用于用戶界面的羅盤智能光照的設備和方法
【專利摘要】提供一種用于用戶界面的羅盤智能光照的設備和方法。提供一種用于描繪對象的設備和方法。所述方法包括：確定一個或更多個對象的地理位置；確定從所述一個或更多個對象到光源的矢量；根據所述矢量將影子應用于所述一個或更多個對象；根據所述矢量確定對象的陰影；用所述影子和所述陰影中的至少一個在所述地理位置描繪對象。
【專利說明】用于用戶界面的羅盤智能光照的設備和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于用戶界面的羅盤智能光照的設備和方法。更具體地，本發明涉及一種用于根據用戶的環境和裝置的朝向來調節用戶界面的設備和方法。
【背景技術】
[0002]移動終端被開發以提供用戶之間的無線通信。隨著技術的進步，移動終端現在提供了許多簡單的電話交談以外的額外的功能。例如，移動終端現在能夠提供額外的功能(例如，報警器、短消息服務(SMS)、多媒體消息服務(麗S)、電子郵件、游戲、短距離通信的遙控、使用安裝的數字相機的圖像捕獲功能、用于提供音頻和視頻內容的多媒體功能、日程安排功能等等很多)。使用現在提供的多個功能，移動終端已有效地成為日常生活的必需品。
[0003]包括對象的3維(3D)表示(例如，在地圖或導航應用中的建筑物、游戲應用中的任意角色或對象等)的許多應用現在可用于移動終端。在本申請中，術語“3D”主要用于指示便攜式裝置(諸如移動終端)的顯示器上3D對象(例如，建筑物)的表示，并且不限于將不同的視頻輸入提供給兩眼中的每一個來為觀看者提供立體效果的“真正的” 3D顯示的環境。然而，公開的發明包括在這樣的3D顯示器上以及僅呈現單個圖像的顯示器上的實現。
[0004]圖1是根據現有技術的移動終端。
[0005]參照圖1，移動終端100正用于導航。通過現有技術的各種技術，移動終端的位置被確定，并且方向的顯示包括用戶的第一人稱視角的前方路徑。在導航應用中，假設在這個示例中，用戶正在道路上駕駛汽車或類似的機動車。道路是在繪制的公共區域中，關于沿著道路的兩側的建筑物的信息被整合到導航程序，以幫助用戶識別作為地標的建筑物和其他對象以進行導航。在圖1中，方向指示駕駛員應在榆樹街100英尺處左轉。如果用戶難以遵循書面指示(例如，用戶無法通過路標識別榆樹街、或能見度差、或不熟悉閱讀英文)，則仍可通過識別方向指示用戶應轉彎的環境來理解方向。在圖1中，用戶可識別期望的轉彎是在十字路口，所述十字路口在用戶附近的街道的兩側具有商店，在用戶應轉彎的十字路口之后的街道的右側上具有房屋并在街道的左側上具有帶有停車場的大型建筑物。因此，用戶將更容易地識別位置。
[0006]然而，現有技術限于僅已知建筑物的基本表示是可能的。
[0007]圖2是根據現有技術的移動終端。
[0008]參考圖2，移動終端200正被用于玩游戲，例如足球游戲。在本示例中假設游戲包括在空中飛行的對象(例如足球)。在游戲中，通過給予飛行對象陰影來體現它們相對于地平面的相對位置，增強游戲中的飛行對象的描繪。
[0009]然而，現有技術限于陰影直接出現在飛行對象的下方。未能使用外部環境信息沿著不同的方向投射陰影。
[0010]對象的其他描繪也類似地限于陰影和逼真光照僅被模仿或在有限的環境中使用。
[0011]此外，之前還沒有任何辦法來結合各種真實世界信息，以為用戶提供對象和位置的更精確、有用和令人愉快的描繪。[0012]因此，需要一種用于根據用戶的環境和裝置的朝向來提供改進的用戶界面的設備和方法。
【發明內容】
[0013]本發明的多個方面在于至少解決上述問題和/或缺點，并至少提供下面描述的優點。因此，本發明的一方面在于提供一種用于使用智能光照為用戶界面描繪對象的設備和方法。
[0014]根據本發明的另一方面，提供一種用于描繪一個或更多個對象的方法。所述方法包括:確定一個或更多個對象的地理位置；確定從所述對象到光源的矢量；根據所述矢量向對象應用影子；根據所述矢量確定對象投射的陰影；用應用的影子和投射的陰影中的一個或更多個在所述地理位置描繪對象。
[0015]根據本發明的另一方面，提供一種用于描繪一個或更多個對象的方法。所述方法包括:確定一個或更多個對象中的每一個的大小、形狀和相對位置；確定從所述對象到光源的矢量；根據所述矢量確定對象的影子和對象投射的陰影中的至少一個；確定顯示器的朝向；根據所述朝向用所述影子和所述陰影中的至少一個描繪所述一個或更多個對象。
[0016]根據本發明的另一方面，提供一種用于描繪一個或更多個對象的方法。所述方法包括:確定一個或更多個對象的地理位置；獲得所述地理位置的當前環境信息；根據所述環境信息在所述地理位置描繪對象。
[0017]根據本發明的另一方面，提供一種用于描繪一個或更多個對象的設備。所述設備包括:顯示器；以及至少一個控制器，用于確定一個或更多個對象的地理位置，用于確定從對象到光源的矢量，用于根據所述矢量將影子應用于對象，用于根據所述矢量確定對象投射的陰影，并用于控制在顯示器上用應用的影子和投射的陰影中的一個或更多個在所述地理位置描繪對象。
[0018]根據本發明的另一方面，提供一種用于描繪一個或更多個對象的設備。所述設備包括:顯示器；以及至少一個控制器，用于確定一個或更多個對象中的每一個的大小、形狀和相對位置，用于確定從對象到光源的矢量，用于根據所述矢量確定所述一個或更多個對象中的一個對象的影子和所述一個或更多個對象中的一個對象投射的陰影中的至少一個，用于確定顯示器的朝向，并用于根據所述朝向在顯示器上用所述影子和所述陰影中的至少一個描繪對象。
[0019]根據本發明的另一方面，提供一種用于描繪一個或更多個對象的設備。所述設備包括:顯示器；以及至少一個控制器，用于確定一個或更多個對象的地理位置，用于獲得所述地理位置的當前環境信息，并用于根據所述環境信息控制在顯示器上在所述地理位置描繪對象。
[0020]從下面的結合附圖公開本發明的示例性實施例的詳細描述，本發明的其他方面、優點和顯著特點將對于本領域中的技術人員變得清楚。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]從下面結合附圖的描述，本發明的特定示例性實施例的上述和其他方面、特征和優點將更加清楚，其中:[0022]圖1是根據現有技術的移動終端；
[0023]圖2是根據現有技術的移動終端；
[0024]圖3是根據本發明的示例性實施例的移動裝置；
[0025]圖4是根據本發明的示例性實施例的描繪對象的方法的流程圖；
[0026]圖5是根據本發明的示例性實施例的描繪對象的方法的流程圖；
[0027]圖6是根據本發明的示例性實施例的描繪對象的方法的流程圖；
[0028]圖7是根據本發明的示例性實施例的移動裝置的框圖。
[0029]在整個附圖中，應注意相同的標號用于描繪相同或相似的元件、特征和結構。
【具體實施方式】
[0030]提供下面參照附圖的描述以幫助全面理解由權利要求及其等同物所限定的本發明的示例性實施例。所述描述包括各種具體細節以幫助理解，但是這些具體細節將被認為僅僅是示例性的。因此，本領域的普通技術人員將認識到，在不脫離本發明的范圍和精神的情況下，可以對這里所描述的實施例進行各種改變和修改。此外，為了清楚和簡明，省略對公知功能和構造的描述。
[0031]下面的描述和權利要求中所使用的術語和詞語不局限于書面意義，而僅僅被發明人使用以使本發明得以清楚和一致的理解。因此，本領域的技術人員應該清楚，提供下面對本發明示例性實施例的描述僅是為了說明的目的，而不是為了限制本發明的目的，其中，本發明由權利要求及其等同物限定。
[0032]應當理解，除非上下文清楚地另有指示，否則單數形式包括復數指示物。因此，例如，提及“組件表面”包括提及一個或更多個這樣的表面。
[0033]術語“基本上”意味著所述的特征、參數或值不需要被精確地實現，但是偏差或變化(包括例如公差、測量誤差、測量精度限制和本領域技術人員已知的其他因素)可以以不妨礙特征意圖提供的效果的量出現。
[0034]本發明的示例性實施例包括用于根據用戶的環境和裝置的朝向來調節用戶界面的設備和方法。
[0035] 申請人:注意雖然使用三維(3D)示例描述這里的一些示例性實施例，但是本發明不限于此。例如，本發明的示例性實施例還包括二維(2D)方法和設備。
[0036]圖3是根據本發明的示例性實施例的移動裝置。
[0037]參照圖3，與圖1類似的導航應用正被使用。然而，在圖3中，建筑物據光源的位置投射陰影。假定對于這個示例，用戶在大約中午的時候正沿約西南方向行駛。因此，太陽位于用戶的前方且左側的天空中的較高處。面向用戶的前方和他的左側的建筑物將處于陰影中，面向用戶的右側和他后方的建筑物會有陽光照亮它們。此外，建筑物會根據它們的大小和形狀以及太陽的相對位置在地面上投射陰影。
[0038]根據本發明的示例性實施例，根據用戶的位置和本地時間以及移動裝置的朝向，用實時光照和陰影描繪真實世界中的對象。順便說一下，在本申請中，術語“真實世界位置”和地理位置將被等同地用于指示地球上的任意可識別位置。
[0039]用戶的位置可通過任意現有技術來確定。例如，移動裝置可配備有全球定位系統(GPS)衛星接收器。可選擇地，移動裝置可根據檢測到的W1-Fi服務、移動電話接入點的信號強度或可用于確定地理位置的任意其它信號來確定其位置。本地時間可例如根據與標準周期性同步的內部時鐘，或根據無線地接收到的時間信號來確定。在地理位置和本地時間已知的情況下，天體(諸如，太陽、月亮、行星和恒星)的位置可被確定。最亮已知光源(例如，太陽)可用于確定對象的照亮的兩側和投射的陰影。移動裝置的朝向用于確定用戶的方向或視點。可從各種現有技術(例如，磁場傳感器、陀螺儀等)來確定朝向。
[0040]在用戶中午沿西南方向行駛的示例中，在用戶左轉后，他將面對約東南方向，并且太陽的相對位置將在前方且右側。面對他的后方或他左側的建筑物將被照亮，并且面對前方或他的右側的建筑物將處于陰影中。投射的陰影的大小、形狀和方向被確定并被描繪，以便復制用戶的可見環境。不僅對地面投射和描繪陰影，還對地圖數據庫中的任意對象投射和描繪陰影。例如，街道的一側上的高層建筑物可將它的陰影投射在街道對面的建筑物的正面。因此，通過逼真地復制光照和陰影狀況，幫助用戶識別環境，并且增強了他的用戶體驗。
[0041 ] 在上述示例性實施例的變化中，不使用裝置的朝向。例如，無論移動裝置朝向哪條路，在汽車中的后向座椅上的用戶均可查看導航指令并看到前方視野。
[0042]如果用戶不遵循導航指令，則他可能根據面對的方向在位置和時間上使用描繪當地建筑物、市場等的應用。注意，位置、時間和面對方向可與當前位置、時間和面對方向不同。例如，調查事故的用戶可能需要根據涉及事故的車輛的時間、位置和行駛方向來知道太陽、陰影等的方向。因此，用戶可操作顯示視點來轉向期望的方向并查看具有根據地圖數據庫描繪的信息的視點前方的街道的3維(3D)描繪。如果未輸入位置、時間或方向中的任意一個，則將酌情使用當前位置、時間或方向。
[0043]除了光線和陰影信息，本發明的示例性實施例也可根據用戶的輸入被配置為高亮顯示信息。具體地，如果由于光照和陰影狀況，一些信息的可見性可能會差，則所述信息可被高亮顯示給用戶。可選擇地，當確定的光照和陰影狀況可能會差時，可用信息通常可被高亮顯示或顯示。例如，用戶可配置裝置以在約黃昏時顯示開放餐廳，并可隨移動裝置轉動，直到高亮顯示的開放餐廳被描繪。例如，如果用戶正沿著遠離隨后將接近地平線的太陽的方向觀看，則可見度可能良好，但是，如果用戶沿著朝向太陽的方向觀看，則沿著這個方向的每件事物的可見度可能很差。隨著用戶轉向，移動裝置將從沿著用戶確定的任意方向的視點位置顯示正確的視圖。
[0044]如上所述，從其它信息計算光源的位置。然而，本發明不限于此。例如，配備有至少一個相機的移動裝置可通過使用來自所述至少一個相機的采樣視頻幀來確定到最強光源的相對方向。因此，在室內使用的裝置可確定室內光照的相對位置并因此確定陰影。
[0045]在上述示例中，環境恒定，并且移動裝置相對于環境物理地移動。然而，本發明不限于此。在示例性實施例中，描繪的虛擬對象(例如日晷)可以被描繪為離移動裝置預定距離。以上述方式計算日晷陰影。然而，可根據移動裝置的朝向來描繪日晷，而不是描繪真實世界視圖。因此，如果在顯示器水平的情況下持有移動裝置，則日晷被描繪為從正上方觀看。如果在移動裝置的背面朝向北方的情況下移動裝置垂直，則日晷將被描繪為直接從南方觀看。如果移動裝置在背部朝向西方和下方的情況下傾斜，則日晷將被描繪為從東方和上方觀看。
[0046]在本發明的示例性實施例中，除了光照以外的環境背景信息被用于增強用戶的體驗。例如，移動裝置可在特定位置描繪樹林。移動裝置可搜索所述位置常見的典型樹木，并根據日期用樹葉或不用樹葉來描繪它們。例如，在春天將用翠綠的新葉來描繪楓樹，在夏天將用于深綠的樹葉來描繪楓樹，在秋天將用紅色和黃色的葉子來描繪楓樹，在冬天楓樹將被描繪為裸露。
[0047]在本發明的示例性實施例中，可獲得的任意環境信息可被整合到描繪的場景中。例如，可獲得當地的天氣狀況，包括風、雨、雪、溫度、云量等。因此，如果存在強風，則樹木可根據風向和風速被描繪搖曳。如果秋天存在強風，則常見的本地樹木的適當顏色的葉子可被描繪隨風飄蕩。如果雨、雪或云層存在，則可確定太陽會被遮蔽，并且不投射清楚的陰影。
[0048]圖4是根據本發明的示例性實施例的描繪對象的方法的流程圖。
[0049]參照圖4，在步驟401，確定移動裝置將一個或更多個3D對象描繪在真實世界位置。針對3D對象確定相對于真實世界位置的大小、形狀和位置。可從穩定的數據(諸如，街道地址或緯度和經度坐標)確定所述一個或更多個3D對象的位置。可選擇地，所述一個或更多個3D對象可以是僅在真實世界位置中描繪的虛擬對象。可例如通過GPS信號、通過獲得標識的無線網絡接入點的信息、通過地址的輸入等來確定真實世界位置。真實世界位置也可以是移動裝置的場所，例如，無法獲得用于確定地理位置的信號的室內的裝置。為了更高的精度，確定位置的方法當然可被組合。如果地理位置被使用，則地理位置可以是裝置的當前位置，但本發明不限于此。例如，用戶可正查閱到目的地的導航指令。
[0050]在步驟403，從所述一個或更多個3D對象到光源的矢量被確定。例如，如果真實世界位置是在戶外，則光源可以是在所述位置可見的天體(諸如，太陽或月亮)。從地理位置和本地日期和時間計算太陽或月亮的位置。如果無法確定所述位置，則地理位置、最亮的光源可被使用。例如，可通過對來自裝置上的一個或更多個相機的輸入進行采樣來確定最亮的光源。為了更高的精度，確定光源的方法當然可被組合。
[0051]在步驟405，影子和陰影被應用于根據到光源的矢量來描繪的3D對象。
[0052]圖5是根據本發明的示例性實施例描繪的對象的方法的流程圖。
[0053]參照圖5，在步驟501，確定一個或更多個3D對象將被描繪。針對3D對象確定相對于彼此的大小、形狀和位置。在步驟503，確定從所述一個或更多個3D對象到主要光源的矢量。
[0054]在步驟505，裝置的朝向被確定。例如，一個或多個磁傳感器可用于獲得地球磁場的信息，所述信息隨后可與裝置的地理位置的信息一起使用，以確定磁場矢量的校正，并從而確定裝置的朝向。當然可使用其他方法，例如，陀螺儀可用于確定與參考朝向的差異。對于另一示例，控制器可使用來自相機的圖像確定地平線，并且從中確定朝向。為了更高的精度，確定所述朝向的方法當然可被組合。
[0055]在步驟507，根據到光源的矢量確定3D對象的影子和陰影。在步驟509，根據顯示器的朝向，3D對象被描繪具有影子和陰影。例如，日晷可被顯示，裝置的朝向可確定觀看日晷的視點。在這個示例中，朝向可被認為與確定圍繞對象的虛擬球面上的視點類似。可選擇地，裝置的朝向可用于從真實世界位置確定視點。例如，用戶可顯示他計劃訪問的城鎮的商業區。用戶將輸入位置，所述位置(商業區)的視點將根據裝置的朝向而變化。因此，用戶可“環視”，如同裝置在所述位置控制相機。用相應的影子和陰影示出在每個方向上描繪的3D對象。[0056]圖6是根據本發明示例性實施例的描繪對象的方法的流程圖。
[0057]參照圖6，在步驟601，確定地理位置。地理位置可被確定或通過本領域中任意已知的各種手段(諸如，GPS、緯度和經度坐標、街道地址等)被輸入。
[0058]在步驟603，獲得用于所述地理位置的當前環境信息。環境信息可包括，例如，日期、時間、溫度、風速和風向、云量、降水量、近期降水(諸如可能未融化的降雪或可能使街道變濕的降雨)、常見的當地植物、封路或維護工作的通知等的信息。
[0059]在步驟605，根據環境信息描繪地理位置。例如，如果確定在溫度保持零度以下的情況下，在過去一天已存在6英寸降雪，則地理位置可被描繪為積雪覆蓋。如果確定樹林區域可見，則它們的葉子可根據針對地理位置的日期和常見樹木來確定。如果信息指示陰天，則陰影的呈現可被抑制。如果風速大于最小值，則樹木搖曳或掉下的葉子吹起可酌情被描繪。如果當前正在降水，則降水可被描繪。對什么類型的信息可被獲得并用于地理位置的描繪沒有固有限制。
[0060]圖7是根據本發明的示例性實施例的移動裝置的框圖。
[0061]參照圖7，移動裝置700將包括將控制裝置的功能和操作的至少一個控制器710。雖然一個控制器710被描繪，但本發明不限于此。例如，專門的控制器可能被提供給移動裝置710的每個功能模塊。控制器710控制裝置來執行上述功能。
[0062]輸入單元722從用戶接收輸入。輸出單元724將輸出顯示給用戶。輸入單元722和輸出單元724可被組合為觸摸屏720，但本發明不限于此。
[0063]可選的相機單元730可存在，并包括一個或更多個相機。如果存在多個相機，則它們可面對不同的方向，或可面對相同的方向，以進行立體成像。
[0064]一個或更多個可選的傳感器740可被包括。可選傳感器740可包括，例如，磁場傳感器、熱傳感器、接近傳感器、陀螺儀、溫度計或獲得裝置700的環境的信息的任何其它傳感器。
[0065]如果存在可選的存儲器750，則它存儲裝置700的操作所需要的軟件，以及通過裝置700的使用接收或產生的各種數據。存儲器可包括該控制器可以讀出或寫入的任何形式的數字儲存器。用于執行上述功能的一個或更多個程序可被存儲在存儲器中。
[0066]可選的音頻處理器760控制聲音的處理，諸如，音頻信息以數字形式的編碼和解碼。麥克風MIC拾取音頻信息，并將其提供給音頻處理器760。揚聲器SPK從音頻處理器760接收音頻信號并播放它們。
[0067]一個或多個無線發送器770和無線接收器780可被可選地提供，并用于任何形式的無線通信，例如，蜂窩電話、WiF1、GPS接收、藍牙等。
[0068]本發明的特定方面可還被實現為非瞬時性計算機可讀記錄介質上的計算機可讀代碼。所述非瞬時性計算機可讀記錄介質可以是任何可存儲其后由計算機系統讀取的數據的數據存儲裝置。所述非瞬時性計算機可讀記錄介質的示例包括:只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、光盤(⑶)-ROM、磁帶、軟盤和光學數據存儲裝置。所述非瞬時性計算機可讀記錄介質還可被分布在聯網的計算機系統上，使得所述計算機可讀代碼以分布式方式被存儲和執行。此外，用于實現本發明的功能程序、代碼和代碼段可由本發明所屬的領域中的程序員容易地解釋。
[0069]雖然已經參照本發明的特定實施例示出和描述了本發明，但是本領域的技術人員將理解，在不脫離由權利要求書及其等同物限定的本發明的精神和范圍的情況下，可在其中進行形式和細節上的各種改變。
【權利要求】
1.一種用于描繪對象的方法，所述方法包括: 確定一個或多個更對象的地理位置； 確定從所述一個或更多個對象到光源的矢量； 根據所述矢量將影子應用于所述一個或更多個對象； 根據所述矢量確定對象的陰影； 用所述影子和所述陰影中的至少一個在所述地理位置描繪對象。
2.如權利要求1所述的方法，其中，光源包括太陽和月亮，其中，確定矢量的步驟包括:根據地理位置和所述地理位置處的本地日期和時間來確定天空中光源的位置。
3.如權利要求1所述的方法，其中，對象包括位于所述地理位置處的至少一個對象，所述至少一個對象包括靜止對象。
4.如權利要求1所述的方法，其中，確定地理位置的步驟基于由用戶輸入的信息。
5.如權利要求1所述的方法，其中，確定矢量的步驟包括:在由相機獲得的至少一個圖像中識別主要光源。
6.如權利要求1所述的方法，還包括: 獲得所述地理位置的當前環境信息； 根據當前環境信息在所述地理位置描繪對象。
7.如權利要求6所述的方法，其中，當前環境信息包括:在所述地理位置的溫度、風向、風速、日期、時間、當前云層、當前降水、最近降水、植物信息和包括維修或封閉的道路信息中的至少一個。
8.一種用于描繪對象的方法，所述方法包括: 確定一個或更多個對象中的每一個的大小、形狀和相對位置； 確定從所述對象到光源的矢量； 根據所述矢量確定所述一個或更多個對象的影子和所述一個或更多個對象的陰影中的至少一個； 確定顯不器的朝向； 根據所述朝向用所述影子和所述陰影中的至少一個描繪所述一個或更多個對象。
9.一種用于描繪對象的設備，所述設備包括: 顯示器； 至少一個控制器，用于確定一個或更多個對象的地理位置，確定從對象到光源的矢量；根據所述矢量將影子應用于對象，根據所述矢量確定對象的陰影，并控制在顯示器上用所述影子和所述陰影中的至少一個在所述地理位置描繪對象。
10.如權利要求9所述的設備，其中，光源包括太陽和月亮， 其中，控制器根據所述地理位置和所述地理位置處的本地日期和時間來確定天空中光源的位置。
11.如權利要求9所述的設備，其中，對象包括位于所述地理位置處的至少一個對象，所述至少一個對象包括靜止對象。
12.如權利要求9所述的設備，其中，控制器基于由用戶輸入的信息確定所述地理位置。
13.如權利要求9所述的設備，其中，控制器通過在由相機獲得的至少一個圖像中識別主要光源來確定所述矢量。
14.如權利要求9所述的設備，其中，控制器獲得所述地理位置的當前環境信息， 根據當前環境信息在所述地理位置描繪對象， 其中，當前環境信息包括:在所述地理位置的溫度、風向、風速、日期、時間、當前云層、當前降水、最近降水、植物信息和包括維修或封閉的道路信息中的至少一個。
15.一種用于描繪對象的設備，所述設備包括: 顯示器； 至少一個控制器，用于確定一個或更多個對象中的每一個的大小、形狀和相對位置，確定從對象到光源的矢量，根據所述矢量確定所述一個或更多個對象的影子和所述一個或更多個對象的陰影中的至少一個，確定顯示器的朝向，并根據所述朝向控制在顯示器上用所述影子和所述陰影中的至少一個描繪對象。
【文檔編號】G01C21/26GK103968816SQ201410042798
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月29日 優先權日:2013年1月31日
【發明者】克里斯·雷利 申請人:三星電子株式會社
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
