互動式裝置及其運作方法

2023-09-23 08:14:15

專利名稱：互動式裝置及其運作方法
技術領域：
本發明涉及一種娛樂設備及其運作方法，尤其涉及娛樂設備的一種互動式裝置及其運作方法。
背景技術：
一些球類運動場館，如棒球、網球或高爾夫球場，用以提供愛好球類運動的人士練習及大展身手的機會。然而，這類的場館通常需要廣大的場地，以容納多數的使用者及預留球類被擊打後在空中飛越所需要的空間。此外，因場館建置成本高昂，而用於供消費者練習的球具易於消耗損壞，也需要許多成本加以更新補充，故在上述成本轉嫁到消費者身上時，將使得消費者在所述多個運動場館運動、練習打擊的活動所費不貲。更進一步來說，當消費者欲進行打擊練習時，還必須配合所述多個場館的營業時間，若在室外練打則還需要視天候狀況以決定可否進行練習活動。

發明內容
本發明提供一種互動式裝置其及運作方法，用以供使用者與顯示裝置所輸出的虛擬物件的圖像進行互動，以進行球類運動等互動遊戲。根據本發明的一種實行方案所提供的互動式裝置用以供使用者利用顯示裝置進行打擊練習等互動活動，在一個實施例中，包括圖像提取模塊、處理模塊及繪圖單元。圖像提取模塊用於提取回應物件的多個圖像，以辨識該回應物件的第二運動軌跡。處理模塊包括軌跡產生單元、軌跡辨識單元、交會點計算單元及軌跡計算單元。軌跡產生單元耦接顯示裝置，用以產生顯示物件的第一運動軌跡；軌跡辨識單元耦接圖像提取模塊，用以接收回應物件的圖像，以辨識回應物件的第二運動軌跡；交會點計算單元耦接軌跡產生單元及軌跡辨識單元，用以計算顯示物件依照第一運動軌跡運動及回應物件根據第二運動軌跡運動而交會時的交會坐標；軌跡計算單元則耦接交會點計算單元及顯示裝置，用以根據第一運動軌跡、第二運動軌跡及交會坐標，計算顯示物件與回應物件交會後的反應運動軌跡。繪圖單元根據第一運動軌跡繪製顯示物件的立體圖像，以及繪製顯示物件對應於反應運動軌跡的立體圖像，並分別輸出所繪製的立體圖像到顯示裝置。本發明實施例還提一種運作方法，可用以運作上述的互動式裝置，所述的方法實施例包括控制繪圖單元依據第一運動軌跡繪製顯示物件的多個立體圖像，並輸出到顯示裝置。另外，還從不同視角連續提取回應物件朝向顯示物件運動時的多個圖像，並根據回應物件的多個圖像計算回應物件朝向顯示物件運動的第二運動軌跡。進一步還判斷顯示物件根據第一運動軌跡運動與回應物件根據第二運動軌跡運動時是否交會當判斷結果為會交會時，則計算顯示物件的反應運動軌跡，並由繪圖單元根據反應運動軌跡繪製及輸出顯示物件的多個立體圖像。本發明所提供的互動式裝置及其運作方法可供使用者以任一回應物件對顯示裝置所投射出來的顯示物件立體圖像進行互動，互動式裝置將根據顯示物件及回應物件分別的運動軌跡計算出顯示物件應有的反應結果，並將其具像化(visualization),以達到遊戲的效果。


圖I :本發明實施例提供的一種互動式裝置的示意圖；圖2 :本發明實施例提供的一種互動式裝置的方框圖；圖3 :本發明實施例提供的顯示物件的物件坐標的示意圖；圖4 :本發明實施例提供的回應物件的回應坐標的示意圖；圖5:本發明實施例提供的回應物件與顯示物件交會的示意圖； 圖6A及圖6B :本發明實施例提供的回應物件與顯示物件的對應位置的示意圖；圖7:本發明實施例提供的回應物件與顯示物件軌跡的示意圖；圖8A及圖8B :本發明實施例提供的受擊裝置入射角度及反射角度的示意圖；圖9 :本發明的實施例提供的一種互動式裝置的方框圖；圖10 :本發明再一實施例提供的一種互動式裝置的方框圖；圖11 :本發明實施例提供的一種互動式裝置的運作方法的校正程序流程圖；及圖12 :本發明實施例提供的一種互動式裝置的運作方法的互動程序流程圖。上述附圖中的附圖標記說明如下I，Ia-Ic 顯示裝置10顯示平面2回應物件20反饋單元22，22』 接觸點3, 3a-3b互動式裝置30圖像提取模塊300提取平面32校正模塊320物件坐標輸出單元322回應坐標計算單元324坐標對應單元34處理模塊340軌跡計算單元342軌跡產生單元344交會點計算單元346通知單元348軌跡辨識單元35位置辨識單元36繪圖單元37存儲單元38信號傳輸單元
39連接單元390連接線39無線傳輸單元4，4a_4c 顯示物件5，5a_5c 使用者62第一運動軌跡64第二運動軌跡66反應運動軌跡
70接觸平面S1101-S1119 流程步驟S1201-S1221 流程步驟
具體實施例方式本發明各實施例分別提供互動式裝置及其運作方法的例示，用以說明如何顯示虛擬的顯示物件供使用者以回應物件揮擊，並利用圖像分析的技術判斷回應物件與所述的虛擬顯示物件交會與否，再模擬出相對應的反應結果。藉此以供使用者在實體運動場地以外，也可進行如棒球、網球或羽球等球類運動的打擊練習，或進行其它具有相似概念功能的遊戲或控制界面，以讓使用者可以用肢體或器具與立體屏幕顯現的內容直接溝通互動，下達命令。換言之，本發明實施例提供了一種互動式裝置，所述互動式裝置可不受時間及空間限制，並可提供更彈性有效的互動練習的技術手段，以供遊戲愛好者更便利地進行擊球練習。〔互動式裝置的實施例〕請參考圖I所示關於本發明的互動式裝置的使用環境示意圖。本例中的互動式裝置3耦接於可顯示出立體圖像的顯示裝置I。使用者5可立於顯示裝置I前方，並揮擊回應物件2，如棒球棒或網球拍等器材，以嘗試揮擊由互動式裝置3控制顯示裝置I所顯示出的立體圖像中的顯示物件4，如棒球或網球等物體。本實施例以棒球棒及棒球進行說明。互動式裝置3包括有處理模塊(未繪示於圖I)，用以控制顯示裝置I輸出連續的立體圖像，以呈現出顯示物件4朝使用者5的方向運動的效果。此外，互動式裝置3還設有圖像提取模塊30，所述圖像提取模塊30包括至少一個以上的圖像提取裝置，可連續提取回應物件2被揮擊而移動的多個圖像，以計算回應物件2的移動距離、方向和使用者5揮擊的力道。藉此，互動式裝置3即可接收圖像提取模塊30所提取到的圖像來計算回應物件2的運動軌跡，並根據處理模塊所控制輸出的顯示物件4的運動軌跡以及計算出來的回應物件2的運動軌跡，而計算出顯示物件4與回應物件2在三維空間中交會的狀況。因此，使用者5雖對虛擬的圖像揮擊，但仍可通過互動式裝置3的運算和顯示裝置I呈現的畫面，獲得如同打擊實體顯示物件的效果。所述的顯示裝置I可為採用如雙凸透鏡(lenticular)或視差屏障(parallaxbarrier)技術的裸視型立體顯示屏幕，以使使用者5獲得具有深度(即距離感)的立體圖像。顯示裝置I也可為一般的顯示屏幕，此時使用者5須配戴適當的輔助裝置觀看顯示裝置1，如配戴紅藍濾光眼鏡或偏光眼鏡，以獲得具有深度(即距離感)的立體圖像。互動式裝置3可設置於顯示裝置I附近或整合嵌入於顯示裝置I當中。圖2顯示了本發明實施例所提供的一種互動式裝置的方框圖。本實施例的互動式裝置3包括圖像提取模塊30、校正模塊32、處理模塊34、位置辨識單元35、繪圖單元36及信號傳輸單元38。校正模塊32、處理模塊34及位置辨識單元35分別耦接於圖像提取模塊30，繪圖單元36則連接於校正模塊32及處理模塊34。信號傳輸單元38耦接於處理單元34，並用以傳輸信號到回應物件2。圖像提取模塊30包括間隔一定距離的至少一個以上圖像提取裝置(如攝影機或相機)，故圖像提取模塊30可同時以不同視角提取回應物件2被揮擊而移動的多個圖像。互動式裝置3可在二種不同的運作模式下運作，包括校正模式及互動模式，以下分別舉實施例說明。[校正模式]、請繼續參閱圖2,校正模塊32包括物件坐標輸出單元320、回應坐標計算單元322及坐標對應單元324。當互動式裝置3在校正模式時，可利用校正模塊32辨識使用者所用的回應物件2，以及就使用者的定位位置與顯示裝置I顯示的圖像進行設定和初始化，以便配合不同使用者的動作習慣及不同回應物件2而能準確計算顯示裝置I所顯示的顯示物件是否與回應物件2交會。校正模塊32的物件坐標輸出單元320通過繪圖單元36耦接於顯示單元1，並根據互動式裝置3內存儲單元(未繪於圖2)記錄的數據，提供顯示物件的物件坐標，以控制繪圖單元36根據物件坐標繪製顯示物件的立體圖像，並傳送到顯示裝置I輸出。所述的物件坐標為顯示物件相對於顯示裝置I的顯示平面的三維坐標。請參閱圖2及圖3,圖3為顯示物件的物件坐標的示意圖。顯示裝置I所輸出的平面圖像顯示在顯示平面10 (即面板)上，平面圖像的每一像素都具有二維坐標，一般而言即以顯示平面10的左上角開始為兩軸原點，橫向為xD軸、縱向為yD軸。立體圖像則更包括深度所構成的zD軸。為了呈現出立體圖像的效果，顯示裝置I輸出至少兩個包含同一顯示物件的不同視角的平面圖像，利用顯示物件4在不同視角所產生的像差(disparity)造成深度感，本例中的zD軸大小即為顯示裝置I所輸出的顯示物件的像差值。因此，物件坐標輸出單元320根據存儲單元預先記錄的數據，輸出一組物件坐標以控制繪圖單元36繪製顯示物件4的立體圖像。舉例來說，所述顯示物件4為球體，物件坐標輸出單元320輸出物件坐標(xD1，yD1，zD1)到繪圖單元36，繪圖單元36根據物件坐標的坐標值產生二張平面圖像，分別為第一圖像及第二圖像，xD1及yD1分別為第一圖像中，球體在顯示平面10的二維坐標值，zD1則為球體在第一圖像及第二圖像間的像差，並利用正、負值分別表示視焦平面的前、後，因此第二圖像的球體在顯示平面10的二維坐標值則可為(xD1+zD1，yD1)。由第一圖像及第二圖像所組成的立體圖像即會在顯示裝置I上顯示出一立體的球體畫面，呈現出球體懸浮在顯示平面10外部的視覺效果，而該懸浮的立體球體的坐標即為(xD1，yD1，zD1)。請繼續參照圖2，回應坐標計算單元322則耦接於圖像提取模塊30，用以接收多個攝影機或相機從不同視角所提取到的回應物件2的圖像，並根據回應物件2在不同圖像中的像差，檢測出回應物件2的回應坐標。回應坐標為相對於該圖像提取模塊30所定義的提取平面的三維坐標。請參閱圖2及圖4,圖4為回應物件的回應坐標的不意圖。圖像提取I旲塊30以多個攝影機或相機從不同視角提取回應物件2的圖像而獲得回應物件2的立體信息。本實施例的圖像提取模塊30包括兩個設置於同一垂直平面及同一水平高度的攝影機或相機，並以該垂直平面( 軸與yjS所構成的平面)為所述的提取平面300。回應坐標計算單元322根據兩個攝影機或相機所提取到的兩個圖像中的回應物件2的平面位置，獲得回應物件2對應於提取平面300的二維坐標xH1與yH1(例如以兩個圖像的其中一個圖像的二維坐標為基準)。同時，回應坐標計算單元322根據回應物件2在兩個圖像之間的像差zH1，獲知回應物件2相對於提取平面300的深度(也即與攝影機或相機的鏡頭的距離)，藉此而獲得回應物件2三維的回應坐標(xH1, yH1, zH1)。為了易於辨識回應物件2的回應坐標,可預先在回應物件2的特定部位標示一接 觸點22 (接觸點22例如為標示在回應物件2的特定顏色或花樣的點或形狀)或一接觸線(圖未繪示)，以供回應坐標計算單元322依據接觸點22或接觸線在圖像中的位置而計算出代表整個回應物件2的回應坐標。為便於繪示，以下實施例僅以接觸點22為例說明。坐標對應單元324即用以將物件坐標(xD1，yD1，zD1)與回應坐標(xH1，yH1，zH1)相互對應，以便得知以顯示平面10為基準的物件坐標與以提取平面300為基準的回應坐標之間在空間上的坐標對應關係。使用者可在校正模式下，根據目視顯示裝置I所顯示的顯示物件在三度空間中的位置，將回應物件2擺置到碰觸顯示物件的位置，以供圖像提取模塊30提取回應物件2的圖像。參閱圖2及圖5，圖5為顯示物件與回應物件交會的示意圖。以棒球為例，當顯示裝置I所顯示出來的顯示物件4 (球體)與回應物件2 (球棒)接觸時，物件坐標(xD1，yD1，zD1)與回應坐標(xH1，yH1，zH1)實際上對應到三度空間中的同一點。因此，在物件坐標與回應坐標都為線性關係的前提下，物件坐標的坐標系統及回應坐標的坐標系統可假設有以下的對應關係f Xjj CiXD+CgyD+CsZD+C*Yg — CgXD+c6yD+c7zD+c8zH — CgXp+CjgYp+CjjZp+c^由於有C1到C12等12個變數待解以獲得兩個坐標系統的線性對應函數式，物件坐標輸出單元320可在物件坐標(xD1，yD1，zD1)附近再依序輸出其他三次不同的物件坐標(xD2，lm, ZD2)到(xD4, yD4, zD4),使顯示裝置I顯示對應不同物件坐標的顯示物件4的立體圖像。接著，使用者分別依照圖像顯示的位置，將回應物件2的接觸點22碰觸到顯示物件4的立體圖像，以便回應坐標計算單元322根據圖像提取模塊30提取到的圖像，也分別計算出其他三組物件坐標(xD2, yD2, zD2)到(xD4, yD4, zD4)所對應的回應坐標(xH2, yH2, zH2)到(xH4, yH4,zH4)。藉此，坐標對應單元324即可根據四組相對應的坐標，獲得12組線性聯立方程式，而分別計算出變數C1到C12的數值，建立起球體4與回應物件2在三度空間中的坐標對應關係f。上述所例示的坐標對應關係雖假設為線性對應關係，但本技術領域普通技術人員自可採用其他更複雜的計算模型，運算出更多的變數而得到回應物件2的回應坐標與顯示物件4的物件坐標之間的坐標對應關係。請參照圖6A及圖6B，此二圖分別顯示使用者定位在不同位置時，回應物件與顯示物件對應位置的示意圖。使用者站立在顯示裝置I前不同位置時都可通過像差觀察到景深，但回應物件與顯示物件的交會點在三度空間中間的位置則會與使用者所觀看的角度與距離而有別。因此，即使是由物件坐標輸出單元320讀取並輸出同一個物件坐標(xD，yD，zD)，當使用者站在不同位置時，使用者目測到回應物件2與顯示物件4的接觸點22交會的位置可能具有差異。舉例來說，先參閱圖6A，當使用者面對顯示裝置I並定位在測量點LI (未繪於圖6A)而觀察到顯示物件4後，可將回應物件2移到使接觸點22接觸顯示物件4的立體圖像的位置，以供回應坐標計算單元322算出回應物件2的回應坐標(xHU，yHU，zHU)(對應圖6A的接觸點22)。再參照圖6B，當使用者移動到測量點L1後方的測量點L2時(L2未繪於圖6B)，顯示物件4的物件坐標並未改變，使用者可能感覺，定位在測量點L2時，顯示物件4與自身的距離、定位在測量點L1時顯示物件4與自身的距離一樣。但使用者移動回應物件2使接觸點22』接觸到顯示物件4時的回應坐標(xm2，ym2，zm2)則比對應於測量點L1的回應坐標(xHU，yHU，zHL1)更遠離顯示裝置I。 換言之，使用者位於測量點L1及測量點L2時，就使用者目視的角度所觀看到的顯示物件4固定顯示在同一個位置(例如使用者定位在測量點L1所觀看到的顯示物件4距離使用者半米遠，定位在測量點L2所觀看到的顯示物件4仍然距離使用者半米遠)，然而，使用者以回應物件2分別在測量點L1及L2接觸到相同顯示物件4的回應坐標則有差異(如上述的(xHU, yHU, zHU)及(xm2, yHIj2, Zm2))。此時若未能根據使用者所在的測量點不同而改變回應坐標與物件坐標的對應關係，則可能發生使用者認為已碰觸到顯示物件、但互動式裝置3判斷為未交會的錯誤結果。因此可知，在兩個不同測量點所產生的回應物件2與顯示物件4的坐標對應關係應該相對應調整。特別說明的是，上述例示雖以前、後不同位置的測量點L1及L2為例說明，但並不以此例為限，當測量點左、右不同時，也具有坐標對應關係不同的情況。為了讓使用者在顯示裝置I前的任一個位置時，顯示物件4與回應物件2之間的坐標對應關係都能正確被判斷，在校正模式下更可由圖像提取模塊30提取使用者在不同測量點(如L1及L2)時的位置，並由位置辨識單元35接收圖像提取模塊30提取的圖像來判斷使用者在每一測量點的位置的三維坐標，經由物件坐標輸出單元320在每個測量點分別依照相同的多組物件坐標顯示顯示物件4數次(如上述例示的四次)，經對應接觸後，由坐標對應單元324接收使用者所在的測量點的三維坐標及計算出相關變數(如上述的C1到C12)，如此可分別獲得在不同測量點時的坐標轉換關係f (L)。換言之，取得四組物件坐標
(xdi, Ydij zdi)到(XD4，Yd4，zd4)與相對應的回應坐標(xHLii, YhliiJ zHLii)到(xhli4, Yhlhj zhli4)，
而由坐標對應單元324進行運算後，可獲得使用者定位在測量點L1時，回應物件2與顯示物件4的坐標對應關係f (L1)。同理，取得相同的四組物件坐標(xD1, yD1, zD1)到(xD4, yD4, zD4)與相對應的回應坐標(xHm，yHm，zHm)到( ⑵，ym24，zHm)而進行運算後，則可獲得使用者定位在測量點L2時，回應物件2與顯示物件4的坐標對應關係f (L2)，依此類推。而所述用以在測量點L1進行比對的四組物件坐標與用在測量點L2進行比對的四組物件坐標相同，藉此可分別提取及記錄使用者在不同位置時，觀看顯示在同一物件坐標的顯示物件4，並進而根據目測結果以回應物件2接觸顯示物件4的不同回應坐標。用以判斷使用者定位位置的測量點可為使用者的雙眼中心或軀幹上一特定位置。
為便於理解，本實施例中也假設對應不同位置的測量點L的各個坐標對應關係之間屬線性關係，但本技術領域中普通技術人員自也可知可採用其他更複雜、考慮更多環境影響因素的演算方式，以獲得不同測量點(即使用者的不同定位點)時的回應物件2與顯示物件4的坐標對應關係f (L)。在本實施例中，當計算出至少兩組不同位置下的坐標對應關係f(L)後，使用者之後即可在顯示裝置I前的任一位置對顯示物件4揮擊，坐標對應單元324可根據圖像提取單元30 提取到的使用者定位位置，以及經過上述運算而獲得的各個坐標對應關係之間的線性關係，估算出使用者所站位置下，顯示物件4與回應物件2間的另一坐標對應關係。例如，當使用者站立位置介於L1與L2正中間(假設為L3)時，將可利用線性內插法則預估方法，通過已知的坐標對應關係T(L1)及f (L2)推估出其中間值而獲得使用者在測量點L3時，回應物件2與顯示物件4的坐標對應關係f (L3)。綜合而言，根據坐標對應單元324所按數個對應的回應坐標與物件坐標間的線性對應關係，可用以判斷在同一測量點時，回應物件2接觸顯示物件4的對應模式(pattern)。而進一步按不同測量點間的對應關系所計算出來的坐標對應關係，則可用以判斷同一使用者在不同定位位置時，回應物件2與顯示物件4接觸的模式。當互動式裝置3在互動模式下運作時，若回應物件2欲接觸顯示裝置I所顯示出來的顯示物件4，互動式裝置3即可計算同一時間點的物件坐標與回應坐標是否與坐標對應單元324對計算出的坐標對應關係相符，而判斷回應物件2的接觸點22是否碰觸到所述顯示物件4。[互動模式]請繼續參閱圖2,處理模塊34包括軌跡計算單元340、軌跡產生單元342、交會點計算單元344、通知單元346,以及軌跡辨識單元348。請同時參照圖2與圖7,圖7為回應物件與顯示物件軌跡的示意圖。當互動式裝置3在互動模式下運作時，處理模塊34的軌跡產生單元342可根據存儲單元(未繪於圖2與圖7)中記錄的數據或隨機地產生一第一運動軌跡62，並根據第一運動軌跡控制繪圖單元36繪製一連串顯示物件4的立體圖像並輸出到顯示裝置1，使得顯示裝置I顯示出隨著時間經過，沿著第一運動軌跡運動的顯示物件4的立體圖像。所述的第一運動軌跡包括顯示物件4的位移方向、位移速度以及顯示物件4在第一運動軌跡的每一點的物件坐標。其中，當顯示裝置I輸出具有立體感的顯示物件4時，使用者5不論從顯示裝置I的哪個角度觀看，顯示物件4的圖像都會相對於使用者5維持於同一位置。例如使用者5面對顯示裝置I站立於左側，而看到顯示在使用者5右方的顯示物件4後，使用者5即使面對顯示裝置I朝右方移動，所觀看到的顯示物件4的圖像仍然會與移動前相同，顯示物件4始終維持與使用者5相同的距離。故每一次顯示物件4顯示在顯示裝置I上時，若軌跡產生單元342欲使顯示物件4以第一運動軌跡62運動，則需要參照使用者5的移動狀態，依時間順序改變顯示物件4的物件坐標。圖像提取模塊30可即時提取使用者5的圖像，並由位置辨識單元35根據圖像辨識使用者5的定位位置(如使用者5的眼睛位置)。軌跡產生單元342根據位置辨識單元35所辨識出的定位位置以及第一運動軌跡62，即時運算顯示物件4相對應於使用者的定位位置的物件坐標。藉此以使顯示裝置I所輸出的顯示物件4觀看起來，會隨著使用者5的移動而接近使用者5。以上述使用者5右移為例，軌跡產生單元342所根據的第一運動軌跡62假設為垂直於顯示平面10的X軸與Y軸的軌跡，當使用者5右移時，軌跡產生單元342所產生的顯示物件4的物件坐標，實際上隨時間經過逐漸而朝向使用者5的方向靠近，換言之，顯示物件4的物件坐標X軸數值越來越小。藉此，從使用者5的角度觀看時，才不致於產生顯示物件4始終與使用者5間隔一樣的距離而無法使回應物件2接觸到顯示物件4的問題。再以棒球為一具體例示說明，當顯示裝置I根據繪圖單元36的控制連續顯示出以第一運動軌跡運動的棒球的立體圖像時，使用者即可從顯示裝置I觀看到像是從顯示裝置
I向使用者投擲而來的虛擬棒球。此時，使用者可握持回應物件2，即球棒，向虛擬的球體圖像揮擊。圖像提取模塊30可持續提取球棒的圖像，並傳送到軌跡辨識單元348。由於球棒會根據使用者的揮擊動作，而隨著時間經過產生位移，因此，軌跡辨識單元348可依照圖像提取模塊30在不同時間所提取到的多個圖像判斷球棒的位移，特別是球棒上預定的接觸點22的位移距離及方向，以辨識出回應物件2運動的第二運動軌跡64。交會點計算單元344稱接軌跡產生單元342及軌跡辨識單元348,並分別根據軌跡 產生單元342產生的第一運動軌跡62及軌跡辨識單元348計算出的第二運動軌跡64計算顯示物件4及回應物件2交會時,該交會點I的交會坐標。軌跡產生單元342和軌跡辨識單元348可分別包括有計時單元(未繪於圖2)，因此軌跡產生單元342產生第一運動軌跡及軌跡辨識單元348接收圖像提取模塊30提取回應物件2的多個圖像時，分別可記錄顯示物件4圖像輸出和回應物件2圖像被提取的時間。交會點計算單元344即可根據同一時間的顯示物件4的物件坐標位置及回應物件2的回應坐標位置，配合坐標對應單元324所計算出顯示物件4及回應物件2兩個坐標系統的坐標對應關係，以判斷依照第一運動軌跡62運動的球體及依照第二運動軌跡運動62的球棒是否在三度空間的同一點交會。若是，則同時獲得球體及球棒的交會坐標。若經過計算，第一運動軌跡62及第二運動軌跡64並未在任何一時間點交會(如兩個路徑完全無交會，或是雖有交會點但有時間差)，則通過耦接在交會點計算單元344的通知單元346發出未交會通知。繪圖單元36依照未交會通知所包括的信息產生如「打擊失敗」等文字、場景畫面和/或相關的打擊記錄數據，並產生畫面輸出到顯示裝置1，以利使用者獲知當次揮擊未成功擊中球體的信息。再回到第一運動軌跡62及第二運動軌跡64在相同的時間點產生交會的情況。交會點計算單元344除了根據校正模塊32中所獲得的顯示物件4及回應物件2的坐標的坐標對應關係的函數式而計算出交會點I的交會坐標之外，更進一步由軌跡計算單元340計算出球體被球棒擊中(也就是顯示物件4與回應物件2交會)後應產生的反應運動軌跡66。顯示物件4與回應物件2交會後所產生的反應運動軌跡66包括顯示物件4的反應距離及反應方向，此二者的變化受到回應物件2的回應力道、顯示物件4被擊中時的速度，以及顯示物件4與回應物件2接觸的入射角度的影響。由於模擬系統並非真實世界的碰撞，故可採用將因回應物件2揮擊而產生的衝擊量完全由顯示物件4接收的簡化模型加以計算。而由於顯示物件4的第一運動軌跡62由互動式裝置3根據存儲單元(未示於圖2)記錄的數據而產生，因此可預先定義顯示物件4的質量為Hitl及顯示物件4的初速度Vtl和加速度。另，假設根據軌跡產生單元342的設定以及軌跡辨識單元348的計算，判斷出顯示物件4在輸出經過h單位時間、以及回應物件2在揮擊經過t2單位時間時交會，且回應物件2在t2單位時間之間的位置自起始點P (xHP, yHP, zHP)變動到交會點I (xHI, yHI, zHI)。
回應物件2的移動距離s即根據起始點P與交會點I所對應的回應坐標計算而得。即
_6] s = (xHP - xHI )2 + (yHP - yHl )2 +(zHP -zH1 )2獲得移動距離s後，更進一步根據加速度計算公式，而可獲得回應物件2的移動加速度％ B1 = 2s/(t22)接著再根據回應物件2的質量Hi1與加速度B1計算出回應物件2在交會點I擊中球體時的回應力道F。其中，回應物件2的質量Hi1可預先經過測量後記錄於互動式裝置3的存儲單元中。回應力道F為 F = In1 a:當顯示物件4被回應物件2擊中後，其反彈的加速度a2根據回應力道F對顯示物件4質量mQ的作用而產生a2 = F/m。再由顯示物件4隨第一運動軌跡運動的初速度Vtl、加速度％及顯示物件4到達交會點I所經過的時間h,計算出顯示物件4根據第一運動軌跡到達交會點I時的速度V1 V1 = v0+a0 ti藉此即可得知顯示物件4根據反應運動軌跡66運動時的反彈速度V2為v2 = V^a2 t3其中，t3指回應物件2與顯示物件4接觸的時間長度。值得一提的是，真實世界中揮擊而接觸顯示物件的時間約為0. 6至0. 7毫秒，因此可預設t3為0. 6或0. 7毫秒。最後，只要得知顯示物件4根據反應運動軌跡在空中飛行的時間長度t4後，即可計算出球體根據反應運動軌跡而移動的距離S1 S1 = V2 t4補充說明，上述對受擊物被擊打後其速度變化的說明，也可以用物理學上的衝量關係來表示，即F t3 = Iiici Av ;其中Av = V2-V1,為顯示物件4的速度改變量。而欲計算顯示物件4根據反應運動軌跡飛行的時間長度t4，換句話說，指顯示物件4停留於空中到墜地前的時間，則需要先計算出顯示物件4與回應物件2交會時，相對於回應物件2所形成的一接觸平面的入射角度。請參閱圖2與圖8A，圖8A為顯示物件入射角度及反射角度的示意圖。接觸平面70為回應物件2揮擊以致碰觸到顯示物件4時所形成的一個虛擬平面。軌跡辨識單元348根據圖像提取模塊30連續提取的多個回應物件2的圖像，分析出回應物件2的接觸平面70，並由交會點計算單元344分析顯示物件4依照第一運動軌跡62進入接觸平面70時，與接觸平面70的正切方向產生的入射角度0 10顯示物件4被擊中後的反彈方向即會相對於接觸平面70的正切方向，而以與入射角度Q1同大小的反射角度飛行。因此，軌跡計算單元340根據反射角度及重力加速度公式，即可計算出顯示物件4依照反應運動軌跡66運動時的時間長度t4。當球體入射的角度越大，其反射的角度也越大，如圖8B的入射角度02所
/Jn o
請繼續參閱圖2，通過上述各項變數的計算結果，軌跡計算單元340可獲得顯示物件被回應物件2擊中後反彈的距離和方向，並產生出反應運動軌跡到繪圖單元36，由繪圖單元36根據反應運動軌跡的內容產生顯示物件畫面，以輸出到顯示裝置1，呈現出顯示物件反彈而飛行的連續圖像。軌跡計算單元340可進一步根據顯示物件的反應運動軌跡計算隨飛行路徑變化的即時對應背景圖像，並由繪圖單元36繪製顯示物件畫面時一併繪示軌跡計算單元340所計算出各種對應於不同反應運動軌跡的背景圖像，以便在顯示裝置I呈現出如臨實體揮擊場地的臨場畫面。在互動模式時，使用者可能會移動其定位位置，因此位置辨識單元35也可持續接收圖像提取模塊30所接收的使用者圖像，並即時計算出使用者相對於提取平面的三維坐標，並傳送計算出來的坐標到交會點計算單元344，以供交會點計算單元344在計算第一運動軌跡62與第二運動軌跡64的交會點時，可依據使用者所在的位置自存儲單元(圖2未示)讀取坐標對應單元324預先估算的坐標對應關係，執行正確的運算。在另一個實施例中，回應物件2可包括反饋單元20,例如振動產生單元、音效單元或發光單元等。以振動產生單元為例，當交會點計算單元344計算出回應物件2的回應力 道F後，可通過信號傳輸單元38根據回應力道F的大小，有線或無線地傳送反饋信號到振動產生單元，使振動產生單元根據反饋信號產生對應於回應力道F的強度的振動，以讓使用者感受到更擬真的打擊經驗。而當反饋單元20為音效單元或發光單元時,音效單元或發光單元則分別可根據反饋信號而產生相對於回應力道F的聲響或燈光。例如回應力道F越強音效單元發出的聲音越大，回應力道F越弱則聲音越小；或是回應力道F越強發光單元發出的光線越亮，反之則發出微弱的光線。上述實施例及相對應的圖中，雖以棒球作為顯示裝置I所輸出的顯示物件的具體例示，而回應物件2則為相對應的球棒，但在實際操作上，使用者可通過遠端控制(如遙控器)對互動式裝置3輸入控制命令，切換顯示物件的項目，例如對應為網球打擊練習。不同的練習顯示物件會對應不同的運動軌跡模式，例如棒球與網球的運動路徑即大異其趣。校正模塊32及處理模塊34需依照互動式裝置3被指定的遊戲項目而在產生第一運動軌跡及輸出顯示物件圖像時產生區別。請參照圖9,圖9繪示了本實施例所述的互動式裝3a的方框圖。圖9所示的互動式裝置3a與圖2不同之處在於，本實施例的繪圖單元36耦接於信號傳輸單元38，用以通過信號傳輸單元38將繪圖單元36根據軌跡產生單元342、軌跡計算單元340或物件坐標輸出單元320的控制所繪製出來的顯示物件4的圖像信號傳送顯示裝置I加以輸出。此外，坐標對應單元324所計算出的使用者5的坐標對應關係可記錄在存儲單元37，以供交會點計算單元344判斷顯示物件4與回應物件的交會與否時所用。在本實施例中，回應物件除可為球棒或球拍等打擊裝置以揮擊如棒球或網球等顯示物件4之外，當顯示物件4為排球或手排時，也可為使用者的肢體，如手臂或手掌作為回應物件。校正模塊32的回應坐標計算單元322或處理模塊34的軌跡辨識單元348可執行圖像辨識的演算技術而辨識出圖像中的使用者肢體，藉以判斷使用者特定肢體(如上肢末端的手掌)與顯示物件4接觸的狀況。〔互動式裝置的再一實施例〕請參閱圖10，在另一實施例中，互動式裝置3b還可包括耦接於處理模塊34的連接單元39，用以通過連接線390或無線傳輸的方式與另一互動式裝置3b的連接單元39連結，以供不同使用者通過兩個互動式裝置3b進行雙向對打。互相連結進行雙向對打的互動式裝置3b，僅需互相由軌跡產生單元342將對方的顯示物件的反應運動軌跡對應轉換為自身的顯示物件的第一運動軌跡而輸出到顯示裝置，即可實現連線進行雙向互動的目的。〔互動式裝置的運作方法實施例〕圖11及圖12揭示一種互動式裝置的運作方法實施例的流程圖，所述的互動式裝 置可為圖2實施例所提供的互動式裝置。其中，圖11說明互動式裝置運作時的校正流程，而圖12則說明使用者利用互動式裝置與顯示物件互動的流程。以下將分別說明圖11、圖12所示的互動式裝置的運作方法的各個步驟，請一併參照圖2所示的互動式裝置實施例的方框圖。在本實施例中，可先由互動式裝置3對顯示物件與回應物件2的對應關係進行校正後再開始與顯示物件展開互動。請參照圖11，校正回應物件2與顯示物件的位置及對應關係時，圖像提取模塊30可提取使用者的圖像，並由位置辨識單元35辨識使用者的定位位置為一測量點(SllOl)。物件坐標輸出單元320則可根據存儲單元(未繪示於圖2)記錄的數據，讀取物件坐標，並控制繪圖單元36根據物件坐標繪製並在顯示裝置I輸出一個對應於物件坐標的顯示物件的立體圖像(SI 103)。所述的物件坐標可為對應於顯示平面10的一個三維坐標，顯示平面10則例如為顯示裝置I的面板(參閱圖3)。接著由使用者目測顯示物件的位置，並持回應物件2接觸顯示裝置I所顯示的顯示物件的立體圖像，為了便於測量記錄，可在回應物件2上指定一接觸點(如圖5的22)以接觸顯示物件(S1105);圖像提取模塊30的多個攝影機或相機則可從不同視角提取回應物件2的多個不同視角的圖像(S1107)，並且依照回應物件2在不同視角的圖像中的坐標及不同圖像之間的回應物件2的像差，由回應坐標計算單元322計算出回應物件2的回應坐標(S1109)。所述的回應坐標則為對應於一提取平面的三維坐標，所述的提取平面可為圖像提取模塊30的多個攝影機或相機的鏡頭所在的同一垂直平面(參閱圖4的提取平面300)。由於顯示物件所對應的物件坐標以及回應物件2所對應的回應坐標分別屬於不同平面的坐標系統，為了獲得顯示物件與回應物件2之間的對應關係，可利用回應物件2接觸到顯示物件時的物件坐標與回應坐標，來計算顯示平面與提取平面兩個坐標系統的坐標對應關係。因此，校正模塊32可判斷輸出顯示物件圖像與計算回應物件2的回應坐標的次數是否已經到達預定次數(Sllll)，例如預設每一個測量點應測量四次。若尚未到達預定的測量次數，則返回步驟S1103執行，若已到達預定的測量次數後，則根據所測量到的多組物件坐標與回應坐標計算出使用者在特定一個測量點揮擊時，顯示物件與回應物件2的坐標對應關係(SI 113)。由於使用者在活動的過程中可能改變定位位置，而使用者所在的定位位置改變時，顯示物件與回應物件2的坐標對應關係即可能跟著改變。故完成一個測量點的坐標對應關係後，校正模塊32可進一步判斷測量點的數量是否已到達預定數量(S1115)。若尚未到達預定的測量點數量，則指示使用者移動到另一定位位置後，再返回步驟S1101，在新的測量點再度執行步驟SllOl及其以下的測量步驟，以獲得另一個坐標對應關係。當同一使用者已經在多個不同的測量點進行測量，而測量點的數量已經到達預設數量後，坐標對應單元324即可根據使用者在每一個測量點所計算出來的相對應坐標對應關係，而估算出同一使用者在互動式裝置3前任一位置時，所揮擊的回應物件2與顯示物件之間的各個坐標對應關係(S1117)。最後並可將步驟S1117所估算出來對應於特定該使用者的坐標對應關係記錄在存儲單元(未繪於圖2)中(S1119)，以完成校正的作業。詳細的計算已揭示於前述實施例，請參照圖4的相關說明，於此不再重述。當有多數個使用者要同時利用互動式裝置3進行互動活動時，每一使用者都可依據圖13所示的流程，由校正模塊32—一運算出對應於每一使用者的坐標對應關係，並記錄在存儲單元。獲得回應物件2與顯示物件的坐標對應關係後可進行互動遊戲。圖像提取模塊30可提取使用者的圖像，並由位置辨識單元35辨識出使用者的定位位置(S1201)，接著軌跡產生單元342可控制繪圖單元36依據預先記錄在存儲單元(未繪於圖2)中的第一運動軌跡，繪製顯示物件的多個立體圖像，並輸出到顯示裝置I (S1203);所述的顯示物件可如前述實施例中所例示的棒球、網球或羽球等虛擬物體。顯示裝置I連續輸出多個依照第一運、動軌跡(如圖6所示的64)運動的顯示物件立體圖像時，位於顯示裝置I前方的使用者可觀看到顯示物件朝向使用者的方向運動的畫面，並且根據目測的結果，持回應物件2向顯不物件揮擊。圖像提取模塊30包括的至少一個鏡頭從不同的視角連續提取回應物件2的多個圖像(S1205)，藉此，軌跡辨識單元348可根據回應物件2同一時間被不同攝影機或相機所提取到的畫面的坐標及像差，計算出回應物件2對應於提取平面(參照圖4的300)的三維坐標，更可進一步根據不同時間的圖像所計算出的坐標變化，獲得回應物件2的移動距離、方向及速度等信息。軌跡辨識單元348更可根據所計算出來的距離、方向及度等數據，獲得回應物件2朝向顯示物件運動的第二運動軌跡(如圖7所示62) (S1207)。交會點計算單元344分別獲得軌跡產生單元342所讀取的第一運動軌跡與軌跡辨識單元348計算出來的第二運動軌跡，並根據步驟S1201時所獲得的使用者定位位置，同樣自存儲單元中取得使用者在當時所在的定位位置下的坐標對應關係(S1209)，對第一與第二運動軌跡進行運算(S1211)，以判斷顯示物件根據第一運動軌跡與回應物件2根據第二運動軌跡而朝向對方運動時，兩個運動軌跡是否具有交會點(S1213)，若是，則更進一步判斷回應物件2及顯示物件4分別依相對應的運動軌跡運動時，是否在同一時間點產生交會(S1215)。若將第一及第二運動軌跡簡化為線性軌跡為例(即假設顯示物件及回應物件2都是線性運動)，則可計算分別代表第一及第二運動軌跡的兩個三元線性函數式是否有在同一時間點交會的交會坐標(參閱圖6交會點I)。若根據計算的結果判斷出第一及第二運動軌跡不會產生交會，例如兩個運動軌跡完全不具交會點(步驟S1213判斷結果為否)或兩個運動軌跡雖然有交會點，但回應物件2與顯示物件4到達所述交會點的時間不一致(步驟S1215判斷結果為否)，交會點計算單元344可通過通知單元346產生未交會通知並輸出到顯示裝置I (S1217)。顯示物件回應物件未交會通知可包括文字說明或配合打擊情境所產生的圖像畫面。當判斷顯示物件及回應物件2會在同一時間點交會(步驟S1215判斷結果為是)時，則可進一步由軌跡計算單元340計算顯示物件與回應物件交會時的交會坐標，以及顯示物件的反應運動軌跡(如圖6所示66)，並由繪圖單元36根據反應運動軌跡繪製及輸出顯示物件的多個立體圖像(S1219)。獲得反應運動軌跡所需得知的顯示物件的速度、飛行時間、角度等信息，已詳述於前述實施例及對應於圖7到圖8A及圖SB的說明。當判斷出顯示物件與回應物件2會交會，除了如步驟S1219在顯示裝置I顯示出顯示物件的對應運動之外，還可根據回應物件2的質量、加速度等數據計算出回應物件2與顯示物件交會時的回應力道，並將回應力道轉換成反饋信號而通過信號傳輸單元38傳送到設置有反饋單元20的回應物件2(S1221)。反饋單元20可為振動產生單元、音效單元、發光單元或其組合，當回應物件2通過信號接收單元(未繪於圖2)接收到反饋信號後，由反饋單元20根據回應力道的大小而產生相對應的振動、聲音和/或光源效果，以增加使用者的打擊真實感。〔實施例的可能功效〕綜合上述各實施例的內容，已揭示本發明的互動式裝置的相關結構與運作。所述互動式裝置可通過顯示裝置輸出虛擬立體圖像，同時也以圖像提取模塊連續提取回應物件產生回應動作時的圖像。並利用各式圖像分析及處理的手段，使互動式裝置計算出回應物件與被呈現的立體圖像中物件的移動路徑，得知回應物件是否會與輸出的顯示物件的圖像 交會，進而根據顯示物件與回應物件交會與否顯示出相對應的活動，供使用者以回應物件對立體圖像進行揮擊以模擬在球場或運動場館擊球等互動活動的場景。本發明實施例所述的互動式裝置利用顯示裝置顯示物件的虛擬飛行路徑，不需要建置空曠的練習場地，間接達到保護環境的效果。除此之外，使用者也無需擔心顯示物件會損壞周遭器物或用品，所述的互動式裝置特別可適用在空間受限的室內場地，如客廳或書房等場所。另外，互動式裝置可利用各種專用電路(ASIC)實施其中的各個分析或運算元件，或由軟體程序分別實現各元件所負責的功能，故其建置成本低且更新容易。以上所述僅為本發明的實施例，其並非用以局限本發明的專利範圍。
權利要求
1.一種互動式裝置，用以供使用者通過顯示裝置進行遊戲，其特徵在於包括 圖像提取模塊，提取回應物件的多個圖像； 處理模塊，包括軌跡產生單元、軌跡辨識單元、交會點計算單元及軌跡計算單元，其中 該軌跡產生單元，耦接該顯示裝置，用以產生顯示物件的第一運動軌跡； 該軌跡辨識單元，耦接該圖像提取模塊，接收該回應物件的所述多個圖像，以辨識該回應物件的第二運動軌跡； 該交會點計算單元，稱接該軌跡產生單元及該軌跡辨識單元，用以計算該顯示物件依照該第一運動軌跡運動及該回應物件根據該第二運動軌跡運動而交會時的交會坐標；及 該軌跡計算單元，稱接該交會點計算單元，用以根據該第一運動軌跡、該第二運動軌跡及該交會坐標，計算該顯示物件與該回應物件交會後的反應運動軌跡；及 繪圖單元，耦接該軌跡產生單元、該軌跡計算單元及該顯示裝置，根據該第一運動軌跡繪製該顯示物件的立體圖像，以及繪製該顯示物件對應於該反應運動軌跡的立體圖像，並分別輸出所繪製的立體圖像到該顯示裝置。
2.如權利要求I所述的互動式裝置，其特徵在於，該交會點計算單元更根據該回應物件的運動距離及運動時間，以及該回應物件的質量，計算該回應物件與該顯示物件接觸時的回應力道。
3.如權利要求2所述的互動式裝置，其特徵在於，該交會點計算單元根據圖像提取模塊所提取的所述多個圖像中，該回應物件運動到與該顯示物件交會的位移變化而計算出該運動距離，並根據該運動距離、該回應物件的運動時間計算該回應物件的加速度，以及根據該回應物件的質量及加速度計算該回應力道。
4.如權利要求2所述的互動式裝置，其特徵在於，該反應運動軌跡包括該顯示物件的反應距離及反應速度,其中，該軌跡計算單元根據該回應力道、該顯示物件的質量及該顯示物件依據該第一運動軌跡運動時的運動速度，計算出該反應速度，以及根據該反應速度及反應時間計算出該反應距離。
5.如權利要求4所述的互動式裝置，其特徵在於，該反應運動軌跡包括該顯示物件的反射角度，該軌跡計算單元根據該回應物件與該顯示物件交會時，該回應物件形成的接觸平面，以及該顯示物件到達該接觸平面的入射角度，計算出該反射角度。
6.如權利要求2所述的互動式裝置，其特徵在於更包括 信號傳輸單元，耦接該交會點計算單元，用以輸出該回應力道所轉換的反饋信號到該回應物件，藉以使該回應物件的反饋單元根據該反饋信號產生相對應於該回應力道的振動。
7.如權利要求6所述的互動式裝置，其特徵在於，該反饋單元為振動產生單元、音效單元或發光單元。
8.如權利要求I所述的互動式裝置，其特徵在於更包括 信號傳輸單元，耦接該繪圖單元，用以傳輸該繪圖單元所繪製的該顯示物件的立體圖像的圖像信號到該顯示裝置。
9.如權利要求I所述的互動式裝置，其特徵在於更包括 位置辨識單元，耦接於該圖像提取模塊及該交會點計算單元，該位置辨識單元接收該圖像提取模塊所提取的圖像，以辨識該使用者的定位位置，並傳送該定位位置到該交會點計算單元，以供該交會點計算單元根據該定位位置獲得相對應的坐標對應關係，以計算該第一運動軌跡及該第二運動軌跡的該交會點。
10.如權利要求9所述的互動式裝置，其特徵在於更包括 校正模塊，包括 物件坐標輸出單元，耦接於該顯示裝置，控制該繪圖單元根據物件坐標繪製該顯示物件的立體圖像並顯示於該顯示裝置，該物件坐標為該顯示物件相對於該顯示裝置的顯示平面的三維坐標； 回應坐標計算單元，耦接於該圖像提取模塊，根據該圖像提取模塊所提取到該回應物件的多個圖像，計算該回應物件的回應坐標，該回應坐標為該回應物件相對於該圖像提取模塊的提取平面的三維坐標；及 坐標對應單元,稱接該物件坐標輸出單元及該回應坐標計算單元,並根據該回應物件與該顯示物件接觸時的該物件坐標及該回應坐標，計算該顯示平面與該提取平面的該坐標對應關係。
11.如權利要求10所述的互動式裝置，其特徵在於，該交會點計算單元根據該坐標對應關係、該第一運動軌跡及該第二運動軌跡，以計算該顯示物件與該回應物件的交會坐標。
12.如權利要求9所述的互動式裝置，其特徵在於，位置辨識單元更耦接於該坐標對應單元,並傳送該定位位置到該坐標對應單元，以供該坐標對應單元對應該定位位置與所計算出來的該坐標對應關係。
13.如權利要求9所述的互動式裝置，其特徵在於更包括 連接單元，耦接該校正模塊及該處理模塊，並用以連接另一互動式裝置。
14.一種互動式裝置的運作方法，該互動式裝置包括處理模塊、圖像提取模塊及繪圖單元，其特徵在於該方法包括 控制該繪圖單元依據第一運動軌跡，繪製顯示物件的多個立體圖像，並輸出到顯示裝置； 從不同視角連續提取回應物件朝向該顯示物件運動時的多個圖像； 根據該回應物件的多個圖像計算該回應物件朝向該顯示物件運動的第二運動軌跡； 判斷該顯示物件根據該第一運動軌跡運動與該回應物件根據該第二運動軌跡運動時是否交會； 當判斷該顯示物件及該回應物件會交會時，計算該顯示物件的反應運動軌跡，並由該繪圖單元根據該反應運動軌跡繪製及輸出該顯示物件的多個立體圖像。
15.如權利要求14所述的互動式裝置的運作方法，其特徵在於更包括當判斷該顯示物件及該回應物件不交會時，產生未交會通知並輸出到該顯示裝置。
16.如權利要求14所述的互動式裝置的運作方法，其特徵在於，判斷該顯示物件與該回應物件運動時是否交會的步驟前更包括 提取及辨識對應於該回應物件的使用者的定位位置；及 取得對應於該定位位置的坐標對應關係； 其中，該處理模塊根據該坐標對應關係、該第一運動軌跡及該第二運動軌跡計算該顯示物件與該回應物件是否交會。、
17.如權利要求16所述的互動式裝置的運作方法，其特徵在於，計算該反應運動軌跡的步驟中包括 根據該坐標對應關係計算該顯示物件及該回應物件交會時的交會坐標；及 根據該交會坐標、該第一運動軌跡及該第二運動軌跡計算該反應運動軌跡。
18.如權利要求17所述的互動式裝置的運作方法，其特徵在於更包括 根據對應於該顯示裝置的顯示平面的物件坐標，控制該顯示裝置顯示該顯示物件的立體圖像； 從不同視角提取該回應物件與該顯示物件交會時的圖像； 根據該回應物件在不同視角的圖像中的位置計算出該回應物件對應於該圖像提取裝置的提取平面的回應坐標；及 根據該物件坐標及該回應坐標計算出該顯示平面與該提取平面的該坐標對應關係。
19.如權利要求18所述的互動式裝置的運作方法，其特徵在於，計算該坐標對應關係的步驟前，包括 提取對應於該回應物件的該使用者的該定位位置，將該坐標對應關係對應到該定位位置；及 記錄相對應的該定位位置及該坐標對應關係於存儲單元。
20.如權利要求14所述的互動式裝置的運作方法，其特徵在於，當判斷該顯示物件及該回應物件會交會時，更包括 計算該回應物件的回應力道；及 根據該回應物件的回應力道發出反饋信號到該回應物件，藉以使該回應物件的反饋單元根據該反饋信號產生相對應於該回應力道的振動、聲音或光源。
全文摘要
本發明提供一種互動式裝置及其運作方法，該互動式裝置包括圖像提取模塊、處理模塊及繪圖單元。圖像提取模塊提取回應物件的多個圖像。處理模塊用於產生顯示物件的第一運動軌跡，根據圖像提取模塊提取的圖像辨識回應物件的第二運動軌跡，並計算顯示物件及回應物件交會時的交會坐標，以及計算顯示物件與回應物件交會後的反應運動軌跡。繪圖單元繪製顯示物件以及顯示物件對應於反應運動軌跡的立體圖像，並分別輸出所繪製的立體圖像到顯示裝置。通過所述互動式裝置，可供使用者與虛擬顯示物件進行互動。
文檔編號A63F13/10GK102728060SQ20111008397
公開日2012年10月17日 申請日期2011年3月30日 優先權日2011年3月30日
發明者田海洲, 賴金輪 申請人:廖禮士, 田海洲, 賴金輪, 賴金鼎