微软AR/VR专利分享：根据用户面部的3D扫描生成定制面垫
根据用户面部的3D扫描生成定制面垫
（映维网Nweon 2024年08月21日）大多数头显产品仅提供预定义尺寸配置的面垫，例如大中小。有限的选项可能会导致用户体验下降。
在一份专利申请中，微软提出可以根据用户面部的3D扫描生成定制的面垫。基于所述3D扫描可形成支撑结构，并且可将光聚合物材料置于所述支撑结构之上。当定位在支撑结构上时，可对光聚合物材料进行照明或其他处理，以使光聚合物材料固化和/或硬化，从而形成定制的面垫。
图2描绘了一个头显200，包括垫片组件204。如下所述，可定制符合用户面部特征的一个或多个组件。
图3示出了垫片组件304的各个方面。在图3的示例中，垫片组件304包括基础垫片310、定制垫片边缘320、传感器阵列330。基础垫片310固定到头戴式设备的底盘。
基础垫片310可以包括非为特定用户定制的垫片组件304的组件。对于特定类型的头戴式设备产品，基础垫片310可以具有预定义尺寸，但所述尺寸不是专门定制以符合任何特定用户的面部特征。
所述示例垫片组件304的定制垫片320配置为介入在所述基础垫片310和用户面部之间。定制垫片320可以定制尺寸和/或形状，以符合或适合个人用户的面部特征。
可基于与单个用户相关联的面部扫描数据为单个用户形成定制垫片320。在一个实施例中，自定义垫片320由光聚合物材料形成，而所述材料可基于面部扫描数据形成并通过照明过程固化/硬化。
在一个实施例中，进行固化和/或硬化光聚合物材料以形成定制垫片边缘320以在整个定制垫片320中提供定制和/或可变刚度。
图4示出的垫片组件304的定制垫片320选择性地连接到基础垫片310。
头戴式设备的定制垫片320和基础垫片310之间的选择性连接功能可以使单个头戴式设备可供多个用户使用，并同时实现与多个用户的面部特征的定制一致性。例如，单个头显可以由多人家庭使用。每个用户都可以根据自己的面部特征定制自己的垫片320。
所以，每个个人用户可以在使用共享头显之前选择性地将自己的定制垫片320连接到基础垫片310，并且可以在使用后选择性地断开自己的定制垫片320与共享头显的连接，以便下一个用户能够将自己的定制垫片320连接到共享头显。
在一个实施例中，定制垫片320具有预定的基础尺寸。例如，对应于预定的基础垫片310的尺寸，以便能够在定制垫片320和基础垫片310的连接特征之间对齐。在一个实施例中，多个定制垫片可与单个用户相关联。
图3的示例垫片组件304的传感器阵列330配置为与基础垫片310和/或定制垫片圈320接口。例如，传感器阵列330配置为介入基础垫片310和定制垫片320之间。
在一个实施例中，传感器阵列330可包括用于促进基础垫片310和定制垫片320之间的选择性连接的连接特征。
图3的示例垫片组件304的传感器阵列330配置为便于追踪围绕定制垫片320的面部特征。例如，用户面部特征的位移可能导致定制垫圈320的部分位移，进而导致传感器阵列330的相应部分位移。传感器阵列330可以检测这样的位移，以便准确地追踪用户面部配置和/或表情的各个方面。
为了方便这种面部追踪功能，传感器阵列330可包括各种类型的至少部分可变形材料。传感器阵列330可以配置为检测由连接垫片304的头戴式设备的发送系统发出的信号，并且可以利用检测到的信号来获取面部追踪信息。
在一个实施例中，所述传感器阵列330采用射频天线阵列的形式，所述射频天线阵列配置为检测由头戴式设备的发射器系统发射的无线电信号。所以，传感器阵列330可以有利地实现为低功率系统。
传感器阵列330可以通过电路连接到头戴式设备，电路不受传感器阵列330和/或传感器阵列330连接到的定制垫片320的形状的影响。传感器阵列330可以包括任何数量的离散传感器组件，其协同操作以促进面部追踪。
图4描述了垫片组件304的传感器阵列330。图4表明，可以操作传感器阵列330以方便获取面部追踪输出402。
面部追踪输出402可为用户的面部特征提供位置和/或运动信息。其中，用户的面部特征与连接到传感器阵列330的定制垫片320有关。所述面部追踪输出402可选地用于推断不直接与所述定制垫片320相关的面部特征的位置和/或运动信息。
图4同时描述了基于图像的人脸追踪系统410。可以操作基于图像的人脸追踪系统410以方便获取人脸追踪输出412。
在一个实施例中，可以组合利用人脸追踪输出402和人脸追踪输出412，以方便人脸追踪。例如，图4描绘了通过融合器420将人脸追踪输出402与人脸追踪输出412融合以获得复合人脸追踪输出430。
如上所述，定制垫片320以基于面部扫描数据形成。图5提供了为用户获取面部扫描数据的概念表示。
面部扫描数据510可以包括基于当用户504将其头部移动到不同位置时获得的图像或视频数据的一个或多个3D模型(。面部扫描数据510可以另外或交替地捕获用户504的面部特征的位移。由于用户504具有不同的面部表情，可以根据所获得的图像或视频数据，对用户504的不同面部表情测量用户504的面部特征的位移。
面部扫描数据510可用于确定垫片组件各个方面。例如，可以利用在面部扫描数据510中表示的用户面部的3D形状来选择或推荐供用户使用的基础垫片的预定义尺寸。
作为另一示例，面部扫描数据510可用于选择将进一步定制以符合用户面部形状的定制垫片的基本尺寸。作为另一个示例，人脸扫描数据510可用于选择定制垫片的形状。
如上所述，可以为单个用户获取面部扫描数据510，以促进为单个用户定制的定制垫片的形成，并且可以为多个用户获取面部扫描数据510，以促进特定群体定制垫片的形成。
图6示出用于形成定制垫片的设备600。设备600包括可根据用户脸型620调整和/或重新配置的支撑部件602。图6的左部分示出了收回支撑构件602的装置600，图6的右部分示出了伸出支撑构件602的装置600。
在一个实施例中，支撑构件602配置为驱动并从支撑构件壳体604伸出以符合用户脸型620，从而形成支撑结构606，其上可放置材料以形成用于脸型620的定制垫片。
在一个实施例中，支撑构件602将支撑结构606划分为不同的区域608。例如，支撑构件602可以包括从外壳604延伸到符合面部形状620的壁，并且将支撑结构606划分为由相邻墙壁之间的空间形成的区域608。不同区域608中的至少一些可以与各自的照明组件610相关联。所述照明组件610配置为照亮与所述支撑结构606定位一致的材料，以形成定制垫片。
如上所述，脸型620可以用和/或基于面部扫描数来表示。在一个实施例中，延伸支撑构件602的脸型620包括用户的实际物理面部。
图7示出了图6中的器件600。将光聚合物垫片702暴露在来自照明组件610的光下，可导致光聚合物垫片702固化或硬化，以形成定制垫片。
在一个实施例中，可以为不同的照明组件610实现不同的照明特性，以处理光聚合物垫片702。对不同的照明组件利用不同的照明特性可导致不同的属性，例如刚性和/或弹性/可变形性特性。
如上所述，支撑所述光聚合物垫片702的所述支撑结构606的支撑构件602可将所述支撑结构606划分为不同的区域608，所述不同的区域608可与不同的照明元件610相关联。在一个实施例中，支撑构件602可以运行以阻挡来自相邻区域608的相邻照明组件610的光，从而减轻交叉照明，并使光聚合物垫片702的不同区域608以不同的照明特性照射/固化，以在照明/固化后实现不同的材料特性。
构成第一区域608A和第二区域608B的支撑部件602可以至少部分地减轻来自第一照明组件610A的光对光聚合物垫片702的第二区域702B的影响。类似地，构成第一区域608A和第二区域608B的支撑构件602可以至少部分地减轻来自第二照明组件610B的光对光聚合物垫片702的第一区域702A的影响。
在一个实施例中，基于面部扫描数据选择由设备600的各种照明组件实现的照明特征。如上所述，面部扫描数据可以捕获与用户面部特征位移相关的信息。这种位移可用于选择定制垫片的刚度特性。
图8描绘了通过照射图7的光聚合物垫片702而形成的完整的定制垫片802。图8示出从设备600的支撑结构606取下的定制垫片802。
图10示出形成定制垫片相关的动作的流程图1000。
在1002，获取与一个或多个用户关联的面部扫描数据。面部扫描数据捕获一个或多个用户的一个或多个面部特征的位移。
在1004，定位支撑结构的多个支撑构件以符合基于面部扫描数据的用户面部形状。在一个实施例中，多个支撑构件将支撑结构划分为多个区域。支撑结构的多个区域中的每个区域可以与各自的照明组件相关联。
在1006，照亮位于与支撑结构的支撑构件一致的光聚合物垫片，其中照明使光聚合物垫片的至少两个区域获得不同的刚性特性。
在1008，将定制垫片固定到连接接口。连接接口使得定制垫片能够选择性地与基础垫片连接或断开。
图11示出了形成自定义用户设备组件的流程图1100。
在1102，获取与一个或多个用户关联的身体结构扫描数据。
在1104，将支撑结构的多个支撑构件定位为符合基于所述身体结构扫描数据的身体结构形状。
在1106，照亮与支撑结构的支撑构件一致定位的光聚合物用户装置组件。
相关专利：Microsoft Patent | Customized face tracking systems and methods
名为“Customized face tracking systems and methods”的微软专利申请最初在2023年2月提交，并在日前由美国专利商标局公布。
