[发明专利]能够建模虚拟对象的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据处理系统，其具有用于再现虚拟对象的显示监视器和用于使用户能够与所再现的对象交互的触摸屏。本发明另外还涉及用于能够对在具有触摸屏的显示监视器上所再现的虚拟对象的形状进行建模的方法和控制软件。

背景技术

视频游戏、图形游戏和其它与计算机有关的娱乐软件应用已经变得日益越来越普遍，并且当前甚至被用于移动电话。在多玩家游戏或者应用中，玩家使用动画图形表示(称为化身)作为它们在虚拟环境中的代表。专用设备被销售用于电子宠物玩具，例如Tamaguchi：饲养游戏，其中用户必须照顾在显示监视器上所再现的虚拟动物。

具有图形创造物和对象的虚拟交互世界的创造是一种艺术形式，该艺术形式并不能够使本身很好地由外行人士熟练地应用，更不用说儿童了。不过，使外行或者青少年能够创造这种创造物和对象的软件则会受到欢迎，原因在于所述软件应用有助于使人控制电子世界的以前不能达到的方面。

在虚拟环境中以用户友好和易懂的方式对对象进行建模在GregRoelofs的于2001年4月23日提交的专利序列号为09/840,796、题目为VIRTUAL ELEPHANT MODELING BY VOXEL-CLIPPINGSHADOW-CAST的美国专利申请公开US20020154113(代理人案卷号US 018150)中被论述，在此将其引入以供参考。该专利文献公开了通过使用物理模型在不同方向上的位图轮廓以从体素块上切除体素来使物理对象的图形模型成形为例如大象的形状。这给出了一种直观简单工具，使用户能够创建物理对象的图形表示以供在例如虚拟环境和在视频游戏中使用。

Jennings等人提交的题目为SYSTEMS AND METHODS OFTHREE-DIMENSIONAL MODELING的美国专利公开2002/0089500(在此将其引入以供参考)公开了一种用于修改在计算机中所存储的虚拟对象的系统和方法。所述系统和方法允许采用其他方式计算不方便的虚拟对象修改。虚拟对象被表示为体积表示。体积模型的一部分被转换为一种替代表示。该替代表示可以是具有体积表示的不同维数的表示。例如通过用户使用力反馈触觉界面对替代表示施加刺激。计算该替代表示对刺激的响应。从替代表示的响应来确定虚拟对象形状的变化。可以在任何时候为用户显示虚拟对象的表示。可以将力反馈响应提供给用户。可以连续地施加多个刺激。在所述系统和方法中可以使用多个替代表示。

发明内容

作为上述公知的系统和方法的替代方案或者对上述系统和方法的附加，本发明提出一种能够创建虚拟模型或者塑造虚拟模型的系统和方法。

为此，本发明提出一种数据处理系统，其具有用于再现虚拟对象的显示监视器和用于使用户与所再现的对象交互的触摸屏。该系统可操作以使用户能够在对象的第一位置处修改对象的形状。在触摸屏上的第二位置处所记录的压力大小的控制下对该形状进行修改，当在系统的操作应用中通过触摸屏观察时，所述第二位置基本上与第一位置相一致。

注意：上述Jennings文献既没有教导、也没有建议使用触摸屏，好像这触摸屏本身就物理地表示对象的表面。在本发明中，由用户通过用户对触摸屏上与所显示的对象表面的特定部分相对应或者相一致的某一位置施加压力，来手动地塑造对象。在Jennings中，输入设备(诸如计算机鼠标、操纵杆或者触摸屏)被用作等效替代品来与通过用户交互软件应用图形表示的工具交互。通过以本发明的方式使用触摸屏，借助于重定在显示监视器上所再现的对象图像的比例(放大或者缩小)可以简单地实现对对象进行塑造的渐变。另外，因为触摸屏物理表示所述对象，所以给用户的反馈可以被仅仅局限于视觉反馈，就好像他/她正在对一大块陶土制模一样。例如在系统的操作模式中，只有当由触摸屏所记录的压力增加时，对象的形状才继续被修改。降低相同位置处的压力使形状和它处于最大压力值时的情况一样。也即，形状对由用户所觉察的在对应于对象图像和与对象图像一致的位置处压力的变化做出响应，这与在Jennings中所使用的用户界面相比提供直接的且更直观的用户界面。

再现虚拟对象就好像相应的物理对象被置于是适当的照明条件下，可以增强视觉反馈。在用户与虚拟对象交互期间作为结果的阴影和其变化于是类似于所感受到的阴影和变化，好像用户正在现实中处理相应的物理对象一样。在另一实施例中，当用户的手靠近触摸屏时，触摸屏已经记录了用户的手，这样就能够在虚拟对象上产生手的假阴影，以增强视觉印象。