用于虚拟特征开发的系统和方法
1.对相关申请的交叉引用本技术要求根据提交于2019年6月25日的、标题为“用于虚拟特征开发的系统和方法”的、序号为no. 62/866,481的美国临时申请的优先权及其利益，该临时申请出于所有目的通过引用而以其整体被并入本文中。


背景技术：

2.游乐园和/或主题公园可以包括在向游乐园的顾客（例如，家庭和/或所有年龄段的人）提供乐趣的方面有用的各种娱乐景点、餐厅以及乘坐设施。游乐园的区域可能具有具体地以某些观众为目标的不同主题。例如，某些区域可能包括在传统上对于儿童为感兴趣的主题，而其它区域可能包括在传统上对于更成熟的观众为感兴趣的主题。一般而言，具有与这样的游乐园相关联的主题的位置可以被称为景点或主题化景点。认识到，通过利用虚拟特征来增强主题来为这样的景点增强顾客的沉浸体验可以是理想的。令人遗憾的是，为各种游乐园景点开发虚拟特征可能被证明是困难且耗时的。


技术实现要素：

3.在下文中阐明本文中所公开的某些实施例的概要。应当理解的是，仅仅提出这些方面以给读者提供这某些实施例的简短概要，并且，这些方面不旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可以包含可能未在下文中阐明的各种各样的方面。
4.在一个实施例中，一种用于向用户提供的增强现实（ar）体验的评价的系统包括：背景幕；物理灯，其配置成将光投射到背景幕上；以及显示系统。显示系统配置成显示虚拟特征，以使用户能够将虚拟特征察看为覆盖到背景幕上。该系统还包括通信地耦合到显示系统并耦合到物理灯的控制器。该控制器配置成：在虚拟空间内渲染虚拟特征；接收指示物理灯的操作参数的反馈；以及接收指示虚拟灯的状态的附加反馈，其中，虚拟灯的状态定义虚拟特征的外观。控制器还配置成基于指示物理灯的操作参数的反馈而将虚拟特征的外观调整成更新的外观、基于指示虚拟灯的状态的附加反馈而调整物理灯的操作参数或两者。
5.在一个实施例中，一种用于向用户提供的增强现实（ar）体验的评价的方法包括：经由显示系统来将虚拟特征覆盖到背景幕上，以使用户能够察看覆盖到背景幕上的虚拟特征。该方法还包括：从传感器接收指示配置成对背景幕进行照亮的物理灯的操作参数的反馈；以及在控制器处接收指示虚拟灯的状态的附加反馈，其中，虚拟灯的状态定义虚拟特征的外观。该方法还包括：基于指示物理灯的操作参数的反馈而经由控制器来将虚拟特征的外观调整成更新的外观、基于指示虚拟灯的状态的附加反馈而调整物理灯的操作参数或两者。
6.在一个实施例中，一种增强现实（ar）系统包括：显示系统，其配置成将虚拟特征覆盖到能够由用户察看的环境上；物理灯，其配置成对该环境进行照亮；以及控制器，其通信地耦合到显示系统和物理灯。该控制器配置成在具有虚拟灯的虚拟空间内渲染虚拟特征，其中，虚拟灯的状态定义虚拟特征的外观。控制器还配置成基于指示物理灯的操作参数的
反馈而调整虚拟灯的状态，并且基于指示虚拟灯的状态的附加反馈而调整物理灯的操作参数。
7.上文中所注意到的特征的各种改良可以关于本公开的各种方面而实施。同样地还可以将另外的特征并入于这些各种方面中。这些改良和附加特征可以个别地或以任何组合存在。
附图说明
8.当参考附图而阅读以下的详述时，本公开的这些及其它特征、方面以及优点将变得更好理解，在附图中，贯穿附图，相同的字符表示相同的部分，其中：图1是根据目前的实施例的可以被利用来将虚拟特征覆盖到现实世界环境上的增强现实（ar）系统的实施例的框图；图2是根据目前的实施例的可以在ar系统中使用的头戴式显示器的实施例的说明；以及图3是根据目前的实施例的可以在ar系统中使用的增强现实（ar）灯箱系统的实施例的说明。
具体实施方式
9.将在下文中描述一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简明描述，未在本说明书中描述实际实现方式的所有特征。应当意识到，在对任何这样的实际实现方式的开发中，如同在任何工程或设计项目中一样，必须作出许多特定于实现方式的决策以达到开发者的可能因实现方式而异的具体目标，诸如，对与系统相关的约束条件和与商业相关的约束条件的依从性。此外，应当意识到，这样的开发努力可能复杂并且耗时，但对于得益于本公开的普通技术人员而言，这样的开发努力将不过是设计、制作以及制造的常规任务。
10.当介绍本公开的各种实施例的元素时，冠词“一”、“一个”以及“该”旨在意味着存在元素中的一个或多个。用语“包含”、“包括”以及“具有”旨在为包括性的，并且意味着可能存在除了所列出的元素之外的附加元素。另外，应当理解，本公开的对“一个实施例
”ꢀ
或“一实施例”的引用不旨在被解释为排除还将所叙述的特征并入的附加实施例的存在。
11.游乐园可以包括一种增强现实（ar）系统，该系统配置成通过给顾客提供ar体验来使游乐园景点的顾客体验个性化或以其它方式增强游乐园景点的顾客体验。实际上，可以利用某些硬件配置、软件配置（例如，算法结构和/或建模的响应）的组合以及某些景点特征来给顾客提供可以可定制、个性化且交互的ar体验。
12.例如，察看装置（诸如，头戴式显示器（例如，电子护目镜或显示器、眼镜））可以配置成使游乐园顾客或其他用户能够察看ar和/或混合现实场景。特别地，可以利用头戴式显示器来通过例如将特征虚拟地添加或覆盖于与游乐园相关联的现实世界环境中来增强顾客体验、针对同一游乐园乘坐设施中的不同体验而提供能够调整的虚拟环境等等。令人遗憾的是，可能难以预测游乐园的各种现实世界环境中的某些ar特征的所感知的逼真性。特别地，对于开发者（例如，开发ar特征的设计工程师）而言，评价ar系统是否基于现实世界环境的某些照明条件而有效地调整ar特征的外观（例如，加阴影、着色）可能是乏味的或另外
是耗时的。
13.因此，本公开的实施例涉及一种在本文中被称为ar灯箱系统的虚拟对象模拟系统，该系统使开发者能够在各种模拟的现实世界设定中并且遍及各种各样的不同的照明条件评价特定ar特征的外观。特别地，ar灯箱系统使开发者能够评价配置成生成ar特征并且将ar特征覆盖到现实世界环境上（例如，经由头戴式显示器）的ar系统是否基于在现实世界环境的各种照明条件的方面的改变而有效地调整ar特征的外观。照此，ar灯箱系统可以促进以现实世界环境为基础而出现的ar特征的开发，并且可以促进用于将这样的ar特征覆盖到现实世界环境（诸如，游乐园景点的主题）上的算法的开发。
14.考虑到前文，图1是增强现实（ar）系统10的实施例的框图，增强现实（ar）系统10配置成使用户（例如，顾客、游乐园员工、乘坐交通工具的乘客）能够体验（例如，察看、与其交互）受控ar和/或混合现实场景。在一些实施例中，ar系统10可以包括通信网络14（例如，有线和/或无线通信网络，诸如无线局域网[wlan]、无线广域网[wwan]以及近场通信[nfc]）、控制器16以及一个或多个用户系统18（例如，游戏系统）。通信网络14可以包括使控制器16、一个或多个用户系统18和/或ar系统10的任何其它合适的部件彼此通信地耦合的有线或无线通信部件。
[0015]
控制器16可以是可编程逻辑控制器（plc）或其它合适的控制装置。控制器16可以包括处理器20（例如，通用处理器、片上系统[soc]装置、专用集成电路[asic]或一些其它类似处理器配置），处理器20操作性地耦合到存储器22（例如，有形非暂时性计算机可读介质和/或其它存储装置），以执行存储于存储器22中的指令。一个或多个用户系统18可以是中央处理单元（cpu）或其它合适的系统。如下文中所讨论的，控制器16和一个或多个用户系统18一般可以配置成渲染虚拟或增强图形，以用于覆盖到现实世界环境视图上。一个或多个用户系统18还可以负责某一游戏逻辑并且负责某些虚拟对象在现实空间中的放置。在某些实施例中，一个或多个用户系统18可以彼此通信地耦合，由此使多个用户能够参加共享游戏（例如，具有多个玩家的游戏）。在一些实施例中，一个或多个用户系统18中的每个可以包括用户输入装置26（例如，用户接口）或多个用户输入装置26的群组和计算机图形生成系统28。用户输入装置26可以通信地耦合到计算机图形生成系统28，并且，计算机图形生成系统28可以通信地耦合到显示系统29（例如，经由通信网络14）。
[0016]
如本文中所讨论的，在一些实施例中，显示系统29可以包括头戴式显示器（hmd）30，头戴式显示器30配置成由ar系统10的用户佩戴，并且配置成将ar特征覆盖到由用户感知的现实世界环境上。因此，头戴式显示器30可以使用户能够使超现实（surreal）环境32（例如，游戏环境）可视化并且感知超现实环境32，超现实环境32可以包括ar体验、混合现实体验、计算机介导的现实体验、它们的组合或其它类似超现实环境。即，超现实环境32可以包括可以利用ar特征来增强（例如，覆盖）的现实世界视图和对象。在一些实施例中，用户可以在乘坐（例如，游乐园乘坐）的持续时间期间或在另一预确定的点期间（诸如，在游戏期间、在游乐园的特定区域的入口处、在乘坐到与游乐园相关联的酒店期间、在酒店处等等）佩戴头戴式显示器30。
[0017]
计算机图形生成系统28可以生成并且传送将显示于头戴式显示器30上的ar图形。特别地，计算机图形生成系统28包括处理电路系统，诸如处理器34（例如，通用处理器或其它处理器）和存储器36，并且可以处理在为用户生成超现实环境32的方面有用的数据。在生
成超现实环境32的方面有用的数据可以包括但不限于从相应的头戴式显示器30、（一个或多个）用户输入装置26、控制器16接收的实时数据、由一个或多个用户系统18接收的各种传感器数据以及存储于存储器36中的数据。在一些实施例中，计算机图形生成系统28可以使用这样的数据来生成参考系，以将由头戴式显示器30呈现的ar特征与环绕用户的现实世界环境协调。
[0018]
例如，计算机图形生成系统28可以选择性地生成ar图形以显示于头戴式显示器30上，以反映在用户的取向、位置、注视方向、视野、运动等等的方面的改变。计算机图形生成系统28还可以选择性地生成ar图形，以反映在由一个或多个用户使用（一个或多个）用户输入装置26来提供的输入的方面的改变。此外，计算机图形生成系统28可以根据由计算机图形生成系统28存储（例如，在存储器36中）的某些预确定或建模的算法、基于可能引起ar特征受影响的模拟交互来生成ar图形。作为示例，预确定或建模的算法可以由物理引擎或类似模块实现或实现为计算机图形生成系统28的一部分。在某些实施例中，计算机图形生成系统28可以跟踪与共享游戏中的多个用户对应的在上文中阐明的信息或数据，使得共享游戏中的多个用户中的特定用户可以看到由共享游戏中的多个用户（例如，玩家）中的其他用户应用的游戏效果。
[0019]
应当意识到，显示系统29可以包括除了头戴式显示器30之外还使用以将ar特征覆盖到由用户感知的现实世界环境上的任何其它合适的显示装置和/或投影装置，或代替头戴式显示器30而使用以将ar特征覆盖到由用户感知的现实世界环境上的任何其它合适的显示装置和/或投影装置。因此，这样的显示装置和/或可视化装置使用户能够使超现实环境32可视化并且感知超现实环境32，超现实环境32包括利用ar特征来增强（例如，覆盖）的现实世界视图。作为非限制性示例，显示系统29可以包括一个或多个投影仪37，投影仪37配置成将ar特征（例如，光）直接地或间接地投射到用户的一只眼睛或两只眼睛中，使得用户可以将ar特征感知为覆盖到由用户察看的现实世界环境上。例如，在一些实施例中，一个或多个投影仪37可以作为配置成使ar图像直接地光栅化到用户的眼睛的虹膜和/或视网膜上的虚拟视网膜显示器操作。在某些实施例中，显示系统29可以包括任何其它合适的全息显示器或透明发光二极管（led）显示器。例如，显示系统29可以包括与用户分开的（例如，并非用户可佩戴的）独立透明显示器。
[0020]
在任何情况下，如上文中所讨论的，可能难以使ar特征的某些特征（例如，加阴影、着色、反射）与现实世界环境的瞬时环境条件（例如，照明条件）同步。实际上，对于开发者而言，在游乐园、酒店或其它区域的各种环境设定中评价ar特征的所感知的逼真性可能是乏味的或另外是耗时的。因此，开发者可能不能有效地调整可以被计算机图形生成系统28采用来以增强ar特征在特定现实世界环境中的外观（例如，由用户感知的逼真性）的方式渲染ar特征的建模的算法。
[0021]
因此，本文中所讨论的ar系统10的实施例包括ar灯箱系统38，ar灯箱系统38使开发者能够在测试环境中在各种模拟的现实世界设定（例如，主题）中并且遍及各种各样的不同环境条件（例如，自然照明条件或人工照明条件）有效地评价特定ar特征的外观。因此，开发者可以在各种设定中快速地评价ar特征的外观（例如，所感知的逼真性），这可以促进ar特征的开发以及被计算机图形生成系统28使用来控制ar特征的渲染和ar特征到现实世界环境视图上的覆盖的算法的开发。ar灯箱系统38可以通信地耦合到ar系统10的任何合适的
部件（诸如，例如耦合到控制器16或耦合到计算机图形生成系统28），并且将在下文中详细地讨论ar灯箱系统38。
[0022]
图2是可以被包括在显示系统29中的头戴式显示器30的实施例的说明。头戴式显示器30可以由用户40（诸如，游乐园的顾客、游乐园的员工或ar系统10的开发者）佩戴。当在游乐园设定中实现时，头戴式显示器30可以耦合（例如，经由电缆或电线来拴系）到乘客乘坐设施（例如，游乐园景点）的乘坐交通工具。例如，在一些实施例中，用户40（例如，顾客）可以购买或以其它方式被提供头戴式显示器30，以便在游乐园设定内使用。头戴式显示器30可以包括电子眼镜42（例如，ar眼镜、护目镜）和配置成容纳电子眼镜42的至少一部分的可佩戴部分44。头戴式显示器30可以单独使用或与其它特征组合一起使用，以创建超现实环境32。例如，在一些实施例中，头戴式显示器30可由用户40贯穿游乐园乘坐设施的持续时间佩戴。
[0023]
头戴式显示器30可以包括处理器46和存储器48（例如，有形非暂时性计算机可读介质）。处理器46和存储器48可以配置成允许头戴式显示器30充当显示器（例如，以从最终驱动头戴式显示器30的计算机图形生成系统28接收信号）。处理器46可以是通用处理器、片上系统（soc）装置、专用集成电路（asic）或某其他种类似处理器配置。
[0024]
头戴式显示器30可以包括跟踪系统50，跟踪系统50可以包括取向和/或位置传感器，诸如，加速度计、磁力计、陀螺仪、gps接收器、运动跟踪传感器、电磁和固态运动跟踪传感器、惯性测量单元（imu）、存在性传感器或其它传感器。跟踪系统50可以收集指示用户40的位置、取向、焦距、注视方向、视野、运动或它们的任何组合的实时数据。头戴式显示器30可以包括通信接口52（例如，包括无线收发器），通信接口52可以将经由跟踪系统50来捕获的实时数据传送到处理器46和/或计算机图形生成系统28以便进行处理。通信接口52还可以允许头戴式显示器30接收由计算机图形生成系统28传送的显示信号。
[0025]
在一些实施例中，电子眼镜42可以包括分别与用户40的每只眼睛对应的一对显示器60和62。在一些实施例中，可以代替一对显示器60、62而采用统一的显示器。通过非限制性示例的方式，显示器60、62可以各自包括液晶显示器（lcd）、有机发光二极管（oled）显示器或使用户40能够察看环绕用户40的实际物理环境（例如，现实世界环境）的现实世界图像66的其它类似显示器或透明屏。在某些实施例中，显示器60、62可以各自包括使用户40能够在物理环境或现实世界环境内察看现实世界对象68（例如，诸如长座椅的物理对象）的透明（例如，透视）led显示器或透明（例如，透视）oled显示器。换而言之，现实世界图像66一般表示用户40即使在不佩戴头戴式显示器30时也将看到的内容。
[0026]
电子眼镜42可以包括使显示器60、62能够将增强现实图像70覆盖到由用户40察看的现实世界图像66上的特征（例如，电路系统、光发射器）。即，在一些实施例中，光发射器可以将一个或多个虚拟特征投射到显示器60、62上，使得虚拟特征从显示器60、62反射并且反射到用户40的眼睛中。因而，头戴式显示器30可以使用户40能够通过基本上透明的一副电子眼镜42察看物理环境，其中，某些虚拟特征覆盖到电子眼镜42的表面上。因此，用户40可以感知到虚拟特征被集成到物理环境中。以此方式，在佩戴头戴式显示器30时，用户40可能感觉被超现实环境32完全地包围，使得用户40可以将超现实环境32感知为包括某些虚拟特征的现实世界物理环境。实际上，头戴式显示器30可以至少部分地控制用户40的视图，使得超现实环境32是具有覆盖到物理环境上的增强现实图像70的实际物理环境（例如，现实世
界图像66）。
[0027]
例如，显示器60、62可以将虚拟对象72或虚拟特征（例如，幽灵）覆盖到现实世界对象68（例如，长座椅）上，由此造成虚拟对象72物理地存在于现实世界环境中并且正与现实世界对象68交互的错觉（例如，头戴式显示器30可以造成幽灵坐在长座椅上的错觉）。在一些实施例中，增强现实图像70还可以用来覆盖现实世界对象68，使得现实世界对象68看起来被删除或不再存在（例如，现实世界对象68完全地或部分地用虚拟对象72或虚拟环境表示遮挡）。
[0028]
如上文中所注意到的，在一些实施例中，显示系统29可以替代头戴式显示器30而包括一个或多个投影仪37。在这样的实施例中，一个或多个投影仪37可以配置成将增强现实图像70直接地投射到用户40的眼睛中（例如，而无需用户40通过显示器察看物理环境），以使用户40能够感知被覆盖到物理环境的现实世界对象68上的虚拟对象72。在某些实施例中，显示系统29可以包括与用户40分开（例如，并非由用户40佩戴）并且定位于物理环境内的独立透明显示器（例如，液晶显示器（lcd）、有机发光二极管（oled）显示器或其它类似显示器）。独立透明显示器可以配置成以与在上文中关于电子眼镜42而讨论的技术类似的方式将增强现实图像70覆盖到现实世界图像66上。因此，当通过独立透明显示器察看物理环境时，用户40可以察看现实世界图像66，现实世界图像66具有覆盖于其上的增强现实图像70。
[0029]
在一些实施例中，现实世界环境可以包括可以对存在于现实世界环境中的物理对象进行照亮的各种照明源80（例如，入射阳光、用户操作的闪光灯或激光笔）。作为示例，在一些实施例中，可以给用户40提供作为游乐园景点的一部分的照明装置82（例如，闪光灯、激光笔）。照明装置82可以包括用户输入装置26或可以包括用户输入装置26的一部分。用户40可以使用照明装置82来对环绕用户40的某些现实世界对象68（例如，长座椅）选择性地进行照亮（例如，作为与游乐园景点相关联的游戏的一部分）。因此，用户40可以通过电子眼镜42感知现实世界环境的被用户选择性地照亮的区段。如果用户40将闪光朝向虚拟对象72（例如，幽灵）指引和/或将闪光指引到虚拟对象72上，则对虚拟对象72的外观（例如，遮蔽效果、颜色、反射）进行更新以生成照明装置82照亮了虚拟对象72的错觉可以是理想的。如下文中所讨论的，ar灯箱系统38使开发者能够有效地更新、修改和/或以其它方式调整可以由ar系统10实现的建模算法，以响应于这样的照明输入而调整虚拟对象72的外观，由此增强虚拟对象72的所感知的逼真性。实际上，在虚拟对象的外观的方面的调整与现实世界照明条件之间的这样的同步可以增强虚拟对象72物理地存在于现实世界环境中的错觉。
[0030]
为了促进以下的讨论，图3是ar灯箱系统38的实施例的示意图。如在上文中简短地讨论的，当在暴露于各种照明条件的现实世界环境中渲染时，ar灯箱系统38使开发者能够评价虚拟对象72的所感知的逼真性。特别地，ar灯箱系统38可以提供配置成再现被预期成贯穿游乐园乘坐设施或其中将实现虚拟对象72的另一景点的持续时间发生的某些现实世界照明条件的测试环境。因此，开发者可以评价计算机图形生成系统28是否适当地配置成在这样的照明条件下以逼真地出现的方式呈现虚拟对象72。实际上，ar灯箱系统38可以使开发者能够在虚拟对象72的评价和检查时在ar灯箱系统38的测试环境中所模拟的各种照明条件下对被采用来生成虚拟对象72（例如，经由计算机图形生成系统28）的建模算法快速地进行修改、更新和/或调整。因此，开发者可以定制计算机图形生成系统28的建模算法，以
响应于瞬时照明条件而在各种现实世界环境中更好地呈现（例如，渲染）虚拟对象72和/或在这样的现实世界环境中对虚拟对象72的外观更好地进行更新，由此增强虚拟对象72在这些环境中的所感知的逼真性。此外，ar灯箱系统38可以使开发者能够推导这样的对建模算法的修改，而不涉及其中将实现ar系统10的游乐园景点处的经验测试。
[0031]
例如，在所说明的实施例中，ar灯箱系统38包括物理舞台90（例如，环境），物理舞台90具有由一个或多个内壁94定义的背景幕92。因此，物理舞台90在现实世界环境内定义物理空间96。为了清楚起见，应当理解，物理舞台90可以包括定义物理空间96或物理空间96的一部分的任何合适的平台、表面、壁、面板或它们的组合。如下文中所讨论的，显示系统29（例如，头戴式显示器30、一个或多个投影仪37）可以配置成将虚拟对象72覆盖到背景幕92上，以使得使用显示系统29的用户40（例如，开发者）能够将虚拟对象72感知为定位于物理空间96内。ar灯箱系统38包括一个或多个物理灯100，物理灯100可以是个别可操作的，以对物理舞台90的某些部分进行照亮。具体地，在所说明的实施例中，ar灯箱系统38包括第一物理灯102、第二物理灯104以及第三物理灯106。为了清楚起见，如本文中所使用的，“物理灯”指位于现实世界环境内并且配置成对现实世界环境（诸如，物理舞台90）内的现实世界对象进行照亮的合适的照明装置。作为非限制性示例，这样的物理灯可以包括白炽灯灯泡、紧凑型荧光灯、卤素灯、氖灯、发光二极管（led）、闪光灯（例如，用户可操作的闪光灯和/或能够经由一个或多个致动器来控制的闪光灯）或任何其它合适的照明装置。应当注意到，物理灯100可以定位于由物理舞台90定义的物理空间96内，或可以定位于物理空间96外部。例如，在某些实施例中，物理灯100可以定位成与物理舞台90相邻，并且配置成将光投射到物理空间96中并且投射到背景幕92上。
[0032]
在某些实施例中，背景幕92可以包括显示于背景幕92上和/或与背景幕92集成的各种主题、设计和/或其它图形。例如，在一些实施例中，各种图形可以涂绘或绘制到背景幕92上，以模拟其中在虚拟对象72呈现于景点中时将显示虚拟对象72的特定环境（例如，空间主题、丛林主题）。在某些实施例中，各种图形可以经由投影系统来投射到背景幕92上，使得图形覆盖到背景幕92的表面上。在另外的实施例中，背景幕92中的部分或基本上全部可以包括配置成显示各种静止图像或视频馈送的一个或多个显示器。作为示例，一个或多个显示器可以包括液晶显示器（lcd）、有机发光二极管（oled）显示器、led显示器或用于显示图像数据的其它合适的显示器。如下文中所讨论的，应当意识到，背景幕92可以包括房间的一个或多个墙壁、地板和/或天花板，使得用户40可以在佩戴头戴式显示器30并且根据本文中所讨论的技术而利用ar灯箱系统38的同时横穿（例如，步行穿过）房间。
[0033]
在一些实施例中，物理灯100中的一个或多个可以是选择性地可控的，以输出特定颜色（例如，波长）的可见光。作为示例，一定数量/量的物理灯100可以包括可操作以选择性地将各种颜色的光投射到到背景幕92上的可控led。在某些实施例中，物理灯100可以配置成经由内部控制电路系统来调整光的强度（例如，发光强度）。在一些实施例中，可以除了可以被包括在物理灯100中的集成控制电路系统之外还使用一个或多个物理调整装置来调整由物理灯100输出的光的颜色和/或光的强度，或者代替可以被包括在物理灯100中的集成控制电路系统而使用一个或多个物理调整装置来调整由物理灯100输出的光的颜色和/或光的强度。例如，物理灯100可以与可以选择性地放置于物理灯100的前面以调整由物理灯100输出的光的颜色的相应的有色凝胶相关联。此外，物理灯100可以与配置成调整由物理
灯100输出的光的强度的相应的快门相关联。
[0034]
在一些实施例中，物理灯100中的某些可以耦合到可能可操作以调整物理灯100相对于物理舞台90的取向和/或位置的相应的致动器108。例如，致动器108可以配置成调整物理灯100将光指引到物理舞台90的特定部分上所成的角度。另外或备选地，致动器108可以调整物理灯100与物理舞台90之间的分隔距离和/或可以使物理灯100相对于物理舞台90移动。致动器108可以包括例如线性致动器、气动致动器、机电致动器或其它合适的致动器。照此，应当理解，致动器108可以配置成对物理灯100中的一个或多个赋予旋转运动、线性移动和/或其它移动。
[0035]
物理灯100和致动器108可以通信地耦合（例如，经由有线或无线通信部件）到灯控制器110或通信地耦合到ar灯箱系统38的另一合适的控制装置。如下文中所讨论的，灯控制器110可以配置成指导物理灯100调整由物理灯100中的每个输出的光的强度和/或光的颜色。此外，灯控制器110可以配置成指导致动器108调整物理灯100相对于物理舞台90的取向和/或位置。
[0036]
灯控制器110可以通信地耦合到ar灯箱系统38的灯箱控制器112，灯箱控制器112可以用于控制ar灯箱系统38的各种部件。在一些实施例中，灯箱控制器112可以包括计算机图形生成系统28或可以与计算机图形生成系统28集成。在其它实施例中，灯箱控制器112可以包括与计算机图形生成系统28分开并且配置成从计算机图形生成系统28接收信息或将信息发送到计算机图形生成系统28的控制器。例如，在一些实施例中，计算机图形生成系统28可以给灯箱控制器112提供使灯箱控制器112能够经由显示系统29（例如，经由头戴式显示器30和/或一个或多个投影仪37）来渲染并且显示虚拟特征的指令（例如，建模算法）。应当意识到，灯控制器110和灯箱控制器112可以各自包括使灯控制器110和灯箱控制器112能够执行本文中所讨论的技术和过程的相应的处理器114、116和相应的存储器118、120（例如，有形非暂时性计算机可读介质）。
[0037]
灯箱控制器112可以配置成生成（例如，渲染）虚拟舞台128，虚拟舞台128是物理舞台90的虚拟表示。虚拟舞台128可以定义配置成匹配物理空间96的大小和/或比例的虚拟空间130（例如，游戏空间）。换而言之，灯箱控制器112可以确保虚拟舞台128的相对尺寸与物理舞台90的相对尺寸成比例或相等。在一些实施例中，灯箱控制器112可以不将虚拟舞台128渲染为数字表示，而是代之以可以利用虚拟舞台128来定义虚拟空间130的外尺寸边界。虚拟空间130可以包括各自与物理灯100中的相应的一个相关联的一个或多个虚拟灯132。特别地，在所说明的实施例中，虚拟空间130包括分别与第一物理灯102、第二物理灯104以及第三物理灯106相关联的第一虚拟灯134、第二虚拟灯136以及第三虚拟灯138。为了清楚起见，如本文中所使用的，“虚拟灯”可以指配置成对虚拟空间130内的虚拟照明的表示进行更新的灯模拟。应当理解，尽管ar灯箱系统38的所说明的实施例包括三个物理灯100和三个虚拟灯132，在其它实施例中，ar灯箱系统38还是可以包括任何合适的量的物理灯100和对应的虚拟灯132。
[0038]
虚拟空间130可以包括虚拟对象72的表示140。表示140可以是虚拟对象72的模型（例如，数字表示）。特别地，根据上文中所讨论的技术，灯箱控制器112可以配置成作为使显示系统29能够将虚拟对象72覆盖到合适的现实世界环境上的输入向显示系统29提供表示140。换而言之，在一些实施例中，虚拟对象72可以是由灯箱控制器112生成的表示140的渲
染。如在本文中详细地讨论的，灯箱控制器112可以配置成基于在物理空间96的照明条件的方面的改变以及在虚拟空间130的照明条件的方面的改变而对表示140的外观进行更新（例如，着色、加阴影）。结果，在表示140的外观的方面的改变可以反映为在虚拟对象72的外观的方面的改变（例如，可以根据表示140而更新的虚拟对象72的渲染）。
[0039]
为了评价特定照明环境中的虚拟对象72的外观，开发者可以经由输入装置144（例如，用户输入装置26）来指导灯箱控制器112使用显示系统29来将虚拟对象72覆盖到背景幕92上。物理灯100可以配置成模拟可以由开发者指定的在物理空间96中的特定现实世界照明条件。例如，开发者可以指导（例如，经由向灯箱控制器112提供的输入）物理灯100模拟被预期成贯穿特定游乐园乘坐设施的持续时间发生的照明条件。物理灯100中的每个可以配置成给灯控制器110提供指示该特定物理灯100的当前操作参数的反馈。作为示例，这样的操作参数可以包括与物理灯100中的每个相关联的标识符（例如，用于区分第一物理灯102、第二物理灯104以及第三物理灯106的标识码）、由物理灯100中的每个输出的光的强度、由物理灯100中的每个输出的光的颜色（例如，色调）、物理灯100中的每个相对于物理舞台90的位置、物理灯中的每个相对于物理舞台90的取向或它们的组合。在某些实施例中，物理灯100可以包括配置成给灯控制器110提供指示前面提到的操作参数中的任一个或组合的反馈的传感器（例如，集成传感器）。另外或备选地，物理灯100可以与配置成给灯控制器110提供指示这样的操作参数的反馈的相应的传感器148（例如，外部传感器）相关联。例如，在一些实施例中，传感器148可以包括光学传感器（例如，光强度传感器、波长检测器）、gps传感器、光电传感器或其它合适的传感器。
[0040]
在某些实施例中，物理灯100和对应的致动器108中的一些可以配置成执行在时间上定义物理灯100的位置、取向、照明色调、照明强度和/或其它参数的特定照明序列（例如，预确定的照明序列）。该照明序列可以在特定操作或输入（例如，用户向耦合到灯箱控制器112的用户接口提供输入）和/或传感器反馈（例如，用户相对于物理舞台92朝向特定位置移动）时启动。与物理灯100相关联的照明序列可以存储于例如灯控制器110和/或灯箱控制器112的相应的存储器118、120中。另外或备选地，照明序列可以存储于物理灯100的相关联的存储器（例如，集成存储器）中。在任何情况下，在启动特定照明序列时物理灯100中的一个或多个可以在执行对应的照明序列期间给灯箱控制器112提供指示物理灯100的当前操作参数的反馈。即，灯箱控制器112可以代替从传感器148接收指示物理灯100的操作参数的反馈而直接地从配置成执行照明序列的物理灯100的对应的控制器接收指示物理灯100的当前操作参数的反馈。
[0041]
在一些实施例中，ar灯箱系统38可以包括一个或多个环境照明传感器150，环境照明传感器150配置成给灯控制器110提供指示环绕物理舞台90的环境照明的反馈（例如，环境照明反馈）。作为非限制性示例，一个或多个环境照明传感器150可以配置成给灯控制器110提供指示投射到物理舞台90上的自然太阳光或指示可以从定位于物理舞台90上方的附加照明装置投射到物理舞台90上的模拟太阳光的反馈。在某些实施例中，一个或多个环境照明传感器150中的一些可以耦合到配置成调整环境照明传感器150相对于物理舞台90的位置的受致动操纵器（例如，机器人操纵器）。因此，受致动操纵器可以使一个或多个环境照明传感器150能够在沿着物理舞台90的各种位置处采集指示环境照明条件的反馈。受致动操纵器可以通信地耦合到灯箱控制器112，由此使灯箱控制器112能够发送指令，以经由受
致动操纵器来调整一个或多个环境照明传感器150的位置。在一些实施例中，显示系统29可以配置成用ar特征覆盖受致动操纵器，使得对于通过显示系统29察看物理舞台90的开发者（例如，用户40），受致动操纵器看起来被删除或不再存在（例如，显示系统29可以用虚拟环境表示完全地或部分地遮挡受致动操纵器）。
[0042]
灯控制器110可以给灯箱控制器112提供指示从物理灯100接收的反馈和/或从传感器148和/或环境照明传感器150接收的反馈的信息。应当意识到，在某些实施例中，物理灯100、传感器148和/或环境照明传感器150可以直接地向灯箱控制器112提供这样的反馈。实际上，在这样的实施例中，可以从ar灯箱系统38省略灯控制器110。在任何情况下，灯箱控制器112可以基于由物理灯100提供的反馈、由传感器148提供的反馈和/或由环境照明传感器150提供的反馈而对虚拟空间130内的虚拟照明条件（例如，虚拟灯132的相应的状态）进行更新。例如，灯箱控制器112可以基于对应的物理灯100在物理空间96内的确定的位置和/或确定的取向而对虚拟灯132中的每个在虚拟空间130内的位置和/或取向进行更新。特别地，灯箱控制器112可以调整虚拟灯132相对于虚拟空间130的位置参数（例如，位置、取向），以匹配物理灯100相对于物理空间96的位置参数（例如，位置、取向）。此外，灯箱控制器112可以基于由物理灯100投射的光的当前颜色和/或强度而对渲染到表示140上的虚拟照明的颜色和/或强度进行更新。
[0043]
作为非限制性示例，灯箱控制器112可以配置成从第一物理灯102直接地或间接地接收指示第一物理灯102的操作参数或多个操作参数（诸如，第一物理灯102（例如，相对于物理舞台90）的位置、第一物理灯102（例如，相对于物理舞台90）的取向、由第一物理灯102输出的光的色调（例如，颜色）和/或由第一物理灯102输出的光的强度（例如，发光强度））的反馈。在接收到这样的反馈时，灯箱控制器112可以配置成对第一虚拟灯134的状态进行更新，以匹配第一物理灯102的对应的（一个或多个）操作参数。即，灯箱控制器112可以调整第一虚拟灯134（例如，相对于虚拟舞台128）在虚拟空间130内的位置和/或取向，以匹配第一物理灯102（例如，相对于物理舞台90）在物理空间96中的当前位置和当前取向。因此，灯箱控制器112可以基于第一物理灯102在物理空间96内的位置和/或取向而调整虚拟灯渲染到表示140上所成的角度。灯箱控制器112还可以调整由第一虚拟灯134渲染的虚拟光的色调和强度，以匹配由第一物理灯102输出的光的色调和强度。因此，灯箱控制器112可以将渲染到表示140上的虚拟光的颜色和强度调整成由第一物理灯102输出的光的颜色和强度。换而言之，通过调整第一虚拟灯134的状态（例如，基于第一物理灯102的操作参数），灯箱控制器112可以调整（例如，更新）虚拟对象72的外观。
[0044]
根据前面提到的技术，灯箱控制器112可以分别基于第二物理灯104和第三物理灯106的照明输出而调整由第二虚拟灯136和第三虚拟灯138渲染的虚拟光。即，灯箱控制器112可以基于分别来自第二物理灯104和第三物理灯106内的集成传感器的反馈和/或来自传感器148（例如，位于第二物理灯104和第三物理灯106外部的传感器）的反馈而调整由第二虚拟灯136和第三虚拟灯138渲染的虚拟光。以此方式，灯箱控制器112可以基于物理灯100的操作参数而调整表示140的渲染的外观（例如，加阴影、加亮、着色）并且因而调整虚拟对象72的渲染的外观。实际上，灯箱控制器112可以基本上实时地执行前面提到的技术，以响应于在物理空间96中的物理灯100的操作参数（例如，位置、取向、色调、强度）的方面的改变而调整虚拟对象72的外观。ar灯箱系统38由此使开发者能够评价虚拟对象72的渲染的外
观是否看起来与由物理灯100生成的照明条件逼真地相称地。换而言之，开发者可以确定计算机图形生成系统28是否响应于在通过物理灯100的照明输出的方面的改变而适当地调整虚拟对象72的外观。
[0045]
作为示例，开发者可以确定当物理灯100中的一个或多个相对于物理舞台90移动和/或被指导输出不同色调或强度的光时，灯箱控制器112是否以在空间上和/或在时间上逼真的方式调整虚拟对象72的加阴影和/或遮蔽。实际上，开发者可以使用ar灯箱系统38来模拟例如贯穿特定游乐园乘坐设施的持续时间可能发生的各种现实世界照明条件（例如，经由物理灯100），并且响应于在现实世界照明条件的方面的这样的改变而评价瞬时地调整虚拟对象72的外观的逼真性。因此，开发者可以在具有ar灯箱系统38的测试环境中预测虚拟对象将如何出现于游乐园的特定设定中。因此，ar灯箱系统38可以使开发者能够在确定当前采用的算法以不切实际或不适当的方式调整虚拟对象72的外观时，对用于对虚拟对象72的外观进行更新的算法作出调整。照此，ar灯箱系统38使开发者能够以使灯箱控制器112和/或计算机图形生成系统28能够更有效地生成由物理灯100输出的光与虚拟对象72交互（例如，从虚拟对象72反射、改变虚拟对象72的着色或加阴影）的错觉的方式更好地定制灯箱控制器112和/或计算机图形生成系统28的建模算法。应当意识到，灯箱控制器112可以基于由环境照明传感器150提供的环境照明反馈而调整由第一虚拟灯134、第二虚拟灯136和/或第三虚拟灯138中的任何渲染的光。照此，灯箱控制器112可以基于环绕物理舞台90的背景幕92的环境照明条件而调整虚拟对象72的外观。
[0046]
在一些实施例中，除了基于物理灯100的操作参数而调整虚拟灯132的操作状态之外，ar灯箱系统38还可以配置成基于虚拟灯132的操作状态（例如，虚拟灯132相对于虚拟舞台128的位置和/或取向、由虚拟灯132渲染的虚拟光的色调和/或强度）而调整物理灯100的操作参数（例如，物理灯100相对于物理舞台90的位置和/或取向、由物理灯100输出的光的色调和/或强度），或者代替基于物理灯100的操作参数而调整虚拟灯132的操作状态，ar灯箱系统38还可以配置成基于虚拟灯132的操作状态（例如，虚拟灯132相对于虚拟舞台128的位置和/或取向、由虚拟灯132渲染的虚拟光的色调和/或强度）而调整物理灯100的操作参数（例如，物理灯100相对于物理舞台90的位置和/或取向、由物理灯100输出的光的色调和/或强度）。例如，开发者可以经由通过输入装置144提供的指令来指导灯箱控制器112调整虚拟灯132的操作状态。特别地，开发者可以使用输入装置144来调整第一虚拟灯134（例如，相对于虚拟舞台128）的位置，调整第一虚拟灯134（例如，相对于虚拟舞台128）的取向，调整由第一虚拟灯134渲染的虚拟光的色调（例如，颜色）和/或调整由第一虚拟灯134渲染的虚拟光的强度。这样的指令可以用于模拟可以在由计算机图形生成系统28生成的游戏（诸如，作为游乐园景点的一部分呈现的游戏）期间由用户提供的可能的用户输入。根据上文中所讨论的技术，在接收到这样的指令时，灯箱控制器112可以调整表示140的外观和虚拟对象72的外观。基本上，灯箱控制器112可以与调整虚拟对象72的外观联合而调整（例如，经由对应的致动器108）第一物理灯102在物理空间96中（例如，相对于物理舞台90）的位置和/或取向，以匹配第一虚拟灯134在虚拟空间130中（例如，相对于虚拟舞台128）的当前位置和取向（例如，状态）。另外，灯箱控制器112可以调整由第一物理灯102输出的光的色调和/或强度，以匹配由第一虚拟灯134渲染的虚拟光的色调和强度（例如，状态）。应当理解的是，根据这些技术，灯箱控制器112可以分别基于第二虚拟灯136和第三虚拟灯138的状态而调整第二
物理灯104和第三物理灯106的操作参数。
[0047]
以此方式，灯箱控制器112可以基于虚拟对象72的更新的外观而调整物理灯100的操作参数（例如，如由虚拟灯132的操纵所定义的那样）。灯箱控制器112可以将物理灯100的操作参数（例如，位置、取向、色调、强度）基本上实时地调整成在虚拟对象72的外观的方面的指定的调整，由此使开发者能够评价物理灯100是否以同步且与虚拟对象72的调整的外观逼真地相称的方式调整物理灯100的照明输出。因此，ar灯箱系统38可以使开发者能够在确定当前采用的算法以不切实际的方式（例如，关于虚拟对象72的外观的调整）调整物理灯100的操作时，对用于控制物理灯100的操作的算法作出调整。
[0048]
在某些实施例中，灯箱控制器112可以配置成确定物理灯100中的一个或多个的故障状况的发生。例如，灯箱控制器112可以确定物理灯100中的一个或多个是否正低效地操作或不操作（例如，起因于灯内的灯丝的失效）。在检测到这样的故障状况时，灯箱控制器112可以向开发者提供提示开发者对物理灯100中的一个或多个实行维护（例如，置换、维修）的通知（例如，经由诸如头戴式显示器30之类的合适的显示装置、可听警报）。在某些实施例中，与物理灯100中的每个相关联的标识符可以使灯箱控制器112能够关于物理灯100（例如，第一物理灯102、第二物理灯104、第三物理灯106）中的哪个正特别地引发故障状况而通知开发者。例如，灯箱控制器112可以经由标识符的显示来通知开发者表现出故障状况的特定物理灯的位置（例如，响应于检测到故障状况的发生）。
[0049]
在一些实施例中，ar灯箱系统38可以是配置成容易被转移到各种测试位置或设定的便携式套件。例如，物理舞台90可以被设置大小以用于放置于桌子或其它合适的结构上。灯控制器110和灯箱控制器112也可以容纳于便携式结构中，并且配置成通信地耦合到物理舞台90的部件，诸如，物理灯100、传感器148、150和/或致动器108。在一些实施例中，灯控制器110、灯箱控制器112和/或被包括在ar灯箱系统38中的其它特征可以集成于物理舞台90的合适的部分内。应当意识到，在其它实施例中，物理舞台90可以缩放成任何合适的大小。例如，在一些实施例中，物理舞台90可以被设置大小成使开发者能够站立于物理舞台90上和/或横过物理舞台90行进，以从各种视角（例如，相对于物理舞台90）察看虚拟对象72。此外，某些道具（例如，电子动物形象、剧场道具、其它对象）可以放置于物理舞台90上，以使开发者能够评价虚拟对象72相对于物理舞台90上的道具的外观。在一些实施例中，物理舞台90包括具有上文中所讨论的物理舞台90的特征（例如，背景幕92、物理灯100、致动器108等等）的房间。照此，用户（例如，开发者、游乐园景点的顾客）可以根据上文中所讨论的技术而利用ar灯箱系统38来察看各种现实世界设定中的虚拟对象。
[0050]
如上文中所阐明的，本公开的实施例可以提供对在各种模拟的现实世界设定中并且遍及各种各样的不同的照明条件评价ar特征的外观有用的一个或多个技术效果。特别地，本文中所讨论的ar灯箱系统可以使开发者或其他用户能够更有效地开发以现实世界环境为基础而出现的ar特征，并且开发用于将这样的ar特征覆盖到现实世界环境上的算法。应当理解，本说明书中的技术效果和技术问题是示例而非限制性的。实际上，应当注意到，本说明书中所描述的实施例可以具有其它技术效果，并且能够解决其它技术问题。
[0051]
虽然本公开中所阐明的实施例可能易受各种修改和备选形式的影响，但具体实施例已在附图中通过示例的方式示出并且已在本文中详细地描述。然而，应当理解，本公开不旨在限于所公开的特定形式。本公开将涵盖落入如由以下的所附权利要求书定义的本公开
的精神和范围内的所有修改、等同体以及备选方案。
[0052]
本文中所提出并且要求保护的技术被引用并且应用于实际性质的物质对象和具体示例，所述物质对象和具体示例可论证地改进本技术领域并且照此不是抽象的、无形的或纯理论的。而且，如果本说明书的末尾所附的任何权利要求包含指定为“用于[实行]
……
[功能]的部件”或“用于[实行]
……
[功能]的步骤”的一个或多个元素，则旨在这样的元素将根据35 u.s.c. 112（f）而解释。然而，对于包含以任何其它方式指定的元素的任何权利要求，旨在这样的元素将并非根据35 u.s.c.
ꢀ§ꢀ
112（f）而解释。