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虚拟内容的交互方法、系统及其交互装置

阅读：248发布：2020-05-08

专利汇可以提供虚拟内容的交互方法、系统及其交互装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本申请提供一种虚拟内容的交互方法、系统以及交互装置。虚拟内容的交互方法应用于交互装置，交互装置包括标记物及触控区域，标记物用于确定交互装置与终端设备之间的相对空间位置关系。交互方法包括：获取通过触控区域检测到的操控动作，并生成与操控动作对应的图像控制指令；以及将图像控制指令发送给终端设备，图像控制指令用于指示终端设备对显示的虚拟内容进行控制，虚拟内容基于终端设备与交互装置之间的相对空间位置关系进行显示，交互指令用于指示终端设备对与交互指令对应的控制区匹配的虚拟交互界面进行控制。上述的虚拟内容的交互方法，能够根据标记物显示虚拟内容，并利用交互装置控制虚拟内容，有利于实现用户与虚拟内容之间的交互。，下面是虚拟内容的交互方法、系统及其交互装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种虚拟内容的交互方法，其特征在于，包括：
采集包含标记物的图像，所述标记物为集成于交互装置上的平面标记物；
根据所述包含标记物的图像确定终端设备与所述交互装置之间的第一相对空间位置关系；
根据所述第一相对空间位置关系显示构建的虚拟内容；以及
当接收到所述交互装置发送的图像控制指令时，根据所述图像控制指令控制所述虚拟内容的显示，所述图像控制指令为所述交互装置接收到操控动作时生成。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一相对空间位置关系显示构建的虚拟内容，包括：
获取与所述交互装置对应的显示区域的位置信息；
根据所述位置信息以及所述第一相对空间位置关系，确定所述终端设备与所述显示区域的第二相对空间位置关系；
基于所述第二相对空间位置关系将构建的虚拟内容与所述显示区域对应进行显示。
3.一种虚拟内容的交互方法，其特征在于，应用于交互装置，所述交互装置包括标记物及触控区域，所述标记物用于确定所述交互装置与终端设备之间的相对空间位置关系；所述方法包括：
获取通过所述触控区域检测到的操控动作，并生成与所述操控动作对应的图像控制指令；以及
将所述图像控制指令发送给终端设备，所述图像控制指令用于指示所述终端设备对显示的虚拟内容进行控制，所述虚拟内容基于所述终端设备与所述交互装置之间的相对空间位置关系进行显示。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述触控区域包括触摸区，所述获取通过所述触控区域检测到的操控动作，并生成与所述操控动作对应的图像控制指令，包括：获取所述触摸区所检测的触摸动作，并根据所述触摸动作生成图像控制指令。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述触控区域包括压力区，所述压力区设有压力传感器；所述获取通过所述触控区域检测到的操控动作，并生成与所述操控动作对应的图像控制指令，包括：获取所述压力区所检测的压力数据，并根据所述压力数据生成图像控制指令。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述虚拟内容包括虚拟交互界面，所述触控区域包括与所述虚拟交互界面对应的控制区，所述获取通过所述触控区域检测到的操控动作，并生成与所述操控动作对应的图像控制指令，包括：获取所述控制区所接收的操控动作，并根据所述操控动作生成交互指令，所述交互指令用于指示所述终端设备对所述虚拟交互界面进行控制。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制区为多个，当所述虚拟内容呈现多个虚拟交互界面时，所述多个控制区分别与所述多个虚拟交互界面一一对应；所述获取所述控制区所接收的操控动作，并根据所述操控动作生成交互指令包括：
获取至少一个控制区所接收的至少一个操控动作；以及
生成与所述至少一个操控动作对应的至少一个交互指令，所述交互指令用于指示所述终端设备对与交互指令对应的控制区匹配的虚拟交互界面进行控制。
8.一种虚拟内容的交互装置，其特征在于，所述装置包括：
图像采集模块，用于采集包含标记物的图像，所述标记物为集成于交互装置上的平面标记物；
位置关系确定模块，用于根据所述包含标记物的图像确定终端设备与所述交互装置之间的第一相对空间位置关系；以及
显示模块，用于根据所述第一相对空间位置关系显示构建的虚拟内容，还用于当接收到所述交互装置发送的图像控制指令时，根据所述图像控制指令控制所述虚拟内容的显示，所述图像控制指令为所述交互装置接收到操控动作时生成。
9.一种交互装置，其特征在于，所述交互装置包括控制面板，所述控制面板设置有标记物及触控区域；
所述标记物，用于由终端设备识别后，以确定所述交互装置与所述终端设备之间的相对空间位置关系；
所述触控区域，用于接收用户的操控动作以生成图像控制指令，以控制显示在所述终端设备上的虚拟内容。
10.如权利要求9所述的交互装置，其特征在于，所述交互装置还包括基板和滤光层，所述滤光层叠置于所述标记物背离所述基板的一侧，所述控制面板叠置于所述基板上，所述控制面板划分有与所述标记物对应的显示区域，所述显示区域与所述触控区域相重合或者相并列。

说明书全文

虚拟内容的交互方法、系统及其交互装置

技术领域

[0001] 本申请涉及图像显示领域，特别涉及一种虚拟内容的交互方法、系统及其交互装置。

背景技术

[0002] 随着科技的发展，机器智能化及信息智能化日益普及，通过机器视觉或者虚拟视觉等图像采集装置来识别用户影像以实现人机交互的技术越来越重要。增强现实技术(Augmented Reality，AR)借助计算机图形技术和可视化技术构建现实环境中不存在的虚拟内容，并通过图像识别定位技术将虚拟内容准确地融合到真实环境中，借助显示设备将虚拟内容与真实环境融为一体，并显示给使用者真实的感观体验。增强现实技术要解决的首要技术难题是如何将虚拟内容准确地融合到真实世界中，也就是要使虚拟内容以正确的姿态出现在真实场景的正确位置上，从而产生强烈的视觉真实感。在传统的技术中，通过在真实场景图像中叠加虚拟内容进行增强现实或混合现实等的显示，而与虚拟内容的交互控制是增强现实或混合现实的重要研究方向。发明内容

[0003] 本申请提供一种能够易于操控及交互的虚拟内容的交互方法，以及用于执行该方法的虚拟内容的交互装置及其交互装置。

[0004] 在一方面，本申请提供一种虚拟内容的交互方法，包括：采集包含标记物的图像，标记物集成于交互装置上；根据包含标记物的图像确定终端设备与交互装置之间的第一相对空间位置关系；根据第一相对空间位置关系显示构建的虚拟内容；以及当接收到交互装置发送的图像控制指令时，根据图像控制指令控制虚拟内容的显示，图像控制指令为交互装置接收到操控动作时生成。

[0005] 另一方面，本申请还提供一种虚拟内容的交互方法，应用于交互装置，交互装置包括标记物及触控区域，标记物用于确定交互装置与终端设备之间的相对空间位置关系。方法包括：获取通过触控区域检测到的操控动作，并生成与操控动作对应的图像控制指令；以及将图像控制指令发送给终端设备，图像控制指令用于指示终端设备对显示的虚拟内容进行控制，虚拟内容基于终端设备与交互装置之间的相对空间位置关系进行显示。

[0006] 又一方面，本申请还提供一种虚拟内容的交互装置，该交互装置包括：图像采集模块，用于采集包含标记物的图像，标记物为集成于交互装置上的平面标记物；位置关系确定模块，用于根据包含标记物的图像确定终端设备与交互装置之间的第一相对空间位置关系；以及显示模块，用于根据第一相对空间位置关系显示构建的虚拟内容，还用于当接收到交互装置发送的图像控制指令时，根据图像控制指令控制虚拟内容的显示，图像控制指令为交互装置接收到操控动作时生成。

[0007] 再一方面，本申请还提供一种交互装置，交互装置包括控制面板，控制面板设置有标记物及触控区域；标记物，用于由终端设备识别后，以确定交互装置与终端设备之间的相对空间位置关系；触控区域，用于接收用户的操控动作以生成图像控制指令，以控制显示在终端设备上的虚拟内容。

[0008] 本申请提供的虚拟内容的交互方法中，根据标记物显示虚拟内容，使虚拟内容能够直观地显示在用户眼前，并能够利用交互装置实时地控制虚拟内容，有利于实现用户与虚拟内容之间的交互，使虚拟内容所携带的信息更易于获取，能够提高用户的使用体验。附图说明

[0009] 为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，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的附图。

[0010] 图1是本申请实施例提供的虚拟内容的交互方法的应用场景示意图；

[0011] 图2是本申请实施例提供的虚拟内容的交互方法的另一应用场景示意图；

[0012] 图3是本申请一个实施例中提供的虚拟内容的交互方法的流程示意图；

[0013] 图4是本申请一个实施例中虚拟内容显示的流程示意图。

[0014] 图5是本申请实施例提供的虚拟内容的交互方法的又一应用场景示意图；

[0015] 图6是本申请一个实施例中提供的虚拟内容的交互装置的功能模块示意图；

[0016] 图7是本申请另一个实施例中提供的虚拟内容的交互方法的流程示意图；

[0017] 图8是本申请另一个实施例中提供的虚拟内容的交互装置的功能模块示意图；

[0018] 图9A-9C是本申请一个实施例中在触控区域滑动的示意图。

[0019] 图10是本申请一个实施例中提供的虚拟内容的交互装置的结构示意图；

具体实施方式

[0020] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0021] 请参阅图1，示出了本申请实施例提供的一种虚拟内容的交互系统10，该虚拟内容的交互系统10包括：终端设备300和交互装置400。在本申请实施例中，交互装置400设有标记物450。在使用交互装置400时，可使标记物450位于终端设备300的视野范围内，进而使得终端设备300采集包含标记物450的图像，以对标记物450进行识别追踪。

[0022] 在本申请实施例中，终端设备300可以是头戴显示装置，也可以是手机、平板等移动设备。终端设备300为头戴显示装置时，头戴显示装置可以为一体式头戴显示装置。终端设备300也可以是与外接式头戴显示装置连接的手机等智能终端，即终端设备300可作为头戴显示装置的处理和存储设备，插入或者接入外接式头戴显示装置以显示虚拟内容。

[0023] 请同时参阅2，在本申请实施例中，终端设备300基于头戴显示装置形成，其包括图像采集装置301及显示装置303。具体而言，显示装置303包括控制中心3031以及显示组件3033，显示组件3033为透反式镜片，控制中心3031用于向显示组件3033投放虚拟内容，使用户能够通过显示组件3033中观看到虚拟内容。用户在通过显示组件3033中看到控制中心
3031投射的虚拟内容的同时，还能够透过显示组件3033观察到现实环境，因此，用户眼睛所获得的图像为虚拟内容与现实环境叠加后的增强现实场景。图像采集装置301电连接于显示装置303，图像采集装置301还用于获取在其视场范围内的环境信息。

[0024] 交互装置400可以被用户手持并进行操控，标记物450集成于交互装置400中。标记物450位于终端设备300的图像采集装置301的视野范围内时，图像采集装置301可以采集到包含标记物450的图像。该标记物450的信息预先存储于终端设备300中，终端设备300根据图像采集装置301采集的包含标记物450的图像进行识别追踪，以生成并显示相应的虚拟内容。

[0025] 当然，具体的标记物450在本申请实施例中并不作为限定，只要标记物450能被终端设备300识别追踪即可。例如，标记物450可以是包括至少一个具有一定形状的子标记物的标记图像。

[0026] 如图1及图2所示，当标记物450位于终端设备300的图像采集装置的视野范围内时，图像采集装置301能够采集到包含标记物450的图像，使得终端设备300确定该标记物450的相关信息，进而获取标记物450与终端设备300之间的相对位置关系及旋转关系等信息，以生成并显示相应的虚拟内容。如图1及图2所示的台灯300，即为与标记物450对应的虚拟内容，用户能够基于该标记物而观察到虚实结合的增强现实场景。

[0027] 但是，发明人在研究中发现，传统的增强现实场景，所显示的虚拟内容缺乏与用户间的交互而用户所体验的仅仅是虚拟内容与现实环境叠加的场景。

[0028] 因此，为了克服上述缺陷，本申请实施例提供了一种与虚拟内容进行交互的方法，应用于上述场景，本申请实施例提供的交互方法的执行主体可以是上述终端设备或交互装置，该交互方法中终端设备可通过采集包含集成于交互装置上的标记物的图像，进而获取标记物相对于终端设备的位置及旋转信息。终端设备可根据包含标记物的图像确定终端设备与交互装置之间的相对空间位置关系，并根据该相对空间位置关系在相应的区域(例如对应在交互装置上的显示区域或是其他预设的显示区域等)显示相应的虚拟内容。交互装置上可设置有触控区域，用户可对触控区域进行触控操作，从而控制虚拟内容的显示。交互装置可获取通过触控区域检测到操控动作，生成与该操控动作对应的图像控制指令，并将该图像控制指令发送给终端设备。当终端设备接收到交互装置发送的图像控制指令时，根据图像控制指令控制虚拟内容的显示，实现对虚拟内容的控制，有利于提高用户与虚拟内容之间的交互性。

[0029] 请参阅图3，在一个实施例中，本申请提供一种虚拟内容的交互方法，应用于上述的终端设备，该方法包括步骤：S101至S107。

[0030] 步骤S101：采集包含有交互装置的标记物的图像。

[0031] 进一步地，通过终端设备的图像采集装置采集包含标记物的图像，其中，标记物可以集成于交互装置中，例如，可以为固定呈现在交互装置上的图案，或者为可选择性地呈现在交互装置上的图案(如交互装置通电后显示的图案)。

[0032] 步骤S103：根据包含标记物的图像确定终端设备与交互装置之间的第一相对空间位置关系。

[0033] 在一些实施方式中，交互装置可以包括至少一个标记物，此时，步骤S103可以包括：识别采集的图像中包含的至少一个标记物，计算至少一个标记物与终端设备之间的相对位置及旋转关系，确定终端设备与交互装置之间的第一相对空间位置关系。

[0034] 在一些实施方式中，交互装置包括第一标记物以及第二标记物，第二标记物区别于第一标记物，此时，步骤S103可以包括：识别采集的图像中包含的第一标记物以及第二标记物，分别计算第一标记物以及第二标记物与终端设备之间的相对位置及旋转关系，确定终端设备与交互装置之间的第一相对空间位置关系。通过设置两个标记物，能够更为精确地确认第一相对空间位置关系。

[0035] 在一些实施方式中，每个标记物上可以分布有至少一个子标记物。标记物上所分布的至少一个子标记物中，各个子标记物之间的特征信息不同，例如该特征信息包括形状、轮廓、尺寸或者特征点数量中的至少一种。从而，在采集到标记物的图像时，通过图像处理提取到所拍摄的子标记物的特征信息，再通过预先存储标记物身份与子标记物特征信息的对应关系，确定在目标图像中所拍摄到的标记物的身份信息。

[0036] 进一步地，根据子标记物在图像中的坐标计算标记物相对于终端设备之间为位置以及旋转信息，从而确定交互装置与终端设备之间的第一相对空间位置关系。终端设备可直接将标记物相对终端设备的位置以及旋转信息等作为终端设备与交互装置之间的第一相对空间位置关系。进一步地，也可根据标记物相对于整个交互装置的位置关系，以及标记物相对终端设备的位置以及旋转信息等，确定终端设备与交互装置之间的第一相对空间位置关系，可以更加准确地得到终端设备与交互装置之间的关系。

[0037] 步骤S105：根据第一相对空间位置关系显示构建的虚拟内容。

[0038] 在一些实施例中，可以直接构建虚拟内容或获取已构建的虚拟内容。其中，终端设备可根据标记物的身份信息构建虚拟内容，当识别图像中的标记物后，可获取与该标记物的身份信息对应的模型数据，并根据该模型数据构建虚拟内容，模型数据可包括用于建模的顶点数据、颜色数据、纹理数据等。不同身份信息的标记物可分别对应显示不同类型的虚拟内容，例如，身份信息为“编号1”的标记物显示的虚拟内容为三维虚拟汽车，“编号2”的标记物显示的虚拟内容为三维虚拟建筑等。虚拟内容的模型数据也可以是预先存储在终端设备中，当识别到不同交互装置上不同的标记物时，均会直接根据预先存储的模型数据显示相应的虚拟内容，不受标记物的身份信息的影响。可选地，虚拟内容的模型数据也可对应存储在不同的应用程序中，当终端设备切换不同的应用程序时，可显示不同类型的虚拟内容，例如，针对同一身份信息的标记物，应用程序A显示的是三维虚拟汽车，应用程序B显示的是三维虚拟建筑等。可以理解地，显示的具体虚拟内容可根据实际需求进行设定，并不限于上述几种方式。

[0039] 在一些实施例中，根据标记物的身份信息以及第一相对空间位置关系构建与标记物对应的虚拟内容。例如，交互装置呈现一个或多个不同的标记物，则步骤S105可以包括：根据包含标记物的图像，识别标记物的身份信息，并根据标记物的身份信息构建对应的虚拟内容，显示构建的虚拟内容。

[0040] 进一步地，由于标记物中所包含的子标记物的特征信息不同，而不同的标记物中所包含的子标记物也不完全相同，由此，根据所采集到的目标图像中的子标记物的图像也能够确定位于图像采集装置的视野内的标记物的身份信息，从而能够显示与该标记物对应的虚拟内容。

[0041] 具体地，根据所采集到的包含标记物的图像，确定终端设备与标记物之间的位置及旋转关系，并根据子标记物的特征信息，确定被识别的标记物的身份信息，从而根据预设的标记物身份信息与虚拟内容的对应关系，确定当前所采集的图像中标记物对应的虚拟内容，并显示构建的虚拟内容以呈现给用户，如图1所显示的台灯。或者，当识别的标记物为另一身份时，终端设备可以显示其他的虚拟内容，如仿真建筑模型。终端设备获取与标记物之间的第一相对空间位置关系后，可根据第一相对空间位置关系确定虚拟内容的渲染坐标，再根据该渲染坐标渲染并显示虚拟内容，该渲染坐标可用于表示虚拟空间中虚拟内容与终端设备的相对空间位置关系。其中，第一相对空间位置关系可包括相对位置、旋转等信息，终端设备可将现实空间中的第一相对空间位置关系转换为虚拟空间的相对坐标数据，并根据该相对坐标数据计算虚拟内容在虚拟空间中的渲染坐标，从而可准确地显示虚拟内容。

[0042] 在一些实施方式中，可以根据标记物处于交互装置上的具体位置，确定虚拟内容在显示时与交互装置之间的位置关系，以利于用户操作。进一步地，交互装置包括触控区域，触控区域用于接收用户的操控动作以允许用户控制虚拟内容的显示；交互装置还划分有显示区域，标记物对应显示区域设置，也即是用户看到虚拟内容的区域与标记物所在的位置相对应的重叠。需要说明的是，显示区域是指用户通过终端设备观看时，虚拟内容显示在现实世界中的区域。请一并参阅图4，步骤S105可以包括：

[0043] 步骤S1051：获取交互装置对应的显示区域的位置信息。其中，位置信息可以包括显示区域相对交互装置中的位置，或者，显示区域与标记物的相对位置关系等。

[0044] 步骤S1053：根据位置信息以及终端设备与交互装置之间的第一相对空间位置关系，确定终端设备与显示区域的第二相对空间位置关系。

[0045] 终端设备获取交互装置对应的显示区域的位置信息，该位置信息可包括显示区域与交互装置上的标记物之间的相对位置关系。交互装置对应的显示区域的位置信息可以是预先存储在终端设备上的固定区域，也可以是由终端设备采集包含交互装置的图像，识别图像中的交互装置，并按照预设的划分规则划分交互装置的显示区域。其中，划分规则可以设定显示区域的大小、显示区域相对交互装置的位置、显示区域的面积占交互装置的比例等，比如，可以设定交互装置相对用户50％的左边区域为显示区域，或是设定交互装置上除触控区域外的区域为显示区域，或是整个交互装置作为显示区域，也可以将标记物所处的区域作为显示区域等，但不限于此。

[0046] 终端设备获取交互装置对应的显示区域与标记物之间的相对位置关系后，可根据终端设备与标记物之间的位置以及旋转信息等，得到终端设备与交互装置对应的显示区域的第二相对空间位置关系。

[0047] 步骤S1055：基于第二相对空间位置关系将构建的虚拟内容与显示区域对应显示。

[0048] 终端设备可根据与交互装置上的显示区域的第二相对空间位置关系，确定虚拟内容的渲染坐标，再根据渲染坐标渲染并显示虚拟内容，可将该第二相对空间位置关系转化为虚拟空间中终端设备与显示区域的空间坐标，并将该空间坐标作为虚拟内容的渲染坐标，从而使得显示的虚拟内容可以与现实中交互装置上的显示区域对齐。用户通过头戴式显示装置或终端设备可以看到虚拟内容与交互装置上的显示区域准确地叠加在一起，实现虚实对齐。

[0049] 在一些实施例中，终端设备可获取显示区域的大小，该显示区域的大小可以是显示区域所占的面积大小，或是显示区域的长、宽等信息，并可从虚拟内容的模型数据中获取虚拟内容的大小，该虚拟内容的大小也可是虚拟内容所占的面积大小等。终端设备可根据显示区域的大小以及虚拟内容的大小计算缩放比例，并根据缩放比例显示虚拟内容，该缩放比例可为显示区域的大小与虚拟内容的大小之间的比值。例如，显示区域的大小为30cm(厘米)*30cm，虚拟内容的大小为60cm*60cm，则缩放比例可为缩小50％。终端设备可根据缩放比例对构建的虚拟内容进行缩放，并显示缩放后的虚拟内容，可使得显示的虚拟内容与显示区域更为适配，满足虚实对齐的效果。

[0050] 上述的显示区域大小可以是预先存储在终端设备中的固定数据，终端设备识别交互装置上的标记物后，可根据标记物的身份信息读取交互装置的显示区域的大小等信息。终端设备也可实时获取显示区域的大小，可通过图像识别确定交互装置的大小，并根据划分的显示区域所占交互装置的面积比例获取显示区域的大小等。

[0051] 作为一种具体的实施例，当虚拟内容为图5中的台灯时，构建台灯模型后，可以将台灯模型的底座对应于交互装置的显示区域进行显示，以便于用户在触控区域上操作的同时，能够方便地观察到台灯模型，从而有利于控制台灯模型的显示。

[0052] 步骤S107：当接收到交互装置发送的图像控制指令时，根据图像控制指令控制虚拟内容的显示，图像控制指令为交互装置接收到操控动作时生成。

[0053] 图5是本申请实施例提供的虚拟内容的交互方法的又一应用场景示意图。如图5所示，用户通过佩戴的终端设备300，可以看到虚拟内容(虚拟台灯)叠加显示在交互装置400的显示区域上，用户可通过交互装置400的触控区域对显示的虚拟内容(虚拟台灯)进行控制，提高用户与虚拟内容的交互性。

[0054] 在本申请一个实施例的虚拟内容的交互方法中，将标记物集成于交互装置上，通过识别标记物的图像显示对应的虚拟内容，用户能够通过交互装置输入用于控制虚拟内容显示的控制操作，使用户与虚拟内容的交互更为简便。

[0055] 请参阅图6，在一个实施例中，本申请提供一种虚拟内容的交互装置100，用于执行上述的虚拟内容的交互方法。虚拟内容的交互装置100包括图像采集模块101、位置关系确定模块103、显示模块105以及控制模块107。图像采集模块201用于采集标记物的图像，位置关系确定模块103用于据包含标记物的图像确定终端设备与交互装置之间的相对空间位置关系，显示模块105用于根据该相对空间位置关系显示构建的虚拟内容。控制模块107用于根据交互装置发送的图像控制指令控制虚拟内容的显示。可以理解的是，上述各模块可以为运行于计算机可读存储介质中的程序模块。在本申请实施例中，交互装置100被存储在终端设备300的存储器中，并被配置为由终端设备300的一个或多个处理器执行。

[0056] 进一步地，位置关系确定模块103包括第一位置关系确定单元1031、第二位置关系确定单元1033。

[0057] 第一位置关系确定单元1031用于根据包含标记物的图像，确定终端设备与交互装置之间的第一相对空间位置关系。在一些实施方式中，交互装置可以包括至少一个标记物，第一位置关系确定单元1031进一步地用于识别采集的图像中包含的至少一个标记物，计算至少一个标记物与终端设备之间的相对位置及旋转关系，确定终端设备与交互装置之间的第一相对空间位置关系。

[0058] 在一些实施方式中，交互装置包括第一标记物以及第二标记物，第二标记物区别于第一标记物，第一位置关系确定单元1031进一步地用于识别采集的图像中包含的第一标记物以及第二标记物，分别计算第一标记物以及第二标记物与终端设备之间的相对位置及旋转关系，确定终端设备与交互装置之间的第一相对空间位置关系。通过设置两个标记物，能够更为精确地确认第一相对空间位置关系。

[0059] 在一些实施方式中，每个标记物上可以分布有至少一个子标记物。标记物上所分布的至少一个子标记物中，各个子标记物之间的特征信息不同，例如该特征信息包括形状、轮廓、尺寸或者特征点数量中的至少一种。图像采集模块101在采集到标记物的图像时，第一位置关系确定单元1031进一步地用于通过图像处理提取到所拍摄的子标记物的特征信息，再通过预先存储标记物身份与子标记物特征信息的对应关系，确定在目标图像中所拍摄到的标记物的身份信息。

[0060] 进一步地，第一位置关系确定单元1031还用于根据子标记物在图像中的坐标计算标记物相对于终端设备之间为位置以及旋转信息，从而确定交互装置与终端设备之间的第一相对空间位置关系。其中，可直接将标记物相对终端设备的位置以及旋转信息等作为终端设备与交互装置之间的第一相对空间位置关系。进一步地，第一位置关系确定单元1031还用于根据标记物相对于整个交互装置的位置关系，以及标记物相对终端设备的位置以及旋转信息等，确定终端设备与交互装置之间的第一相对空间位置关系，可以更加准确地得到终端设备与交互装置之间的关系。

[0061] 第二位置关系确定单元1033用于获取交互装置的显示区域的位置信息，根据位置信息以及终端设备与交互装置之间的第一相对空间位置关系，确定终端设备与显示区域的第二相对空间位置关系。其中，位置信息可以包括显示区域在交互装置中的位置，或者，显示区域与标记物的相对位置关系等。交互装置的显示区域的位置信息可以是预先存储在终端设备上的固定区域，也可以是由终端设备采集包含交互装置的图像，识别图像中的交互装置，并按照预设的划分规则划分交互装置的显示区域。第二位置关系确定单元1033获取交互装置上的显示区域与标记物之间的相对位置关系后，可根据终端设备与标记物之间的位置以及旋转信息等，得到终端设备与交互装置上的显示区域的第二相对空间位置关系。

[0062] 显示模块105包括构建单元1051、渲染单元1053以及显示单元1055。构建单元1051用于构建或获取虚拟内容，渲染单元1053用于渲染虚拟内容，显示单元1055用于显示虚拟内容。

[0063] 构建单元1051用于直接构建虚拟内容或获取已构建的虚拟内容。例如，构建单元1051用于根据标记物的身份信息构建虚拟内容。当图像采集模块101识别图像中的标记物后，构建单元1051可获取与该标记物的身份信息对应的模型数据，并根据该模型数据构建虚拟内容，模型数据可包括用于建模的顶点数据、颜色数据、纹理数据等。不同身份信息的标记物可分别对应显示不同类型的虚拟内容，例如，身份信息为“编号1”的标记物显示的虚拟内容为三维虚拟汽车，“编号2”的标记物显示的虚拟内容为三维虚拟建筑等。虚拟内容的模型数据也可以是预先存储在终端设备中，当图像采集模块101识别到不同身份信息的标记物时，构建单元1051均会直接根据预先存储的模型数据获取或构建相应的虚拟内容，不受标记物的身份信息的影响。可选地，虚拟内容的模型数据也可对应存储在不同的应用程序中，当终端设备切换不同的应用程序时，构建单元1051可获取或构建不同类型的虚拟内容，例如，针对同一身份信息的标记物，应用程序A显示的是三维虚拟汽车，应用程序B显示的是三维虚拟建筑等。可以理解地，构建单元1051获取或构建的具体虚拟内容可根据实际需求进行设定，并不限于上述几种方式。

[0064] 在一些实施例中，构建单元1051用于根据标记物的身份信息以及第一相对空间位置关系构建与标记物对应的虚拟内容。例如，交互装置呈现一个或多个不同的标记物，则构建单元1051用于根据包含标记物的图像，识别标记物的身份信息，并根据标记物的身份信息构建对应的虚拟内容，显示构建的虚拟内容。

[0065] 渲染单元1053用于渲染构建单元1051所构建或获取的虚拟内容。具体而言，渲染单元1053用于根据第一相对空间位置关系确定虚拟内容的渲染坐标，再根据该渲染坐标渲染并显示虚拟内容，该渲染坐标可用于表示虚拟空间中虚拟内容与终端设备的相对空间位置关系。其中，第一相对空间位置关系可包括相对位置、旋转等信息，渲染单元1053可将现实空间中的第一相对空间位置关系转换为虚拟空间的相对坐标数据，并根据该相对坐标数据计算虚拟内容在虚拟空间中的渲染坐标，从而可准确地显示虚拟内容。

[0066] 进一步地，渲染单元1053还用于根据终端设备与交互装置上的显示区域的第二相对空间位置关系，确定虚拟内容的渲染坐标，再根据渲染坐标渲染虚拟内容，此时，渲染单元1053具体地用于将该第二相对空间位置关系转化为虚拟空间中终端设备与显示区域的空间坐标，并将该空间坐标作为虚拟内容的渲染坐标。用户通过头戴式显示装置或终端设备可以看到虚拟内容与交互装置上的显示区域准确地叠加在一起，实现虚实对齐。

[0067] 显示单元1055用于显示构建单元1051所获取的虚拟内容，或/及，用于显示渲染单元1055所渲染的虚拟内容。在一些实施方式中，显示单元用于根据第一相对空间位置关系显示虚拟内容，或/及，用于基于第二相对空间位置关系将虚拟内容与交互装置的显示区域对应显示，从而使得显示的虚拟内容可以与现实中交互装置上的显示区域对齐。

[0068] 在一个实施例中，显示单元1055还用于获取显示区域的大小，并根据显示区域的大小以及虚拟内容的大小计算缩放比例，并根据缩放比例显示虚拟内容。该显示区域的大小可以是显示区域所占的面积大小，或是显示区域的长、宽等信息，显示单元1055可从虚拟内容的模型数据中获取虚拟内容的大小，该虚拟内容的大小也可是虚拟内容所占的面积大小等。上述的缩放比例可为显示区域的大小与虚拟内容的大小之间的比值。例如，显示区域的大小为30cm(厘米)*30cm，虚拟内容的大小为60cm*60cm，则缩放比例可为缩小50％。显示单元1055可根据缩放比例对构建的虚拟内容进行缩放，并显示缩放后的虚拟内容，可使得显示的虚拟内容与显示区域更为适配，满足虚实对齐的效果。

[0069] 上述的显示区域大小可以是预先存储在终端设备中的固定数据，图像采集模块101识别交互装置上的标记物后，根据标记物的身份信息读取交互装置的显示区域的大小等信息，显示单元1055则从图像采集模块101分析的数据中获取显示区域的大小信息。图像采集模块101也可实时获取显示区域的大小，例如，图像采集模块101可通过图像识别确定交互装置的大小，并根据划分的显示区域所占交互装置的面积比例获取显示区域的大小等。

[0070] 控制模块107用于当接收到交互装置发送的图像控制指令时，根据图像控制指令控制虚拟内容的显示，图像控制指令为交互装置接收到操控动作时生成。

[0071] 请参阅图7，在一个实施例中，本申请提供另一种虚拟内容的交互方法，应用于上述的交互装置，该方法可以包括以下步骤：

[0072] 步骤S203：获取触控区域检测到的操控动作，并生成与操控动作对应的图像控制指令。

[0073] 进一步地，交互装置获取触控区域检测到的操控动作，生成与操控动作对应的图像控制指令后，将图像控制指令发送至终端设备，以允许终端设备根据该图像控制指令控制虚拟内容的显示。其中，操控动作可包括但不限于单指滑动、点击、按压、多指配合滑动等。该图像控制指令用于控制虚拟内容的显示，其可以是控制该虚拟内容旋转、放大、缩小、施展特定的动作效果，或者将该虚拟内容切换为新的虚拟内容，也可以是再加入新的虚拟对象至当前的增强现实场景中。

[0074] 在一些实施方式中，触控区域包括触摸区，步骤S203可以包括：获取触摸区所检测的触摸动作，并根据触摸动作生成图像控制指令。

[0075] 请一并参阅图9A，在一些实施方式中，在终端设备显示虚拟内容时，当获取到触摸区域检测到的触摸动作为单指相对用户向左或向右滑动时，生成切换显示的新的虚拟内容的图像控制指令，例如该图像控制指令为控制终端设备将当前显示的虚拟台灯切换成虚拟建筑模型或虚拟汽车等新的虚拟内容；当获取到触摸区域检测到的触摸动作为单指相对用户向上或向下滑动时，生成控制当前虚拟内容的图像控制指令，例如该图像控制指令为控制终端设备调节当前显示的虚拟台灯的亮度、照明颜色等。

[0076] 请再参阅图9B-9C，在一些实施方式中，在终端设备显示虚拟内容时，当获取到触摸区域检测到的触摸动作为双指的距离相对收缩合并时，生成缩小当前显示的虚拟内容的图像控制指令，例如该图像控制指令为控制终端设备将当前显示的虚拟台灯相对于用户的视角缩小；当获取到触摸区域检测到的触摸动作为双指的距离相对扩大远离时，生成放大当前显示的虚拟内容的图像控制指令，例如该图像控制指令为控制终端设备将当前显示的虚拟台灯相对于用户的视角放大。

[0077] 在一些实施方式中，根据不同的虚拟内容，同一个操控动作可以对应于不同的图像控制指令，则获取触控区域检测到的操控动作后，根据当前显示的虚拟内容以及操控动作，生成与该操控动作对应的图像控制指令。具体地例如，当虚拟内容为如图1的台灯：触控区域检测到的操控动作为相对用户向左滑动时，则生成控制台灯降低亮度的图像控制指令，触控区域检测到的操控动作为相对用户向右滑动时，则生成控制台灯增强亮度的图像控制指令，触控区域检测到的操控动作为双击时，则生成控制台灯熄灭的图像控制指令；当虚拟内容为仿真建筑模型：触控区域检测到的操控动作为向左滑动时，则生成控制虚拟内容左墙移除的图像控制指令(以便于用户观察仿真建筑模型的内部结构)，触控区域检测到的操控动作为向右滑动时，则生成控制虚拟内容右墙移除的图像控制指令，触控区域检测到的操控动作为双击时，则生成控制虚拟内容内部格局的图像控制指令。

[0078] 在一些实施方式中，触控区域还包括压力区，压力区设有压力传感器，步骤S203可以包括：获取压力区所检测的压力数据，并根据压力数据生成图像控制指令。

[0079] 进一步地，该图像控制指令为控制虚拟内容以变形状态进行显示的指令，使虚拟内容显示为受外力挤压而变形的状态。进一步地，根据压力数据，采用预设的函数关系计算虚拟内容的变形状态；例如，虚拟内容的形变量与压力值成正比关系，压力值越大，虚拟内容的形变量越大，甚至，压力值超过设定阈值时，可以执行预设的图像显示动作(例如：虚拟内容爆炸或消失、切换虚拟内容等)。

[0080] 或者，该图像控制指令为控制虚拟内容的显示状态的指令，使虚拟内容显示的显示状态(如色彩渐变、亮度或者透明度等状态)跟随压力大小而改变。具体而言，根据预设的压力阈值，将压力区获取的实际压力与压力阈值相比较，根据二者的比值控制虚拟内容的显示状态的变化量。作为一种实施例，例如，当虚拟内容为图1的台灯时，若压力区获取的实际压力为压力阈值的50％，则将台灯的亮度调节为50％亮度进行显示。

[0081] 在一些实施方式中，触控区域还包括控制区，虚拟内容可以包括虚拟交互界面，也即，终端设备呈现给用户具有虚拟交互界面的虚拟内容，控制区与虚拟交互界面相对应。其中，虚拟交互空间的形式可以包括但不限于包括：按钮、弹窗、列表等。步骤S203还可以包括：获取控制区所接收的操控动作，并根据操控动作生成交互指令，交互指令用于指示终端设备对虚拟交互界面进行控制。例如，在一些具体的实例中，终端设备显示虚拟内容时，虚拟内容的虚拟交互界面可以呈现交互菜单，则交互装置的控制区与交互菜单相对应，通过获取控制区的操控动作，能够实现对交互菜单的选择或/及输入。如图2所示，当虚拟内容呈现为台灯时，若用户双击触控区域，虚拟内容的虚拟交互界面呈现“是否需要关灯”、“是”、“否”的选择菜单按钮，同时触控区域包括对应于“是”按钮的第一控制区以及对应于“否”按钮的第二控制区，通过获取第一控制区及第二控制区的操控动作，若第一控制区接收到操控动作，则生成“是”并关灯的图像控制指令，所第二控制区接收到操控动作，则生成“否”并维持台灯当前状态不变的图像控制指令。

[0082] 进一步地，在一些实施方式中，控制区为多个，当虚拟内容呈现多个虚拟交互界面时，定义多个控制区与多个虚拟交互界面一一对应，此时，步骤S203可以包括：获取多个控制区中的一个或多个控制区所接收的一个或多个操控动作，生成与一个或多个操控动作对应的一个或多个交互指令，交互指令用于指示终端设备对与交互指令对应的控制区匹配的虚拟交互界面进行控制。

[0083] 步骤S205：将图像控制指令发送至终端设备，图像控制指令用于指示终端设备对显示的虚拟内容进行控制，使虚拟内容基于终端设备与交互装置之间的相对空间位置关系进行显示。

[0084] 上述的虚拟内容的交互方法，通过获取标记物的图像信息构建虚拟内容，并根据姿态信息显示虚拟内容，使虚拟内容能够显示在实际所需的场景中(例如标记物所处场景或预设场景等)，并能够利用交互装置实时地控制虚拟内容，有利于方便地实现用户与虚拟内容之间的交互。

[0085] 请参阅图8，在一个实施例中，本申请提供另一种虚拟内容的交互装置200，用于执行上述实施例的虚拟内容的交互方法。虚拟内容的交互装置200包括指令模块201以及通信模块205。指令模块201用于获取通过触控区域检测到的操控动作，并生成与操控动作对应的图像控制指令。通信模块205用于将图像控制指令发送至终端设备300。可以理解的是，上述各模块可以为运行于计算机可读存储介质中的程序模块。在本申请实施例中，交互装置200被存储在交互装置400的存储器中，并被配置为由交互装置400的一个或多个处理器执行。

[0086] 指令模块201包括检测单元2011以及指令单元2013，检测单元101用于通过交互装置的触控区域检测操控动作，指令单元2013用于根据检测单元101检测的操控动作生成与操控动作对应的图像控制指令。

[0087] 在一些实施方式中，触控区域包括触摸区，检测单元2011进一步地用于获取触摸区所检测的触摸动作，指令单元2013还用于根据触摸动作生成图像控制指令。

[0088] 在一些实施方式中，指令单元2013用于根据当前显示的虚拟类型以及操控动作，生成与该操控动作对应的图像控制指令。例如，终端设备会显示不同的虚拟内容，则同一个操控动作可以对应于不同的图像控制指令，则检测单元2011进一步地用于通过触控区域检测操控动作，指令单元2013用于根据当前显示的虚拟类型以及操控动作，生成与该操控动作对应的图像控制指令。

[0089] 在一些实施方式中，触控区域还包括压力区，压力区设有压力传感器，检测单元2011进一步地用于获取压力区所检测的压力数据，指令单元2013用于根据压力数据生成图像控制指令。进一步地，该图像控制指令为控制虚拟内容以变形状态进行显示的指令，使虚拟内容显示为受外力挤压而变形的状态。进一步地，指令单元2013用于根据压力数据，采用预设的函数关系计算虚拟内容的变形状态；例如，虚拟内容的形变量与压力值成正比关系，压力值越大，虚拟内容的形变量越大，甚至，压力值超过设定阈值时，可以执行预设的图像显示动作(例如：虚拟内容爆炸或消失、切换虚拟内容等)。或者，该图像控制指令为控制虚拟内容的显示状态的指令，使虚拟内容显示的显示状态(如色彩渐变、亮度或者透明度等状态)跟随压力大小而改变。具体而言，指令单元2013海用于根据预设的压力阈值，将压力区获取的实际压力与压力阈值相比较，根据二者的比值控制虚拟内容的显示状态的变化量。

[0090] 在一些实施方式中，触控区域还包括控制区，虚拟内容可以包括虚拟交互界面，也即，终端设备呈现具有虚拟交互界面的虚拟内容，控制区与虚拟交互界面相对应。其中，虚拟交互空间的形式可以包括但不限于包括：按钮、弹窗、列表等。检测单元2011还用于获取控制区所接收的操控动作，指令单元2013还用于根据操控动作生成交互指令，交互指令用于指示终端设备对虚拟交互界面进行控制。

[0091] 进一步地，在一些实施方式中，控制区为多个，当虚拟内容呈现多个虚拟交互界面时，定义多个控制区与多个虚拟交互界面一一对应，此时，检测单元2011还用于获取多个控制区中的一个或多个控制区所接收的一个或多个操控动作，指令单元2013还用于生成与一个或多个操控动作对应的一个或多个交互指令，交互指令用于指示终端设备对与交互指令对应的控制区匹配的虚拟交互界面进行控制。

[0092] 请同时参阅图10，在一个实施例中，本申请提供一种交互装置400，交互装置400包括基板410、控制面板430以及标记物450，控制面板430设置于基板410上，标记物450集成于控制面板430中。在本实施方式中，交互装置400大致为平板结构。

[0093] 在本申请实施例中，基板410可以为板状结构，也可以为壳体结构，其用于承载控制面板430。

[0094] 控制面板430叠置于基板410的一侧，其用于接收用户的操控动作以利于交互装置400生成图像控制指令。控制面板430设有触控区域431。

[0095] 触控区域431用于接收用户的操控动作。进一步地，在一些实施方式中，触控区域431可以包括触摸屏，通过检测触摸屏的触摸状态，若判断按触摸屏产生触摸信号，则认为触控区域431接收到操控动作。或/及，在一些实施方式中，触控区域431包括按键，通过检测按键的按压状态，若判断按键产生压力信号，则认为触控区域431接收到操控动作。在另一些实施方式中，触控区域431可以为多个，多个触控区域431包括触摸屏、按键中的至少一个。

[0096] 在本实施方式中，控制面板460划分有显示区域433，显示区域433可以用于显示虚拟内容或者用于显示人机交互信息。在一些实施方式中，标记物430由终端设备识别追踪后，显示区域433显示对应的虚拟内容，或者，终端设备中所显示的虚拟内容的显示位置与显示区域433的位置相对应。

[0097] 标记物450为集成于控制面板430的平面标记物，其可以为预定符号或图案。标记物450用于由终端设备300识别后，用以确定交互装置400与终端设备300之间的相对空间位置关系。在本实施方式中，标记物450为设置于显示面板430的实体结构。在一些实施方式中，控制面板430还可以设有显示屏(图中未示出)，标记物430可以为由所述显示屏显示的预定符号或图像，也即，此时标记物430可以为通电后显示的预定符号或图形。

[0098] 可以理解的是，标记物450显示出的具体图案不受限制，其可以为任意供终端设备300的图像采集装置301获取的图案。例如，标记物450的具体图案可以为以下任意图案中的一种或多种的组合：圆形，三角形、矩形、椭圆形、波浪线、直线、曲线等等，并不局限于本说明书所描述。可以理解的是，在其他的一些实施方式中，标记物450可以为其他类型的图案，而使标记物450能够较为有效地以被图像采集装置301识别。例如，标记物450的具体图案可以为在图像采集装置301能够分辨的几何图形(如圆形，三角形、矩形、椭圆形、波浪线、直线、曲线等等)、预定图案(如动物头像、常用示意符号例如交通标志等)或者其他的图案以形成标记物，并不局限于本说明书所描述。同样可以理解的是，在其他的一些实施方式中，标记物450可以为条形码、二维码等识别码。

[0099] 交互装置400还包括滤光层470，滤光层470叠置于标记物450背离基板410的一侧。滤光层470用于过滤除终端设备300的照明装置射向标记物450的光线之外的光线，避免标记物450在反射光线时受到环境光线的影响，从而使得标记物450更容易被识别。在一些实施方式中，滤光层470的滤光性能可以根据实际需要设置。例如，当标记物450进入图像采集装置301的视场中以被识别时，为了提高识别效率，图像采集装置301通常借助辅助光源进行辅助采集图像，例如，采用红外光源进行辅助时，滤光层470则用于过滤除红外光以外的光(如可见光、紫外光等)，使除红外光以外的光无法穿过滤光层470而红外光可穿过并抵达标记物450。当辅助光源将红外光投射至标记物450，滤光层470会过滤除红外光以外的环境光，使仅有红外光到达标记物450并被标记物450反射至近红外的图像采集装置中，从而能够降低环境光线对识别过程的影响。

[0100] 在一些实施方式中，控制面板430还可以包括压力区(图中未标出)，压力区设有压力传感器，压力传感器用于感测外界压力，使交互装置400根据外界压力生成对应的图像控制指令。压力区可以设置在控制面板430的部分区域，也可以完全覆盖控制面板430的表面，还可以与上述的触控区域431或/及显示区域433重叠或者并列或者间隔。

[0101] 在图10所示的实施方式中，触控区域431与显示区域433为并列设置，也即，触控区域431设置于控制面板430划分的显示区域433的一侧。标记物450叠置于显示区域433上。在其他的实施方式中，触控区域431与显示区域433可以为重叠设置，也即，触控区域431叠置于控制面板430上划分的显示区域433上，例如，触控区域431可以为透明触控屏，其叠置于控制面板430上划分的显示区域433上，标记物450设置于触控区域431与控制面板430上划分的显示区域433之间，如此，能够进一步减小交互装置400的体积，提高其便携性。值得注意的是，在本说明书提供的实施例中，在不冲突的情况下，上述的实施例之间可以相互结合，各实施例的特征之间也可以相互结合，并不以实施例为限定。

[0102] 进一步地，本申请还提供一种具有处理器可执行的程序代码的计算机可读取存储介质，程序代码使处理器执行上述任一项的虚拟内容的交互方法。

[0103] 上述的虚拟内容的交互方法以及交互装置，通过上述的虚拟内容的交互方法，根据标记物显示虚拟内容，使虚拟内容能够直观地显示在用户眼前，并能够利用交互装置实时地控制虚拟内容，有利于实现用户与虚拟内容之间的交互，使虚拟内容所携带的信息更易于获取，能够提高用户的使用体验。

[0104] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

[0105] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

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