專利名稱：增強現(xiàn)實系統(tǒng)的制作方法
增強現(xiàn)實系統(tǒng)
背景技術(shù)：
增強現(xiàn)實(AR)關(guān)注于將真實世界和計算機產(chǎn)生的數(shù)據(jù)相結(jié)合，特別是將計算機圖形對象實時混合到真實鏡頭中，用于向最終用戶顯示。AR的范圍已經(jīng)擴張到包括非視覺增強以及更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，比如廣告、導(dǎo)航、軍事服務(wù)以及娛樂等等。為了使其成功部署，提供將這種計算機產(chǎn)生的數(shù)據(jù)(圖像)無縫集成到真實世界的場景中已受到越來越多的關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了涉及增強現(xiàn)實(AR)設(shè)備的技術(shù)。在一個實施例中，一種用于增強真實世界圖像的設(shè)備包括光源信息產(chǎn)生單元，針對由真實世界圖像捕捉設(shè)備所捕捉的真實世界圖像，基于捕捉真實世界圖像的位置、時間以及日期，產(chǎn)生光源信息。光源信息包括與真實世界圖像的真實世界光源的位置有關(guān)的信息。該設(shè)備還包括陰影圖像對準(zhǔn)單元，接收 從光源信息產(chǎn)生單元產(chǎn)生的光源信息。陰影圖像對準(zhǔn)單元基于從光源信息產(chǎn)生單元產(chǎn)生的光源信息，產(chǎn)生覆蓋到真實世界圖像上的虛擬對象的陰影圖像。前述發(fā)明內(nèi)容僅是說明性的，且不意在以任何方式加以限制。除了上述說明性方面、實施例以及特征之外，通過參考附圖和以下詳細(xì)描述，其他方面、實施例和特征將變得顯而易見。


圖I示出了增強現(xiàn)實(AR)系統(tǒng)的說明性實施例的示意框圖。圖2A至2C示出了用于產(chǎn)生增強現(xiàn)實圖像的說明性實施例，該增強現(xiàn)實圖像疊加了虛擬對象的陰影圖像。圖3示出了圖I的圖像捕捉單元的說明性實施例的示意框圖。圖4示出了圖I的AR產(chǎn)生器的說明性實施例的示意框圖。圖5示出了圖4的AR圖像產(chǎn)生單元的說明性實施例的示意框圖。圖6示出了用于基于無標(biāo)記選擇/對準(zhǔn)技術(shù)來選擇和對準(zhǔn)虛擬對象并產(chǎn)生該虛擬對象的虛擬陰影圖像的說明性實施例。圖7A至7C示出了 AR系統(tǒng)的另一說明性實施例的示意圖。圖8示出了用于產(chǎn)生AR圖像的方法的說明性實施例的示例流程圖。
具體實施例方式在以下詳細(xì)說明中，參考了作為詳細(xì)說明的一部分的附圖。在附圖中，除非上下文另行指明，否則類似符號通常表示類似部件。
具體實施方式
部分、附圖和權(quán)利要求書中記載的示例性實施例并不是限制性的。在不脫離在此所呈現(xiàn)主題的精神或范圍的情況下，可以利用其他實施例，且可以進行其他改變。應(yīng)當(dāng)理解，在此一般性記載以及附圖中圖示的本公開的各方案可以按照在此明確公開的多種不同配置來設(shè)置、替換、組合、分割和設(shè)計。
增強顯示(AR)技術(shù)將真實世界圖像與虛擬對象的圖像混合，以向觀眾提供虛擬對象存在于真實世界中的幻象。本公開所述的技術(shù)采用了新穎的AR設(shè)備來產(chǎn)生包括虛擬對象的虛擬陰影圖像在內(nèi)的混合圖像，該虛擬陰影圖像遵循真實圖像中的真實對象的真實世界陰影圖像或與其一致，使得虛擬陰影圖像對于觀眾看起來就好像其是由投射真實世界陰影圖像的相同真實世界光源(例如太陽)所投射出來的。圖I示出了增強現(xiàn)實(AR)系統(tǒng)的說明性實施例的示意框圖。參見圖1，AR系統(tǒng)100可以包括圖像捕捉單元110，被配置為捕捉真實世界圖像；AR產(chǎn)生器120，被配置為通過將捕捉到的真實世界圖像與一個或多個虛擬對象的圖像以及他們相應(yīng)的虛擬陰影圖像疊加，來產(chǎn)生AR圖像；以及顯示單元130，被配置為顯示由AR產(chǎn)生器120產(chǎn)生的增強現(xiàn)實圖像。如本文所使用的，術(shù)語“虛擬對象”指代對象的幾何形狀表示，以及術(shù)語“虛擬陰影 圖像”指代使用本領(lǐng)域眾所周知的陰影呈現(xiàn)技術(shù)所呈現(xiàn)的虛擬對象的陰影圖像。這種陰影呈現(xiàn)技術(shù)的示例包括(但不限于)陰影映射算法、陰影體積算法、以及柔和陰影算法。與虛擬對象和虛擬陰影圖像有關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié)在本領(lǐng)域中是眾所周知的，且本文不做進一步解釋。圖像捕捉單元110可以包括用于捕捉真實世界場景的真實世界圖像的一個或多個數(shù)字相機(未示出)。在一個實施例中，圖像捕捉單元Iio可以位于遠(yuǎn)離AR產(chǎn)生器120的位置，且可以與AR產(chǎn)生器120無線連接。在另一實施例中，圖像捕捉單元110可以被布置在裝有AR產(chǎn)生器120的相同外殼內(nèi)。AR產(chǎn)生器120可以被配置為產(chǎn)生虛擬對象的虛擬陰影圖像，該虛擬對象的圖像要疊加到由圖像捕捉單元Iio所捕捉的真實世界圖像上?？梢栽贏R產(chǎn)生器120中預(yù)先存儲虛擬對象，或可以由AR產(chǎn)生器120從外部設(shè)備(例如服務(wù)器)接收虛擬對象。在一個實施例中，AR產(chǎn)生器120可以被配置為產(chǎn)生虛擬陰影圖像，該虛擬陰影圖像的大小、形狀、方向和/或強度遵循真實世界圖像中真實對象的真實世界陰影圖像或與其一致。按這種方式產(chǎn)生的虛擬陰影圖像對于AR圖像的觀眾可以看起來好像其由投射真實世界陰影圖像的相同真實世界光源所投射出來的。圖2A至2C示出了用于產(chǎn)生與虛擬圖像及其虛擬陰影圖像疊加的AR圖像的說明性實施例。圖2A示出了真實世界場景的立體圖的說明性實施例，圖2B示出了不具有虛擬對象的虛擬陰影圖像的圖2A的真實世界場景的AR圖像的說明性實施例，以及圖2C示出了包括虛擬對象的虛擬陰影圖像在內(nèi)的圖2A的真實世界場景的AR圖像的說明性實施例。參見圖2A至2C，圖2A中真實世界場景2包括太陽20、高爾夫球洞21、其中的桿22、以及桿22的真實世界陰影23。圖像捕捉單元110產(chǎn)生這種真實世界場景2的真實世界圖像，并將其提供給AR圖像產(chǎn)生器120。圖2B和2C中的高爾夫球24及圖2C中的高爾夫球24的陰影圖像25是由AR圖像產(chǎn)生器120所添加的虛擬圖像。圖2C中的高爾夫球24的虛擬陰影圖像25與由真實世界太陽20所投射的桿22的真實世界陰影23具有相同的方向。如通過比較圖2B和2C所意識到的，添加的虛擬陰影圖像25為添加到AR圖像上的高爾夫球24的虛擬圖像帶來了真實性，給出了好像其真實存在于這真實世界中的幻象。參見圖1，AR產(chǎn)生器120可以被配置為估計真實世界光源(例如，太陽)相對于圖像捕捉單元110的位置，且被配置為基于所估計的位置來產(chǎn)生虛擬陰影圖像。在一個實施例中，AR產(chǎn)生器120可以被配置為基于圖像捕捉單元110捕捉真實世界圖像時的位置、時間和日期，來估計真實世界光源的位置。AR產(chǎn)生器120可以從相機單元110和/或外部設(shè)備(例如，服務(wù)器)至少部分地獲得與位置、時間和/或日期有關(guān)的這種信息。下面將參照圖3至5來詳細(xì)解釋與以下各項相關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié)(a)估計太陽的位置；以及(b)據(jù)此產(chǎn)生虛擬陰影圖像和AR圖像。顯示單元130可以被配置為顯示由AR產(chǎn)生器120所提供的增強現(xiàn)實圖像。在一個實施例中，顯示單元130可以用以下各項來實現(xiàn)陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)、發(fā)光二極管(LED)、有機LED(OLED)、和/或等離子顯示面板(I3DP)。
圖3示出了圖I的圖像捕捉單元的說明性實施例的示意框圖。參見圖3，圖像捕捉單元Iio可以包括相機單元310，被配置為產(chǎn)生真實世界圖像；以及姿態(tài)檢測單元320，被配置為測量相機單元310的方位和傾斜，并產(chǎn)生姿態(tài)信息(其包括與測量到的方位和傾斜有關(guān)的信息)。在另一實施例中，圖像捕捉單元110可以可選地包括位置信息提供單元330和/或時間/日期信息提供單元340。相機單元310可以包括將光學(xué)真實世界圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的一個或多個數(shù)字相機(未示出)。這種數(shù)字相機的示例包括(但不限于)電荷耦合器件(CDD)數(shù)字相機以及互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)數(shù)字相機。姿態(tài)檢測單元320可以被配置為測量相應(yīng)數(shù)字相機的方位和傾斜。在一個實施例中，姿態(tài)檢測單元320可以包括陸地磁場傳感器(例如，羅盤)(未示出)，被配置為檢測相機單元310的各個數(shù)字相機的方位(例如，方向北、南、東和西)；以及陀螺儀傳感器(未示出)，測量相機單元310的各個數(shù)字相機的傾斜。位置信息提供單元330可以被配置為提供與相機單元310捕捉真實世界圖像時所處的位置有關(guān)的信息(即，位置信息)。在一個實施例中，位置信息提供單元330可以包括GPS單元(未示出)，被配置為從多個GPS衛(wèi)星無線接收GPS信息，以及通過使用GPS技術(shù)，基于接收到的GPS信息確定圖像捕捉單元110的位置。在另一實施例中，位置信息提供單元330可以包括移動跟蹤單元(未示出)，被配置為從外部設(shè)備(例如，服務(wù)器或無線網(wǎng)絡(luò)實體)接收移動跟蹤信息，以及通過使用移動跟蹤技術(shù)，基于接收到的移動跟蹤信息，確定圖像捕捉單元110的位置。如本文所使用的，將移動跟蹤信息定義為可以由位置信息提供單元330用來基于一個或多個移動跟蹤技術(shù)來確定圖像捕捉單元110的位置的信息。這種移動跟蹤技術(shù)的示例包括(但不限于)小區(qū)標(biāo)識、增強小區(qū)標(biāo)識、三角測量(例如，上行鏈路到達時間差(U-TDOA))、到達時間(TOA)、以及到達角度(AOA)技術(shù)。此外，這種移動跟蹤信息的示例包括(但不限于)指示相機單元110所處小區(qū)的小區(qū)信息、以及唯一識別圖像捕捉單元110的標(biāo)識(ID)信息。在使用小區(qū)標(biāo)識作為移動跟蹤技術(shù)的一個示例中，位置信息提供單元330可以接收作為移動跟蹤信息的小區(qū)信息(例如，小區(qū)ID)，該小區(qū)信息指示圖像捕捉單元110所處的小區(qū)，然后，基于接收到的小區(qū)信息來估計圖像捕捉單元110的位置(例如，將由接收到的小區(qū)信息所識別的小區(qū)的覆蓋區(qū)域的中心點確定并選擇為圖像捕捉單元110的位置)。小區(qū)標(biāo)識技術(shù)的技術(shù)細(xì)節(jié)在本領(lǐng)域中是眾所周知的，且本文不進一步討論。在另一示例中，位置信息提供單元330可以從基站或與其進行無線通信的其他等同設(shè)備接收圖像捕捉單元110的標(biāo)識(ID)信息，向外部設(shè)備(例如服務(wù)器)發(fā)送接收到的ID信息(以使得服務(wù)器能夠從用于確定位置的無線網(wǎng)絡(luò)實體獲得與圖像捕捉單元110有關(guān)的信息)，以及作為響應(yīng)從服務(wù)器接收與圖像捕捉單元110的位置有關(guān)的信息。時間/日期信息提供單元340可以被配置為提供與相機單元310所捕捉的真實世界圖像時的時間和日期有關(guān)的信息。在一個實施例中，時間/日期信息提供單元340可以裝有時鐘。在另一實施例中，時間/日期信息提供單元340可以從外部設(shè)備(例如，服務(wù)器或基站或無線通信網(wǎng)絡(luò))接收當(dāng)前時間和日期信息。可以用被配置為與外部設(shè)備(例如，服務(wù)器或基站或無線通信網(wǎng)絡(luò))傳輸信息的無線通信單元(未示出)來實現(xiàn)位置信息提供單元330和時間/日期信息提供單元340。例如，無線通信可以被配置為從外部設(shè)備接收GPS信息、移動跟蹤信息和/或時間/日期信息，以向AR產(chǎn)生器120提供這些信息。圖4示出了圖I的AR產(chǎn)生器的說明性實施例的示意框圖。參見圖4，AR產(chǎn)生器120可以包括與圖像捕捉單元110通信的光源信息產(chǎn)生單元410，且其被配置為針對由圖像捕捉單元110所捕捉的真實世界圖像來產(chǎn)生光源信息(其包括與真實世界光源相對于圖像 捕捉單元110的位置有關(guān)的信息)。AR產(chǎn)生器120還可以包括AR圖像產(chǎn)生單元420，被配置為基于光源信息，產(chǎn)生虛擬對象的虛擬陰影圖像的陰影圖像，該圖像要疊加到真實世界圖像上或與其混合。在一個實施例中，AR圖像產(chǎn)生單元420可以通過將真實世界圖像與虛擬對象圖像以及所產(chǎn)生的虛擬陰影圖像混合，來產(chǎn)生AR圖像。在一個實施例中，光源信息產(chǎn)生單元410可以基于由圖像捉單元110捕捉真實世界圖像時的位置、時間和日期，來估計真實世界光源的位置(例如，太陽在天空中的位置)。光源信息產(chǎn)生單元410可以至少部分基于由圖像捕捉單元110和/或外部設(shè)備(例如服務(wù)器)提供的位置、時間和日期信息，來確定真實世界圖像的位置和/或時間和日期。關(guān)于時間和日期確定，在一個實施例中，除真實世界圖像之外，光源信息產(chǎn)生單元410還可以從圖像捕捉單元110接收與捕捉該真實世界圖像時的時間和日期有關(guān)的信息。在另一實施例中，光源信息產(chǎn)生單元410可以從安裝在AR產(chǎn)生器120中的時鐘(未示出)或外部設(shè)備(例如服務(wù)器)周期性地接收當(dāng)前時間和日期，并將從圖像捕捉單元110接收到真實世界圖像時的時間和日期設(shè)置為圖像捕捉單元110捕捉真實世界圖像時的時間和日期。光源信息產(chǎn)生單元410可以基于所確定的圖像捕捉單元110捕捉真實世界圖像時的位置、時間和日期來估計真實世界光源的位置(例如，太陽在天空中的位置)?？梢允褂帽绢I(lǐng)域中眾所周知的用于計算在規(guī)定時間和日期以及在規(guī)定位置處的太陽的位置的技術(shù)。例如，可以使用美國能源部的國家可再生能源實驗室(NREL)所提供的太陽位置算法(SPA)0 可以在 Reda, I. , Andreas, A. , Solar Position Algorithm for Solar RadiationApplications, 55pp. , NREL Report No. TP-560-34302, Revised January 2008 中找到與SPA相關(guān)的進一步技術(shù)細(xì)節(jié)，將該文獻以全文引用的方式并入本文中。在另一示例中，可以使用由美國商務(wù)部的國家海洋和大氣管理局提供的太陽位置計算器。AR圖像產(chǎn)生單元420可以從圖像捕捉單元110接收真實世界圖像，并基于接收到的真實世界圖像，獲得要疊加到接收到的真實世界圖像上的虛擬對象。在一個實施例中，AR圖像產(chǎn)生單元420可以從虛擬對象池中選擇虛擬對象，該虛擬對象池是預(yù)先存儲在安裝到AR產(chǎn)生器120中的存儲單元(未示出)中的。在另一實施例中，AR圖像產(chǎn)生單元420可以向外部設(shè)備(例如服務(wù)器)發(fā)送接收到的真實世界圖像(使得服務(wù)器可以從其中存儲的虛擬對象池中選擇虛擬對象)，并從其接收所選的虛擬對象。下面將參照圖5和6來詳細(xì)解釋與虛擬對象選擇有關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié)。AR圖像產(chǎn)生單元420可以從圖像捕捉單元110和光源信息產(chǎn)生單元410分別接收姿態(tài)信息(例如，圖像捕捉單元110的方位和傾斜)和光源信息，并至少部分基于姿態(tài)信息和光源信息來產(chǎn)生所選虛擬對象的虛擬陰影圖像。AR圖像產(chǎn)生單元420可以通過將接收到的真實世界圖像與所選虛擬對象的圖像以及所產(chǎn)生的虛擬陰影圖像疊加，來產(chǎn)生AR圖像。下面將參照圖5和6來詳細(xì)解釋與虛擬陰影圖像和AR圖像產(chǎn)生有關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié)。圖5示出了圖4的AR圖像產(chǎn)生單元的說明性實施例的示意框圖。參見圖5，AR圖像產(chǎn)生單元420可以包括虛擬對象(VO)對準(zhǔn)單元510，被配置為從虛擬對象池(例如，存儲在AR產(chǎn)生器120的存儲單元中，或存儲在與AR產(chǎn)生器120通信的外部設(shè)備的存儲單元中)中選擇虛擬對象，并將所選虛擬對象與圖像捕捉單元110捕捉的真實世界圖像對準(zhǔn)(對準(zhǔn))；陰影圖像對準(zhǔn)單元520，被配置為基于光源信息產(chǎn)生單元410提供的光源信息，產(chǎn)生所選虛擬對象的陰影圖像；以及VO明暗處理(shading)單元530，被配置為對VO的對準(zhǔn)圖像執(zhí)行明暗處理操作。 VO對準(zhǔn)單元510可以被配置為針對給定真實世界圖像，選擇恰當(dāng)?shù)奶摂M對象，以及通過采用本領(lǐng)域眾所周知的基于標(biāo)記的選擇/對準(zhǔn)技術(shù)、無標(biāo)記選擇/對準(zhǔn)技術(shù)、和/或混合選擇/對準(zhǔn)技術(shù)，將所選虛擬對象與給定真實世界圖像對準(zhǔn)。在采用無標(biāo)記選擇/對準(zhǔn)技術(shù)之一來選擇虛擬對象并將其與給定真實世界圖像對準(zhǔn)的一個實施例中，VO對準(zhǔn)單元510可以被配置為將捕捉到的真實世界圖像的至少一部分與一個或多個模板圖像(例如，在AR產(chǎn)生器120或外部設(shè)備的存儲單元中存儲的模板圖像)進行比較，且如果存在匹配，則選擇與匹配的模板圖像相對應(yīng)的虛擬對象，并將其與捕捉到的真實世界圖像的匹配部分對準(zhǔn)。模板圖像可以是用于在真實世界圖像中發(fā)現(xiàn)要與一個或多個虛擬對象疊加的位置的預(yù)定圖像(例如，秦朝的兵馬俑士兵、標(biāo)記圖像等等)，和/或可以是用于選擇要在所發(fā)現(xiàn)位置進行疊加的一個或多個恰當(dāng)虛擬對象的預(yù)定圖像。在一個實施例中，VO對準(zhǔn)單元510可以被配置為發(fā)現(xiàn)真實世界圖像中與模板圖像相同或相似部分(即，發(fā)現(xiàn)匹配)，并將與匹配的模板圖像相對應(yīng)的虛擬對象疊加在真實世界圖像的識別出的部分處或疊加在其附近。在發(fā)現(xiàn)真實世界圖像中與模板圖像相同或相似的部分中，可以采用各種傳統(tǒng)的相似度或差異度量，比如基于距離的相似度度量、基于特征的相似度度量等等。根據(jù)具體實現(xiàn)，可以在與虛擬對象相同的存儲單元中存儲模板圖像，或在不同的存儲單元中存儲。在后續(xù)描述中，詳細(xì)描述了與VO對準(zhǔn)單元510選擇并對準(zhǔn)虛擬對象和產(chǎn)生虛擬對象的虛擬陰影圖像有關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié)。圖6示出了用于基于無標(biāo)記選擇/對準(zhǔn)技術(shù)來選擇并對準(zhǔn)虛擬對象以及產(chǎn)生虛擬對象的虛擬陰影圖像的說明性實施例。圖6示出了場景6，其包括真實世界太陽60、真實世界雕像61、以及由真實世界太陽60投射的真實世界雕像61的真實世界陰影62。圖6還示出了圖像捕捉單元110，其被設(shè)置為捕捉包括真實世界雕像61及其真實世界陰影62在內(nèi)的真實世界圖像。圖6所示的參照系xw、yw以及zw和參照系xc、yc和zc分別代表真實世界參照系(例如，用于代表真實世界太陽60在天空中的位置的參照系)和圖像捕捉單元110的參照系(即，相機參照系)。例如，AR產(chǎn)生器120中的存儲單元可以存儲雕像的各種模板圖像(例如，包括秦朝的兵馬俑士兵的模板圖像)以及包括與雕像的描述有關(guān)的對應(yīng)虛擬對象(例如，具有描述“秦朝/兵馬俑士兵”的虛擬對象63)。VO對準(zhǔn)單元510在接收到由圖像捕捉單元110捕捉的真實世界圖像時，可以確定在各種存儲的模板圖像中是否存在與真實世界圖像中示出了真實世界雕像61的部分實質(zhì)相同或相似的模板圖像，并選擇與匹配的模板圖像相對應(yīng)的虛擬對象(例如,虛擬對象63)。例如，VO對準(zhǔn)單元510可以存儲列出了多個虛擬對象和對應(yīng)的模板圖像的表，且一旦發(fā)現(xiàn)匹配，選擇與匹配的模板圖像相對應(yīng)的虛擬對象。在選擇要疊加到真實世界圖像上的虛擬對象之后，VO對準(zhǔn)單元510可以將所選虛擬對象與真實世界圖像對準(zhǔn)。如本領(lǐng)域眾所周知的，對準(zhǔn)涉及確定相機參照系(例如，Xe、yc和zc)相對于真實世界參照系(例如，xw、yw和zw)的位置，以及涉及確定虛擬對象相對于相機參照系的位置。在一個實施例中，VO對準(zhǔn)單元510可以基于姿態(tài)檢測單元320提供的姿態(tài)信息(即，與圖像捕捉單元110相對于真實世界參照系的方位和傾斜有關(guān)的信息)，來確定相機參照系。之后，VO對準(zhǔn)單元510可以確定所選虛擬對象(例如，虛擬對象63)相對于相機參照系的位置。例如，VO對準(zhǔn)單元510可以將虛擬對象63置于接近真實世界雕 像61的位置。用于執(zhí)行上述對準(zhǔn)操作的技術(shù)在本領(lǐng)域中是眾所周知的，且為了清楚，將不對其進行詳細(xì)討論。應(yīng)當(dāng)理解，上面解釋的虛擬對象選擇和對準(zhǔn)技術(shù)僅用于說明性的目的，且只要適合具體實施例，就可以采用本領(lǐng)域中已知的任意的選擇和對準(zhǔn)技術(shù)。陰影圖像對準(zhǔn)單元520可以被配置為從光源信息產(chǎn)生單元410接收光源信息，以及基于光源信息產(chǎn)生所選虛擬對象的陰影圖像。在一個實施例中，陰影圖像對準(zhǔn)單元520可以被配置為基于光源信息(例如，包括與真實世界太陽60在天空中的位置或相對于真實世界參照系的位置有關(guān)的信息)，確定真實世界光源(例如，真實世界太陽60)相對于相機參照系的位置，以及基于所確定的真實世界光源的位置，產(chǎn)生對準(zhǔn)的虛擬對象的虛擬陰影圖像(例如，虛擬陰影圖像64)。在一個實施例中，陰影圖像對準(zhǔn)單元520可以將仿真真實世界光源的虛擬光源設(shè)置在預(yù)定位置，并相對于設(shè)置的虛擬光源來呈現(xiàn)虛擬陰影圖像。在呈現(xiàn)陰影圖像中，陰影圖像對準(zhǔn)單元520可以包括分別執(zhí)行本領(lǐng)域眾所周知的一個或多個陰影呈現(xiàn)技術(shù)的單元。在一個示例中，陰影圖像對準(zhǔn)單元520可以包括以下至少一項陰影映射單元，被配置為執(zhí)行陰影映射算法，以呈現(xiàn)陰影圖像；陰影體積單元，被配置為執(zhí)行陰影體積算法，以呈現(xiàn)陰影圖像；以及柔和陰影單元，被配置為執(zhí)行柔和陰影算法，以呈現(xiàn)陰影圖像。上述單元執(zhí)行的陰影呈現(xiàn)操作在本領(lǐng)域中是眾所周知的，且本文不進一步討論。根據(jù)上述配置，陰影圖像對準(zhǔn)單元520可以基于光源信息來產(chǎn)生所選虛擬對象的虛擬陰影圖像，使得所產(chǎn)生的陰影圖像的大小、形狀、方向和強度與由真實世界光源投射的真實世界圖像中的陰影在方向、形狀和/或大小上一致。這是因為使用虛擬光源來產(chǎn)生虛擬陰影圖像，該虛擬光源被建立在與真實世界太陽在天空中的位置或相對于真實世界參照系的位置相對應(yīng)的位置上。VO明暗處理單元530可以被配置為基于光源信息和姿態(tài)信息，對虛擬對象的對準(zhǔn)圖像執(zhí)行明暗處理操作，使得虛擬對象的表面的明暗處理(例如，顏色和亮度上的變化)與由于真實世界光源所產(chǎn)生的真實世界圖像的明暗處理一致。在執(zhí)行明暗處理操作中可以采用各種眾所周知的明暗處理算法之一。這種明暗處理算法的示例包括(但不限于)Lambert、Gouraud> Phong、Blinn、Oren-Nayar> Cook-Torrance、以及 Ward 各向異性算法。例如，VO明暗處理單元530可以被配置為基于Phong反射模型來執(zhí)行光照或亮度計算，以產(chǎn)生虛擬對象的頂點處的色彩強度。應(yīng)當(dāng)意識到，根據(jù)本公開的AR產(chǎn)生器可以執(zhí)行除了前述操作之外的操作。在一個實施例中，AR產(chǎn)生器可以被配置為考慮與真實世界圖像相關(guān)的天氣信息和/或地理信息。AR產(chǎn)生器(例如，AR產(chǎn)生器的陰影圖像對準(zhǔn)單元)可以從圖像捕捉單元(例如，110)和/或外部設(shè)備(例如服務(wù)器)接收天氣信息和/或地理信息，并基于天氣和/或地理信息來產(chǎn)生陰影圖像和/或呈現(xiàn)所選虛擬對象的圖像。例如，陰影圖像對準(zhǔn)單元可以針對在晴朗天氣下捕捉的真實世界圖像，產(chǎn)生更暗且更清晰界定的陰影圖像，且針對在多云天氣下捕捉到的真實世界圖像，產(chǎn)生更亮且模糊的陰影圖像。此外，例如，陰影圖像對準(zhǔn)單元可以針對在郊外區(qū)域中捕捉的真實世界圖像產(chǎn)生更暗且更清晰界定的陰影圖像，且針對在市中心區(qū)域中捕捉到的真實世界圖像，產(chǎn)生更亮且模糊的陰影圖像。多云天氣中的云彩和市中心區(qū)域的高層建筑物可以使得來自太陽的光線散射，從而避免投射出清晰界定的黑暗陰影。陰影圖像對準(zhǔn)單元還可以在虛擬對象的對準(zhǔn)圖像執(zhí)行明暗處理操作中，考慮天氣信息和/或地理信息。此外，可以存在通過用戶或某種其他手段來改變圖像捕捉單元的姿態(tài)(且從而改 變視點)的實例。在一個實施例中，AR產(chǎn)生器可跟蹤圖像捕捉單元(例如110)的姿態(tài)上的這種改變，并重新對準(zhǔn)已對準(zhǔn)的虛擬對象(例如，更新在相機參照系(例如，xc、yc和zc)以及真實世界參照系(例如，XW, yw和zw)之間的關(guān)系)。AR產(chǎn)生器的陰影圖像對準(zhǔn)單元(例如，520)可以基于重新對準(zhǔn)來產(chǎn)生新的虛擬陰影圖像。在一個實施例中，AR產(chǎn)生器的VO對準(zhǔn)單元(例如510)可以通過采用本領(lǐng)域中眾所周知的基于標(biāo)記的跟蹤技術(shù)、無標(biāo)記跟蹤技術(shù)、和/或混合跟蹤技術(shù)來執(zhí)行跟蹤。在另一實施例中，VO對準(zhǔn)單元可以通過從安裝在圖像捕捉單元中的姿態(tài)檢測單元(例如320)周期性地接收姿態(tài)信息更新，來執(zhí)行跟蹤。如上所述，AR產(chǎn)生器可以包括存儲單元(未示出)，被配置為存儲一個或多個虛擬對象的數(shù)據(jù)。在一個實施例中，存儲單元可以針對每個虛擬對象，存儲與虛擬對象的形狀和/或紋理有關(guān)的數(shù)據(jù)。在一個實施例中，存儲單元可以存儲能夠處理(例如，對準(zhǔn)、明暗處理或呈現(xiàn))各種類型的圖像的各種類型的數(shù)據(jù)和程序。存儲單元可以包括任何類型的計算機可讀介質(zhì)，比如半導(dǎo)體介質(zhì)、磁介質(zhì)、光介質(zhì)、磁帶、硬盤等等。此外，如果需要和/或當(dāng)需要時(例如，當(dāng)變滿時)，存儲單元可以是允許替換的可拆卸式存儲器?？梢杂酶鞣N方式來實現(xiàn)結(jié)合圖I至6所示的AR系統(tǒng)100。在一個實施例中，可以將圖像捕捉單元110實現(xiàn)為無線通信終端，且可以將AR產(chǎn)生器120實現(xiàn)為與該無線通信終端通信的遠(yuǎn)程設(shè)備(例如，遠(yuǎn)離圖像捕捉單元110的服務(wù)器)。在另一實施例中，可以將圖I所顯示的全部或一些單元實現(xiàn)為具有無線通信功能的單一計算設(shè)備(例如，可以將圖像捕捉單元110、AR產(chǎn)生器120和可選的顯示單元130布置在單一外殼中)。這種計算設(shè)備的示例包括(但不限于)移動電話、移動工作站和可穿戴式個人計算機(PC)、平板PC、超移動PC(UMPC)、個人數(shù)字助理(PDA)、具有無線通信功能的平視顯示器或頭戴式顯示器、以及智能電話。圖7A至7C示出了 AR系統(tǒng)的另一說明性實施例的示意圖。圖7A是AR移動電話的框圖。圖7B和7C是該AR移動電話的前視圖和后視圖。參見圖7A至7C，AR移動電話700可以包括無線通信單元710，被配置為與一個或多個無線接入網(wǎng)實體(未示出)進行無線通信，以及從其接收與AR移動電話700的時間、日期和/或位置有關(guān)的信息；相機單元720，被配置為捕捉真實世界場景的圖像(即，真實世界圖像)；姿態(tài)檢測單元730，被配置為檢測相機單元720的方位和傾斜；存儲單元740，被配置為存儲一個或多個虛擬對象的數(shù)據(jù)；AR產(chǎn)生器750，被配置為通過將捕捉到的真實世界圖像與虛擬對象的圖像和虛擬對象陰影圖像疊加來產(chǎn)生AR圖像；以及顯示單元760，被配置為顯示所產(chǎn)生的AR圖像。相機單元720、姿態(tài)檢測單元730、存儲單元740、AR產(chǎn)生器750和顯示單元760的結(jié)構(gòu)配置和功能分別類似于在圖I至6中描述的圖像捕捉單元110的相機單元310、圖像捕捉單元110的姿態(tài)檢測單元320、存儲單元、AR產(chǎn)生器120和顯示單元130。為了簡單起見，不進一步解釋與單元720至760有關(guān)的細(xì)節(jié)。無線通信單元710可以執(zhí)行由圖像捕捉單元110的位置信息提供單元330和時間 /日期信息提供單元340所執(zhí)行的至少一些操作。在一個實施例中，無線通信單元710可以包括天線或一個或多個無線通信模塊(未示出)，其分別適于根據(jù)本領(lǐng)域中眾所周知的任何合適的無線通信協(xié)議來進行通信。這種無線通信協(xié)議的示例包括(但不限于)無線廣域網(wǎng)(WffAN)協(xié)議(例如，W-CDMA、CDMA2000)、無線局域網(wǎng)(WLAN)協(xié)議(例如，IEEE 802. Ila/b/g/n)、無線個域網(wǎng)(WPAN)協(xié)議、以及全球定位系統(tǒng)(GPS)協(xié)議。在一個實施例中，無線通信單元710可以從一個或多個無線通信網(wǎng)絡(luò)實體(例如，基站、服務(wù)器、或衛(wèi)星)接收與AR移動電話700的位置有關(guān)的信息(即，位置信息)。在一個實施例中，該位置信息可以指示AR移動電話700所處的精確坐標(biāo)(B卩，緯度和經(jīng)度)或坐標(biāo)范圍。在另一實施例中，位置信息可以包括可以由AR移動電話700或其他設(shè)備(例如，基站或其他無線網(wǎng)絡(luò)實體)用來確定AR移動電話700所處的精確坐標(biāo)或坐標(biāo)范圍的信息。作為非限制性示例，這種位置信息可以包括來自GPS網(wǎng)絡(luò)的多個GPS衛(wèi)星的GPS信號、來自W-CDMA網(wǎng)絡(luò)的基站的用于識別AR移動電話700所處的具體小區(qū)的小區(qū)信息、和/或來自外部服務(wù)器的指定AR移動電話700的精確坐標(biāo)的信息。在一個實施例中，無線通信單元710可以從一個或多個無線通信網(wǎng)絡(luò)實體(例如，基站、服務(wù)器、或衛(wèi)星)接收與當(dāng)前時間和日期有關(guān)的信息。在另一實施例中，取代無線通信單元710接收時間和日期信息，AR移動電話700可以內(nèi)部包括單獨的時鐘單元(未示出)，且跟蹤當(dāng)前時間和日期。此外，在其他實施例中，無線通信單元710可以從一個或多個外部服務(wù)器(例如，天氣信息服務(wù)器和/或地理信息系統(tǒng)(GIS)服務(wù)器)接收天氣信息和/或地理信息。天氣信息可以指示在AR移動電話700的位置處的天氣。地理信息可以指示AR移動電話700是位于城區(qū)還是位于郊區(qū)。圖8示出了用于產(chǎn)生AR圖像的說明性實施例的示例流程圖。參見圖8，AR系統(tǒng)的無線通信單元從一個或多個無線網(wǎng)絡(luò)實體接收位置信息(步驟805)。在一個實施例中，無線通信單元可以從一個或多個GPS衛(wèi)星接收作為位置信息的GPS信號。在另一實施例中，無線通信單元可以從與圖像捕捉單元通信的基站接收作為位置信息的小區(qū)信息。在另一實施例中，無線通信單元可以向外部設(shè)備發(fā)送圖像捕捉單元的標(biāo)識信息，并作為響應(yīng)，從外部設(shè)備接收作為位置信息的圖像捕捉單元的位置。此外，無線通信單元可以從其接收時間和日期信息(塊810)。在塊815中，AR系統(tǒng)中包括的設(shè)備(例如，圖像捕捉單元)捕捉真實世界(RW)圖像。在塊820中，AR系統(tǒng)的光源信息產(chǎn)生單元基于捕捉真實世界圖像時的位置、時間和日期，針對所捕捉的真實世界圖像，產(chǎn)生光源信息(包括與真實世界圖像的真實世界光源的位置有關(guān)的信息)。在一個實施例中，光源信息產(chǎn)生單元可以基于GPS信號來確定捕捉真實世界圖像時的位置。在另一實施例中，光源信息產(chǎn)生單元可以基于小區(qū)信息來確定捕捉真實世界圖像時的位置。在又一實施例中，光源信息產(chǎn)生單元可以將作為響應(yīng)從外部設(shè)備接收到的圖像捕捉單元的位置作為捕捉真實世界圖像時的位置。無線通信單元可以從外部設(shè)備接收天氣信息和/或地理信息(塊825)。此外，AR系統(tǒng)的姿態(tài)檢測單元檢測并產(chǎn)生指示圖像捕捉單元的方位和傾斜的姿態(tài)信息(塊830)。在塊835中，AR系統(tǒng)的VO對準(zhǔn)單元選擇虛擬對象(VO)，并將其與真實世界圖像對準(zhǔn)，以及在塊840中，AR系統(tǒng)的陰影圖像對準(zhǔn)單元基于光源信息、姿態(tài)信息、天氣信息和/或地理信息中至少一項，產(chǎn)生所選VO的陰影圖像。在塊845中，AR系統(tǒng)的AR圖像產(chǎn)生單元通過將捕捉到的真實世界圖像與虛擬對象的圖像及其陰影圖像疊加，來產(chǎn)生AR圖像。應(yīng)當(dāng)意識到，結(jié)合圖I至8所述的AR系統(tǒng)100及其單元的結(jié)構(gòu)和功能配置指示了可以實現(xiàn)AR系統(tǒng)100的一些方式。在一些其他實施例中，可以在遠(yuǎn)程位置的一個或多個其他設(shè)備中實現(xiàn)AR系統(tǒng)100的一些單元或功能。例如，在聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，根據(jù)所需實現(xiàn)方式，可 以通過2個或更多設(shè)備，將AR系統(tǒng)100的部分或全部組件實現(xiàn)為分布式系統(tǒng)。AR系統(tǒng)100可以使用到一個或多個遠(yuǎn)程設(shè)備(遠(yuǎn)程計算機)的邏輯連接，在聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下工作。遠(yuǎn)程計算機可以是個人計算機、服務(wù)器、手持或膝上型設(shè)備、路由器、網(wǎng)絡(luò)PC、對等設(shè)備、或其他常見網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，且通?？梢园ū竟_中關(guān)于AR系統(tǒng)100描述的一些或全部組件。在一個分布式網(wǎng)絡(luò)實施例中，可以在與AR系統(tǒng)100通信的單獨AR設(shè)備(例如，AR服務(wù)器)上實現(xiàn)AR系統(tǒng)100的光源信息產(chǎn)生單元410的全部或一些功能。在上述實施例的一個示例中，AR系統(tǒng)100可以是具有數(shù)字相機的移動電話，且可以向AR服務(wù)器發(fā)送其標(biāo)識信息(例如，其電話號碼等)，使得AR服務(wù)器可以基于標(biāo)識信息找到AR系統(tǒng)100的位置。作為非限制性示例，AR服務(wù)器可以包括移動電話跟蹤單元，其利用一個或多個已知的移動電話跟蹤算法(例如，三角測量算法)發(fā)現(xiàn)AR系統(tǒng)100的位置。備選地，AR服務(wù)器可以向提供了移動電話跟蹤功能的另一無線網(wǎng)絡(luò)實體轉(zhuǎn)發(fā)該標(biāo)識信息。然后AR服務(wù)器可以從該無線網(wǎng)絡(luò)實體接收移動電話的位置。取決于具體實現(xiàn)方式，AR服務(wù)器可以基于移動電話的位置來估計真實世界光源(例如，太陽)相對于移動電話的位置，并產(chǎn)生光源信息。在上述實現(xiàn)方式中，AR服務(wù)器可以從移動電話接收用于估計真實世界光源的位置的時間和日期信息，或備選地，AR服務(wù)器可以包括跟蹤當(dāng)前時間和日期的時鐘單元。在上述實施例的另一示例中，AR系統(tǒng)100可以是具有數(shù)字相機和GPS功能的移動電話，且可以向AR服務(wù)器發(fā)送唯一識別其本身的信息(例如，其電話號碼等)及其位置，使得AR服務(wù)器可以基于接收到的位置信息來估計真實世界光源相對于移動電話的位置。在另一分布式網(wǎng)絡(luò)實施例中，可以在與AR系統(tǒng)100通信的單獨AR設(shè)備(例如，AR服務(wù)器)中實現(xiàn)AR系統(tǒng)100的全部或一些圖像處理功能(例如，VO對準(zhǔn)單元510、陰影圖像對準(zhǔn)單元520和/或VO明暗處理單元530的功能)。在上述實施例的一個示例中，AR系統(tǒng)100可以是具有數(shù)字相機的移動電話，且可以向AR服務(wù)器發(fā)送由數(shù)字相機捕捉的真實圖像，使得AR服務(wù)器可以從多個預(yù)先存儲的虛擬對象中選擇虛擬對象，產(chǎn)生所選虛擬對象的陰影圖像，和/或產(chǎn)生包括所選虛擬對象及其陰影圖像在內(nèi)的增強現(xiàn)實圖像。在另一分布式網(wǎng)絡(luò)實施例中，可以在單獨的AR設(shè)備中實現(xiàn)AR系統(tǒng)100的VO對準(zhǔn)單元510、光源信息產(chǎn)生單元410、陰影圖像對準(zhǔn)單元520和/或VO明暗處理530的全部或一些功能。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地把本公開中公開的主題應(yīng)用于實現(xiàn)針對特定應(yīng)用的特定實現(xiàn)方式?？梢栽诟鞣N應(yīng)用中使用根據(jù)本公開準(zhǔn)備的AR系統(tǒng)，比如廣告、導(dǎo)航、軍事服務(wù)以及娛樂等等。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，針對本文公開的這些和其他過程和方法，可以按不同順序來實現(xiàn)在過程和方法中執(zhí)行的功能。此外，所概述的步驟和操作僅作為示例提供，且一些步驟和操作是可選的，可以結(jié)合為較少的步驟和操作，或擴展為附加步驟和操作，而不脫離所公開實施例的本質(zhì)。應(yīng)當(dāng)理解，可以用包括硬件、軟件、固件、特殊用途處理器或其組合在內(nèi)的各種形式來實現(xiàn)根據(jù)本公開的說明性實施例的裝置和方法。例如，可以將本公開的一個或多個示例實施例實現(xiàn)為具有程序或其他合適的計算機可執(zhí)行指令的應(yīng)用程序，其在至少一個計算機可讀介質(zhì)上實際體現(xiàn)，比如程序存儲設(shè)備(例如，硬盤、磁軟盤、RAM、ROM、⑶-ROM等)，且可由包括計算機和計算機系統(tǒng)在內(nèi)的具有合適配置的任何設(shè)備或機器來執(zhí)行 。一般而言，可以具有程序模塊形式的計算機可執(zhí)行指令包括例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等，其執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型。在各種實施例中，可以根據(jù)需要將程序模塊的功能加以結(jié)合或分布。還應(yīng)當(dāng)理解，由于可以用軟件來實現(xiàn)附圖所示的一些構(gòu)成系統(tǒng)組件和過程操作，在系統(tǒng)單元/模塊之間的連接(或方法操作的邏輯流)可以根據(jù)編程本公開的各種實施例所用的方式而不同。本公開不限于在本申請中描述的具體實施例，這些具體實施例意在說明不同方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，不脫離本公開的精神和范圍，可以做出許多修改和變型。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)之前的描述，除了在此所列舉的方法和裝置之外，還可以想到本公開范圍內(nèi)功能上等價的其他方法和裝置。這種修改和變型應(yīng)落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。本公開應(yīng)當(dāng)僅由所附權(quán)利要求的術(shù)語及其等價描述的整個范圍來限定。應(yīng)當(dāng)理解，本公開不限于具體方法、試劑、化合物組成或生物系統(tǒng)，這些都是可以改變的。還應(yīng)理解，這里所使用的術(shù)語僅用于描述具體示例的目的，而不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的。至于本文中任何關(guān)于多數(shù)和/或單數(shù)術(shù)語的使用，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從多數(shù)形式轉(zhuǎn)換為單數(shù)形式，和/或從單數(shù)形式轉(zhuǎn)換為多數(shù)形式，以適合具體環(huán)境和應(yīng)用。為清楚起見，在此明確聲明單數(shù)形式/多數(shù)形式可互換。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，一般而言，所使用的術(shù)語，特別是所附權(quán)利要求中(例如，在所附權(quán)利要求的主體部分中)使用的術(shù)語，一般地應(yīng)理解為“開放”術(shù)語(例如，術(shù)語“包括”應(yīng)解釋為“包括但不限于”，術(shù)語“具有”應(yīng)解釋為“至少具有”等)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)理解，如果意在所引入的權(quán)利要求中標(biāo)明具體數(shù)目，則這種意圖將在該權(quán)利要求中明確指出，而在沒有這種明確標(biāo)明的情況下，則不存在這種意圖。例如，為幫助理解，所附權(quán)利要求可能使用了引導(dǎo)短語“至少一個”和“一個或多個”來引入權(quán)利要求中的特征。然而，這種短語的使用不應(yīng)被解釋為暗示著由不定冠詞“一”或“一個”引入的權(quán)利要求特征將包含該特征的任意特定權(quán)利要求限制為僅包含一個該特征的實施例，即便是該權(quán)利要求既包括引導(dǎo)短語“一個或多個”或“至少一個”又包括不定冠詞如“一”或“一個”(例如，“一”和/或“一個”應(yīng)當(dāng)被解釋為意指“至少一個”或“一個或多個”)；在使用定冠詞來引入權(quán)利要求中的特征時，同樣如此。另外，即使明確指出了所引入權(quán)利要求特征的具體數(shù)目，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，這種列舉應(yīng)解釋為意指至少是所列數(shù)目(例如，不存在其他修飾語的短語“兩個特征”意指至少兩個該特征，或者兩個或更多該特征)。另外，在使用類似于“A、B和C等中至少一個”這樣的表述的情況下，一般來說應(yīng)該按照本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解該表述的含義來予以解釋(例如，“具有A、B和C中至少一個的系統(tǒng)”應(yīng)包括但不限于單獨具有A、單獨具有B、單獨具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系統(tǒng)等)。在使用類似于“A、B或C等中至少一個”這樣的表述的情況下，一般來說應(yīng)該按照本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解該表述的含義來予以解釋(例如，“具有A、B或C中至少一個的系統(tǒng)”應(yīng)包括但不限于單獨具有A、單獨具有B、單獨具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系統(tǒng)等)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)理解，實質(zhì)上任意表示兩個或更多可選項目的轉(zhuǎn)折連詞和/或短語，無論是在說明書、權(quán)利要求書還是附圖中，都應(yīng)被理解為給出了包括這些項目之一、這些項目任一方、或兩個項目的可能性。例如，短語“A或B”應(yīng)當(dāng)被理解為包括“A”或“B”、或“A和B”的可能性。另外，在以馬庫什組描述本公開的特征或方案的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識至IJ，本公開由此也是以該馬庫什組中的任意單獨成員或成員子組來描述的。 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，出于任意和所有目的，例如為了提供書面說明，這里公開的所有范圍也包含任意及全部可能的子范圍及其子范圍的組合。任意列出的范圍可以被容易地看作充分描述且實現(xiàn)了將該范圍至少進行二等分、三等分、四等分、五等分、十等分等。作為非限制性示例，在此所討論的每一范圍可以容易地分成下三分之一、中三分之一和上三分之一等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所有諸如“直至”、“至少”、“大于”、“小于”之類的語言包括所列數(shù)字，并且指代了隨后可以如上所述被分成子范圍的范圍。最后，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，范圍包括每一單獨數(shù)字。因此，例如具有I 3個單元的組是指具有1、2或3個單元的組。類似地,具有I 5個單元的組是指具有1、2、3、4或5個單元的組，以此類推。盡管已經(jīng)在此公開了多個方案和實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白其他方案和實施例。這里所公開的多個方案和實施例是出于說明性的目的，而不是限制性的，本公開的真實范圍和精神由所附權(quán)利要求表征。
權(quán)利要求
1.ー種增強現(xiàn)實系統(tǒng)，包括 圖像捕捉単元，被配置為捕捉真實世界圖像；以及 增強現(xiàn)實AR產(chǎn)生器，包括 與所述圖像捕捉単元通信的光源信息產(chǎn)生單元，被配置為基于捕捉所述真實世界圖像時的位置、時間和日期中的至少ー項，產(chǎn)生由所述圖像捕捉単元捕捉的所述真實世界圖像的光源信息，所述光源信息包括與真實世界光源相對于所述圖像捕捉単元的位置有關(guān)的信息；以及 AR圖像產(chǎn)生単元，被配置為基于所產(chǎn)生的光源信息來產(chǎn)生虛擬對象的陰影圖像，以及將所述虛擬對象和所述陰影圖像疊加到所述真實世界圖像上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像捕捉單元還包括姿態(tài)檢測単元，被配置為測量所述圖像捕捉単元的方位和傾斜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述AR圖像產(chǎn)生単元包括 虛擬對象對準(zhǔn)單元，被配置為基于所測量的所述圖像捕捉単元的方位和傾斜來確定所述圖像捕捉単元的參照系，以及確定所述虛擬對象相對于所述參照系的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述虛擬對象對準(zhǔn)單元還被配置為執(zhí)行基于標(biāo)記的選擇/對準(zhǔn)技術(shù)、無標(biāo)記選擇/對準(zhǔn)技術(shù)、或混合選擇/對準(zhǔn)技木，以確定所述虛擬對象相對于所述參照系的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述AR圖像產(chǎn)生單元還包括 陰影圖像對準(zhǔn)單元，被配置為基于所述光源信息確定所述真實世界光源相對于所述參照系的位置，以及基于所確定的所述真實世界光源的位置產(chǎn)生所述虛擬對象的陰影圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述陰影圖像對準(zhǔn)單元還被配置為在所述真實世界光源的位置處設(shè)置仿真所述真實世界光源的虛擬光源，以及相對于所設(shè)置的虛擬光源呈現(xiàn)所述陰影圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述陰影圖像對準(zhǔn)単元至少包括 陰影映射単元，被配置為執(zhí)行陰影映射算法，以呈現(xiàn)所述陰影圖像， 陰影體積單元，被配置為執(zhí)行陰影體積算法，以呈現(xiàn)所述陰影圖像，或 柔和陰影單元，被配置為執(zhí)行柔和陰影算法，以呈現(xiàn)所述陰影圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中， 所述姿態(tài)檢測單元被配置為提供與所述圖像捕捉単元的方位和傾斜有關(guān)的更新；以及 所述陰影圖像對準(zhǔn)単元被配置為基于所述更新，產(chǎn)生新的陰影圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述陰影圖像對準(zhǔn)單元還被配置為從與所述AR系統(tǒng)通信的服務(wù)器接收針對所述真實世界圖像的天氣信息和地理信息中的至少ー項，以及至少基于針對所述真實世界圖像的所述天氣信息或所述地理信息來設(shè)置所述虛擬光源。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述陰影圖像對準(zhǔn)單元還被配置為基于針對所述真實世界圖像的所述天氣信息和所述地理信息中的至少ー項，確定所述虛擬光源的強度。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像捕捉單元還包括無線通信単元，被配置為與基站通信以及從基站接收小區(qū)信息，以及，所述光源信息產(chǎn)生單元還被配置為基于所接收的小區(qū)信息，確定所述圖像捕捉単元的位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述光源信息產(chǎn)生單元還被配置為向與所述AR系統(tǒng)通信的服務(wù)器發(fā)送所述圖像捕捉単元的標(biāo)識ID信息，以及作為響應(yīng)從所述服務(wù)器接收所述圖像捕捉単元的位置。
13.一種用于提供增強現(xiàn)實的方法，所述方法包括 捕捉真實世界圖像； 確定捕捉所述真實世界圖像時的位置、時間和日期中的至少ー項； 基于捕捉所述真實世界圖像時的位置、時間和日期中的至少ー項，產(chǎn)生所捕捉的真實世界圖像的光源信息，所述光源信息包括與所述真實世界圖像的真實世界光源的位置有關(guān)的信息；以及 基于光源信息，產(chǎn)生疊加到所述真實世界圖像上的虛擬對象的陰影圖像。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，確定捕捉所述真實單詞圖像時的位置包括 通過從與捕捉所述真實單詞圖像的設(shè)備進行無線通信的ー個或多個GPS衛(wèi)星接收GPS信號，確定所述設(shè)備的位置以及 基于所述GPS信號，確定捕捉所述真實世界圖像時的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，確定捕捉所述真實單詞圖像時的位置包括 通過從與捕捉所述真實單詞圖像的設(shè)備進行無線通信的基站接收小區(qū)信息，確定所述設(shè)備的位置以及 基于所接收的小區(qū)信息，確定捕捉所述真實世界圖像時的位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，確定捕捉所述真實單詞圖像時的位置包括 通過向與捕捉所述真實世界圖像的設(shè)備進行無線通信的服務(wù)器發(fā)送識別所述設(shè)備的標(biāo)識ID信息，確定所述設(shè)備的位置 從所述服務(wù)器接收所述設(shè)備的位置；以及 基于所述設(shè)備的位置，確定捕捉所述真實世界圖像時的位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，產(chǎn)生光源信息包括測量捕捉所述真實世界圖像的設(shè)備的方位和傾斜。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，產(chǎn)生陰影圖像包括 基于所測量的捕捉所述真實世界圖像的所述設(shè)備的方位和傾斜，確定捕捉所述真實世界圖像的所述設(shè)備的參照系； 確定所述虛擬對象相對于所述參照系的位置； 基于所述光源信息，確定所述真實世界光源相對于所述參照系的位置；以及 基于所確定的所述真實世界光源的位置，產(chǎn)生所述虛擬對象的陰影圖像。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，基于所確定的所述真實世界光源的位置產(chǎn)生所述虛擬對象的陰影圖像包括 在所述真實世界光源的位置處，設(shè)置仿真所述真實世界光源的虛擬光源；以及 相對于所設(shè)置的虛擬光源，呈現(xiàn)所述陰影圖像。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，產(chǎn)生光源信息包括 從與捕捉所述真實世界圖像的設(shè)備進行無線通信的服務(wù)器接收針對所述真實世界圖像的天氣信息和地理信息中至少ー項；以及至少基于所述天氣信息或所述地理信息，產(chǎn)生所 述陰影圖像。
全文摘要
本發(fā)明提供了涉及增強現(xiàn)實(AR)設(shè)備的裝置和技術(shù)。用于增強真實世界圖像的設(shè)備包括光源信息產(chǎn)生單元，針對由真實世界圖像捕捉設(shè)備所捕捉的真實世界圖像，基于捕捉真實世界圖像的位置、時間以及日期，產(chǎn)生光源信息。光源信息包括與真實世界圖像的真實世界光源的位置有關(guān)的信息。該設(shè)備還包括陰影圖像對準(zhǔn)單元，接收從光源信息產(chǎn)生單元產(chǎn)生的光源信息。陰影圖像對準(zhǔn)單元基于從光源信息產(chǎn)生單元產(chǎn)生的光源信息，產(chǎn)生覆蓋到真實世界圖像上的虛擬對象的陰影圖像。
文檔編號G06T15/60GK102696057SQ201080059556
公開日2012年9月26日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者尹鐘敏, 洪鐘哲, 鄭浩鐘, 金宰亨 申請人:比茲摩德萊恩有限公司