相關申請的交叉引用

本申請要求2016年3月2日提交的韓國專利申請第10-2016-0025290號的權益，由此通過引用將其全部合并在該申請中。

本發明一般涉及虛擬現實技術，并更具體地，涉及用于提供交互內容的技術。

背景技術：

諸如主題公園中的過山車景觀(rollercoasterattraction)的鐵軌(rail)滑車中的交互內容的提供不足以向用戶提供令人信服的真實性，因為僅在有限范圍內提供該交互內容。而且，因為僅按照可視方式提供虛擬現實內容，所以體驗該虛擬現實內容的人所體驗的完全身體感覺(completebodilysensation)不強烈。此外，當用戶反復乘坐鐵軌滑車時，用戶更可能變得對此厭倦。

技術實現要素：

根據實施例，提出了用于基于鐵軌滑車來提供交互內容的設備和方法，其可向體驗該內容的人們給予現實、生動和全新的享受。

根據實施例的一種用于提供交互內容的設備包括：運動站臺驅動單元，用于通過驅動在實際鐵軌滑車中安裝的運動站臺來傳遞鐵軌滑車的移動，并用于基于鐵軌滑車的移動來提供體驗的效果；內容控制單元，用于在乘坐鐵軌滑車的用戶所佩戴的虛擬現實裝置的顯示器中提供其中實際環境與虛擬環境匹配的內容；和交互單元，用于與乘坐鐵軌滑車的用戶交互。

該運動站臺驅動單元可通過經由該運動站臺向用戶傳遞與沿著實際鐵軌軌道的移動同步的交互內容，來提供物理觸覺反饋，并且可通過該運動站臺提供感覺效果和運動效果。

該內容控制單元可同步實際鐵軌的軌道和虛擬軌道，并且可取決于所同步的軌道的彎曲和起伏形狀，向該虛擬現實裝置的顯示器提供交互內容。當沿著實際鐵軌軌道反復驅動鐵軌滑車時，該內容控制單元可將虛擬軌道虛擬表示為與實際鐵軌軌道相同的軌道，或者當鐵軌滑車返回到開始點時，該內容控制單元可通過改變虛擬軌道而將虛擬軌道虛擬表示為比實際鐵軌軌道更大的軌道。

該交互單元可包括姿勢交互單元，用于在鐵軌滑車周圍安排實際實體模型(mockup)，通過匹配虛擬結果和實際實體模型使得虛擬結構可視，并通過感測用戶的姿勢使得用戶能與虛擬結構交互。當乘坐鐵軌滑車的用戶移動并到達實際實體模型時，該姿勢交互單元可提供與實際實體模型相關的虛擬對象，基于用戶的姿勢使得用戶能與該虛擬對象交互，并取決于該交互提供體驗元素。

該交互單元可包括化身交互單元，通過該化身交互單元將除了乘坐該鐵軌滑車的用戶之外的虛擬用戶表示為化身，或者使得除了乘坐該鐵軌滑車的用戶之外的虛擬用戶在內容場景中與用戶交互。

該設備可進一步包括：全局坐標跟蹤單元，用于通過跟蹤乘坐該鐵軌滑車的用戶的頭部的位置和朝向，來跟蹤全局坐標數據；和匹配單元，用于基于該全局坐標跟蹤單元所跟蹤的全局坐標數據而在相同空間中匹配該實際環境和該虛擬環境，并用于同步該實際環境中的鐵軌滑車的移動和該虛擬環境中的鐵軌滑車的移動。

該設備可進一步包括：實際圖像處理單元，用于獲取沿著實際鐵軌的軌道所實際記錄的360度立體視頻，并播放所獲取的360度立體視頻，由此使得用戶能體驗該360度立體視頻。該實際圖像處理單元可在其中該360度立體視頻與實際鐵軌滑車的軌跡與用戶的頭部的移動同步的狀態下，播放該360度立體視頻。

根據另一實施例的一種使用用于提供交互內容的設備所執行的用于提供交互內容的方法包括：驅動實際鐵軌滑車和在該鐵軌滑車中安裝的運動站臺；通過該運動站臺傳遞鐵軌滑車的移動，并基于鐵軌滑車的移動來提供體驗的效果；在乘坐鐵軌滑車的用戶所佩戴的虛擬現實裝置的顯示器中提供其中實際環境與虛擬環境匹配的內容；和與乘坐鐵軌滑車的用戶交互。

提供體驗的效果可包括：通過經由該運動站臺向用戶傳遞與沿著實際鐵軌軌道的移動同步的交互內容，來提供物理觸覺反饋；和通過該運動站臺提供感覺效果和運動效果。

提供內容的步驟可被配置為同步實際鐵軌的軌道和虛擬軌道，并取決于所同步的軌道的彎曲和起伏形狀，向該虛擬現實裝置的顯示器提供交互內容。

提供內容的步驟可被配置為當沿著實際鐵軌的軌道反復驅動鐵軌滑車時，將虛擬軌道虛擬表示為與實際鐵軌的軌道相同的軌道，或者當鐵軌滑車返回到開始點時，通過改變虛擬軌道將虛擬軌道虛擬表示為比實際鐵軌的軌道更大的軌道。

與用戶交互可包括：在鐵軌滑車周圍安排實際實體模型；通過匹配虛擬結果和實際實體模型使得虛擬結構可視；和通過感測用戶的姿勢使得用戶能與虛擬結構交互。

與用戶交互可包括：當乘坐鐵軌滑車的用戶移動并到達實際實體模型時，提供與實際實體模型相關的虛擬對象；和基于用戶的姿勢使得用戶能與該虛擬對象交互，并取決于該交互提供體驗元素。

與用戶交互可被配置為將除了乘坐該鐵軌滑車的用戶之外的虛擬用戶表示為化身，或者使得該虛擬用戶在內容場景中與用戶交互。

該方法可進一步包括：通過跟蹤乘坐該鐵軌滑車的用戶的頭部的位置和朝向，來跟蹤全局坐標數據；和基于所跟蹤的全局坐標數據而在相同空間中匹配該實際環境和該虛擬環境，并同步該實際環境中的鐵軌滑車的移動和該虛擬環境中的鐵軌滑車的移動。

該方法可進一步包括：獲取沿著實際鐵軌的軌道所實際記錄的360度立體視頻；和播放所獲取的360度立體視頻，并由此使得用戶能體驗該360度立體視頻。

附圖說明

根據結合附圖進行的以下詳細描述，將更清楚地理解本發明的以上和其他目的、特征和優點，其中：

圖1是根據本發明實施例的用于提供交互內容的系統的框圖；

圖2是根據本發明實施例的用于提供用于提供交互內容的設備的框圖；

圖3是示出了根據本發明實施例的實際鐵軌滑車的軌道的圖；

圖4是示出了根據本發明實施例的各個鐵軌環境的圖；

圖5是示出了根據本發明實施例的實際鐵軌和虛擬鐵軌之間的關系的圖；

圖6是示出了根據本發明實施例的基于實際鐵軌滑車的驅動與運動站臺相互作用的體驗環境的圖；和

圖7是示出了根據本發明實施例的乘坐鐵軌滑車的用戶的體驗的示例的圖。

具體實施方式

根據將參考附圖更詳細描述的以下示范實施例，本發明的優點和特征以及實現它們的方法將清楚。然而，應注意的是，本發明不限于以下示范實施例，而是可按照各種形式實現。因此，僅提供示范實施例以公開本發明，并使得本領域技術人員知道本發明的范疇，并且應僅基于權利要求來限定本發明。相同的附圖標記或相同的參考指示符貫穿說明書表示相同元件。

在本發明的以下描述中，將省略被認為使得本發明的要義模糊的已知功能和配置的詳細描述。該說明書中的術語考慮到本發明的實施例的功能來定義，并且可根據用戶、操作者等的意圖或慣例(precedents)而變化。所以，這些術語必須基于整個說明書的內容的含義來定義。

可通過計算機程序指令(運行引擎)來實踐附圖中圖示的框圖或流程圖中的塊或步驟的組合。因為這些計算機程序指令可被裝載到通用目的計算機、特定目的計算機或可編程數據處理設備的處理器中，所以計算機或可編程數據處理設備的處理器所運行的指令創建用于執行圖中的框圖或流程圖中的每一塊或步驟中指定的功能的部件。

為了按照特定方式實現這些功能，這些計算機程序指令也可以被存儲在可指導計算機或可編程數據處理設備的計算機可使用或計算機可讀存儲器中。因此，計算機可使用或計算機可讀存儲器中存儲的指令可產生制造項目，其包括用于運行用于執行圖中的框圖或流程圖中的每一塊或步驟中指定的功能的指令的部件。

而且，這些計算機程序指令可被裝載到計算機或可編程數據處理裝置中。在該情況下，通過執行計算機或可編程數據處理裝置中的一連串操作，來創建計算機可運行的處理，由此操作該計算機或該可編程數據處理設備的指令可提供用于執行圖中的框圖或流程圖中的每一塊或步驟中指定的功能的步驟。

而且，圖中的每一塊或步驟可指示包括用于執行這里指定的邏輯功能的一個或多個可運行指令的模塊、片段、或代碼的一部分。而且，在一些替換實施例中，可按照不同順序執行塊或步驟中指定的功能。例如，兩個連續圖示的塊或步驟可同時執行，或者有時，可取決于對應功能按照相反順序執行它們。

其后，將參考附圖來詳細描述本發明的實施例。然而，下面要描述的實施例可改變為各種實施例，并且本發明的范圍不限于此。提供本發明的實施例，以便允許本領域技術人員更清楚地理解本發明。

圖1是根據本發明實施例的用于提供交互內容的系統的框圖。

參考圖1，交互內容提供系統1包括實際鐵軌滑車12(其后，稱為“鐵軌滑車”)、在鐵軌滑車12上安裝的運動站臺14、交互內容提供設備10、和用于使得交互內容可見的顯示器16。

交互內容提供設備10通過運動站臺14向乘坐鐵軌滑車12的用戶提供交互體驗內容。運動站臺14可通過向鐵軌滑車12提供物理觸覺反饋，而向用戶傳輸各種感覺效果。因為鐵軌滑車12的驅動運動經由運動站臺14實際傳遞到用戶，所以這與向運動站臺應用運動反饋非常不同，這有限地模擬(simulates)實際鐵軌滑車的驅動運動。運動站臺14可具有各個形式，諸如椅子類型等。

交互內容提供系統1在鐵軌滑車12附近安排實際實體模型，將虛擬信息可視地渲染為虛擬結構，并將虛擬結構與實際實體模型匹配，由此用戶當與虛擬結構交互時，可具有與觸摸實際結構類似的交互體驗。例如，鐵軌滑車12上的用戶可通過與特定地點處的體驗區中的任務相關的虛擬交互，而具有乘坐感覺和虛擬體驗兩者。

顯示器16通過用戶佩戴的虛擬現實裝置來顯示交互內容。用戶佩戴的裝置可以是頭戴式顯示器(其后稱為“hmd”)或眼鏡形式的可穿戴裝置。作為hmd的示例，存在歐酷來的裂痕(rift)、谷歌的紙板(cardboard)、索尼的游戲站vr(playstationvr)、三星的齒輪vr(gearvr)等。用戶可通過顯示器16欣賞與沿著實際鐵軌的軌道的移動同步的各種交互內容。

圖2是根據本發明實施例的交互內容提供設備的框圖。

參考圖1和圖2，交互內容提供設備10包括鐵軌滑車驅動單元100、運動站臺驅動單元102、效果控制單元104、全局坐標跟蹤單元106、匹配單元108、姿勢交互單元110、化身交互單元112、重構單元114、實際圖像處理單元116、內容控制單元118和顯示操作單元120。

鐵軌滑車驅動單元100基于實際鐵軌來配置鐵軌滑車的內部和外部，控制鐵軌滑車12的移動，例如驅動鐵軌滑車12向前和向后，并感測鐵軌滑車12的移動。運動站臺驅動單元102在鐵軌滑車12上安裝運動站臺14，并由此向用戶提供各種感覺效果。例如，可向用戶提供來自與虛擬對象的碰撞的影響、來自顛簸道路的影響等。效果控制單元104結合運動站臺驅動單元102通過運動站臺14向用戶提供諸如煙、水等的4d效果、以及有趣的運動效果，由此增加內容的欣賞價值。

全局坐標跟蹤單元106通過跟蹤乘坐鐵軌滑車12的用戶的頭部的位置和朝向，而提供全局坐標數據。匹配單元108基于全局坐標跟蹤單元106所跟蹤的全局坐標數據，來在相同空間中匹配實際環境和虛擬環境，并同步實際環境中的鐵軌滑車的移動和虛擬環境中的鐵軌滑車的移動。而且，匹配單元108在相同空間中匹配實際空間中的實際實體模型和虛擬空間中的虛擬信息。

姿勢交互單元110感測用戶的各個姿勢，并使得用戶能通過朝向內容的姿勢、與其中通過匹配單元108將虛擬信息與實際實體模型匹配的內容交互，或者使得用戶能通過在沒有任何實際實體模型的虛擬空間中作出姿勢而與內容交互。化身交互單元112將除了乘坐鐵軌滑車的實際用戶之外的虛擬用戶表示為看上去自然的化身，或者使得化身在內容場景中與用戶交互。

重構單元114將實際環境重構為圖形，以便當用戶佩戴虛擬現實裝置時，使得用戶能覺得實際環境也存在于虛擬環境中。

實際圖像處理單元116獲取沿著實際鐵軌實際記錄的360度立體視頻、以及用于虛擬環境的圖形，并使得用戶能通過播放它來體驗該360度立體視頻。可使用能夠覆蓋寬范圍的相機來獲取該360度立體視頻。根據實施例的實際圖像處理單元116在其中該360度立體視頻與實際鐵軌滑車的軌跡和用戶的頭部的移動同步的狀態下，播放該360度立體視頻。

內容控制單元118向顯示器提供其中將實際環境與虛擬環境匹配的內容，使得用戶可在虛擬體驗環境中對沿著實際鐵軌的軌道出現的各種情形實時作出反應。根據實施例的內容控制單元118，當沿著實際鐵軌的軌道反復驅動鐵軌滑車時，將虛擬軌道表示為與實際鐵軌的軌道相同的軌道，或者當鐵軌滑車返回到開始點時，將虛擬軌道表示為變化的。稍后將參考圖5來描述與此相關的實施例。根據實施例的內容控制單元118將實際鐵軌的軌道與虛擬軌道同步，并向虛擬現實裝置的顯示器提供適于同步軌道的彎曲和起伏形狀的內容。稍后將參考圖7來描述與此相關的實施例。

顯示操作單元120通過顯示器向用戶顯示虛擬現實內容。這里，將顯示器安裝在用戶佩戴的虛擬現實裝置中。

圖3是示出了根據本發明實施例的沿著其驅動實際鐵軌滑車的軌道的圖。

參考圖3，在室內或室外空間中的實際鐵軌的情況下，考慮到實際環境的尺寸(高度和面積)以及交互內容的場景，而適當地設計鐵軌軌道的彎曲和起伏部分。

圖4是示出了根據本發明實施例的各個實際鐵軌環境的圖。

參考圖4，可在相同空間中設計和實現各個鐵軌軌道。

圖5是示出了根據本發明實施例的實際鐵軌和虛擬鐵軌之間的關系的圖。

當鐵軌滑車沿著考慮到室內環境的尺寸而設計的實際鐵軌的軌道被反復驅動時，其也可被虛擬表示為沿著與實際鐵軌的軌道相同的虛擬軌道被反復驅動。在另一示例中，當沿著實際鐵軌軌道反復驅動鐵軌滑車時，虛擬地，較大空間中的各個虛擬軌道可被無邊界(boundlessly)表示，如圖5中所示。當鐵軌滑車返回到開始點時，虛擬軌道的方向發生細微改變，使得用戶覺得這是自然的，由此可表示比實際鐵軌的軌道更大的虛擬軌道。

圖6是示出了根據本發明實施例的基于實際鐵軌滑車的驅動與運動站臺相互作用的體驗環境的圖。

參考圖6，可在實際鐵軌上前后驅動鐵軌滑車，并且當用戶在穿過入口600之后位于開始點610(例如，鐵軌站臺隧道)時，化身等出現并解釋用戶將體驗的內容。當用戶穿上620諸如hmd等的虛擬現實裝置時，在開始點610，用戶可通過虛擬現實裝置的顯示器來觀看再現實際環境(室內和室外體驗中心)的圖形環境。而且，通過鐵軌類型運動站臺將與沿著實際鐵軌的軌道的移動同步的各個交互內容和感覺傳遞到用戶。在實際鐵軌的附近，將其中虛擬空間中的附加信息與實際空間中的實際實體模型(例如，交互對象墻)630匹配的內容提供到用戶，并且用戶可按照感測響應于提供的內容的用戶的姿勢的方式，來與該內容交互。

圖7是示出了根據本發明實施例的乘坐鐵軌滑車的用戶的體驗的示例的圖。

參考圖7，當驅動能夠在實際鐵軌上前后移動的鐵軌滑車時，預定義場景中的虛擬軌道與實際鐵軌的軌道同步，并且通過諸如hmd的虛擬現實裝置將適于同步軌道的彎曲和起伏形狀的內容向乘坐實際鐵軌滑車的用戶顯示。這里，跟蹤乘坐鐵軌滑車的用戶的頭部的移動，并且可基于跟蹤的移動來提供各個體驗環境。例如，虛擬對象(例如，化身)可取決于用戶的頭部的移動，而與用戶進行視線接觸或改變其姿勢，由此用戶可與化身交互。

在另一示例中，當驅動鐵軌滑車時，乘坐鐵軌滑車的用戶可體驗360度立體視頻。例如，在實際鐵軌的軌道與裝備有相機的無人機(drone)沿著其記錄視頻的軌跡匹配之后，記錄并獲取360度立體視頻。然后，如果360度立體視頻在其中其與實際鐵軌滑車的軌跡和用戶頭部的移動同步的狀態中播放，則用戶可覺得如同他或她正在對應地點航行。

在另一示例中，當驅動鐵軌滑車時，乘坐鐵軌滑車的用戶可基于實際實體模型和實際空間，而體驗虛擬姿勢交互。為此，當在驅動鐵軌滑車的同時向用戶提供其中虛擬信息被添加到位于鐵軌周圍的實際實體模型(例如，交互對象墻)并與其匹配的內容時，用戶可通過各種姿勢與內容交互。例如，當鐵軌滑車停止沿著鐵軌移動時，使得用戶能夠體驗(hmd中實現的)交互內容，如同他或她正觸摸從該墻投影的雕塑(sculpture)，由此用戶可在沿著鐵軌移動的同時體驗交互內容。而且，其上能書寫字符的墻面的實際實體模型可被表示為虛擬環境中的較大紙張，并且當用戶使用刷子在其上書寫字符時，書寫的字符可被識別并施加到內容。而且，與石雕的一部分對應的實際實體模型可被表示為虛擬環境中的石雕的完整形式，并且當用戶觸摸實際實體模型時，圖形和振動效果可被傳遞到用戶。而且，在其中不安排實體模型的地域(section)中，用戶可通過用戶的姿勢與空中的虛擬對象交互。在對應事件地域(eventsection)中，使用運動反饋通過鐵軌滑車上的運動站臺，來傳輸與對象等碰撞的感覺，由此向用戶提供更令人愉快的體驗。

通過與運動站臺相互作用，可提供基于姿勢的虛擬旅游體驗。例如，在中國的幻想體驗旅游的情況下，用戶乘坐鐵軌滑車(通過運動站臺提供在空中乘坐火車的感覺)并考察中國的傳統高樓地標和古跡。在這些地點的每一個中，基于與虛擬對象(龍、大魚、大佛像、秦俑等)的交互，用戶可享受體驗(諸如向龍投擲矛或擊敗龍、在佛像周圍移動時與佛像進行視線接觸、喂金魚、和觸摸和注視秦俑等的姿勢)。

根據實施例，用戶可在諸如過山車的實際鐵軌滑車乘坐中具有以前從未享受過的生動體驗。例如，可通過同步虛擬環境和實際鐵軌滑車的移動并在相同空間中匹配虛擬環境，而提供現實體驗。而且，在沿著其驅動鐵軌滑車的軌道旁邊安排實際實體模型，通過匹配虛擬結構和實際實體模型而使得虛擬結構可視，并且通過感測用戶的姿勢使得用戶能與虛擬結構交互，由此可提供基于姿勢的各類交互內容。

此外，在主題公園中的現有過山車景觀的情況下，當用戶反復乘坐該景觀時，用戶更可能變得對其厭倦。然而，根據本發明，因為通過組合虛擬現實技術與現有景觀并將其提供到用戶、而不斷形成新的娛樂元素，所以可增加用戶的興趣。在不久的將來，這可應用到兒童區、室內和室外主題公園等中的新體驗服務。

迄今，已根據某些實施例描述了本發明。本發明所屬領域的技術人員將理解的是，能按照修改形式實施本發明，而不脫離本發明的必要特征。因此，將在示意性方面而不是限制性方面中理解所公開的實施例。本發明的范圍應由所附權利要求而不是由以上描述所限定，并且等效范圍內的任何差別應被理解為包括在本發明中。