[发明专利]前庭锚定

说明书

用于呈现虚拟现实图像的方法和设备可以包括从跟踪用户头部的位置和取向的位置跟踪系统接收头部运动信息，以及接收独立于头部运动信息的虚拟运动信息以用于虚拟现实模拟。方法和设备可以包括基于虚拟运动信息和头部运动信息来生成虚拟现实模拟的第一场景。方法和设备还可以包括基于头部运动信息来生成视觉线索集合，以及对包括视觉线索集合和虚拟现实模拟的第一场景的帧进行渲染。方法和设备可以包括发送虚拟现实模拟的帧以用于在显示设备上呈现。

技术领域

本公开涉及计算机图形系统，并且更具体地涉及在显示器上呈现图像。

背景技术

近年来已发展的计算设备的一个领域是游戏设备和虚拟现实(VR)设备，这些设备使用图形处理单元(GPU)，以基于从计算设备接收的渲染指令将图形从计算设备渲染到显示设备。在游戏设备中，可以基于用户输入(例如，外部控制器的移动以引起场景取向的移动，将项目引入场景等)来对显示设备上产生的场景进行定向或修改。类似地，在VR设备中，可以基于用户输入来对显示设备上产生的场景进行定向或修改，其中输入可以包括检测用户头部的移动(例如，所检测的VR设备(例如，头戴式显示器(HMD))的移动)。

VR应用中的常见问题是建立可能促进晕动病(也称为模拟病)的状况。个人可能在虚拟现实环境中容易患晕动病，因为他们对世界的外部视图被移除，并且被受到物理运动影响但不完全被物理运动控制的模拟视图完全取代。当模拟视图偏离大脑基于其他感官(最明显的是前庭系统)刺激所期望的视图时，可能导致患病。因此，当通过眼睛和内耳发送到大脑的信号存在差异时，用户可能在使用VR设备时具有不舒服的体验。例如，当用户正在观看包括运动的VR场景但是用户物理上没有移动时，发送到大脑的运动相关信号的差异可能导致用户感到不适、恶心、疲劳、出汗、眩晕或其他晕动病效应。一旦开始，晕动病效应通常会持续甚至恶化，直到视觉输入和来自内耳的信号之间的不一致得到解决。

通过将跟踪头部运动的准确性最大化、将预测未来运动的准确性最大化以及将头部姿势的计算和对应于姿势的虚拟场景的显示之间的延时最小化，可以减少或防止虚拟现实中的模拟病。当模拟视觉输入与前庭系统物理输入紧密匹配时，晕动症可能不再是大多数用户在虚拟现实中的影响因素。

但是，将虚拟现实环境中显示的视图仅局限于头部的运动可能限制传统上由维持独立手动输入控制的模拟提供的移动自由度(例如，在具有第一人称视图的视频游戏中发现的那些)。通过强制严格遵守头部运动，用户可能被限制在包含VR系统的物理空间的范围内；这进而可能会限制可以通过虚拟现实提供的体验范围。

例如，虽然视频游戏模拟通常可以让用户坐在舒适的沙发上并按下游戏手柄的拇指杆时，跨越外星世界奔跑若干英里，但是当局限于头部运动时，除非穿戴与模拟地形相匹配的数英里开放空间的独立VR装备，否则可能无法将相同的体验转换为虚拟现实。

因此，本领域需要改进在显示器上呈现VR图像。

发明内容

以下呈现了本公开的一个或多个实现的简化概述，以提供对这样的实现的基本理解。本发明内容不是所有预期实现的广泛概述，并且既不旨在标识所有实现的关键或重要元素，也不旨在描绘任何或所有实现的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本公开的一个或多个实现的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。

本公开涉及虚拟现实模拟，该虚拟现实模拟具有反映准确的头部运动、结合针对附加偏移运动并入手动输入控制的显示视图。将所显示的视图和与用户前庭系统感测的运动相匹配的场景进行锚定，同时还包括具有基于手动输入的虚拟运动的场景，可以提供逼真的虚拟环境，同时减少或防止现有解决方案中固有的、由于实际用户运动和虚拟运动之间的运动差异诱发的模拟病。