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確定瞳孔間距

（映維網(wǎng)Nweon?2022年05月12日）人的面型和尺寸不盡相同，為了適配盡可能多的用戶并向其提供清晰的畫像，并且確保設(shè)備不會給鼻子造成不適，大多數(shù)現(xiàn)代頭顯都提供透鏡調(diào)整機制，亦即瞳孔間距調(diào)整。正在積極研發(fā)AR/VR頭顯的微軟同樣有探索類似的機制。

在名為“Determining inter-pupillary distance”的專利申請中，這家公司就介紹了一種用于確定瞳孔間距，并相應(yīng)地作用后續(xù)的IPD調(diào)整。

在一個實施例中，為了實現(xiàn)深度感知，頭顯設(shè)備的圖像生成系統(tǒng)可以在渲染焦平面渲染虛擬對象的兩個圖像，使得虛擬對象在兩個圖像中的相對位置之間存在雙目視差。例如，雙眼視差可以是水平視差，其中虛擬對象在兩個圖像中的相對位置在x軸方向分開。x軸可以定義為相對于用戶水平地向左和向右延伸的軸，y軸相對于用戶垂直地向上和向下延伸，z軸則相對于用戶向前和向后延伸，并且與x軸和y軸正交。

如圖2所示，左虛擬攝像頭36和右虛擬攝像頭38的相對位置在x軸上彼此間隔40。這個距離40可以表示頭顯設(shè)備10的初始預(yù)設(shè)IPD。有時候，由距離40表示的初始預(yù)設(shè)IPD可以不同于如圖2所示的用戶實際IPD 42。因此，當(dāng)查看左圖像28和右圖像30時，用戶將不會實際感覺到虛擬對象26位于其期望深度處。

圖3說明了單眼感知的IPD錯誤示例。在這個示例中，從左虛擬相機36的視角查看虛擬對象26，導(dǎo)致在渲染焦平面32渲染左圖像28。頭顯設(shè)備10不在用戶的右眼48呈現(xiàn)從右虛擬相機的視角觀看的虛擬對象26的視圖。因為人們的一只眼睛比另一只眼睛更占主導(dǎo)地位。在一個示例中，頭顯設(shè)備10可以向用戶的右眼48顯示阻擋光50，以模糊用戶右眼對真實世界環(huán)境的視圖感知。以這種方式，用戶可以更容易且舒適地用左眼46查看左圖像28和周圍的真實世界環(huán)境。微軟指出，這種方式可以增強用戶確定左圖像28何時看起來與真實世界環(huán)境中的相應(yīng)物理對象對準(zhǔn)的能力。

如圖3所示，當(dāng)用用戶的左眼46觀看左圖像28時，用戶將不會感覺到虛擬對象26存在于預(yù)期的位置和深度。在所述示例中，由于用戶的IPD大于默認(rèn)IPD，用戶的左眼46相對于左虛擬相機36向左移動。

人眼對對準(zhǔn)誤差非常敏感。即使頭顯設(shè)備10的初始預(yù)設(shè)默認(rèn)IPD與用戶的實際IPD之間存在微小差異，都會用戶感知到虛擬對象相對于虛擬世界處于不正確的位置和/或深度。如圖2和圖3所示，這種錯誤發(fā)生在兩個眼睛系統(tǒng)和一個眼睛系統(tǒng)中。在增強現(xiàn)實環(huán)境中，用戶可能會特別注意到這一錯誤。

圖4介紹了微軟提出的IPD距離確定方法。圖4示意性地示出了在起居室200中佩戴頭顯設(shè)備10的用戶24。

在一個示例中，頭顯設(shè)備10可以連續(xù)檢測和/或捕獲物理對象和其他物理特征的圖像。可以分析所述類圖像，以確定一個或多個適合于確定用戶IPD的物理對象。換句話說，頭顯設(shè)備10可以編程地檢測一個或多個物理對象。頭顯設(shè)備10隨后可以提供引導(dǎo)，引導(dǎo)用戶24到達對象所在的區(qū)域和/或?qū)ο蟊旧?。在圖4的示例中，頭顯設(shè)備10可以將位于房間200中的藝術(shù)品204定位。頭顯設(shè)備10可以通過使用指向藝術(shù)品204的箭頭來顯示諸如“看這里”之類的文本，從而向用戶24提供視覺指導(dǎo)。

用戶24可以向左移動，靠近藝術(shù)品204和桌子210。圖5示出了對于藝術(shù)品204的用戶視圖。用戶可以通過使頭顯設(shè)備10捕捉藝術(shù)品的圖像來選擇藝術(shù)品204的圖像。頭顯設(shè)備10可以指示用戶24捕捉物理對象的圖像。

在一個實施例中，頭顯設(shè)備10可以選擇性地拍攝用戶選擇的對象的圖像來節(jié)省功率和資源。

再次參考圖5，用戶24可以控制頭顯設(shè)備10捕捉藝術(shù)品204的一個或多個圖像。頭顯設(shè)備10可以連續(xù)成像或重新掃描選定的物理對象，并且可以在對準(zhǔn)過程中基于這種重新掃描連續(xù)呈現(xiàn)相應(yīng)的圖像。以這種方式，對準(zhǔn)過程中物理對象的任何潛在移動都可能偏移。在一個示例中，這種連續(xù)的重新掃描和渲染可使用戶能夠為對準(zhǔn)過程選擇本質(zhì)上非靜止的手持對象。

如上所述，頭顯設(shè)備10可以編程地檢測和/或捕獲物理對象和其他物理特征的圖像。使用所述數(shù)據(jù)，頭顯設(shè)備10可以編程地識別適合于確定用戶的IPD的物理對象。

參考圖6，頭顯設(shè)備10可以以用戶24感知圖像600偏離藝術(shù)品204的方式顯示藝術(shù)品204的圖像600?？梢曰谀J(rèn)視圖矩陣的特征渲染和顯示圖像600的視圖，例如視圖矩陣在虛擬世界中的位置和方向。因此，由于默認(rèn)視圖矩陣的特征可能偏離用戶眼睛的實際特征，例如IPD，用戶可能會感覺到圖像600位于相對于真實世界環(huán)境的錯誤位置或深度。結(jié)果，用戶可以感知到圖像600實際上沒有與藝術(shù)品204對準(zhǔn)。

頭顯設(shè)備10可指示用戶24提供對準(zhǔn)用戶輸入，以將圖像600與藝術(shù)品204對準(zhǔn)。在圖6的示例中，頭顯設(shè)備10可以為用戶提供音頻指令，以將圖像600與藝術(shù)品204對準(zhǔn)。

在一個實施例中，頭顯設(shè)備10可以顯示一個或多個對準(zhǔn)圖標(biāo)或其他用戶界面元素，用戶24可以通過元素操縱圖像600的感知位置。在圖6的示例中，可以在圖像600周圍顯示表示移動方向“左”610、“右”620、“上”630和“下”640的四個圖標(biāo)。然后，用戶24可以選擇對準(zhǔn)圖標(biāo)以在相應(yīng)方向上移動圖像600的感知位置。例如，參照圖7，用戶24可以選擇左圖標(biāo)610和向上圖標(biāo)630，以使圖像600的感知位置更靠近與藝術(shù)品204對準(zhǔn)的位置。

對準(zhǔn)用戶輸入可能會更改默認(rèn)視圖矩陣的一個或多個特征，例如方向和位置，而不是圖像移動。通過改變默認(rèn)視圖矩陣的方向和位置，向用戶顯示的圖像600的視圖同時會改變，并且用戶將感知到圖像位置的相應(yīng)改變。

在一個實施例中，頭顯設(shè)備10可以從用戶24接收與向右移動圖像800的感知位置相對應(yīng)的初始對準(zhǔn)用戶輸入。作為響應(yīng)，頭顯設(shè)備10可以將圖像800的感知位置沿X軸向右移動初始距離A。在這樣的移動之后，用戶可以感知圖像位于第一更新位置830。

隨后，頭顯設(shè)備10可接收與在相反方向上或沿X軸向左移動圖像800的感知位置相對應(yīng)的后續(xù)對準(zhǔn)用戶輸入。作為響應(yīng)，頭顯設(shè)備10可以將圖像800的感知位置向左移動小于初始距離a的后續(xù)距離B。在這種移動之后，用戶可以感知圖像位于第二更新位置840。

以這種方式，頭顯設(shè)備10可以為用戶24提供一種有效的方法來微調(diào)圖像800的感知位置。例如，由于用戶24最初將在第一方向上向物理對象810移動圖像800的感知位置，因此用戶24可以移動圖像的位置，直到移動將圖像定位在第一方向上越過物理對象。

由于圖像800相對于物理對象810的該偏移可能小于用戶初始移動圖像800之前存在的初始偏移，因此當(dāng)用戶以相反方向提供后續(xù)對準(zhǔn)用戶輸入時，校正該偏移所需的移動距離可能更小。因此，通過提供小于初始距離A的后續(xù)距離B的移動，用戶可以通過將圖像在該相反方向上移動較小的后續(xù)距離B來有效地微調(diào)圖像800的感知位置。

在一個實施例中，每當(dāng)用戶在與先前對準(zhǔn)用戶輸入方向相反的方向上提供對準(zhǔn)用戶輸入時，圖像800的移動距離可能小于與先前對準(zhǔn)用戶輸入相對應(yīng)的移動距離。

參考圖9，當(dāng)用戶感知到圖像600與藝術(shù)品204對準(zhǔn)時，頭顯設(shè)備10可以從用戶24接收完成用戶輸入。當(dāng)頭顯設(shè)備10接收到完成用戶輸入時，可以存儲從用戶24接收到的對準(zhǔn)用戶輸入的一個或多個實例，并隨后用于確定用戶的IPD。

可以對用戶的另一只眼睛重復(fù)上述過程，從而相對于用戶的另一只眼睛從用戶24接收一個或多個校準(zhǔn)用戶輸入實例。使用為用戶的雙眼接收的對準(zhǔn)用戶輸入，可以確定用戶的IPD。然后，可以基于用戶的IPD校準(zhǔn)頭顯。例如，可以使用所確定的用戶IPD來校準(zhǔn)與用戶的每只眼睛相關(guān)聯(lián)的視圖矩陣。

相關(guān)專利：Microsoft Patent | Determining inter-pupillary distance

名為“Determining inter-pupillary distance”的微軟專利申請最初在2022年1月提交，并在日前由美國專利商標(biāo)局公布。

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