苹果新专利曝光:未来头显设备可自适应环境光,并自动调节用户视角

实习编辑 2021年8月1日18:25:27苹果新专利曝光:未来头显设备可自适应环境光,并自动调节用户视角已关闭评论18

 

 

近日,苹果公司的两项新专利曝光,在专利中苹果的头显设备可以自动解决用户的视角和所连接摄像头之间的差异,而外围照明可以使用户的眼睛更容易适应佩戴AR或VR头显。

 

据传,苹果正在开发自己的VR头显和智能眼镜,目前猜测这款设备或将被称为 "苹果眼镜",除VR功能之外,它也附带可以向用户显示信息的AR功能。与市场上几乎所有其他的MR头显设备一样,苹果要想为用户优化体验,但这总是要克服一些挑战。

 

在美国专利商标局批准的专利申请中,苹果似乎已经为使用AR或VR头显时可能出现的两个不同问题提出了解决方案。

 

自适应照明系统

 

第一项专利是 "带有自适应照明系统的电子设备",涉及用户在戴上或摘下VR或AR头显时用户视野较小的问题。

 

苹果认为,当用户第一次戴上头显,从一个明亮环境进入较暗的设备环境时,可能会遇到内置显示屏太暗或褪色的情况。当头显在明亮的环境中使用时,这种情况可能会更加明显,因为在头显的使用过程中,用户的眼睛并不会受到外围环境的影响。

 

苹果新专利曝光:未来头显设备可自适应环境光,并自动调节用户视角图源:appleinsider

 

在使用结束时,当用户取下头显时也存在同样的问题。当从一个相对较暗的头显观看环境转到一个更亮的环境时,有可能使用户感到眩晕或不适,直到他们的眼睛能够适应环境为止。

 

苹果公司针对此问题的解决方案实际上是为头显内部提供一个照明系统,照亮用户视线外围的区域。通过使用环境光传感器,该系统可以改变亮度,使之与环境的光线强度更接近,甚至可能改变光线本身的温度或颜色。

 

虽然这可能涉及到在设备边缘增加一串LED,但也有人建议该专利可以使用导光板将光线引向回路,这可以减少系统所需的LED数量。

 

来自头显上的传感器的运动数据可用于调整头显的亮度,如检测用户何时戴上或摘下头显。判断这样的动作可以触发系统的调光过程。

 

例如,当头显检测到用户戴上设备时,光环可以被点亮,使头显内的光线与外部世界相匹配。随着时间的推移,光环可以变暗或关闭,逐渐让佩戴者的眼睛适应该环境。

 

同样,如果头显认为它正在被移除,它可以逐渐点亮光环,这样用户的眼睛就有机会在直面现实环境之前就开始适应。

 

该专利于2019年9月4日提交,由Cheng Chen, Nicolas P. Bonnier, Graham B. Myhre,以及Jiaying Wu发明。

 

场景相机重定位

 

苹果的第二项专利是"场景相机重定位",这涉及一个关于处理计算机视觉的问题,以及它与用户视觉之间的关系。通常情况下,AR依赖于渲染与环境视图相关的数字资产,然后将其叠加在来自摄像机的视频源上并呈现给用户,或者将其叠加在一个透明面板上,用户通过该面板可以看到真实世界。

 

虽然这些技术是有意义的,但仍有一些问题是平台创建者必须克服的。在这项专利中,苹果认为观察场景的相机看到的东西和用户观察到的东西之间可能存在不匹配。

 

这是因为面向外部的摄像头位置比用户的眼睛更靠前且更高。这是一个完全不同的视角,基于这种不同视角的渲染输出可能会给用户带来错觉。

 

苹果新专利曝光:未来头显设备可自适应环境光,并自动调节用户视角图源:appleinsider

 

简而言之,苹果公司的专利表明,头显可以采用摄像头对环境的观察,调整它以更好地匹配用户眼睛的视图,然后使用该调整后的图像将数字对象更好地渲染到真实世界的场景中。

 

为此,计算可以包括使用转换矩阵来表示视点的差异,以及使用对摄像机视图的分析来确定现实世界物体的深度,以创建翻译后的图像。

 

该系统可以利用其他数据点来生成其翻译图像,如LiDAR传感器,以获得更准确的深度数据,这也可以利用加速计数据。

 

由于用户的头部会移动,而头显渲染一个场景对象需要时间,所以在翻译过程中可能会有少量的滞后,以创建改变视角的图像进行渲染。有可能出现的情况是,如果用户的头部产生移动,那么渲染的对象可能仍然不符合实际场景,因为视图本身已经移动。

 

通过使用加速计,可以使翻译矩阵进一步发生改变,以预测用户的视点在未来短时间内的位置。这种预测可以提供帮助,使渲染与用户在运动中的最终视角相匹配。

 

该专利最初于2020年9月24日提交,其发明者为Tobias Eble和Thomas Post。

 

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