編譯/VR陀螺

近日，美國專利商標(biāo)局公布了谷歌公司的一項專利申請，該專利涉及未來可能出現(xiàn)的 "空中鼠標(biāo)（Air Mouse）"，這是一種采用非視線（NLOS）6DoF電磁（EM）追蹤技術(shù)的計算機(jī)配件。

谷歌專利文件中描述的系統(tǒng)和技術(shù)包括利用電磁（EM）場追蹤靜止或移動輸入設(shè)備的三維位置和/或三維方向的輸入設(shè)備。輸入設(shè)備可以利用一個電磁追蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為產(chǎn)生電磁場的發(fā)射器部分和感應(yīng)電磁場的接收器部分。

專利申請中描述的實(shí)施方案進(jìn)一步說明他們的空中鼠標(biāo)結(jié)合了非視線（NLOS）傳感技術(shù)、6DoF電磁追蹤技術(shù)和3DoF追蹤技術(shù)，以追蹤嵌入空中鼠標(biāo)設(shè)備中的至少一個元素的位置和方向（例如，姿勢）。

基于電磁的空中鼠標(biāo)可以提供比非電磁系統(tǒng)更多的優(yōu)勢，因為基于電磁的空中鼠標(biāo)設(shè)備是無源的，即使追蹤系統(tǒng)中的機(jī)載或外部傳感元件被遮擋，仍可以保持設(shè)備追蹤。而其他技術(shù)（例如，基于光的傳感器、超聲波傳感器和/或其他媒介）在其各自的傳感元件被遮擋時可能無法保持追蹤。

在空中鼠標(biāo)中采用電磁追蹤技術(shù)可以使6DoF設(shè)備對手掌、手指或其他身體部位阻擋空中鼠標(biāo)設(shè)備的傳感器所造成的遮擋具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。

這些系統(tǒng)和技術(shù)解決了一個技術(shù)問題，即準(zhǔn)確追蹤輸入設(shè)備（例如，空中鼠標(biāo)設(shè)備），以便向輸入設(shè)備的用戶準(zhǔn)確傳達(dá)在計算設(shè)備的用戶界面中對三維空間中的三維內(nèi)容進(jìn)行的操作。

一個示例性的技術(shù)解決方案可以包括一個空中鼠標(biāo)計算機(jī)輸入設(shè)備，它結(jié)合了NLOS、6DoF電磁追蹤技術(shù)，以追蹤與嵌入輸入設(shè)備的追蹤元件相關(guān)的姿勢。在一些實(shí)施方案中，可以在輸入設(shè)備中安裝一個輔助傳感器，為輸入設(shè)備提供故障安全備份追蹤。

本文所述的技術(shù)方案可以提供一種技術(shù)效果，即確保輸入設(shè)備進(jìn)行的運(yùn)動與計算設(shè)備上虛擬三維空間中物體的任何結(jié)果運(yùn)動之間在六個自由度上有一對一的運(yùn)動相關(guān)性。該系統(tǒng)和技術(shù)可以提供改進(jìn)的輸入設(shè)備運(yùn)動穩(wěn)定性，改進(jìn)輸入設(shè)備的追蹤精度，以及在6DoF空間的有效追蹤。

圖源：patentlyapple

在谷歌的專利圖5C中，用戶可能正在使用空中鼠標(biāo)設(shè)備#502來訪問Chromebook中用戶界面（#503）的軟件和3D內(nèi)容#534?？諝馐髽?biāo)可以在空間中從左到右向前移動，以引起配置在計算設(shè)備上顯示的虛擬空間中移動的2D或3D鼠標(biāo)光標(biāo)的位置的比例變化。按照下面的空氣鼠標(biāo)（1）、（2）和（3）的移動位置以及Chromebook顯示器上的相應(yīng)移動，可以看到這給3D圖像工作帶來的特殊能力。

在谷歌的專利圖5A中，空中鼠標(biāo)可以以一定的角度移動，以引起2D鼠標(biāo)光標(biāo)位置的比例變化。例如，用戶可以用他們的空中鼠標(biāo)從位置[1]#506到位置[2]#508執(zhí)行一個弧形運(yùn)動，如空中鼠標(biāo)#502A在箭頭#510處所示。作為回應(yīng)，系統(tǒng)可以使用從基于電磁追蹤（EM）的追蹤系統(tǒng)獲得的姿勢信息，在用戶界面#503中準(zhǔn)確地將Chromebook鼠標(biāo)指針#512按比例從左邊位置[1]#514移動到右邊位置[2]#516，使鼠標(biāo)指針由鼠標(biāo)指針#518顯示。

圖源：patentlyapple

在谷歌的專利圖6A和6B中，我們可以看到一個可移動軌跡球形式的空中鼠標(biāo)的替代設(shè)計。該球體位于觸控板的上方，但可以被移除，為用戶提供一個額外的尺寸。用戶可以向左、右、上、下、前、后移動軌跡球#608（圖6B），包括傾斜、旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，以在如三維空間等環(huán)境中影響內(nèi)容的移動。該運(yùn)動可以是一對一的運(yùn)動，用戶在空間中移動軌跡球，內(nèi)容在計算設(shè)備中移動相同的距離（或根據(jù)軌跡球的物理運(yùn)動，移動預(yù)定的比例距離）。

此外，在扭動和/或轉(zhuǎn)動軌跡球時，可以將內(nèi)容傾斜成用戶可能選擇的任何角度。同樣地，用戶可以操縱內(nèi)容從水平Z向后（或向前）扭轉(zhuǎn)，如箭頭#614所示。

此外，用戶可以在三維空間中圍繞Y軸旋轉(zhuǎn)軌跡球，如箭頭#616所示。使用基于追蹤EM的系統(tǒng)，軌跡球#608的旋轉(zhuǎn)會觸發(fā)顯示在計算設(shè)備中的內(nèi)容#109（例如，一個三維物體）的旋轉(zhuǎn)。同樣，在空間中平移軌跡球會導(dǎo)致計算設(shè)備的用戶界面中顯示的虛擬空間中的內(nèi)容按比例平移。

關(guān)于谷歌未來可能為Chromebooks設(shè)計的空中鼠標(biāo)的更多細(xì)節(jié)，請查閱谷歌的專利申請20210349541。

來源：patentlyapple