控制器能够使得使用者与三维空间中的物体进行充分交互，从而增强沉浸感。与头盔相类似，每个控制器均配备有磁力计、加速度计和陀螺仪以及红外传感器，对运动进行亚毫米级的精度跟踪。

用户界面控件(User Interface，简称为UI)是系统与用户之间进行交互和信息交换的媒介，其可以实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换，其目的在于：使得用户能够便捷、有效地去操作硬件以达成双向交互，完成所希望借助硬件完成的工作。用户界面控件定义广泛，包含有人机交互与图形用户接口，凡参与人类与机械的信息交流的领域都存在着用户界面控件。同样，在虚拟现实环境中也需要建立相关的用户界面控件，以实现用户与系统之间的信息交互。

相关技术中在VR应用中所提供的用户界面控件设置方式通常包括以下两种：

方式一、跟随视角式用户界面控件，即用户界面控件以平面或者立体的形式固定显示在图形用户界面控件上，图形用户界面控件和视线保持相对静止。