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渲染具有柔性关节移动的错觉的触觉

阅读:210发布:2020-05-25

专利汇可以提供渲染具有柔性关节移动的错觉的触觉专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 申请 涉及 渲染 具有柔性关节移动的错觉的触觉。渲染触觉包括使用触觉输出设备接近个人的柔性关节施加触觉效果。作为响应,在个人的柔性关节处传达关节移动的错觉。,下面是渲染具有柔性关节移动的错觉的触觉专利的具体信息内容。

1.一种触觉系统,包括:
检测器,被配置为接收事件的指示并检测事件中与移动相关的交互;以及触觉输出设备,用于接近个人的柔性关节施加触觉效果,触觉效果与移动相关的交互对应并且是从柔性关节触觉效果数据库获得的。
2.如权利要求1所述的触觉系统,其中触觉效果通过引发标称柔性关节移动来传达在个人的柔性关节处的复杂柔性关节移动的错觉。
3.如权利要求1所述的触觉系统,其中触觉系统是虚拟现实系统或增强现实系统。
4.如权利要求1所述的触觉系统,其中触觉效果是在个人的柔性关节处施加的。
5.如权利要求1所述的触觉系统,其中触觉效果是在个人的柔性关节附近施加的。
6.如权利要求1所述的触觉系统,其中
触觉输出设备(i)接近个人的第一肢体上的第一柔性关节,并且(ii)接近个人的第一柔性关节以第一模式施加第一触觉效果,
触觉输出设备(i)接近个人的第一肢体的第二柔性关节,并且(ii)接近个人的第二柔性关节以第二模式施加第二触觉效果,以及
第一触觉效果和第二触觉效果共同传达第一肢体的三维(3D)的柔性关节移动的错觉。
7.如权利要求6所述的触觉系统,其中第一模式与第二模式同时发生或重叠。
8.如权利要求6所述的触觉系统,其中第二模式与第一模式是顺序的。
9.如权利要求1所述的触觉系统,其中触觉输出设备是压电致动器或电活性聚合物(EAP)致动器。
10.如权利要求9所述的触觉系统,其中压电致动器是陶瓷致动器或大纤维复合材料(MFC)致动器。
11.一种在启用了触觉的系统中渲染触觉的方法,包括:
检测事件中与移动相关的交互;以及
使用触觉输出设备接近个人的柔性关节施加触觉效果,触觉效果与移动相关的交互对应并且是从柔性关节触觉效果数据库获得的。
12.如权利要求11所述的方法,其中触觉效果使用标称柔性关节移动来传达在个人的柔性关节处的复杂柔性关节移动的错觉。
13.如权利要求11所述的方法,其中施加触觉效果包括在个人的柔性关节处施加触觉效果。
14.如权利要求11所述的方法,其中施加触觉效果包括以大约80赫兹至大约100赫兹的频率施加振动。
15.如权利要求11所述的方法,其中施加触觉效果包括在个人的柔性关节附近施加触觉效果。
16.如权利要求11所述的方法,其中施加触觉效果包括
接近个人的第一肢体的第一柔性关节以第一模式施加第一触觉效果,以及接近第一肢体的第二柔性关节以第二模式施加第二触觉效果,
其中第一触觉效果和第二触觉效果共同传达第一肢体的三维(3D)的柔性关节移动的错觉。
17.如权利要求16所述的方法,其中施加第一触觉效果和施加第二触觉效果重叠或同时发生。
18.如权利要求16所述的方法,其中施加第一触觉效果和施加第二触觉效果是串联发生的。
19.一种其上存储有指令的非瞬态计算机可读介质,所述指令在由处理器执行时使得所述处理器:
检测事件中与移动相关的交互;以及
使用触觉输出设备接近个人的柔性关节施加触觉效果,触觉效果与移动相关的交互对应并且是从柔性关节触觉效果数据库获得的。
20.如权利要求19所述的非瞬态计算机可读介质,其中施加触觉效果包括:
接近个人的第一肢体的第一柔性关节以第一模式施加第一触觉效果,以及接近第一肢体的第二柔性关节以第二模式施加第二触觉效果,
其中第一触觉效果和第二触觉效果共同传达第一肢体的三维(3D)的柔性关节移动的错觉。

说明书全文

渲染具有柔性关节移动的错觉的触觉

技术领域

[0001] 示例实施例针对呈渲染触觉,并且更特别地针对渲染具有柔性关节移动的错觉的触觉。

背景技术

[0002] 在常规的虚拟现实(VR)系统/增强现实(AR)系统中,外骨骼、接地的反馈设备(例如,力反射操纵杆)或其它类似的机械系统被用于通过在个人的(一个或多个)关节处强制移动(诸如弯曲、屈曲、推、拉等等)模仿在VR或AR环境中发生的移动。但是,这些设备和系统体积庞大,和/或具有妨碍它们模拟关节处的真实(或自然)移动的机械障碍。此外,此类系统和设备通常要求在个人周围存在附加的空间,以允许个人的移动。发明内容
[0003] 一个实施例通过在个人的柔性关节附近施加触觉效果来渲染具有复杂柔性关节移动的错觉的触觉。触觉效果是使用启用了触觉的系统的触觉输出设备来施加的。启用了触觉的系统还包括检测器,该检测器被配置为接收事件的指示并检测事件中与移动相关的交互。触觉效果与移动相关的交互对应并且是从柔性关节触觉效果数据库中获得的。附图说明
[0004] 根据以下具体实施方式结合附图,将更清楚地理解示例实施例。图1-图4表示如本文所述的非限制性示例实施例。
[0005] 图1是根据示例实施例的触觉系统的框图
[0006] 图2是根据示例实施例的穿戴触觉输出设备的个人的图。
[0007] 图3是根据示例实施例的启用了触觉的设备中的系统的框图。
[0008] 图4是根据示例实施例的通过施加触觉效果来渲染具有复杂柔性关节移动的错觉的触觉的流程图
[0009] 图5、图6和图7是根据示例实施例的触觉输出设备的图。
[0010] 图8是根据示例实施例的穿戴具有触觉输出设备的基板的个人的图。

具体实施方式

[0011] 示例实施例针对渲染具有在个人的柔性关节处的柔性关节移动的错觉的触觉。
[0012] 示例实施例针对在不使用复杂和庞大的机械设备的情况下渲染具有在个人的柔性关节处的复杂柔性关节移动的错觉的触觉。
[0013] 示例实施例针对渲染触觉以创建真实(或自然)柔性关节移动的感知,由此导致更加沉浸式的体验,而不需要柔性关节的复杂移动。
[0014] 示例实施例提供了通过施加引发标称柔性关节移动的触觉效果来渲染具有在个人的柔性关节处的复杂柔性关节移动的错觉的触觉。
[0015] 触觉是触感和力反馈技术,其使用个人的触摸感觉生成诸如力、振动和运动的触觉反馈效果(也称为“触觉反馈”或“触觉效果”)。启用了触觉的设备可以包括被配置为施加触觉效果的嵌入式硬件(例如,致动器或其它输出机制)。嵌入式硬件一般被编程为施加(或回放)特定的触觉效果集合。当启用了触觉的设备接收到指定要播放哪个触觉效果的信号时,启用了触觉的设备渲染指定的触觉效果。例如,当个人意图经历触觉事件时,启用了触觉的设备的嵌入式硬件通过控制电路系统接收播放命令。嵌入式硬件然后施加适当的触觉效果。
[0016] 示例实施例在柔性关节处施加触觉效果,以创建对神经肌肉刺激的感知。神经肌肉刺激是由外部源对肌肉和/或肌肉传入神经(神经纤维)的刺激。传统上,神经肌肉刺激涉及电刺激或机械刺激。
[0017] 通过接近个人的柔性关节施加具有某些模式和/或参数的触觉效果,触觉效果可以通过刺激肌肉内通过肌肉长度的改变来检测移动的受体(即,肌梭)而创建在柔性关节中的肌肉收缩或拉长(如在复杂柔性运动期间所经历的)的感知。诸如Duclos等人在标题为“Complex muscle vibration patterns to induce gait-like lower limb movements:Proof of concept”的出版物中所公开的,振动增加了检测肌肉延长的肌肉传入神经的放电速率,以引发振动肌肉的错觉延长移动的感知。
[0018] 在个人的柔性关节处施加触觉效果可以引发个人的类似步态移动(这是步态的感觉)。步态是个人在移动期间(诸如步行)展现的自然形态或格。为了引发期望的类似步态运动,触觉效果可以施加或用于(i)期望的频率(例如,大约1Hz至600Hz,或大约80Hz至100Hz),(ii)期望的持续时间(例如,大约1秒或2秒或4秒的恒定振动然后是大约1秒或2秒或4秒的无振动的振动模式,或者大约1秒或2秒或4秒的恒定振动然后大约1秒或2秒或4秒的恒定变形的振动和变形模式的组合),(iii)期望的循环数量(例如,大约1-60个循环,或大约5-20个循环,或大约10个循环),和/或(iv)期望的振幅(例如,大约0.25mm至1mm)。假设振动频率大约为100Hz并且形状为正弦曲线,那么加速度(通过取正弦的二阶导数)约为
394.78m/s2,即,加速度大约为40个重力加速度(gravities)。根据示例实施例,触觉效果可以不对称地或对称地施加在柔性关节处。
[0019] 如本文所使用的,术语“柔性关节”是指在体内的骨或软骨之间形成的连接,该连接能够实现骨之间的接触点(包括滑膜关节和软骨关节)处的移动(外展、内收、伸展、屈曲和/或旋转)。
[0020] 如本文所使用的,术语“复杂移动”或“复杂柔性关节移动”是指在正常移动模式(诸如步态)期间协调发生的柔性关节移动。
[0021] 图1是根据示例实施例的触觉系统的框图。
[0022] 参考图1,触觉系统100包括检测事件(或环境)中与移动相关的交互的检测器110。触觉系统100还包括柔性关节触觉效果数据库115,从该柔性关节触觉效果数据库115获得每个与移动相关的交互中的至少一个对应的触觉效果,以及将触觉效果施加到个人的柔性关节附近的触觉输出设备135、137、139。触觉效果传达了在个人的柔性关节处复杂柔性关节移动的错觉。例如,通过使用在个人的臀部、膝盖和/或脚踝附近穿戴的触觉输出设备来施加触觉效果,探索在丛林中的虚拟现实环境的个人将感觉到仿佛虚拟现实中的化身所经历的那样他/她的双腿正在以相同的真实感(例如,在山丘上的抵抗力、踩在岩石上等等)移动。如果化身发射武器,那么可以通过使用穿戴在个人的肩膀、肘部和/或腕部附近的触觉输出设备施加触觉效果来将枪支的后坐力传递给个人。
[0023] 触觉系统100还可以包括触觉渲染器130。检测器110、柔性关节触觉效果数据库115和触觉渲染器130可以位于触觉主机系统105中。触觉主机系统105可以电连接到定位在个人身上的机电致动器135/137/139。
[0024] 但是,示例实施例不限于此。例如,检测器110可以与触觉主机系统105分开。
[0025] 事件可以是实时发生的事件、远程发生的事件、虚拟事件或其组合。例如,事件可以通过虚拟现实系统或增强现实系统发生。在示例实施例中,触觉系统100可以处于虚拟现实系统或增强现实系统中。作为另一个示例,事件可以实时发生,但是来自远程位置,诸如在体育赛事的广播期间。因此,事件可以在游戏、体育赛事广播、手术或涉及用户导航的环境期间发生。
[0026] 检测器110被配置为接收事件的指示,并且检测在事件中发生的与移动相关的交互。在示例实施例中,检测器110可以从在事件期间的音频和/或视觉提示检测与移动相关的交互。与移动相关的交互可以是与移动相关的任何交互,诸如投掷、踢、抓、推、拉、被推、被拉、跑、到达(reaching)、摆动等等。与移动相关的交互可以由个人、机器人、化身(个人的图形表示)或其组合经历。
[0027] 从柔性联合触觉效果数据库115获得与由检测器110检测到的与移动相关的交互对应的一个或多个触觉效果。柔性关节触觉效果数据库115是用于渲染触觉的触觉效果的数据库,该触觉创建由柔性关节实现的复杂感移动(外展、内收、伸展、屈曲和/或旋转)感知。
[0028] 触觉效果可以是振动触感触觉效果、变形触觉效果、静电摩擦触觉效果或其组合。从柔性关节触觉效果数据库115中选择的触觉效果可以在触觉效果合成器120中使用触觉创建工具被合成(或创建)和/或从基于物理的方法实时或非实时地导出。可替代地,或者此外,可以从预先设计的触觉效果数据库125中选择从柔性关节触觉效果数据库115中选择的触觉效果。
[0029] 触觉效果合成器120可以由触觉创建器控制。触觉效果可以在事件发生时实时(或同时)创建或事件发生后创建。
[0030] 通过使用音频或视觉到触觉转换算法,可以对从音频和/或视觉提示检测到的与移动相关的交互进行触觉化(haptified)。例如,可以使用美国专利No.9,368,005中公开的音频或视频到触觉转换算法。根据示例实施例,音频和/或视觉提示中的仅某些部分而不是整体的(一个或多个)提示可以被触觉化。因此,示例实施例可以使用为音频和/或视觉提示的那些部分配置的触觉转换算法来提供增强的触觉元数据。
[0031] 根据示例实施例,可以将预先设计的效果的查找表存储在预先设计的触觉效果数据库125中。在选择时,可以修改或调整预先设计的触觉效果,以通过添加触觉效果、去除不可用的触觉效果或改变(或编辑)触觉效果的至少一个参数(例如,位置、量值(或强度)、频率,持续时间等等)来更具体地匹配事件。修改或调整可以由触觉编辑者(对触觉元数据进行编辑的人)、触觉修改工具等等执行。
[0032] 根据示例实施例,定义特定触觉效果的高级参数包括位置、量值、频率和持续时间。诸如流式达命令之类的低级参数也可以用于渲染选定的触觉效果。这些参数的某种变化可以改变触觉效果的感觉,和/或还可以使触觉效果被认为是“动态的”。
[0033] 根据示例性实施例,可以使用闭环控制系统将振动维持在具体的频率。位置传感器加速度计压力传感器和力传感器可以用于闭合循环并控制振动的频率和量值。
[0034] 触觉渲染器130使用触觉渲染算法来计算例如虚拟环境中的虚化身和对象之间的与移动相关的交互中的作用/反作用力,以及个人与触觉输出设备135/137/139之间的作用/反作用力。触觉渲染器130将与触觉效果相关联的触觉信号发送到触觉输出设备135/137/139。
[0035] 触觉效果通过触觉输出设备135/137/139中的至少一个施加到个人的柔性关节附近。触觉效果可以是振动触感触觉效果、变形触觉效果、超声触觉效果和/或静电摩擦触觉效果。触觉效果的施加可以包括使用触感、变形、超声和/或静电源施加振动。
[0036] 触觉输出设备135/137/139可以是包括致动器驱动电路的机电致动器。机电致动器或其它触觉输出设备可以以大约80赫兹到大约100赫兹的频率施加振动。
[0037] 图2是根据示例实施例的穿戴触觉输出设备的个人的图。
[0038] 参考图2,触觉输出设备235、237、239可以接近个人的柔性关节(例如,在膝盖、肘、肩、指关节、手腕、脚踝、骨盆、脊柱等等)定位。在示例实施例中,触觉输出设备235、237、239中的多于一个可以被定位成接近单个关节。例如,第一触觉输出设备235可以放置成接近个人右肩的屈肌。第一触觉输出设备235可以接近个人的右肩以第一模式施加第一触觉效果。第二触觉输出设备237可以放置在右肩的伸肌附近。第二触觉输出设备237可以接近个人的右肩以第二模式施加第二触觉效果。第一触觉效果和第二触觉效果可以共同传达右肩的二维(“2D”)或三维(“3D”)的柔性关节移动错觉。
[0039] 在另一个示例实施例中,第一触觉输出设备235可以接近个人右臂上的第一柔性关节(例如,肩部)。第一触觉输出设备235可以接近个人的右臂以第一模式施加第一触觉效果。第三触觉输出设备239可以接近个人右臂的第二关节(例如,肘)。第三触觉输出设备239可以接近个人的右臂以第二模式施加第二触觉效果。第一触觉效果和第二触觉效果共同传达右臂的2D或3D的柔性关节移动的错觉。
[0040] 根据示例实施例,第一模式可以与第二模式同时发生或重叠。在替代实施例中,第二模式可以与第一模式相继发生。
[0041] 根据示例实施例,触觉输出设备可以接近个人的柔性关节或柔性关节的。接近柔性关节或腱的触觉输出设备可以定位在柔性关节或腱上(即,指在其上或上方),使得个人在柔性关节处感知到触觉效果。在替代示例实施例中,接近柔性关节的触觉输出设备可以被放置在柔性关节或腱附近,使得个人在柔性关节处感知到触觉效果。
[0042] 根据一些示例实施例,触觉输出设备可以被放置在个人的柔性关节或柔性关节的腱双侧或垂直于其。
[0043] 根据示例实施例,触觉输出设备可以被设计为适合柔性关节或腱的形态。
[0044] 图5、图6和图7是根据示例实施例的触觉输出设备的图。
[0045] 图8是根据示例实施例的穿戴具有触觉输出设备的基板的个人的图。
[0046] 参考图5,触觉输出设备501附连到或安装在基板502内。基板502可以是半刚性的或具有期望的刚度,以允许触觉输出设备501以具体的频率(例如,80赫兹)振动。基板502可以由聚酸酯或碳纤维制成。基板502可以具有大约50mm×30mm×1mm的维度。但是,示例实施例不限于此。基板502的物理特性(例如,硬度)可以决定基板502的尺寸。基板502可以具有圆形曲率,其半径为大约3cm、大约4cm或大约5cm,这取决于基板502放置在哪里。
[0047] 触觉输出设备501可以使用环树脂或本领域已知的其它粘合剂附连到基板502或安装在基板502内。触觉输出设备501可以具有大约28mm的有效长度和大约14mm的有效宽度。触觉输出设备501可具有大约1.15nF的电容和大约195N的阻挡力,以及大约1550ppm的自由应变。触觉输出设备501可以具有约-(500V)至约1500V的操作电压
[0048] 参考图6,根据示例实施例的触觉输出设备601可以被附连到或安装在基板602中,基板602具有套囊形式,该套囊具有由套囊端部中的分隔限定的开口。可以使用单个触觉输出设备601(如图所示)。但是,示例实施例不限于此。例如,两个或更多个触觉输出设备601可以结合到基板602。套囊形式的基板602围绕对应身体部位的圆周的大部分缠绕。
[0049] 参考图7,根据示例实施例的基板702包括第一安装区段702A和第二安装区段702B。与第二安装区段702B相比,第一安装区段702A可以在关节的相对侧上方。但是,示例实施例不限于此。第一安装区段702A和第二安装区段702B可以定位在关节的任何期望区域的上方。
[0050] 第一安装区段702A和第二安装区段702B使用邻接条703固定到彼此,使得基板702以带的形式缠绕在对应身体部分的整个圆周上,如图8中所示。邻接条703是柔性的,以符合身体部分的不同曲率。邻接条703是可调节的,使得基板702可以适合围绕不同尺寸的身体部分(例如,手臂和腿)。由于邻接条703的柔性和/或可调节性,第一安装区段702A和第二安装区段702B可以彼此独立地致动。
[0051] 如图7中所示,第一触觉输出设备701A附连到或安装在第一安装区段702A内。第二触觉输出设备701B附连到或安装在第二安装区段702B内。
[0052] 返回去参考图1,触觉输出设备135/137/139可以是压电致动器或电活性聚合物(“EAP”)致动器。在示例实施例中,压电致动器可以是陶瓷致动器或大纤维复合材料(“MFC”)致动器。但是,示例实施例不限于此。例如,除了触觉输出设备135/137/139之外,还可以使用电动马达、电磁致动器、音圈、形状记忆合金、螺线管、偏心旋转质量马达(“ERM”)、线性共振致动器(“LRA”)或高带宽致动器。
[0053] 机电致动器是触觉输出设备的示例,其中触觉输出设备是包括被配置为响应于驱动信号而输出任何形式的触觉效果(诸如振动触感触觉效果、静电摩擦触觉效果、变形触觉效果、超声触觉效果等等)的机构的设备。
[0054] 在替代示例实施例中,替代或作为一个或多个触觉输出设备135、137、139的附加,可以使用直流(“DC”)马达来施加振动。
[0055] 因而,在替代示例实施例中,机电致动器中的一个或多个可以由可以是非机械的某种其它类型的触觉输出设备(未示出)代替。即,非机械设备可以与机电致动器结合使用。非机械设备的示例包括植入肌梭附近的电极以使用以与产生真实(或自然)移动的感觉刺激相同的速率激励(firing)电流刺激肌梭,使用静电摩擦(“ESF”)或超声表面摩擦(“USF”)的设备,利用声波触觉换能器引发声辐射压力的设备,使用触觉基板和柔性或可变形表面或形状改变设备并且可以附连到个人身体的设备,使用喷气机、基于激光的抛射物、基于声音的抛射物等提供投射触觉输出(诸如一股空气)的设备。
[0056] 根据示例实施例,基于激光的抛射物使用激光能量来电离空气中浓缩区域中的空气分子,以提供等离子体(正粒子和负粒子的浓缩混合物)。激光可以是以非常快和非常激烈的步调发射脉冲的飞秒激光。激光越快,人类接触的安全性越高。基于激光的抛射物可以看起来是触觉和交互式的全息图。当等离子体接触到个人的皮肤时,个人可以感测浓缩区域中的激发空气分子的振动。个人皮肤上的感觉是由个人与在空中的等离子体交互时生成的波引起的。因而,通过使个人经受等离子体浓缩区域,可以向个人提供触觉效果。可替代地或附加地,通过使个人经受由定向声能生成的振动,可以向个人提供触觉效果。
[0057] 在示例实施例中,施加到个人的柔性关节的触觉效果可以在没有柔性关节的复杂移动的情况下传达在个人的柔性关节处柔性关节移动的错觉。例如,如果检测器110检测到为投掷球的与移动相关的交互,那么接近肩、肘、指关节和/或腕关节向个人施加的触觉效果产生个人投掷球的感知,而个人的关节没有实际经历投掷球的复杂移动。
[0058] 对于个人交互事件,使用触觉输出设备135/137/139将个人的柔性关节移动传达给触觉渲染器130。触觉渲染器130使用适当的触觉渲染算法来计算个人移动的作用/反作用力。然后用力计算来表示个人在事件中的移动。
[0059] 触觉系统100可以包括视觉显示器140,以在渲染触觉效果时向个人显示事件,以加强复杂柔性关节移动的错觉。视觉显示器140可以是游戏系统、虚拟现实/增强现实系统、体育广播系统或类似系统的一部分。
[0060] 图3是根据示例实施例的启用了触觉的设备中的系统的框图。图3的一些或全部部件也可以用于实现图1的任何元件。
[0061] 参考图3,根据示例实施例的启用了触觉的设备中的系统300为该设备提供触觉功能。
[0062] 虽然示出为单个系统,但是系统300的功能可以被实现为分布式系统。系统300包括用于传送信息的总线304或其它通信机制,以及耦合到总线304用于处理信息的处理器314。处理器314可以是任何类型的通用处理器或专用处理器。系统300还包括用于存储信息和由处理器314执行的指令的存储器302。存储器302可以包括随机存取存储器(“RAM”)、只读存储器(“ROM”)、静态存储装置(诸如磁盘或光盘)或任何其它类型的计算机可读介质的任意组合。
[0063] 计算机可读介质可以是可以由处理器314访问的任何可用介质,并且可以包括易失性和非易失性介质、可移动和不可移动介质、通信介质以及存储介质。通信介质可以包括计算机可读指令、数据结构、程序模或调制数据信号中的其它数据,诸如载波或其它传输机制,并且可以包括本领域已知的任何其它形式的信息递送介质。存储介质可以包括RAM、闪存、ROM、可擦除可编程只读存储器(“EPROM”)、电可擦除可编程只读存储器(“EEPROM”)、寄存器、硬盘、可移动盘、紧凑型盘只读存储器(“CD-ROM”)或本领域已知的任何其它形式的存储介质。
[0064] 根据示例实施例,存储器302存储当由处理器314执行时提供功能的软件模块。软件模块包括操作系统306,操作系统306为系统300以及启用了触觉的设备的其余部分提供操作系统功能。软件模块还包括传达复杂柔性关节移动的错觉(如上所述)并提供触觉功能的触觉主机系统305。软件模块还包括其它应用308,诸如音频到触觉转换算法。
[0065] 系统300还可以包括为红外线、无线电、Wi-Fi或蜂窝网络通信提供无线网络通信的通信设备312(例如,网络接口卡)。可替代地,通信设备312可以提供有线网络连接(例如,电缆/以太网/光纤连接或调制解调器)。
[0066] 处理器314还经由总线304耦合到视觉显示器340(例如,发光显示器(“LED”)或液晶显示器(“LCD”)),用于向最终用户显示图形表示或用户界面。视觉显示器340可以是被配置成发送和接收来自处理器314的信号的触敏输入设备(即,触摸屏),并且可以是多点触摸触摸屏。
[0067] 系统300还包括触觉输出设备335/337/339。处理器314可以将与触觉效果相关联的触觉信号发送到触觉输出设备335/337/339,触觉输出设备335/337/339进而输出触觉效果(例如,振动触感触觉效果或变形触觉效果)。
[0068] 图4是根据示例实施例的通过施加触觉效果来渲染具有复杂柔性关节移动的错觉的触觉的流程图。
[0069] 参考图4,渲染具有复杂柔性关节移动的错觉的触觉包括在450处检测发生在事件(或环境)中的与移动相关的交互,在455处选择与移动相关的交互对应的触觉效果,并且在460处使用触觉输出设备接近个人的柔性关节施加触觉效果。
[0070] 在450处检测与移动相关的交互可以包括接收事件中的音频和/或视觉提示(诸如在个人跑步时听到喘气,或者观看球员正被铲断)。与移动相关的交互可以是与诸如投掷、踢、抓、推、拉、被推、被拉、跑、到达、感觉武器的后坐、摆动等等与移动相关的任何交互。与移动相关的交互可以由个人、机器人、化身(个人的图形表示)或其组合经历。
[0071] 在455处选择触觉效果可以包括从柔性关节触觉效果数据库中选择触觉效果。触觉效果可以是振动触感触觉效果、变形触觉效果、静电摩擦触觉效果或其组合。从触觉效果数据库选择触觉效果可以包括在触觉效果合成器中使用触觉创建工具合成(或创建)触觉效果。触觉效果的选择可以包括将触觉效果与特定于将向其施加所选择的触觉效果的柔性关节的参数(例如,位置、量值、频率、持续时间等等)合成。触觉效果可以在事件发生时实时(或同时)创建或事件发生后创建。
[0072] 触觉效果的合成可以包括通过使用音频或视觉到触觉转换算法来对从音频和/或视觉线索检测到的与移动相关的交互进行触觉化,例如,如美国专利No.9,368,005中所公开的。根据示例实施例,音频和/或视觉提示中的仅某些部分而不是整体的(一个或多个)提示可以被触觉化。因此,示例实施例可以使用为音频和/或视觉提示的那些部分配置的触觉转换算法来提供增强的触觉元数据。
[0073] 在替代或附加的示例实施例中,从柔性关节触觉效果数据库选择触觉效果可以包括从预先设计的触觉效果数据库中选择触觉效果(例如,基于存储在预先设计的触觉效果数据库中的预先设计的效果的查找表)。在选择之后,可以通过添加触觉效果、去除不可用的触觉效果或者改变(或编辑)触觉效果的至少一个参数来修改或调整预先设计的触觉效果,以更具体地匹配事件。修改或调整可以由触觉编辑者(对触觉元数据进行编辑的人)、触觉修改工具等等执行。
[0074] 在460处接近个人的柔性关节施加触觉效果可以包括以大约80赫兹至大约100赫兹的频率施加振动。
[0075] 在460处将触觉效果施加到个人的柔性关节可以包括接近个人的第一肢体的第一柔性关节以第一模式施加第一触觉效果,并且接近个人的第一肢体的第二柔性关节以第二模式施加第二触觉效果。第一触觉效果和第二触觉效果可以共同传达第一肢体的3D的复杂柔性关节移动的错觉。
[0076] 第一触觉效果的施加可以与第二触觉效果的施加重叠,或者同时发生。在替代示例实施例中,第一触觉效果的施加和第二触觉效果的施加可以是连续的。
[0077] 根据示例实施例,施加触觉效果以便将柔性关节处的复杂柔性关节移动的错觉传达给个人。在示例实施例中,触觉效果传达在个人的柔性关节处复杂柔性关节移动的错觉,而没有柔性关节的复杂移动。
[0078] 在示例实施例中,触觉设计者可以仅向个人传达某些与移动相关的交互,而不是事件中发生的所有与移动相关的交互。
[0079] 在示例实施例中,在465处,传达复杂柔性关节移动的错觉的方法还可以包括在施加触觉效果期间使用视觉显示器将事件显示给个人,以加强复杂柔性关节移动的错觉。
[0080] 在示例实施例中,个人还可以用游戏手柄控制事件。
[0081] 示例实施例提供了在不需要柔性关节的复杂移动的情况下渲染具有在个人的柔性关节处的真实(或自然)复杂柔性关节移动的错觉的触觉,以创建更加沉浸式的体验。
[0082] 示例实施例提供了通过施加引发标称柔性关节移动的触觉效果来渲染具有在个人的柔性关节处的复杂柔性关节移动的错觉的触觉。
[0083] 根据示例实施例,复杂柔性关节移动的错觉被创建,而无需使用复杂且体积庞大的机械设备,例如,复杂且体积庞大的机械设备可以需要围绕个人的附加空间以允许个人的复杂柔性关节移动。
[0084] 上述是对各种示例实施例的说明,而不应当被解释为对其进行限制。因而,所有此类修改旨在被包括在如权利要求限定的本公开的范围内。
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