三維輸入裝置、頭戴式裝置及三維輸入方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本申請屬于三維顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及三維輸入裝置、頭戴式裝置及三維輸入方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在二維界面的應(yīng)用程序中輸入法已經(jīng)非常成熟，但在三維界面中，并未發(fā)現(xiàn)有相應(yīng)的三維輸入法，特別是在應(yīng)用Unity 3D開發(fā)的三維沉浸式應(yīng)用程序中更是未發(fā)現(xiàn)有可用的英文輸入法。傳統(tǒng)的手機輸入法是是二維的無需進行雙眼分屏的處理，而三維沉浸式需要進行雙眼分屏的處理，因此二維輸入法不能應(yīng)用到三維沉浸式環(huán)境中，另一方面由于三維沉浸式操作的特殊性，二維輸入法的操作模式也不適合三維沉浸式操作。
[0003]因此，發(fā)明人經(jīng)過上述研究后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)需要一種可應(yīng)用于三維顯示環(huán)境中的輸入方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本申請所要解決的技術(shù)問題是提供了三維輸入裝置、三維輸入法及頭戴式裝置，以解決無法在三維顯示環(huán)境中進行文字輸入的問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本公開提供了一種三維輸入裝置，包括:虛擬鍵盤提供模塊，用于提供虛擬鍵盤及其位置信息;視覺特征捕捉模塊，用于捕捉用戶的視覺特征信息，并根據(jù)視覺特征信息提供虛擬光標及虛擬光標位置信息；按鍵選取模塊，用于根據(jù)虛擬光標與虛擬鍵盤的位置關(guān)系提供按鍵選取結(jié)果;確認模塊，用于響應(yīng)于用戶的確認操作，確認按鍵選取結(jié)果;顯示模塊，用于顯示與按鍵選取結(jié)果對應(yīng)的字符。
[0006]優(yōu)選地，視覺特征捕捉模塊還可以用于確定左眼瞳孔和右眼瞳孔的位置，以及根據(jù)左眼瞳孔和右眼瞳孔的位置計算瞳孔連線的中點，以該中點的位置為起點沿與瞳孔連線垂直的方向提供虛擬射線，以虛擬射線與虛擬鍵盤交匯位置作為虛擬光標的位置。
[0007]優(yōu)選地，按鍵選取模塊從虛擬鍵盤提供模塊與視覺特征捕捉模塊分別獲取虛擬鍵盤位置信息以及虛擬光標位置信息，并計算虛擬場景中虛擬光標所確定的直線與虛擬鍵盤的交點，若交點在虛擬鍵盤的有效按鍵區(qū)域內(nèi)停留一定的時長，則選中有效按鍵區(qū)域?qū)?yīng)的按鍵作為按鍵選取結(jié)果。
[0008]優(yōu)選地，三維輸入裝置還可以包括位移數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集位移數(shù)據(jù)信息，當位移數(shù)據(jù)采集模塊檢測到自身發(fā)生位移時，將位移數(shù)據(jù)信息發(fā)送至視覺特征捕捉模塊，以及視覺特征捕捉模塊，用于根據(jù)視覺特征信息與位移數(shù)據(jù)信息提供虛擬光標及虛擬光標位置信息。
[0009 ]優(yōu)選地，位移數(shù)據(jù)采集模塊可以為陀螺儀傳感器。
[0010]優(yōu)選地，確認模塊可以為藍牙手柄或觸摸板。
[0011]優(yōu)選地，確認模塊還可以用于在一定時間內(nèi)未接收到確認操作時，向虛擬鍵盤提供模塊發(fā)送隱藏虛擬鍵盤指令，虛擬鍵盤提供模塊還可以用于響應(yīng)于隱藏虛擬鍵盤指令，執(zhí)行隱藏虛擬鍵盤操作；以及確認模塊還可以用于在虛擬鍵盤處于隱藏狀態(tài)下收到確認操作時，向虛擬鍵盤提供模塊發(fā)送顯示虛擬鍵盤指令，虛擬鍵盤提供模塊還可以用于響應(yīng)于顯示虛擬鍵盤指令，執(zhí)行顯示虛擬鍵盤操作。
[0012]優(yōu)選地，虛擬鍵盤提供模塊可以包括分屏顯示器，用于提供包含深度信息的三維立體圖像。
[0013]本發(fā)明還提供了一種頭戴式裝置，包括如前述公開的三維輸入裝置。
[0014]本發(fā)明還提供了一種三維輸入方法，包括:虛擬鍵盤提供步驟，用于提供虛擬鍵盤及其位置信息;視覺特征捕捉步驟，用于捕捉用戶的視覺特征信息，并根據(jù)視覺特征信息提供虛擬光標及虛擬光標位置信息；按鍵選取步驟，用于根據(jù)虛擬光標與虛擬鍵盤的位置關(guān)系提供按鍵選取結(jié)果;確認步驟，用于響應(yīng)用戶的確認操作，確認按鍵選取結(jié)果;顯示步驟，用于顯示與按鍵選取結(jié)果對應(yīng)的字符。
[0015]優(yōu)選地，三維輸入方法還可以包括位移數(shù)據(jù)采集步驟，用于采集位移數(shù)據(jù)信息;視覺特征捕捉步驟，獲得所述位移數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)所述視覺特征信息與所述位移數(shù)據(jù)特征信息提供虛擬光標及虛擬光標位置信息。
[0016]優(yōu)選地，按鍵選取步驟可以包括:從所述虛擬鍵盤提供步驟與所述視覺特征捕捉步驟分別獲取所述虛擬鍵盤位置信息以及所述虛擬光標位置信息;計算虛擬場景中所述虛擬光標所確定的直線與所述虛擬鍵盤的交點;若所述交點在所述虛擬鍵盤的有效按鍵區(qū)域內(nèi)停留一定的時長，則選中所述有效按鍵區(qū)域?qū)?yīng)的按鍵作為按鍵選取結(jié)果。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請可以獲得包括以下技術(shù)效果:
[0018]本申請可以讓用戶在Unity3D開發(fā)的沉浸式應(yīng)用中輸入字符，解決了傳統(tǒng)的二維輸入法不支持三維沉浸式環(huán)境輸入的狀況，讓用戶體驗更舒適的三維沉浸式體驗。
[0019]當然，實施本申請的任一產(chǎn)品必不一定需要同時達到以上所述的所有技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0020]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當限定。在附圖中:[0021 ]圖1是本發(fā)明實施例的三維輸入裝置的示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明實施例的三維輸入方法的流程圖；
[0023]圖3為本發(fā)明的三維輸入方法中按鍵選取步驟的流程圖；
[0024]圖4是本發(fā)明的按鍵選取步驟的一個實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]以下將配合附圖及實施例來詳細說明本申請的實施方式，藉此對本申請如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題并達成技術(shù)功效的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。
[0026]如圖1所示，本申請實施例提供的三維輸入裝置10，可應(yīng)用于各種三維立體顯示裝置中，比如頭戴式立體顯示裝置，筆記本，平板電腦，手機或者是電視等等。該三維立體顯示裝置可以使用裸眼立體顯示技術(shù)，也可以使用眼鏡式立體顯示技術(shù);該裸眼立體顯示技術(shù)可以使用光柵透鏡，也可以使用液晶透鏡，本申請對此并無限制。
[0027]本申請實施例提供的三維輸入裝置10包括:虛擬鍵盤提供模塊200、確認模塊100、按鍵選取模塊300、顯示模塊400以及視覺特征捕捉模塊600。
[0028]虛擬鍵盤提供模塊200，用于提供虛擬鍵盤及虛擬鍵盤位置信息;虛擬鍵盤提供模塊200可以包括面板子模塊，按鍵子模塊和標簽子模塊(上述子模塊圖中均未示出)，面板子模塊用于虛擬面板，按鍵子模塊用于虛擬按鍵，標簽子模塊用于虛擬標簽。在本申請中，是利用Un i ty3D中的UGUI提供的面板(Pane I)控件、按鍵(Button)控件、標簽(Labe I)控件構(gòu)建一個虛擬的鍵盤，面板子模塊對應(yīng)于面板控件，按鍵子模塊對應(yīng)按鍵控件，標簽子模塊對應(yīng)標簽控件。
[0029]視覺特征捕捉模塊600，用于捕捉用戶的視覺特征信息，并根據(jù)視覺特征信息提供虛擬光標及虛擬光標位置信息。視覺特征模塊600還用于確定左眼瞳孔和右眼瞳孔的位置，以及根據(jù)左眼瞳孔和右眼瞳孔的位置計算瞳孔連線的中點，以該中點的位置為起點沿與瞳孔連線垂直的方向提供虛擬射線，以虛擬射線與虛擬鍵盤交匯位置作為虛擬光標的位置。
[0030]需要說明的是，前述的虛擬射線通常并不是真實存在的射線，通常也不是顯示在屏幕中的圖像，而是便于空間計算而引入的抽象線條。
[0031]還可以用其他方法確定虛擬光標的位置，例如，以虛擬射線與屏幕的交匯點為起點，向虛擬場景內(nèi)延伸固定距離作為光標的位置，這種方法更接近于用戶現(xiàn)實世界中拾取物體的體驗，可作為備選方案。
[0032]按鍵選取模塊300，用于根據(jù)虛擬光標與虛擬鍵盤的位置關(guān)系確定按鍵選取的結(jié)果。確定這個按鍵選取結(jié)果的方法是，按鍵選取模塊300從虛擬鍵盤提供模塊200與視覺特征捕捉模塊600分別獲取虛擬鍵盤位置信息以及虛擬光標位置信息，并計算虛擬場景中光標所確定的直線與虛擬鍵盤的交點，若此交點在虛擬鍵盤的有效按鍵區(qū)域內(nèi)停留一定的時長，則選中有效按鍵區(qū)域?qū)?yīng)的按鍵作為按鍵選取結(jié)果，并且可以高亮顯示。
[0033]例如在一個實施例中，虛擬光標快速掃過按鍵a和按鍵b所在的區(qū)域，最終停留在按鍵c上超過I秒，由于虛擬光標在按鍵a和按鍵b的區(qū)域內(nèi)停留時間過短，因此這兩個按鍵不會被選為按鍵選取結(jié)果，而是將停留滿I秒的按鍵c作為按鍵選取結(jié)果。
[0034]在上述實施例中，若虛擬光標又離開按鍵c而停留在按鍵d上滿I秒，則重新選擇按鍵d為按鍵選取結(jié)果。
[0035]虛擬光標可以是十字光標，虛擬光標可以理解為既在顯示設(shè)備上存在也在虛擬場景中存在，而在虛擬場景中十字光標可以確定一條直線，這條直線在虛擬場景中可能會與虛擬鍵盤發(fā)生碰撞，這個檢測這個碰撞事件的結(jié)果也就是按鍵選取的結(jié)果。
[0036]虛擬鍵盤提供模塊200還可以包括分屏顯示器或其他立體顯示設(shè)備，用于提供包含深度信息的三維立體圖像。例如，在一個實施例中，分屏顯示器可以提供三維立體的虛擬鍵盤圖像。
[0037]確認模塊100用于響應(yīng)于用戶的確認操作，確認按鍵選取結(jié)果。確認模塊可以為藍牙手柄、觸摸板或者其他外部設(shè)備。
[0038]確認模塊100還可以用于在一定時間內(nèi)未接收到確認操作時，向虛擬鍵盤提供模塊200發(fā)送隱藏虛擬鍵盤指令，虛擬鍵盤提供模塊還可以用于響應(yīng)于隱藏虛擬鍵盤指令，執(zhí)行隱藏虛擬鍵盤操作。確認模塊100還可以用于在虛擬鍵盤處于隱藏狀態(tài)下收到確認操作時，向虛擬鍵盤提供模塊200發(fā)送顯示虛擬鍵盤指令，虛擬鍵盤提供模塊200還可以用于響應(yīng)于顯示虛擬鍵盤指令，執(zhí)行顯示虛擬鍵盤操作。
[0039]例如在一個實施例中，虛擬鍵盤處于顯示狀態(tài)，并且作為確認模塊的藍牙手柄在30內(nèi)未接收到操作指令，則此時虛擬鍵盤進入隱藏狀態(tài)。并且作為確認模塊的藍牙手柄接收到了一個確認操作，則此時虛擬鍵盤進入顯示狀態(tài)。
[0040]顯示模塊400，用于顯示與按鍵選取結(jié)果對應(yīng)的字符。顯示模塊400為裸眼立體顯示器，眼鏡式立體顯示器，該裸眼立體顯示器可以是光柵透鏡立體顯示器，也可以是液晶透鏡立體顯示器，本申請對此并無限制。
[0041]本發(fā)明中的三維輸入裝置10可用于在立體顯示裝置中輸入字符，特別是英文字符。
[0042]本發(fā)明中的三維輸入裝置10還可以包括位移數(shù)據(jù)采集模塊(圖中未示出)，這個數(shù)據(jù)采集模塊可以為陀螺儀傳感器，陀螺儀傳感器現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于手機等便攜設(shè)備，可以用來確定運動物體的方位。
[0043]當位移數(shù)據(jù)采集模塊檢測到自身發(fā)生位移時，將位移數(shù)據(jù)信息發(fā)送至視覺特征捕捉模塊600，視覺特征捕捉模塊600可以根據(jù)視覺特征信息與位移數(shù)據(jù)信息提供虛擬光標及虛擬光標位置信息。
[0044]可以理解為，當位移數(shù)據(jù)采集裝置不發(fā)生位移時，僅通過視