帶有可配置模式的球形端部控制器的製作方法

2023-11-08 05:04:32 3

專利名稱：：帶有可配置模式的球形端部控制器的製作方法
技術領域：
：本發明涉及帶有可配置模式的球形端部控制器。
背景技術：
：視頻遊戲產業幾年來已經看到了很多變化。因為計算能力已經擴大，所以視頻遊戲的開發者已經同樣地創造了利用計算能力的這些增加的優點的遊戲軟體。為此目的，視頻遊戲開發者已經正在編碼結合複雜的操作和數學以產生非常逼真的遊戲體驗的遊戲。實例遊戲平臺可以為SonyPlaystation、SonyPlaystation2(PS2)和SonyPlaystation3(PS3)，其中每一種均以遊戲控制臺的形式銷售。如眾所周知地，遊戲控制臺被設計成連接到監視器(通常電視機)並且使得用戶能夠通過手持式控制器交互。遊戲控制臺設計有包括CPU、用於處理密集圖形操作的圖形合成器、用於執行幾何形狀變換的矢量單元的專用處理硬體和其它glue(膠)硬體、固件和軟體。遊戲控制臺進一步設計有光碟託盤，用於為了通過遊戲控制臺進行本地遊戲而容納遊戲光碟。在線遊戲也是可能的，其中用戶能夠以交互方式經由網際網路與其它用戶對抗或者一起玩。隨著遊戲複雜度繼續激起玩家的興趣，遊戲和硬體製造商已經繼續進行創新以使得能夠實現另外的交互性和電腦程式。在計算機遊戲產業中的一個正在增長的趨勢是開發增加在用戶和遊戲系統之間的交互的遊戲。實現更加豐富的交互體驗的一種方式是使用無線遊戲控制器，其移動由遊戲系統跟蹤從而跟蹤玩家的移動並且使用這些移動作為用於遊戲的輸入。一般地說，姿勢輸入指的是使得電子裝置例如計算系統、視頻遊戲控制臺、智能器具等對於由跟蹤物體的攝影機捕捉的某個姿勢作出反映。正是在這個背景內，給出了本發明的實施例。
發明內容一般而言，本發明描述一種能夠被以各種配置使用以改進與視頻遊戲的交互的、用於遊戲控制臺的控制器。在一個實施例中，該控制器能夠被類似指示器(pointer)、棒(wand)地握持或者被置放成與表面接觸並且被類似操縱杆地使用。應該理解，能夠以多種方式例如過程、設備、系統、裝置或者在計算機可讀介質上的方法實現本發明。在下面描述了本發明的幾個創造性實施例。在一個實施例中，公開了一種用於與遊戲控制臺對接以與電腦程式交互的輸入裝置。該輸入裝置包括帶有手柄的控制器和被連接到手柄的第一端部的球形物體。該控制器進一步包括識別手柄的位置的電路。該電路進一步包括用於在與電腦程式交互期間向遊戲控制臺傳達識別位置的通信邏輯。該控制器進一步包括被連接到手柄的第二端部的控制輸入，其中當被手柄保持時，該球形物體被置放成與表面接觸，並且當手柄在該表面上樞轉時，該電路更新手柄的識別位置。該控制輸入提供與遊戲控制臺交換以進一步與電腦程式交互的命令。在另一實施例中，一種用於與遊戲控制臺對接以與電腦程式交互的輸入裝置。該輸入裝置包括具有手柄的控制器，該手柄帶有第一輸入區域和第二輸入區域。該第一輸入區域位於側表面上，並且該第二輸入區域位於後端部上。該輸入裝置具有被連接到控制器的前端部的球形部。包括了第一電路以檢測球形部何時與表面接觸並且使得第二輸入區域能夠接收用於電腦程式的控制輸入。設置了第二電路以識別手柄相對於該表面的位置。該第二電路包括用於在與電腦程式交互期間向遊戲控制臺傳達識別位置和控制輸入的通信邏輯。通過與附圖相結合參考以下說明，與其進一步的優點一起地，本發明可以得到最好的理解。圖IA到圖1G-3是根據本發明的一個實施例的控制器的示例性示意。圖2A-2C根據本發明的一個實施例描繪了用於圖IA到1G_3的遊戲控制器的不同操作模式。圖2D-2G根據本發明的一個實施例示出帶有可配置前和後輸入的控制器的實施例。圖3A是根據本發明的一個實施例在控制器和遊戲控制臺之間的通信的示例性示意。圖;3B根據本發明的一個實施例示出多玩家環境和使用視覺信息確定由玩家握持的不同的控制器的位置的示意圖。圖3C根據本發明的一個實施例示出控制器，其帶有能夠根據遊戲場地中的照明條件改變、修改或者改進它的外觀以改進檢測的球形物體。圖4A和圖4B根據本發明的一個實施例示意控制器作為操縱杆的使用。圖4C-4H根據本發明的各種實施例示意在操縱杆模式中可以在其上置放控制器的各種類型的表面。圖5A-5E和5F-1到5F_3是根據本發明的實施例的、控制器在操縱杆模式中的使用的示例性示意。圖6根據本發明的一個實施例示意控制器的另一種實現。圖7A是根據本發明的一個實施例描述在操縱杆模式中使用控制器的示例性操作的流程圖。圖7B是根據本發明的一個實施例示意能夠由用戶定製的控制器的各種特徵的示例性配置樹。圖7C是根據本發明的一個實施例示意能夠被用於設定控制器的模式的示例性或者可選的開關的示意圖。圖8根據本發明的一個實施例概略地示意能夠支持多個控制器的遊戲控制臺SonyPlaystation3娛樂裝置的總體系統架構。圖9是根據本發明的一個實施例的Cell處理器的示意圖。具體實施方式公開了一項關於遊戲控制臺控制器的發明。能夠在各種位置中握持或者保持該控制器，這允許遊戲開發者增強用戶交互和逼真度。該控制器可以包括運動檢測硬體並且能夠向遊戲控制臺和從那裡接收和發送無線通信。另外地，該控制器能夠包括使得能夠在遊戲區內對於控制器進行光學或者視覺跟蹤的特徵。例如，能夠將已知的幾何形狀附接到控制器，被連接到遊戲控制臺的照相機能夠以光學方式跟蹤該幾何形狀。例如並且無其它形狀限制地，該形狀可以是球形物體、部分球體、非理想球體、橢球體、扁長扁球體、扁圓扁球體、立方體、圓、塊、三角形、四面體、十二面體、小的星狀十二面體、八角稜鏡或者其它多面體。雖然在本文獻全文中經常被稱作球體，但是該物體的形狀能夠是可從多個角度辨識的任何形狀。在一實些施例中，使得能夠拆離該幾何形狀也是可能的。該幾何形狀還能夠圍繞連接點樞轉(pivot)、被其它尺寸、顏色、形狀和/或紋理替換。然而，對於本領域技術人員而言將明顯的是，可以不帶這些具體細節中的一些或者所有細節地實踐本發明。在其它情形中，眾所周知的過程操作未予詳細描述從而不會不必要地模糊本發明。圖IA到圖1H-3是根據本發明的一個實施例的控制器100的示例性示意。控制器100被用於接受用戶輸入並且向遊戲控制臺傳輸用戶輸入。控制器100具有手柄102並且球形物體104被連接到控制器100的一端。在一個實施例中，球形物體104限定控制器100的前端部。在圖IA中示意的視圖示出帶有後觸發器106a和106b和前觸發器108a和108b的控制器100的底表面。在圖IB中，可以看到位於手柄102的後部上的後輸入110。圖IC是控制器100的另一實施例的頂視圖並且圖ID是左視圖。在該實施例中，可以看到在手柄102的頂表面上的前輸入114。圖IE-I到1E-3示意帶有前輸入114和後輸入110這兩者的控制器100的另一實施例。圖IE-I是示意關於前觸發器108a和108b和後觸發器106a和106b的示例性置放的控制器100的左視圖。圖1E-2是相對於球形物體104示意前輸入114的控制器100的頂視圖。在該實施例中，前輸入114是輸入按鈕的集合。圖1E-2還示意關於後輸入110的示例性定位和定向。圖1E-3是後輸入110的細節。在該實施例中，後輸入110是能夠被用於提供定向輸入的定向墊片(directionalpad)。圖IF-I是控制器100的另一實施例的頂視圖並且圖1F-2是右視圖。這個實施例具有帶有前輸入114和前觸發器108和108b的本體102。雖然未示出，但是在其它實施例中，本體102還能夠包括後觸發器和後輸入。圖IG-I到1G-3示意控制器100的再一個實施例。圖IG-I是控制器100的左視圖並且圖1G-2是控制器100的頂視圖。球形物體104保持在手柄102的前部處並且後輸入110朝向控制器100的後部定位。控制器100的球形物體104能夠具有不同的顏色，並且在一個實施例中，球形物體104在內部被照亮。能夠利用在球形物體104內部的RGB(紅色綠色藍色)發光二極體(LED)或者其它發光技術驅動在球形物體104中的顏色。另外地，被照亮的球形物體的亮度能夠受到控制從而在不同的照相機曝光設置下跟蹤球形物體。在一個實施例中，球形物體的顏色被用於區分來自不同的用戶的控制器。例如，用於第一用戶的控制器能夠被設為藍色色調，而用於第二用戶的控制器能夠被設為紅色色調。在另一實施例中，由相同用戶握持的控制器能夠具有不同的顏色。例如，與在用戶的左手中握持的控制器相比，在用戶的右手中握持的控制器能夠具有深淺度不同的藍色。以上討論的控制器100被設計用於單手使用，但是還能夠使用在這裡描述的實施例跟蹤附接有要求雙手的球形物體的控制器。在一個實施例中，由用戶利用不同的手握持的兩個控制器是相同的，並且在另一實施例中，控制器是不同的。通常，控制器將是非常類似的，只是在每一個控制器處的按鈕方面是不同的。在一個實施例中，該控制器包括用於對控制器充電的通用串行總線(USB)連接、用於與控制臺無線通信的藍牙和按鈕例如開始、選擇和PS。在一個實施例中，球形物體104具有大約4釐米的直徑，但是其它尺寸也是可能的，因為具有更大尺寸的球形物體104可以幫助視覺辨識。與具有大約4釐米直徑的球形物體相比，具有大約5釐米直徑的球形物體可以提供用於圖像辨識的、約55%的更多像素。圖2A-2C根據本發明的一個實施例描繪了用於圖IA到1G_3的遊戲控制器100的不同的操作模式。圖2A示出控制器100在「操縱杆」模式中的使用，其中控制器100得以握持從而球形物體位於控制器的底部處。在這種配置中，能夠通過圍繞在球形物體和表面之間的接觸點樞轉而類似操縱杆地使用控制器100。在操縱杆模式的另一實施例中，通過測量在手柄102和球形物體104之間施加的作用力而探測檢測用戶輸入。在該實施例中，傳感器例如但是不限於應變計測量被施加到手柄的作用力的大小並且將作用力轉換成在屏幕上的動作。當在操縱杆模式中握持控制器100時，用戶能夠利用他們的拇指操控後輸入，同時能夠利用食指或者中指操控後觸發器。結果，在操縱杆模式中在每一隻手中握持控制器100的用戶能夠實現與來自SonyComputerEntertainmentAmericaInc.的SonyDualShock3控制器相同的功能性。圖2B示出以「指示器」配置在後面保持的控制器100。球形物體面對照相機以進行視覺識別，並且前觸發器和前輸入用戶輸入。指示器模式能夠用於其中控制器100是畫筆、手電筒、指示器、射擊武器等的遊戲。圖2C示意控制器100在棒模式中的使用。如在前討論地，在一個實施例中，控制器100包括前輸入和前觸發器。能夠利用拇指操控前輸入，而能夠利用食指或者中指操控前觸發器。棒模式能夠被用作魔術棒、音樂指揮的指揮棒、網球拍、短柄斧或者類似的武器、工具例如鎬、傘、繩子等。在一個實施例中，控制器100具有能夠確定控制器100的平移和旋轉的運動檢測硬體。在一些實施例中，前輸入是定向墊片而後輸入是輸入按鈕。在另一實施例中，前輸入和後輸入這兩者均是允許用戶選擇各種輸入配置的可移除板，如在以下關於圖2D-2G描述的。圖2D-2G根據本發明的一個實施例示出帶有可配置的前和後輸入的控制器100的實施例。圖2D是帶有可互換的前和後輸入的控制器100的示意。在該實施例中，手柄102具有容納在圖2E-2G中示意的各種輸入面板的後區域200和前區域202。後區域200和前區域202包括電觸點和用於將已被安裝的面板保持到位的保持硬體。在圖2D-2G中示意的面板能夠在或者後區域200或者前區域202處被附接到手柄102。在另一實施例中，面板不是可互換的並且從而用於前區域的面板在後區域中將不能裝配。圖2E示出定向墊片204面板。定向墊片204的安裝允許用戶控制移動。在一個實施例中，定向墊片204能夠被用於在視頻遊戲中控制人物的副運動(secondarymotion)。例如，控制器的運動檢測硬體能夠被用於在第一人稱射擊遊戲中控制人物的運動，而定向7墊片204能夠被用於控制人物的頭部移動。通過允許玩家在沿著第二方向注視時沿著第一方向移動，這種實施例將會增加逼真度。圖2F是按鈕輸入206面板的示意。按鈕輸入206的安裝允許用戶提供另外的輸入。在一個實施例中，按鈕輸入206的各個按鈕被映射成執行用於特定遊戲的特定動作。例如，按鈕能夠被用於打開門、接受命令、取消命令、用作加速器或者用於小汽車的制動器等。圖2G是觸摸板面板的示意。如所示那樣，觸摸板208能夠被用於類似於轉輪地滾動瀏覽(scrollthrough)菜單選擇。在另一實施例中，觸摸板208能夠被用於類似於筆記本計算機上的觸摸板地控制光標。附件包括電連接和當被置放在控制器上時牢固地卡扣附件的機械夾具。圖3A是根據本發明的一個實施例在控制器100和遊戲控制臺302之間的通信的示例性示意。控制器100具有能夠包括但是不限於通信硬體和運動檢測硬體的硬體300。在一個實施例中，運動檢測硬體包括陀螺儀、加速度計、超聲波發射器和接收器，和/或能夠檢測控制器沿著六條軸線的平移和旋轉的磁力計的組合。例如，運動檢測硬體能夠檢測是豎直的、水平的、橫向的或其組合的運動。類似地，運動檢測硬體能夠檢測偏航、俯仰、滾轉及其組合。在一個實施例中，使用通信硬體將來自運動檢測硬體的數據從控制器100發送到遊戲控制臺。用於控制器100的通信硬體能夠連同運動檢測硬體一起地被集成到手柄102中。通信硬體包括無線電和天線並且利用無線電通信協議，例如但是不限於藍牙(Bluetooth)、wi-fi或者在IEEE802.Ix中描述的其它無線電協議。遊戲控制臺302具有相應的控制臺通信硬體304。控制臺通信硬體304能夠向控制器100和從那裡接收和發送數據。在一個實施例中，遊戲控制臺302處理來自運動檢測硬體的數據。在另一實施例中，控制器100在它被發送到遊戲控制臺302之前處理來自運動檢測硬體的數據。在再一些實施例中，該控制器在它被廣播到遊戲控制臺302之前部分地處理來自運動檢測硬體的數據。圖;3B根據本發明的一個實施例示出多玩家環境和使用視覺信息確定由玩家握持的不同的控制器的位置的示意圖。圖像捕捉裝置308獲得遊戲場地318的圖像並且該圖像得以分析以獲得球體附接控制器CpC2,C4和C5的位置。通過分析在所捕捉的圖像中的各個球體的形狀、位置、運動、角度等估計距離dzl、dz2、dz4和dZ5。遊戲控制臺302使用所獲得的坐標和距離產生指示器，或者控制在屏幕306上的化身31和312b。用於良好圖像辨識的典型距離是大約1英尺、2英尺、3英尺、5英尺直至10英尺或者更大。使用視覺辨識的一個優點在於，能夠在不必改變控制器的情況下在系統中包括在圖像捕捉和圖像辨識中的改進。圖3C根據本發明的一個實施例示出帶有球形物體104的控制器100，該球形物體104能夠根據遊戲場地中的照明條件改變、修改或者改進它的外觀以改進檢測。如果遊戲場地靠近(自然或者人造)光源，例如能夠從太陽462接收光的窗口，則視覺檢測可以根據日夜時間和遊戲場地中的光量而受到影響。球形物體的外觀還受到來自太陽射線的衝擊角度影響。例如，如果陽光在前部、後部或者側面處在球體上入射，則球形物體的外觀將是不同的。類似地，根據燈是打開(ON)還是關閉(OFF)或者是否使用彩色照明，人造光源例如燈(等)能夠影響視覺檢測。在一個實施例中，球形物體104包括能夠被打開或者關閉以改進球形物體104可視性的、在球形物體104內側的光源。該光源能夠由玩家或者由與包括球形物體104的控制器100通信的遊戲控制臺打開。在另一實施例中，球形物體104能夠包括透明外殼。在另一實施例中，該外殼能夠是磨砂的從而是半透明的。進而，該外殼(或者透明的或者磨砂的)能夠採取任何陰影、顏色或者紋理。例如，如果該外殼是磨砂的或者具有陰影，則能夠使得球形物體104當未被照亮時看起來更加黑暗。實例陰影能夠是灰色、黑色、銀色或者顏色組合，只要當被置放在特定環境中時，該顏色或者陰影提供良好的辨別對比度。該外殼能夠由很多材料製成，例如塑料、橡膠、玻璃、泡沫、模製材料等。並且，這些材料能夠採取任何顏色，無論是被塗覆、染色還是模製。進而，球形物體104內側的光源能夠呈現不同的顏色，例如白色或者黃色，然而其它的顏色也是可能的。被照亮的球形物體能夠改進在弱環境光線條件中的檢測，而更加黑暗的顏色的球體改進了在具有亮光的情況中的檢測。圖4A和圖4B根據本發明的一個實施例示意控制器100作為操縱杆的使用。在圖4A中，在球形物體104在表面400上方的情況下示出控制器100，而在圖4B中，球形物體104在樞點402處與表面400接觸。傳感器404檢測球形物體104何時接觸表面400。傳感器404在球形物體104和手柄102之間的安置旨在是示例性的，而不應該被理解成限制。當傳感器404確定球形物體104與表面400接觸時，控制器自動地切換到操縱杆模式。進入操縱杆模式禁用了前輸入和前觸發器，而啟用了後輸入和後觸發器。同樣地，進入操縱杆模式能夠將運動檢測硬體配置成確定手柄102圍繞樞點402的相對運動。樞點402不是在球形物體104上設定的物理位置，而是相反是在此處在球形物體104和表面400之間發生接觸的位置。在另一實施例中，樞點在球形物體和手柄之間處於固定的位置。樞點能夠允許手柄相對於球形物體平移和旋轉。在一個實施例中，手柄的物理平移得以確定並且被與在屏幕上的動作相關。在其它實施例中，與手柄和球形物體相關聯的應變計確定正在施加多大的作用力並且將所施加的作用力與在屏幕上的動作相關。圖4C-4H根據本發明的各種實施例示意在操縱杆模式中可以在其上置放控制器100的各種類型的表面400。圖4C示出在比較平坦的表面400上的控制器100，而圖4D的表面400是凹形的。在圖4E中，表面400是比較平坦的表面，該表面從水平方向被以一定角度傾斜。圖4F示出一個示例性實施例，其中示出控制器100在凸形的表面400上。在於圖4G中示意的又一個實施例中，控制器100的球形物體104與表面400接觸，表面400是不規則表面。當控制器100被置放成與沙發的軟墊扶手、扶手椅或者用戶的腿部接觸時，能夠遇到在圖4G中示意的實施例。在圖4H中，球形物體104被示為與表面400接觸，表面400是另一種不規則表面。當控制器100進入操縱杆模式時，參考表面得以建立。在一個實施例中，參考表面是基於手柄102相對於表面400的位置而得以確定的。能夠基於來自與控制器相關聯的位置傳感器的數據確定手柄相對於表面的相對位置。在另一實施例中，與來自位置傳感器的數據相結合地使用視覺跟蹤數據以確定手柄相對於表面的相對位置。在又一些實施例中，能夠使用超聲波、視覺跟蹤數據和位置傳感器數據的組合確定手柄相對於表面的相對位置。被提供用於確定手柄相對於表面的相對位置的實例不應該被理解為是限制性的。能夠採用尚未討論的、另外的技術。圖5A-5E是根據本發明的實施例的、控制器100在操縱杆模式中的使用的示例性示意。用戶A被示為在握持控制器100時坐在椅子500中，控制器100包括處於操縱杆模式中的球形物體104。如在細節504中所示，當在操縱杆模式中握持控制器100時，球形物體104與椅子500的扶手506接觸。如在前討論地，傳感器能夠檢測球形物體104何時與物體例如扶手506接觸並且啟用操縱杆模式。當控制器100進入操縱杆模式時，來自與控制器相關聯的硬體的數據能夠確定控制器圍繞樞點的相對運動。在另一實施例中，視覺信息被與來自控制器硬體的數據組合以確定控制器圍繞樞點的相對運動。帶有或者不帶視覺信息地使用來自控制器硬體的數據允許控制器100被置放在不規則的表面例如冠狀(crowned)扶手506上。圖5B提供被用作操縱杆的控制器100的示例性示意。圖5B示意靠著他的腿部握持控制器以啟用操縱杆模式的用戶A的側和前視圖。在該實施例中，控制器100能夠基於來自控制器硬體的數據和視覺信息確定它的相對位置。圖5C-5E是根據本發明的實施例的、在操縱杆模式中使用的控制器100的另外的示意。圖5C示出用戶A通過靠著桌子508握持球形物體而接合(engage)控制器100的操縱杆模式。在圖5D所示另一實施例中，示出用戶A坐在椅子上，靠著桌子508握持控制器100以更加地接合操縱杆。在又一個實施例中，在用戶A坐在椅子上時，側桌510支撐由用戶A握持的控制器100。雖然圖5C-5E示出由通常被視為剛性表面的桌子支撐控制器，但是如果被靠著保形表面例如但是不限於枕頭或者其它柔軟表面放置，則控制器也將在操縱杆模式中發揮功能。圖5F-1是控制器100的另一實施例的頂視圖並且圖5F_2是側視圖。在該實施例中，前輸入114是帶有位於操縱杆上方的輔助輸入115的操縱杆。當在棒模式中握持控制器100時，能夠利用用戶的拇指操控操縱杆。另外地，操縱杆位於手柄102中的凹陷或者凹口(indentation)中以允許拇指保持中性角度處。輔助輸入115包括利用「X」、圓、正方形和三角形的圖形示意標識的按鈕。在一個實施例中，X按鈕部分地在手柄102中的凹口內從而在按下X按鈕和操控操縱杆之間移位需要較少的移動。如在圖5F-2中所示，控制器100還包括能夠利用用戶的食指或者其它手指操控的前觸發器108a和108b。在其中在棒模式中操控控制器100的實施例中，操縱杆提供模擬輸入以控制由遊戲控制臺執行的視頻遊戲的某些方面。例如，操縱杆能夠被用於提供用於遊戲中化身的人物移動，而控制器100的移動能夠得到檢測並且被用於控制同一遊戲中化身的頭部移動。因此，用戶能夠向前推動操縱杆以使得遊戲中化身能夠向前行走，而左右地物理地移動控制器100將左右地旋轉遊戲中化身的視圖。這將允許更加逼真的模擬，因為真實世界中的人能夠沿著一個方向行走，同時轉動他們的頭部以沿著不同於他們行走的方向的方向注視。在其中在操縱杆模式中操控控制器100的實施例中，利用了後輸入110。如在圖5F-1到5F-3中所示意地，後輸入110是能夠利用用戶的拇指操控的軌跡球狀裝置。圖5F-3示意控制器100的截面並且更加清楚地作為後輸入110示意軌跡球。軌跡球作為後輸入110的使用提供接受到控制器100的用戶輸入的另外的方法。因此，在控制器100相對於樞點的移動能夠被應用於控制遊戲、應用或者用於遊戲控制臺的圖形用戶接口的一個方面時，能夠通過軌跡球接收另外的輸入。例如，在其中遊戲控制臺被用於訪問和瀏覽網際網路的實施例中，在操縱杆模式中使用控制器能夠被用於控制網際網路瀏覽器。在一個實施例中，軌跡球能夠被用於精調例如在屏幕上操控光標。手柄作為操縱杆向左的移動等價於按下瀏覽器上的後退按鈕，而前後移動允許瀏覽器翻閱網站。在其它實施例中，作為操縱杆的手柄的移動能夠被用於控制光標，而軌跡球允許用戶向上、向下和向一側翻滾。可替代地，當在操縱杆模式中使用時，控制器100能夠保持靜止，而軌跡球被用於提供用戶輸入。在每一個軌跡球實施例中，軌跡球均進一步被配置為類似於按鈕地被按下。在其它實施例中這允許後輸入110能夠使用按鈕，該按鈕類似於圖IB所示那些的按鈕。在另外的實施例中，定向墊片或者甚至小的拇指操作操縱杆能夠被用作後輸入。圖6根據本發明的一個實施例示意控制器100的另一種實現。在該實施例中，控制器100的手柄102由用戶A的一隻手握持，而用戶A的另一隻手操控球形物體104。在該實施例中，在球形物體104和手柄102之間的應變計檢測所施加的作用力並且將該作用力與在屏幕上的動作相關。這個實施例允許用戶A相對於手柄102操控球形物體104。由於未被開發的或者減弱的精細馬達控制，對於某些人群而言可能有利的是操控球形物體104而非手柄。能夠作為前輸入供應來自用戶A的另外的輸入並且在該實施例中還可以利用前觸發器。圖7A是根據本發明的一個實施例描述在操縱杆模式中使用控制器的示例性操作的流程圖。操作700檢測操縱杆模式的激活。在一個實施例中，控制器包括傳感器或者傳感器組合以自動地檢測將控制器置於操縱杆模式中的條件。例如，傳感器例如但是不限於應變計能夠檢測示意球形物體被朝向手柄按下或者反之的壓力。當壓力超過預定閾值時，控制器能夠自動地進入操縱杆模式。在另一實施例中，在控制器進入操縱杆模式之前，壓力將需要超過閾值達規定的時間段。在另一個示例性實施例中，為了避免當控制器受到顛簸或者被意外地靠著物體放置時意外地進入操縱杆模式，能夠採用加速度計以在進入操縱杆模式之前確定控制器是否是基本豎直的。操作702建立參考表面和樞點。在一個實施例中，來自運動傳感器的數據被用於當控制器進入操縱杆模式時相對於樞點確定參考表面。在另一實施例中，與運動傳感器數據相結合地使用從照相機捕捉的視覺信息以建立參考表面。操作704相對於參考表面檢測對於控制器的用戶輸入。能夠使用運動傳感器數據的周期採樣來相對於樞點確定作為或者俯仰、偏航、滾轉或其組合的、對於控制器的用戶輸入。操作706檢測如果用戶將球形物體提離表面則能夠發生的操縱杆模式的去激活。在再次進入操縱杆模式之前，其它模式現在能夠接管。操作708確定是否再次激活操縱杆模式。如果操縱杆模式被再次激活，則該過程返回操作702。如果沒有檢測到操縱杆模式的再次激活，則操作710自動地將控制器置於棒模式(或者其它限定的模式)中。此時，現在能夠執行其它遊戲接口功能。圖7B是根據本發明的一個實施例示意能夠由用戶定製的控制器的各種特徵的示例性配置樹。圖8B所示配置樹能夠被用於配置由多個用戶使用的多個控制器。當多個玩家使用遊戲控制臺時，⑶I將包括正在配置哪個控制器的選擇。在確定正在配置哪個控制器之後，用戶能夠選擇修改控制器的模式808、顏色810和感覺反饋814。當修改模式808時，11允許用戶在模式例如自動815、操縱杆816、棒818和指示器820之間選擇。各個模式中的每一個模式均能夠允許另外的定製，包括但是不限於自動檢測832和人工激活834。在一個實施例中，在模式808下作出的選擇為規定的玩家限定控制器的默認模式。在一個實施例中，選擇顏色810允許用戶限定用於球形物體的內部照明的顏色。在該實施例中，用戶能夠在紅色822、藍色擬4和綠色826之間選擇。在另一實施例中，允許用戶從在GUI內顯示的色域選擇顏色。選擇用於球形物體的顏色的能力允許多個用戶定製他們的控制器的物理外觀。這不僅使得用戶更加易於區分它們的控制器，它還能夠簡化如在圖3C中所討論的、控制器的視覺識別。能夠配置的另一個特徵是感覺反饋814。在一個實施例中，該控制器包括能夠基於在屏幕上顯示的事件產生感覺反饋的硬體。例如，在一個實施例中，該控制器能夠使用響應於在屏幕上的事件產生的振動提供觸覺反饋。在另一實施例中，在控制器中安裝的小型揚聲器能夠提供聲響反饋。雖然感覺反饋能夠增強遊戲體驗的現實感，某些用戶可能希望通過選擇Off(關)8而禁用反饋。可替代地，選擇On(開)830將使得控制器能夠提供感覺反饋。圖7C是根據本發明的一個實施例示意能夠被用於設定控制器100的模式的、示例性或者可選的開關840的示意圖。細節842提供在開關840處的更加靠近的視圖。在該實施例中，開關840的位置確定控制器模式而非GUI。開關840位於手柄102上並且具有被定義為自動815、操縱杆819、棒818和指示器820的四個位置。在各種位置之間撥動開關840允許用戶快速地切換控制器模式而不必瀏覽⑶I。在另一實施例中，與⑶I配置相結合地使用開關840。利用這種實施例，開關840能夠確定默認控制器模式，而⑶I被用於配置控制器的其它特徵。圖8根據本發明的一個實施例概略地示意SonyPlaystation3娛樂裝置的總體系統架構，SonyPlaystation3娛樂裝置是一種能夠支持多個控制器的遊戲控制臺。提供了系統單元900，帶有能夠連接到系統單元900的各種外圍設備。系統單元900包括Cell處理器928；Rambus動態隨機存取存儲器UDRAM)單元926；帶有專用視頻隨機存取存儲器(VRAM)單元932的RealitySynthesizer圖形單元930；和1/0橋934。系統單元900還包括用於從盤940a讀取的BluRayDiskBD-R0M光碟讀取器940和能夠通過1/0橋934訪問的可移除吸入式硬碟驅動器(HDD)936。可選地，系統單元900還包括能夠類似地通過1/0橋934訪問的、用於讀取緊湊式快閃記憶體存儲卡、Memorystick存儲卡等的存儲卡讀取器938。1/0橋9；34還連接到六個通用串行總線(USB)2.0埠924；吉比特乙太網埠922；IEEE802.llb/g無線網絡(Wi-Fi)埠920；和能夠支持達七個藍牙連接的Bluetooth無線鏈路埠918。在操作中，1/0橋934操控所有的無線、USB和乙太網數據，包括來自一個或者多個遊戲控制器902的數據。例如當用戶正在玩遊戲時，1/0橋934經由藍牙鏈路從遊戲控制器902接收數據並且將其引導至Cell處理器928，Cell處理器擬8相應地更新當前遊戲狀態。除了遊戲控制器902，無線、USB和乙太網埠還提供用於其它外圍設備的連接性，例如遠程控制904；鍵盤906；滑鼠908；可攜式娛樂裝置910例如SonyPlaystationPortable娛樂裝置；攝影機例如EyeToy攝影機912；和麥克風耳機914。這種外圍設備因此可以原則上被以無線方式連接到系統單元900;例如可攜式娛樂裝置910可以經由Wi-Fi即時連接(ad-hocconnection)通信，而麥克風耳機914可以經由藍牙鏈路通信。提供這些接口意味著Playstation3裝置還可能地與其它外圍設備例如數字視頻錄像機(DVR)、機頂盒、數位照相機、可攜式媒體播放器、網絡電話、行動電話、印表機和掃描儀相兼容。另外，傳統存儲卡讀取器916可以經由USB埠擬4而被連接到系統單元，從而使得能夠讀取由Playstation或者Playstation2裝置使用的那種存儲卡948。在本實施例中，遊戲控制器902用於經由藍牙鏈路與系統單元900以無線方式通信。然而，遊戲控制器902能夠替代地被連接到USB埠，由此還提供用於對遊戲控制器902的電池充電的電力。除了一個或者多個模擬操縱杆和傳統的控制按鈕，該遊戲控制器對於具有相應於沿著每一條軸線的平移和旋轉的六個自由度的運動是敏感的。因此除了或者替代傳統的按鈕或者操縱杆命令地，遊戲控制器的用戶的姿勢和移動可以被轉換成遊戲輸入。可選地，其它支持無線的外圍設備例如Playstation可攜式裝置可以被用作控制器。在Playstation可攜式裝置的情形中，可以在裝置的屏幕上提供另外的遊戲或者控制信息(例如，控制指令或者命的條數(numberoflives))。還可以使用其它的可替代或者補充性控制裝置，例如跳舞墊(未示出)、光筆(未示出)、方向盤和踏板(未示出)或者定製控制器，例如用於快速響應答問遊戲(也未示出)的單一或者幾個大的按鈕。遠程控制904還用於經由藍牙鏈路以無線方式與系統單元900通信。遠程控制904包括適用於BluRayDiskBD-ROM讀取器940的操作和盤內容瀏覽的控制。除了傳統的預記錄和可記錄CD，和所謂的SuperAudioCD，BluRayDiskBD-ROM讀取器940用於讀取與Playstation和Playstatior^裝置相兼容的CD-ROM。除了傳統的預記錄和可記錄DVD，讀取器940還用於讀取與Playstation2和Playstation3裝置相兼容的DVD-ROM。像傳統的預記錄和可記錄Blu-RayDisk那樣，讀取器940進一步用於讀取與Playstation3裝置相兼容的BD-R0M。系統單元900用於通過音頻和視頻連接器向顯示和聲音輸出裝置942例如具有顯示器944和一個或者多個揚聲器946的監視器或者電視機供應經由RealitySynthesizer圖形單元930而由PlayStati0n3裝置產生或者解碼的音頻和視頻。音頻連接器950可以包括傳統的模擬和數字輸出，而視頻連接器952可以不同地包括混合視頻、S-視頻、合成視頻和一個或者多個高清晰度多媒體接口(HDMI)輸出。因此，視頻輸出可以具有例如PAL或者NTSC格式，或者具有720p、1080i或者1080p高清晰度。音頻處理(產生、解碼等等)由Cell處理器擬8執行。PlayStati0n3裝置的作業系統支持Dolby5.1環繞聲、DolbyTheatreSurround(DTS)和從Blu-Ray盤解碼7.1環繞聲。在本實施例中，攝影機912包括單一電荷耦合器件(CXD)、LED指示器，和基於硬體的實時數據壓縮和編碼設備從而壓縮視頻數據可以被以合適的格式例如基於圖像內MPEG(運動圖像專家組)標準而傳輸以由系統單元900解碼。照相機LED指示器被布置成響應於來自系統單元900的適當的控制數據而照亮，以例如示意不利的照明狀況。攝影機912的實施例可以經由USB、藍牙或者Wi-Fi通信埠而不同地連接到系統單元900。攝影機的實施例可以包括一個或者多個相關聯的麥克風並且還能夠傳輸音頻數據。在攝影機的實施例中，CCD可以具有適用於高清晰度視頻捕捉的解析度。在使用中，由攝影機捕捉的圖像可以例如被結合在遊戲內或者被解釋成遊戲控制輸入。通常，為了使得經由系統單元900的通信埠之一而利用外圍設備例如攝影機或者遠程控制實現成功的數據通信，應該提供適當的軟體件例如裝置驅動器。裝置驅動器技術是眾所周知的，並且除了提到技術人員將知曉在所描述的本實施例中可能需要裝置驅動器或者類似的軟體接口之外，這裡將不予詳細描述。圖9是根據本發明的一個實施例的Cell處理器928的示意圖。Cell處理器擬8具有包括四個基本構件的架構包括存儲器控制器1060和雙總線接口控制器1070A、B的外部輸入和輸出結構；被稱作主處理元件(PowerProcessingElement)的主處理器1050；被稱作協同處理元件(SPE)的八個協處理器1010A-H；和被稱作元件互連總線的、連接以上構件的圓形數據總線1080。與Playstation2裝置的情感引擎(EmotionEngine)的6.2GFL0P相比，Cell處理器的總體浮點性能是218GFL0PS。主處理元件(PPE)1050是基於以3.2GHz的內部時鐘運行的雙路並發多線程Power970相容PowerPC核(PPU)1055的。它包括512kB2級(L2)高速緩衝存儲器和32kB1級(Li)高速緩衝存儲器。PPE1050每時鐘周期能夠實現八個單一位置操作，從而在3.2GHz下轉換成25.6GFL0P。PPE1050的基本作用是用作用於處理大部分的計算工作量的協同處理元件1010A-H的控制器。在操作中，PPE1050維持作業隊列，為協同處理元件1010A-H調度作業並且監視它們的進展。因此每一個協同處理元件1010A-H運行其作用在於獲取作業，執行該作業並且與PPE1050同步化的內核。每一個協同處理元件(SPE)1010A-H均包括分別的協同處理單元(SPU)1020A-H,和分別的存儲器流控制器(MFC)1040A-H，該存儲器流控制器(MFC)1040A-H又包括分別的動態存儲器存取控制器(DMAC)1042A-H、分別的存儲器管理單元(MMU)1044A-H和總線接口(未示出)。每一個SPU1020A-H均是時鐘頻率為3.2GHz的RISC處理器並且包括原則上可擴展到4GB的256kB本地RAM1030A-H。每一個SPE均給出具有單精度性能的理論25.6GFLOPS0在單一時鐘周期中，SPU能夠在4個單精度浮點部分、4個32位數字、8個16位整數或者16個8位整數上操作。在同一時鐘周期中，它還能夠執行存儲器操作。SPU1020A-H並不直接地訪問系統存儲器)(DRAM926;由SPU1020A-H形成的64-位地址被傳送到MFC1040A-H,MFC1040A-H指令它的DMA控制器1042A-H經由元件互連總線1080和存儲器控制器1060訪問存儲器。元件互連總線(EIB)1080是在Cell處理器928內部的、在邏輯上圓形的通信總線，其連接以上處理器元件即PPE1050、存儲器控制器1060、雙總線接口1070A、B和8SPE1010A-H，總共12個參與者。參與者能夠同時地以8位元組每時鐘周期的速率讀寫總線。如在前指出地，每一個SPE1010A-H均包括用於調度更長的讀或者寫序列的DMAC1042A-H。EIB包括四個通道，沿著順時針和逆時針方向各兩個。因此對於十二個參與者，在任何兩個參與者之間的最長的逐步(step-wise)數據流是沿著適當方向的六步。在通過在參與者之間裁定而充分利用的情形中，用於12個時隙的理論峰值瞬時EIB帶寬因此是96B每時鐘。這等於在3.2GHz的時鐘速率下307.2GB/s(千兆字節每秒)的理論峰值帶寬。存儲器控制器1060包括由RambusIncorporated開發的)(DRAM接口1062。存儲器控制器利用25.6GB/s的理論峰值帶寬與RambusXDRAM926對接。雙總線接口1070A、B包括RambusFlexIO系統接口1072A、B。該接口被組織成12個通道，每一個通道均具有8位寬度，其中五條輸入路徑和七條輸出路徑。這在經由控制器170A的Cell處理器和I/O橋700與經由控制器170B的RealitySimulator圖形單元200之間提供了62.4GB/s(36.4GB/s輸出，26GB/s輸入)的理論峰值帶寬。由Cell處理器擬8發送到RealitySimulator圖形單元930的數據將通常包括顯示列表，該顯示列表是用於繪製頂點、向多邊形施加紋理、規定照明條件等等的命令的序列。實施例可以包括捕捉深度數據以更好地識別真實世界的用戶並且弓I導化身或者情景活動。物體能夠是人正在握持的某個物體或者還能夠是人的手。在本說明中，術語「深度照相機」和「三維照相機」指的是能夠獲得距離或者深度信息以及二維像素信息的任何照相機。例如，深度照相機能夠利用受控的紅外照明以獲得距離信息。另一示例性深度照相機能夠是使用兩個標準照相機對距離信息進行三角測量的立體照相機對。類似地，術語「深度感測裝置」指的是能夠獲得距離信息以及二維像素信息的任何類型的裝置。在三維影像方面的近來的進步已經為增加在實時交互計算機動畫方面的可能性打開了大門。特別地，除了通常的二維視頻影像，新的「深度照相機」提供捕捉並且映射第三維的能力。利用新的深度數據，本發明的實施例允許在實時視頻場景內的各種位置中(包括在其它對象後面)安置計算機產生的對象。而且，本發明的實施例為用戶提供實時的交互遊戲體驗。例如，用戶能夠實時地與各種計算機產生的對象交互。進而，能夠實時地更改視頻場景以增強用戶的遊戲體驗。例如，能夠在用戶的衣服之上插入計算機產生的服裝，並且能夠利用計算機產生的光源來在視頻場景內投射虛擬陰影。因此，使用本發明的實施例和深度照相機，用戶能夠在他們自己的起居室內體驗交互遊戲環境。類似於通常的照相機，深度照相機捕捉用於構成視頻圖像的多個像素的二維數據。這些數值是用於像素的顏色值，通常地用於每一個像素的紅色、綠色和藍色(RGB)值。以此方式，照相機捕捉的物體在監視器上作為二維物體出現。本發明的實施例還考慮分布式圖像處理配置。例如，本發明不限於捕捉圖像和顯示圖像處理(在一個或者甚至兩個位置中例如在CPU中或者在CPU和另一個元件中進行)。例如，輸入圖像處理能夠剛好同樣地易於在能夠執行處理的相關聯CPU、處理器或者裝置中進行；基本上能夠在整個互連繫統中分配所有的圖像處理。因此，本發明不限於任何特定圖像處理硬體電路和/或軟體。在這裡描述的實施例還不限於普通硬體電路和/或軟體的任何特定組合，也不限於用於由處理構件執行的指令的任何具體來源。考慮以上實施例，應該理解本發明能夠採用涉及在計算機系統中存儲的數據的、各種計算機實現的操作。這些操作包括要求物理量的物理操控的那些操作。通常但是並不是必要地，這些數量採取能夠被存儲、轉移、組合、比較和被以其它方式操控的電氣或者磁性信號的形式。此外，經常利用術語例如產生、識別、確定或者比較提到所執行的操控。可以利用其它計算機系統配置實踐上述發明，該計算機系統配置包括手持式裝置、微處理器系統、基於微處理器或者可編程的消費者電子設備、小型計算機、主計算機等。還能夠在分布計算環境中實踐本發明，在該環境中，任務由通過通信網絡連結的遠程處理裝置執行。本發明還能夠在計算機可讀介質上被體現為計算機可讀代碼。計算機可讀介質是能夠存儲數據的任何數據存儲裝置，該數據此後能夠被計算機系統讀取，包括電磁載波。計算機可讀介質的實例包括硬碟驅動器、網絡附接存儲器(NAS)、只讀存儲器、隨機存取存儲器、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁帶和其它光學和非光學數據存儲裝置。該計算機可讀介質還能夠在網絡耦接的計算機系統上分配從而以分布方式存儲和執行計算機可讀代碼。雖然已經為了清楚的理解的意圖而以某些細節描述了前面的發明，但是將明顯的是，能夠在所附權利要求的範圍內實踐某些改變和修改。相應地，本實施例應該被視為示意性的而非限制性的，並且本發明將不被限制於在這裡給出的細節，而是可以在所附權利要求的範圍和等價形式內進行修改。權利要求1.一種用於與遊戲控制臺對接以與電腦程式交互的輸入裝置，包括具有手柄的控制器；被連接到所述手柄的第一端部的球形物體；用於識別所述手柄的位置的電路，所述電路進一步包括用於在與所述電腦程式交互期間向所述遊戲控制臺傳達識別位置的通信邏輯；和被連接到所述手柄的第二端部的控制輸入，其中當被所述手柄保持時，所述球形物體被置放成與表面接觸，所述電路被限定為當所述手柄在所述表面上樞轉時更新所述手柄的識別位置，所述控制輸入提供與所述遊戲控制臺交換以進一步與所述電腦程式交互的命令。2.根據權利要求1所述的輸入裝置，進一步包括用於檢測所述球形物體何時與所述表面實際接觸的傳感器。3.根據權利要求2所述的輸入裝置，其中當所述球形物體未與所述表面接觸時，所述傳感器暫停所述控制器的位置識別，當所述球形物體再次與所述表面形成接觸時，取消所述暫停；或者其中當所述球形物體未與所述表面接觸時，所述傳感器激活棒或者指示器模式之一。4.根據權利要求1所述的輸入裝置，其中所述手柄樞轉以使得能夠進行俯仰、滾轉和偏航控制。5.根據權利要求1所述的輸入裝置，其中所述球形物體被可調節開關、位置開關、固定式連接器、柔性連接器或者應變計之一連接到所述手柄。6.根據權利要求1所述的輸入裝置，其中所述球形物體包括燈元件。7.根據權利要求6所述的輸入裝置，其中所述燈元件被配置為改變顏色。8.根據權利要求1所述的輸入裝置，其中所述手柄和球形物體在棒模式、指示器模式或者操縱杆模式之一中操作。9.根據權利要求1所述的輸入裝置，其中所述手柄包括在所述手柄的凹口內安裝的操縱杆，所述凹口具有朝向所述球形物體傾斜的斜坡。10.根據權利要求9所述的輸入裝置，其中所述手柄包括輔助輸入，所述輔助輸入在所述操縱杆和所述球形物體之間位於所述手柄上。11.根據權利要求10所述的輸入裝置，其中所述輔助輸入包括多個按鈕，所述多個按鈕之一是部分地在所述手柄中的所述凹口內的。12.根據權利要求1所述的輸入裝置，其中被連接到所述手柄的所述第二端部的所述控制輸入是軌跡球，所述軌跡球進一步被配置為當被按下時用作按鈕。13.一種用於與遊戲控制臺對接以與電腦程式交互的輸入裝置，包括具有手柄的控制器，所述手柄帶有第一輸入區域和第二輸入區域，所述第一輸入區域位於側表面上，所述第二輸入區域位於後端部上；球形部，被連接到所述控制器的前端部；第一電路，用於檢測所述球形部何時與表面接觸並且使得所述第二輸入區域能夠接收用於所述電腦程式的控制輸入；和第二電路，用於識別所述手柄相對於所述表面的位置，所述第二電路進一步包括用於在與所述電腦程式交互期間向所述遊戲控制臺傳達識別位置和控制輸入的通信邏輯。14.根據權利要求13所述的輸入裝置，其中所述第一輸入區域和所述第二輸入區域被配置為容納模塊化接口插件。全文摘要公開了一種用於與遊戲控制臺對接以與電腦程式交互的輸入裝置。在一個實例中，該輸入裝置包括帶有手柄的控制器和被連接到手柄的第一端部的球形物體。該控制器進一步包括識別手柄的位置的電路。該電路進一步包括用於在與電腦程式交互期間向遊戲控制臺傳達識別位置的通信邏輯。該控制器進一步包括被連接到手柄的第二端部的控制輸入，其中當被手柄保持時，該球形物體被置放成與表面接觸，並且當手柄在該表面上樞轉時，該電路更新手柄的識別位置。該控制輸入提供與遊戲控制臺交換以進一步與電腦程式交互的命令。文檔編號G06F3/03GK102265241SQ200980152749公開日2011年11月30日申請日期2009年10月22日優先權日2008年10月27日發明者米克哈洛夫A.,拉森E.,黃E.,M.扎勒維斯基G.,馬克斯R.申請人:索尼電腦娛樂公司