CN109102571B - 一种虚拟影像的控制方法、装置、设备及其存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚拟影像的控制方法、装置、设备及其存储介质，通过获取操作体在操作区域内的第一位移量，并通过映射的方式确定虚拟影像在虚拟影像活动区域中的对应第二位移量，根据该第二位移量控制虚拟影像相应进行位移。本发明实现了操作体对虚拟影像的跟随映射操作，无需复杂的操作指令即可完成对虚拟影像的位移控制，而且即使是显示体积较大的虚拟影像，通过本发明也可以方便进行操作。

Description

一种虚拟影像的控制方法、装置、设备及其存储介质

技术领域

本发明涉及虚拟影像控制领域，特别是一种虚拟影像的控制方法、装置、设备及其存储介质。

背景技术

一直以来用户均是通过二维显示屏观看三维虚拟影像的，例如三维建模软件，用户需要观看三维实体各个部位时需要通过键盘或鼠标指令转动三维实体在显示屏上的二维投影角度进行观看，因此并不能直观地了解到整个三维虚拟影像。

随着科技的发展，目前出现了可以让用户直观感知三维虚拟影像的技术，例如立体投影，虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术，通过立体投影技术，可以直接在空气或其它介质中展示三维虚拟影像，用户可以裸眼直接看到三维虚拟影像；而虚拟现实(VR)技术，通过一个封闭式的头戴显示器遮住用户的视线，让用户以为自己身处在虚拟空间中，用户可以在虚拟空间中直接观看到三维虚拟影像；而增强现实(AR)技术是现实场景和虚拟场景的结合，即将三维虚拟影像和现实场景叠加后呈现给用户，用户感觉就像在现实场景中直接观看到三维虚拟影像。

将三维虚拟影像通过上述手段展示给用户是目前成熟的技术，但是现有技术中，大多数只是向用户展示三维虚拟影像，但是并没有给出如何让用户对三维虚拟影像进行控制的理想方案。

目前对于虚拟现实(VR)和增强现实(AR)的虚拟控制技术，多数是采用手持棒状控制器、VR头盔、Xbox游戏手柄、TheManus手套控制器进行控制，目前的操作方式基本上是点选三维虚拟影像上的功能属性，并不方便对三维虚拟影像进行操作。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种便于对三维虚拟影像进行操作的虚拟影像的控制方法、装置、设备及其存储介质。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种虚拟影像控制方法，包括：

建立所述操作区域与所述虚拟影像活动区域之间的映射，获取操作体在操作区域内的第一位移量；

将所述第一位移量映射至所述虚拟影像活动区域中，获得对应在所述虚拟影像活动区域中的第二位移量；

根据所述第二位移量控制所述虚拟影像在所述虚拟影像活动区域中相应进行位移。

进一步，所述建立所述操作区域与所述虚拟影像活动区域之间的映射，获取操作体在操作区域内的第一位移量包括：

所述操作体接收位移控制指令；

以当前所述的操作体为基准创建操作区域，建立所述操作区域与所述虚拟影像活动区域之间的映射；

检测所述操作体在所述操作区域中的位置变化，获取所述的第一位移量。

具体地，所唤醒的操作区域，是以操作体的中心作为基准创建的，这时默认设置操作体的中心为操作区域的中心，便于进行位移操作。

另外，所述操作体的位置变化是实时检测并反馈的，即持续检测操作体在操作区域中单位时间内的位置变化，每个单位时间发送一次第一位移量，虚拟影像每个单位时间中响应第一位移量进行位移，实现虚拟影像跟随用户对操作体的位移操作而位移，具有连贯及时反馈的效果，提高用户的使用体验。其中单位时间越短，实时跟踪的效果越好。

进一步，还包括：

选中所需位移的虚拟影像，向所述操作体发送对应的位移控制指令。通过选中所需位移的虚拟影像进行位移，可以实现对全局或部分虚拟影像进行位移操作。

具体地，还包括对应操作体指向的光标，所述光标位于虚拟影像的活动区域中，通过光标可以方便选择所需操作的虚拟影像，当光标位置超出虚拟影像活动区域的视界时，所述光标停留在视界的边界。

具体地，所述操作体上设置有菜单键和功能键，通过控制操作体的指向控制光标的位置，使其落在所需控制的虚拟影像上，操作功能键选中光标对应的虚拟影像，操作菜单键向操作体发送位移控制指令唤醒操作区域，调整操作体在操作区域内的位置控制虚拟影像位移。

进一步，所述操作区域设置于所述虚拟影像活动区域内，

或者，

所述操作区域设置于所述虚拟影像活动区域外。

进一步，所述第一位移量包括所述操作体的中心在所述操作区域内的第一绝对位移量和/或所述操作体中除所述操作体的中心外的其它部分相对于所述操作体的中心的第一相对位移量；

所述第二位移量包括所述虚拟影像的中心在E所述虚拟影像活动区域内的第二绝对位移量和/或所述虚拟影像中除所述虚拟影像的中心外的其它部分相对于所述虚拟影像的中心的第二相对位移量。

本发明的位移，指的是操作体和虚拟影像上的点的位移，包括绝对位移，绝对位移指的是操作体和虚拟影像上的所有点的位移方向相同，实现操作体和虚拟影像的整体移动，这时，只需要参考操作体中心的第一绝对位移量和虚拟影像中心的第二绝对位移量，第一绝对位移量和第二绝对位移量相互构成映射。相对位移指以操作体和虚拟影像的中心为基准，操作体上的其它点相对于操作体中心、虚拟影像上的其它点相对于操作体中心的相对位移量，例如操作体中除操作体中心外的其它部分围绕操作体中心转动，实现了操作体和虚拟影像相对其中心转动的效果，又如操作体中除操作体中心外的其它部分围绕操作体中心均匀向外扩展，则实现了操作体和虚拟影像的放大，反之，向操作体中心均匀靠近，则实现了操作体和虚拟影像的缩小。所述操作体中除操作体中心外的其它部分相对于操作体中心的位移量为第一相对位移量，所述虚拟影像中除虚拟影像中心外的其它部分相对于虚拟影像中心的位移量为第二相对位移量，所述第一相对位移量可以是均匀的，也可以是非均匀的，也可以是操作体上的部分点产生相对位移，实现操作体和虚拟影像的形态变换，例如部分放大、拉长等。

优选地，所述操作体为球形。球形的操作体，围绕中心转动时其整体形状不变，是更能反映虚拟影像的位移，当操作体为球形时，其对应的操作区域也是均匀的，方便计算操作体的第一位移量。

进一步，还包括，

获取所述虚拟影像活动区域中的参考平面参数；

根据所述参考平面参数在所述虚拟影像活动区域中创建参考平面；

当所述参考平面与所述虚拟影像在虚拟影像活动区域中的显示区域相交时，获取所述参考平面与所述虚拟影像在虚拟影像活动区域中的显示区域的相交面作为截面。

根据用户通过指定或调整的参考平面参数创建参考平面，参考平面与虚拟影像的相交面作为截面，用户可以直观地观看到所需要的虚拟影像截面。所述截面可以通过以下方式进行显示，突出显示，例如高亮、加粗、变换颜色等，也可以结合截面法向隐藏以参考平面为分界法向方向部分的虚拟影像。

进一步，还包括，

当所述操作体在所述操作区域的所述第一位移量超出预设阈值时，重新设定操作体在操作区域中的中心坐标，并以该中心坐标重新创建与虚拟影像之间的映射。这样用户可以根据需要调整操作体的操作始点位置，便于用户使用。

具体地，所述预设阈值包括所述操作体在所述操作区域内的位移速度阈值或位移加速度阈值，当所述操作体在所述操作区域内的速度或加速度大于所述位移速度阈值或所述位移加速度阈值时，判定操作体在所述操作区域的第一位移量超出预设阈值，例如用户给予操作体一个甩动，让操作体重新确定中心坐标。

或者，

所述预设阈值包括所述操作体在所述操作区域内的位移边界，当所述操作体在所述操作区域内的所述第一位移量超出所述操作区域的位移边界时，判定操作体在所述操作区域的第一位移量超出预设阈值。

进一步，还包括：

获取目标工具切换指令；

根据所述目标工具切换指令控制所述操作体变形为相应的目标工具并设定所述目标工具在所述虚拟影像活动区域中的有效工作区域和功能属性；

根据所述目标工具的功能属性对所述有效工作区域内的所述虚拟影像活动区域和/或所述虚拟影像进行操作。

操作体可以根据用户选择或发送的标工具切换指令变换为相应的目标工具，不同的目标工具设定不同的有效工作区域和功能属性，例如画笔的笔尖、线条颜色。用户通过直接控制目标工具的有效工作区域对虚拟影像活动区域和/或虚拟影像进行操作，例如画新线条，涂改虚拟影像上的线条。

进一步，还包括：

选中所需操作的虚拟影像；

修改所述选中虚拟影像的属性，或者，对所述选中的虚拟影像进行复制、粘贴或销毁操作。

具体地，用户控制操作体让光标指向所需操作的虚拟影像，操作功能键选中光标对应的虚拟影像，操作菜单键更改对应虚拟影像的属性，例如改变颜色、线形、设置为透明等。

一种虚拟影像控制装置，包括：

位移量获取模块，建立所述操作区域与所述虚拟影像活动区域之间的映射，获取操作体在操作区域内的第一位移量；

位移量映射模块，将所述第一位移量映射至所述虚拟影像活动区域中，获得对应在所述虚拟影像活动区域中的第二位移量；

位移模块，根据所述第二位移量控制所述虚拟影像在所述虚拟影像活动区域中相应进行位移。

进一步，所述位移量获取模块包括：

位移指令接收模块，所述操作体接收位移控制指令；

映射建立模块，以当前所述的操作体为基准创建操作区域，建立所述操作区域与所述虚拟影像活动区域之间的映射；

位移量检测模块，检测所述操作体在所述操作区域中的位置变化，获取所述的第一位移量。

进一步，还包括：

位移指令发送模块，选中所需位移的虚拟影像，向所述操作体发送对应的位移控制指令。

具体地，所述操作区域设置于所述虚拟影像活动区域内，

或者，

所述操作区域设置于所述虚拟影像活动区域外。

进一步，所述第一位移量包括所述操作体的中心在所述操作区域内的第一绝对位移量和/或所述操作体中除所述操作体的中心外的其它部分相对于所述操作体的中心的第一相对位移量；

所述第二位移量包括所述虚拟影像的中心在所述虚拟影像活动区域内的第二绝对位移量和/或所述虚拟影像中除所述虚拟影像的中心外的其它部分相对于所述虚拟影像的中心的第二相对位移量。

进一步，还包括，

平面参数获取模块，获取所述虚拟影像活动区域中的参考平面参数；

参考平面创建模块，根据所述参考平面参数在所述虚拟影像活动区域中创建参考平面；

截面生成模块，当所述参考平面与所述虚拟影像在虚拟影像活动区域中的显示区域相交时，获取所述参考平面与所述虚拟影像在虚拟影像活动区域中的显示区域的相交面作为截面

进一步，还包括，

中心坐标重置模块，当所述操作体在所述操作区域的所述第一位移量超出预设阈值时，重新设定所述操作体在所述操作区域中的中心坐标，并以所述中心坐标重新建立与所述虚拟影像之间的映射。

具体地，所述预设阈值包括所述操作体在所述操作区域内的位移速度阈值或位移加速度阈值，当所述操作体在所述操作区域内的速度或加速度大于所述位移速度阈值或所述位移加速度阈值时，判定操作体在所述操作区域的第一位移量超出预设阈值；

或者，

所述预设阈值包括所述操作体在所述操作区域内的位移边界，当所述操作体在所述操作区域内的所述第一位移量超出所述操作区域的位移边界时，判定操作体在所述操作区域的第一位移量超出预设阈值。

进一步，还包括：

工具切换指令获取模块，获取目标工具切换指令；

工具变换模块，根据所述目标工具切换指令控制所述操作体变形为相应的目标工具并设定所述目标工具在所述虚拟影像活动区域中的有效工作区域和功能属性；

工具操作模块，根据所述目标工具的功能属性对所述有效工作区域内的所述虚拟影像活动区域和/或所述虚拟影像进行操作。

进一步，还包括：

虚拟影像选中模块，选中所需操作的虚拟影像；

虚拟影像操作模块，修改所述选中虚拟影像的属性，或者，对所述选中的虚拟影像进行复制、粘贴或销毁操作。

一种虚拟影像控制装置，包括：

控制器；

显示装置，用于显示虚拟影像活动区域及在所述虚拟影像活动区域中的虚拟影像，所述显示装置与控制器连接；

操作体，供用户进行操作并向控制器发送控制命令，所述操作体在操作区域中活动；

位置检测装置，用于检测所述操作体在所述操作区域中的位置变化，根据所述操作体的位置变化向所述控制器发送第一位移量，所述控制器将所述第一位移量映射至所述虚拟影像活动区域中，获得对应在所述虚拟影像活动区域中的第二位移量，并控制所述显示装置根据所述第二位移量控制所述虚拟影像在所述虚拟影像活动区域中相应进行位移。

进一步，所述位置检测装置为设置在操作体内的方向传感器，或者，

所述位置检测装置为用于感知操作体坐标位置的距离传感器。

其中，当位置检测装置内置于操作体时，可以采用陀螺仪和加速度传感器感应操作体在操作区域内的位置。例如，首先确定操作体在操作区域内的中心坐标，然后通过陀螺仪和加速度传感器感应感应操作体移动的方向、速度和加速度信号，进而换算为操作体在操作区域内的的坐标位置。

另外，除了通过内置的传感器间接计算操作体的坐标位置外，额可以直接检测操作体在操作区域的坐标位置。例如在长(X)宽(Y)高(Z)方向上分别布置距离传感器，例如红外传感器等，通过分别测量操作体与距离传感器在长(X)宽(Y)高(Z)方向上的距离，从而确定操作体在操作区域内的的坐标位置。

进一步，所述操作体上设置有供用户进行操作的操作面板。通过该操作面板可以让用户输入操作指令，例如选中虚拟影像，呼出菜单选择所需操作的功能，例如对虚拟影像执行平移、旋转、放大、缩小等位移操作，还可以实现对所选中的虚拟影像执行复制、粘贴或销毁操作等或对所选中的虚拟影像执行改变颜色、线形、设置为透明等属性操作。

一种虚拟影像控制设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的虚拟影像控制方法。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行上述的虚拟影像控制方法。

本发明的有益效果是：本发明采用的一种虚拟影像的控制方法、装置、设备及其存储介质，通过获取操作体在操作区域内的第一位移量，并通过映射的方式确定虚拟影像在虚拟影像活动区域中的对应第二位移量，根据该第二位移量控制虚拟影像相应进行位移。本发明实现了操作体对虚拟影像的跟随映射操作，无需复杂的操作指令即可完成对虚拟影像的位移控制，而且即使是显示体积较大的虚拟影像，通过本发明也可以方便进行操作。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例一虚拟影像控制装置的系统原理图；

图2是本发明实施例二虚拟影像控制装置的系统原理图；

图3是本发明实施例三的方法流程图；

图4是本发明实施例三中步骤101的具体方法流程图；

图5是本发明操作体和操作区域的区域示意图；

图6是本发明实施例五的方法流程图；

图7是本发明实施例七的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

参照图1所示，本发明的一种虚拟影像控制装置，包括：

控制器，用于进行信息接收、处理及输出；

显示装置，用于显示虚拟影像活动区域及在所述虚拟影像活动区域中的虚拟影像，所述显示装置与控制器连接；

操作体，供用户进行操作并向控制器发送控制命令，所述操作体在操作区域中运动，所述操作区域与虚拟影像活动区域建立坐标映射，操作体与虚拟影像建立坐标映射；

位置检测装置，用于检测所述操作体在所述操作区域中的位置变化，根据所述操作体的位置变化向所述控制器发送第一位移量，所述控制器将所述第一位移量映射至所述虚拟影像活动区域中，获得对应在所述虚拟影像活动区域中的第二位移量，并控制所述显示装置根据所述第二位移量控制所述虚拟影像在所述虚拟影像活动区域中相应进行位移。

本实施例中所述位置检测装置为内置于操作体中的方向传感器，例如采用陀螺仪和加速度传感器感应操作体在操作区域内的位置，这时，首先确定操作体在操作区域内的中心坐标，然后通过陀螺仪和加速度传感器感应操作体移动的方向、速度和加速度信号，进而换算为操作体在操作区域内的坐标位置，进一步可以获得操作体在操作区域中的第一位移量，另外通过获取的速度或加速度，可以匹配更多的控制命令，例如重置操作体中心坐标的命令。

本公开中，对于不同的应用场景所述显示装置采用的不同的显示方式：

若当前应用场景为虚拟现实(VR)时，所需显示装置为携带在用户头上的VR头盔，操作体为用户手上握持的手持控制器，例如控制手柄，这时，用户通过VR头盔会置身于一个虚拟现实空间中，该虚拟现实空间即为所述的虚拟影像活动区域，虚拟影像在虚拟影像活动区域中显示，用户可以看到真实的三维虚拟影像形象，例如随着头部的扭动观看到三维虚拟影像的不同部分，具有逼真的临场感。现有技术中，用户只能在虚拟影像活动区域中移动并观看虚拟影像，部分应用中用户可以通过手柄对虚拟影像进行修改，例如VR绘画，但是，虚拟影像本身是基本不动的，移动命令是以用户的操作距离等距控制移动的，当虚拟影像体积较大时，就会出现操作不便的现象。

而本公开中，用户在虚拟现实空间中除了可以观看到三维虚拟影像外，还可以看到一个操作体，所述操作体可以与用户握持的手持控制器同步，也可以描述为，所述操作体即为用户握持的手持控制器，只是在虚拟现实空间看到的形象与现实不同。例如，用户实际手持的是一个棒状的手柄，但在虚拟现实空间中看到是一个球体，当然，现实中手持控制器的形状可以和虚拟现实空间中的操作体一致，例如均为球形，这样的话操作感更加一致。

可选的另一种方式是，所述操作体与手持控制器并不同步，用户在虚拟现实空间中可以同时看到虚拟影像、操作体和手持控制器的虚拟形象，用户利用手持控制器对操作体进行控制，进而间接对虚拟影像进行操作。

所述操作体上设置有供用户进行操作的操作面板，通过该操作面板可以让用户输入操作指令。所述操作面板可以为按键、触摸板或感应用户手部动作的传感器，所述操作面板上设置有菜单入口和配置参数入口。

所述操作体上设置有用于感知用户操作压力的压力传感器，通过该压力传感器可以感知用户的操作压力，从而实现不同的操作，例如绘图线条的粗细等。

所述虚拟影像活动区域中，会有一个跟随操作体或手持控制器移动的光标，用户可以通过移动操作体改变光标的指向位置，当用户需要控制虚拟影像进行位移时，首先通过移动光标至所需控制的虚拟影像，然后通过操作面板呼出菜单，选择位移功能。这时，会以操作体中心创建一个与当前虚拟影像活动区域相互映射的操作区域，而操作体与选中的虚拟影像相互映射，这样当用户移动操作体时，获取操作体在操作区域中的第一位移量，并映射至虚拟影像活动区域中获得第二位移量，对应的虚拟影像根据第二位移量进行位移，用户看到的效果就是，虚拟影像会跟随操作体移动，如横向平移整个操作体时，操作体上的所有点都整体平移，这时的第一位移量为第一绝对位移量，而当转动操作体时，操作体上的所有点围绕操作体的中心转动，这时的第一位移量为第一相对位移量，另外，第一位移量可以是第一绝对位移量和第一相对位移量进行叠加得到，例如边转动操作体边进行平移。

操作体就相当于一个缩小版的虚拟影像，由于操作区域与所述虚拟影像活动区域相互映射，其比例是操作区域与虚拟影像活动区域的比例，并非以用户实际移动距离进行控制的，因此，可以很方便快捷地对虚拟影像进行控制。

用户通过操作操作体和操作体上的操作面板，可以实现多种多样功能，例如选中虚拟影像，呼出菜单选择所需操作的功能，例如对虚拟影像执行平移、旋转、放大、缩小等位移操作，还可以实现对所选中的虚拟影像执行复制、粘贴或销毁操作等或对所选中的虚拟影像执行改变颜色、线形、设置为透明等属性操作。

用户通过操作体上的操作面板向操作体发送目标工具切换指令，让操作体变换为不同的目标工具，例如笔、橡皮刷、剪刀等，这时改变的为手持控制器的虚拟形象。

另一种方式是，所述手持控制器本身也发生形变，变成和虚拟形象对应的目标工具。这时，手持控制器表面为可以变形的柔性物质，手持控制器内部可以是氢气、海绵或其它任意填充物质，手持控制器中间的颗粒可以随着目标工具切换指令在手持控制器内部移动位置。当手持控制器内是氢气时，用户放手后仍然可以悬空。

若当前场景为增强现实(AR)时，所述显示装置为穿戴在用户眼部的AR显示器或AR眼镜，有两种显示方式，第一种是围绕用户建立一个虚拟影像活动区域，并将与用户当前视线对应能观看到的虚拟影像投影到用户的眼睛，用户就像在现实世界中看到虚拟影像，另一种方式是，显示装置采集用户实现的显示图像，和虚拟影像图像叠加后显示给用户，这种有些类似VR的方式，但是其叠加了所采集到的现实图像。

若当前场景为立体投影时，所述显示装置包括气流投影介质生成装置，通过该气流投影介质生成装置生成水蒸气团状物，水蒸气团状物所在区域为虚拟影像活动区域，所述显示装置还包括投影仪，所述投影仪通过向水蒸气团状物投影虚拟影像图像，进而显示虚拟影像。另外，可以通过设置多个投影仪从不同角度向水蒸气团状物投影虚拟影像图像，形成360°可看的虚拟影像图像。

在增强现实(AR)模式和立体投影模式时，用户观看到的操作体就是手持控制器，当用户进入位移功能时，围绕手持控制器唤醒与虚拟影像活动区域相互映射的控制区域，所述手持控制器与虚拟影像之间构成映射关系，当用户在控制区域移动手持控制器时，虚拟影像也在虚拟影像活动区域中产生相应的位移。

另一种方式是，操作体与手持控制器并不同步，显示装置同时也显示操作体虚拟形象，用户通过手持控制器对操作体进行控制，间接控制虚拟影像。

在增强现实(AR)模式和立体投影模式中，当需要变换操作体为不同的目标工具时，对于不显示操作体虚拟形象时，通过对手持控制器本身进行形变即可。对于同时显示虚拟影像和操作体虚拟形象的情况，操作体可以根据目标工具切换指令变换为不同的目标工具。

实施例二

参照图2所示，为虚拟影像控制装置的另一种实施方式，包括控制器，用于进行信息接收、处理及输出；

显示装置，用于显示虚拟影像活动区域及在所述虚拟影像活动区域中的虚拟影像，所述显示装置与控制器连接；

操作体，供用户进行操作并向控制器发送控制命令，所述操作体在操作区域中运动，所述操作区域与述虚拟影像活动区域建立坐标映射，操作体与虚拟影像建立坐标映射；

位置检测装置，用于检测所述操作体在所述操作区域中的位置变化，根据所述操作体的位置变化向所述控制器发送第一位移量，所述控制器将所述第一位移量映射至所述虚拟影像活动区域中，获得对应在所述虚拟影像活动区域中的第二位移量，并控制所述显示装置根据所述第二位移量控制所述虚拟影像在所述虚拟影像活动区域中相应进行位移。

压力传感器，用于感知用户操作压力的压力传感器，通过该压力传感器可以感知用户的操作压力，从而实现不同的操作，例如绘图线条的粗细等。

本实施例与实施例一的区别在于，所述位置检测装置并非内置于操作体中，而是直接检测操作体在操作区域的坐标位置。本实施例中，分别在长(X)宽(Y)高(Z)方向上分别布置X方向距离传感器、Y方向距离传感器和Z方向距离传感器，所述距离传感器可以采用红外传感器、超声波、激光传感器、摄像头或无线信号传感器等。通过分别测量操作体与距离传感器在长(X)宽(Y)高(Z)方向上的距离，从而直接确定操作体在操作区域内的的坐标位置。

实施例三

参照图3所示，，本实施例为应用实施例一或实施例二中虚拟影像控制装置的一种虚拟影像控制方法，该方法包括：

101、建立所述操作区域与所述虚拟影像活动区域之间的映射，获取操作体在操作区域内的第一位移量；

102、将所述第一位移量映射至所述虚拟影像活动区域中，获得对应在所述虚拟影像活动区域中的第二位移量；

103、根据所述第二位移量控制所述虚拟影像在所述虚拟影像活动区域中相应进行位移。

其中，所述操作区域与虚拟影像活动区域相互构成映射关系，操作体与虚拟影像相互构成映射关系。

由于将操作体在操作区域的第一位移量映射到虚拟影像活动区域中获得第二位移量，根据第二位移量控制虚拟影像在虚拟影像活动区域中相应进行位移，实现了虚拟影像跟随操作体在操作区域内的运动，操作体就相当于一个缩小版的虚拟影像，由于操作区域与虚拟影像活动区域相互映射，其比例是操作区域与虚拟影像活动区域的比例，并非以用户实际移动距离进行控制的，因此，可以很方便地对虚拟影像进行全局控制。

参照图4所示，步骤101包括：

1011、所述操作体接收位移控制指令；

1012、以当前所述的操作体为基准创建操作区域，建立所述操作区域与所述虚拟影像活动区域之间的映射；

1013、检测所述操作体在所述操作区域中的位置变化，获取所述的第一位移量。

具体地，步骤1012中所唤醒的操作区域，是以操作体的中心作为创建建立的，这时默认设置操作体的中心为操作区域的中心，便于进行位移操作。

另外，所述操作体的位置变化是实时检测并反馈的，即持续检测操作体在操作区域中单位时间内的位置变化，每个单位时间发送一次第一位移量，虚拟影像每个单位时间中响应第一位移量进行位移，实现虚拟影像跟随用户对操作体的位移操作而位移，具有连贯及时反馈的效果，提高用户的使用体验。其中单位时间越短，实时跟踪的效果越好。

本发明的位移，指的是操作体和虚拟影像上的点的位移，包括绝对位移，绝对位移指的是操作体和虚拟影像上的所有点的位移方向相同，实现操作体和虚拟影像的整体移动，这时，只需要参考操作体中心的第一绝对位移量和虚拟影像中心的第二绝对位移量，第一绝对位移量和第二绝对位移量相互构成映射。相对位移指以操作体和虚拟影像的中心为基准，操作体上的其它点相对于操作体中心、虚拟影像上的其它点相对于操作体中心的相对位移量，例如操作体中除操作体中心外的其它部分围绕操作体中心转动，实现了操作体和虚拟影像相对其中心转动的效果，又如操作体中除操作体中心外的其它部分围绕操作体中心均匀向外扩展，则实现了操作体和虚拟影像的放大，反之，向操作体中心均匀靠近，则实现了操作体和虚拟影像的缩小。

所述操作体中除操作体中心外的其它部分相对于操作体中心的位移量为第一相对位移量，所述虚拟影像中除虚拟影像中心外的其它部分相对于虚拟影像中心的位移量为第二相对位移量，所述第一相对位移量可以是均匀的，也可以是非均匀的，也可以是操作体上的部分点产生相对位移，实现操作体和虚拟影像的形态变换，例如部分放大、拉长等。

优选地，所述操作体为球形。球形的操作体，围绕中心转动时其整体形状不变，是更能反映虚拟影像的位移，当操作体为球形时，其对应的操作区域也是均匀的，方便计算操作体的第一位移量。

参照图5所示，操作体为球形，操作体的半径为R，这时操作体在操作区域内所占的区域为R域，这时操作体可以描述为：

其中P为操作体所有点的集合，操作体上任一点的坐标为xyz。

操作体所在的操作区域是一个半径为R’的球，设∈为R’域，设虚拟影像活动区域为M’域，虚拟影像在虚拟影像活动区域的显示区域为M域，其中R’域的空间边界对应M’域的空间边界，这时需要将操作体的操作区域R’域映射为虚拟影像活动区域M’域的整体大小，建立R’到M’的一一映射，有：

r’x1y1z1→m’x1y1z1，其中r’x1y1z1∈R’，m’x1y1z1∈M’,上述公式中，r’x1y1z1为操作区域R’域的任意一点坐标，而所述m’x1y1z1为虚拟影像活动区域M’域的任意一点坐标。

所述操作区域R’域可以设置于虚拟影像活动区域M’域外，即R’域和M’域不重叠，这时用户是站在虚拟影像活动区域外进行操作的。另一种情况是，操作区域R’域设置于虚拟影像活动区域M’域内，即R’域和M’域是相互重叠的，这时用户是站在虚拟影像活动区域内进行操作的。

实施例四

本实施例为对应实施例三虚拟影像控制方法的一种虚拟影像控制装置，包括：

位移量获取模块，建立所述操作区域与所述虚拟影像活动区域之间的映射，获取操作体在操作区域内的第一位移量；

位移量映射模块，将所述第一位移量映射至所述虚拟影像活动区域中，获得对应在所述虚拟影像活动区域中的第二位移量；

位移模块，根据所述第二位移量控制所述虚拟影像在所述虚拟影像活动区域中相应进行位移。

进一步，所述位移量获取模块包括：

位移指令接收模块，所述操作体接收位移控制指令；

映射建立模块，以当前所述的操作体为基准创建操作区域，建立所述操作区域与所述虚拟影像活动区域之间的映射；

位移量检测模块，检测所述操作体在所述操作区域中的位置变化，获取所述的第一位移量。

实施例五

参照图6所示，一种虚拟影像控制方法，本实施例应用实施例一或实施例二中的虚拟影像控制装置，并在实施例三的虚拟影像控制方法的基础上进一步改进，该方法包括：

201、选中所需位移的虚拟影像，向所述操作体发送对应的位移控制指令；

其中通过操作体控制光标在虚拟影像的活动区域移动以便选中对应的虚拟影像，以实现对全局或部分虚拟影像进行位移操作。操作体上设置有菜单键和功能键，通过操作体上的菜单健选择位移功能，通过功能键选中虚拟影像发送位移控制指令。当光标位置超出虚拟影像活动区域的视界时，所述光标停留在视界的边界。

202、建立所述操作区域与所述虚拟影像活动区域之间的映射，获取操作体在操作区域内的第一位移量；

所述建立所述操作区域与所述虚拟影像活动区域之间的映射，获取操作体在操作区域内的第一位移量包括：

所述操作体接收位移控制指令；

以当前所述的操作体为基准创建操作区域，建立所述操作区域与所述虚拟影像活动区域之间的映射，检测所述操作体在所述操作区域中的位置变化，获取所述的第一位移量；

其中所唤醒的操作区域，是以操作体的中心作为基准创建如图5所示的操作区域，这时默认设置操作体的中心为操作区域的中心，便于进行位移操作。另外所述检测操作是实时的，即持续检测操作体在操作区域中单位时间内的位置变化每个单位时间发送一次第一位移量，虚拟影像每个单位时间中响应第一位移量进行位移，实现虚拟影像跟随用户对操作体的位移操作而位移，具有连贯及时反馈的效果，提高用户的使用体验。其中单位时间越短，实时跟踪的效果越好。

203、将所述第一位移量映射至所述虚拟影像活动区域中，获得对应在所述虚拟影像活动区域中的第二位移量。

204、根据所述第二位移量控制所述虚拟影像在所述虚拟影像活动区域中相应进行位移；

所述第一位移量包括所述操作体的中心在所述操作区域内的第一绝对位移量和/或所述操作体中除所述操作体的中心外的其它部分相对于所述操作体的中心的第一相对位移量，所述第二位移量包括所述虚拟影像的中心在所述虚拟影像活动区域内的第二绝对位移量和/或所述虚拟影像中除所述虚拟影像的中心外的其它部分相对于所述虚拟影像的中心的第二相对位移量。

205、当所述操作体在所述操作区域的所述第一位移量超出预设阈值时，重新设定所述操作体在所述操作区域中的中心坐标，并以所述中心坐标重新建立与所述虚拟影像之间的映射；

这样用户可以根据需要调整操作体的操作始点位置，便于用户使用。所述预设阈值包括所述操作体在所述操作区域内的位移速度阈值或位移加速度阈值，当所述操作体在所述操作区域内的速度或加速度大于所述位移速度阈值或所述位移加速度阈值时，判定操作体在所述操作区域的第一位移量超出预设阈值，例如用户给予操作体一个甩动让操作体重新确定中心坐标。或者，所述预设阈值包括所述操作体在所述操作区域内的位移边界，当所述操作体在所述操作区域内的所述第一位移量超出所述操作区域的位移边界时，判定操作体在所述操作区域的第一位移量超出预设阈值。

206、获取用户设定的虚拟影像活动区域中的参考平面参数；

参考平面由参考平面参数生产，其中所述参考平面的平面函数可以表示为Ax+By+Cz+D＝0(其中xyz为虚拟影像活动区域中的坐标，A、B、C、D为常数)。其中用户可以通过光标选择参考平面参数，例如用户可以通过光标在虚拟影像活动区域中选择3个点，该3个点的三维坐标即为所述的参考平面参数。用户也可以通过操作面板输入平面截面域，例如输入参考平面函数的常量A、B、C、D的值。

207、根据所述参考平面参数在所述虚拟影像活动区域中创建参考平面。可以通过平面函数Ax+By+Cz+D＝0直接创建参考平面，当参考平面参数为3个点时，通过该3个点的三维坐标也可以确定参考平面，例如将3个点坐标转换为平面函数Ax+By+Cz+D＝0。

208、当所述参考平面与所述虚拟影像在虚拟影像活动区域中的显示区域相交时，获取所述参考平面与所述虚拟影像在虚拟影像活动区域中的显示区域的相交面作为截面；

虚拟影像在虚拟影像活动区域的显示区域为M域，参考平面Ax+By+Cz+D＝0与M域之间相交点的集合为平面截面域，也就是所述的截面，当所述参考平面与的相交面作为截面当所述参考平面与所述虚拟影像在虚拟影像活动区域中的显示区域相交时，参考平面与虚拟影像的相交面作为截面，用户可以直观地观看到所需要的虚拟影像截面。所述截面可以通过以下方式进行显示：突出显示，例如高亮、加粗、变换颜色等，也可以结合截面法向隐藏以参考平面为分界法向方向部分的虚拟影像。

209、获取目标工具切换指令；

操作体可以根据用户选择或发送的目标工具切换指令变换为相应的目标工具。

210、根据所述目标工具切换指令控制所述操作体变形为相应的目标工具并设定所述目标工具在所述虚拟影像活动区域中的有效工作区域和功能属性；

不同的目标工具对应不同的有效工作区域和功能属性，例如画笔的笔尖、线条颜色。当操作体变形为相应的目标工具后，操作体的整个区域由R域变换为O域，O域为R域的变形，而目标工具的有效工作区域定义为Q域，例如操作体从球形变形为剪刀后所述的有效工作区域Q域为剪刀的刀刃；

所述的目标工具还可以是鼠标、键盘(字母键盘、数字键盘)、尺子、钢笔/毛笔/铅笔/粉笔、粉刷、棍子、胶布、橡皮刷等。

211、根据所述目标工具的功能属性对所述有效工作区域内的所述虚拟影像活动区域和/或所述虚拟影像进行操作；

用户根据目标工具的功能属性控制目标工具，对进入目标工具有效工作区域内的虚拟影像活动区域和/或虚拟影像进行操作，例如控制画笔工具的笔尖，在笔尖当前有效工作区域画新线条，或对进入笔尖当前有效工作区域的虚拟影像涂改新的线条。另外，操作体上设置有用于感知用户操作压力的压力传感器，在没有受到外力时，目标工具的形状处于保持的状态，当检测到外力按压后，目标工具会在压力处产生微弱的形变效果，这个形变效果不会影响目标工具的有效工作区域，而撤销压力后，目标工具恢复原样。

212、选中所需操作的虚拟影像；

用户控制操作体让光标指向所需操作的虚拟影像，操作功能键选中光标对应的虚拟影像；

213、修改所述选中虚拟影像的属性，或者，对所述选中的虚拟影像进行复制、粘贴或销毁操作；

用户可通过操作菜单键更改对应虚拟影像的属性，例如改变颜色、线形、设置为透明等。

上述方法流程仅仅为虚拟影像控制方法的其中一种示例性控制方式，本领域技术人员实施的时候也可以按照需要调换步骤或省略部分步骤，例如步骤206至208可以与步骤209至211调换，如无截面需求时，也可以省略步骤206至208。

实施例六

本实施例为对应实施例五虚拟影像控制方法的一种虚拟影像控制装置，包括：

位移指令发送模块，选中所需位移的虚拟影像，向所述操作体发送对应的位移控制指令。

位移量获取模块，建立所述操作区域与所述虚拟影像活动区域之间的映射，获取操作体在操作区域内的第一位移量。

所述位移量获取模块包括：

位移指令接收模块，所述操作体接收位移控制指令；

映射建立模块，以当前所述的操作体为基准创建操作区域，建立所述操作区域与所述虚拟影像活动区域之间的映射；

位移量检测模块，检测所述操作体在所述操作区域中的位置变化，获取所述的第一位移量。

位移量映射模块，将所述第一位移量映射至所述虚拟影像活动区域中，获得对应在所述虚拟影像活动区域中的第二位移量。

位移模块，根据所述第二位移量控制所述虚拟影像在所述虚拟影像活动区域中相应进行位移；

所述第一位移量包括所述操作体的中心在所述操作区域内的第一绝对位移量和/或所述操作体中除所述操作体的中心外的其它部分相对于所述操作体的中心的第一相对位移量，所述第二位移量包括所述虚拟影像的中心在所述虚拟影像活动区域内的第二绝对位移量和/或所述虚拟影像中除所述虚拟影像的中心外的其它部分相对于所述虚拟影像的中心的第二相对位移量。

中心坐标重置模块，当所述操作体在所述操作区域的所述第一位移量超出预设阈值时，重新设定所述操作体在所述操作区域中的中心坐标，并以所述中心坐标重新建立与所述虚拟影像之间的映射。

平面参数获取模块，获取用户设定的虚拟影像活动区域中的平参考平面参数。

参考平面创建模块，根据所述参考平面参数在所述虚拟影像活动区域中创建参考平面。

截面生成模块，当所述参考平面与所述虚拟影像在虚拟影像活动区域中的显示区域相交时，获取所述参考平面与所述虚拟影像在虚拟影像活动区域中的显示区域的相交面作为截面。

工具切换指令获取模块，获取目标工具切换指令。

工具变换模块，根据所述目标工具切换指令控制所述操作体变形为相应的目标工具并设定所述目标工具在所述虚拟影像活动区域中的有效工作区域和功能属性。

工具操作模块，根据所述目标工具的功能属性对所述有效工作区域内的所述虚拟影像活动区域和/或所述虚拟影像进行操作。

虚拟影像选中模块，选中所需操作的虚拟影像，用户控制操作体让光标指向所需操作的虚拟影像，操作功能键选中光标对应的虚拟影像。

虚拟影像操作模块，修改所述选中虚拟影像的属性，或者，对所述选中的虚拟影像进行复制、粘贴或销毁操作。

实施例七

参照图7所示，本实施例提供的一种虚拟影像控制设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的虚拟影像控制方法。

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上述的虚拟影像控制方法。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的虚拟影像控制方法对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行立体成像处理装置的各种功能应用以及数据处理，即实现上述任一方法实施例的虚拟影像控制方法。

存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据立体成像处理装置的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该立体投影装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器中，当被所述一个或者多个处理器执行时，执行上述任意方法实施例中的虚拟影像控制方法，例如，执行以上描述的图3中的方法步骤101至103，图4中的方法步骤1011至1013，图6中的方法步骤201至213。

实施例八

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如，被图7中的一个处理器执行，可使得上述一个或多个处理器执行上述任意方法实施例中的虚拟影像控制方法，例如，执行以上描述的图3中的方法步骤101至103，图4中的方法步骤1011至1013，图6中的方法步骤201至213。

实施例九

本实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行，例如，被图7中的一个处理器执行，使所述计算机执行如上述的虚拟影像控制方法，例如执行以上描述的图3中的方法步骤101至103，图4中的方法步骤1011至1013，图6中的方法步骤201至213。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read－Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种虚拟影像控制方法，其特征在于，包括：

选中所需位移的虚拟影像，向操作体发送对应的位移控制指令；

所述操作体接收所述位移控制指令；

以当前所述的操作体为基准创建操作区域，建立所述操作区域与虚拟影像活动区域之间的映射；

检测所述操作体在所述操作区域中的位置变化，获取第一位移量，所述第一位移量包括所述操作体的中心在所述操作区域内的第一绝对位移量和/或所述操作体中除所述操作体的中心外的其它部分相对于所述操作体的中心的第一相对位移量；

将所述第一位移量映射至所述虚拟影像活动区域中，获得对应在所述虚拟影像活动区域中的第二位移量；

根据所述第二位移量控制所述虚拟影像在所述虚拟影像活动区域中相应进行位移。

2.根据权利要求1所述的一种虚拟影像控制方法，其特征在于，所述操作区域设置于所述虚拟影像活动区域内，

或者，

所述操作区域设置于所述虚拟影像活动区域外。

3.根据权利要求1所述的一种虚拟影像控制方法，其特征在于，

所述第二位移量包括所述虚拟影像的中心在所述虚拟影像活动区域内的第二绝对位移量和/或所述虚拟影像中除所述虚拟影像的中心外的其它部分相对于所述虚拟影像的中心的第二相对位移量。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种虚拟影像控制方法，其特征在于，还包括，

获取所述虚拟影像活动区域中的参考平面参数；

根据所述参考平面参数在所述虚拟影像活动区域中创建参考平面；

当所述参考平面与所述虚拟影像在虚拟影像活动区域中的显示区域相交时，获取所述参考平面与所述虚拟影像在虚拟影像活动区域中的显示区域的相交面作为截面。

5.根据权利要求1-3任一所述的一种虚拟影像控制方法，其特征在于，还包括，

当所述操作体在所述操作区域的所述第一位移量超出预设阈值时，重新设定所述操作体在所述操作区域中的中心坐标，并以所述中心坐标重新建立与所述虚拟影像之间的映射。

6.根据权利要求5所述的一种虚拟影像控制方法，其特征在于，

所述预设阈值包括所述操作体在所述操作区域内的位移速度阈值或位移加速度阈值，当所述操作体在所述操作区域内的速度或加速度大于所述位移速度阈值或所述位移加速度阈值时，判定操作体在所述操作区域的第一位移量超出预设阈值；

或者，

所述预设阈值包括所述操作体在所述操作区域内的位移边界，当所述操作体在所述操作区域内的所述第一位移量超出所述操作区域的位移边界时，判定操作体在所述操作区域的第一位移量超出预设阈值。

7.根据权利要求1-3任一所述的一种虚拟影像控制方法，其特征在于，还包括：

获取目标工具切换指令；

根据所述目标工具切换指令控制所述操作体变形为相应的目标工具并设定所述目标工具在所述虚拟影像活动区域中的有效工作区域和功能属性；

根据所述目标工具的功能属性对所述有效工作区域内的所述虚拟影像活动区域和/或所述虚拟影像进行操作。

8.根据权利要求1-3任一所述的一种虚拟影像控制方法，其特征在于，还包括：

选中所需操作的虚拟影像；

修改所述选中的虚拟影像的属性，或者，对所述选中的虚拟影像进行复制、粘贴或销毁操作。

9.一种虚拟影像控制装置，其特征在于，包括：

位移指令发送模块，选中所需位移的虚拟影像，向操作体发送对应的位移控制指令；

位移指令接收模块，所述操作体接收所述位移控制指令；

映射建立模块，以当前所述的操作体为基准创建操作区域，建立所述操作区域与虚拟影像活动区域之间的映射；

位移量检测模块，检测所述操作体在所述操作区域中的位置变化，获取第一位移量；

位移量映射模块，将所述第一位移量映射至所述虚拟影像活动区域中，获得对应在所述虚拟影像活动区域中的第二位移量；

位移模块，根据所述第二位移量控制所述虚拟影像在所述虚拟影像活动区域中相应进行位移。

10.一种虚拟影像控制装置，其特征在于，包括：

控制器；

显示装置，用于显示虚拟影像活动区域及在所述虚拟影像活动区域中的虚拟影像，所述显示装置与控制器连接；

操作体，供用户进行操作并向控制器发送控制命令，所述操作体在操作区域中活动；

位置检测装置，用于检测所述操作体在所述操作区域中的位置变化，根据所述操作体的位置变化向所述控制器发送第一位移量，所述控制器将所述第一位移量映射至所述虚拟影像活动区域中，获得对应在所述虚拟影像活动区域中的第二位移量，并控制所述显示装置根据所述第二位移量控制所述虚拟影像在所述虚拟影像活动区域中相应进行位移。

11.一种虚拟影像控制设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-8任一项所述的方法。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1-8任一项所述的方法。

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