來源:
http://bit.ly/3wPHfVZ
本文:
Meta為打造其元宇宙，不斷開發各種讓人類視覺/聽覺/觸覺沉浸式體驗之技術與設備，企
圖營造讓人們在數位世界虛擬場景之臨場感，而為了實現這一目標Meta已申請一系列的專
利，例如過去Meta元宇宙中專利系列介紹（一）的「頭像化身保真度和個性化」、專利系
列介紹（二）的「元宇宙之眼 - 機械仿生眼」、專利系列介紹（三）的「人類瞳孔轉向
搭配HMD/NED整合AR/VR」、專利系列介紹（四）的「基於雷達之人工實境追蹤裝置」，以
及專利系列介紹（五）的「人工實境之前饋防撞」等專利。需稍微一提的是，系列介紹（
三）是透過雷達追蹤人體的各部位的相對位置與相對速度，而即將要介紹的本系列（六）
主要是透過磁場變化來追蹤人體各部位的相對位置與相對速度。
Meta於2019年7月申請「為追蹤人體姿態之人工實境可穿戴磁感應系統」(artificial
reality wearable magnetic sensor system for body pose tracking)專利，並在2021
年12月獲准案號為US 11,194,386 B1之美國專利（以下稱本專利），代表圖示如下，其揭
露一種人工實境系統（標號1），包含電腦設備（標號118）、頭戴式顯示器（HMD:
head-mounted display，標號112），可穿戴的磁感測系統（標號127）以及與操控台（
console，標號106）耦合連結的感測器（標號90）。可穿戴的磁感測系統又包含一可穿戴
之物件（標號130）、磁感測元件（標號125）以及磁發射器（圖未示），該可穿戴之物件
設有一或多個磁感測元件（標號125），其被用以分佈環繞在一玩家（標號110A）的身體
軀幹，而磁發射器用以產生磁場，當磁感應元件接收到來自磁發射器的磁場變化後，可獲
取追蹤身體姿勢的磁感應數據。透過磁感應元件佈置在玩家的身體不同位置，如此可最大
化地提高追蹤之精確度，並最小化磁感應元件與磁發射器之間的干擾。
https://imgur.com/a/QrN9asM
具體而言，本專利是透過與操控台耦合連結的感測器（標號90）感測玩家身上的磁感測元
件（標號125）的訊號變化，而能追蹤玩家的肢體移動，並且在玩家的HMD內可看見人工實
境內容（標號122A）中的自己被虛擬化身為一騎士頭像化身（標號120A），而在該電腦設
備（如智慧手機、平板電腦或筆記型電腦）上也可同時看到人工實境內容（標號122B）中
的盔甲騎士頭像化身。
根據本專利所揭露的技術內容，基本上是以擴增實境(Augmented Reality，AR)的技術作
為發明基礎。所謂的AR，其實可直接比擬之前很夯的「寶可夢精靈(Pokémon GO)」，當
時很多人拿著智慧手機聚集在公園、街道、海邊、廣場等各地，從清晨到半夜都在忙著抓
寶。亦即，透過智慧手機的攝影鏡頭，看到實體環境中有虛擬的神獸飛來飛去，像這種將
虛擬資訊（或虛擬物件）融入實體環境的做法就是AR的特色。
本專利明確地點出AR應用的特色：使用者（即標號110B）從智慧手機或平板電腦透過無線
連結控制台（console，標號106）的操控而可看到實際場景中的一位玩家（即標號110A）
被虛擬化為一位身穿鐵甲武士裝並揮動手、手持利劍穿著盔甲、擺動身體的盔甲騎士頭像
化身。然而，技術實作上較特別的是，本專利是利用玩家所穿戴的衣物或配件上的磁感測
元件去偵測隨著肢體的運動所發生的磁場變化而對應產生的感測數據，然後該感測數據就
隨著電磁波而傳送到網路中的感測器（即標號90），最後再透過控制台(console)構建或
渲染人工實境內容。本專利也宣稱這樣的技術也可應用如視訊會議、導航、教育、培訓模
擬等各種應用程式，並予以人工實境化。
至於前面所述的磁感測元件，其實就是人們所熟悉在智慧手機中一定會有的重力感測器
(G-sensor)或陀螺儀(gyroscope[1]，這些都是用來和感測器、操控台交互作用，以測量
肢體運動過程中的受力情況、旋轉角度、運動軌跡，並定位肢體上每一點在空間中的所在
位置。
再參考下圖，其係本專利的另一個實施例，與前一實施例不同處在於，實體物件（標號
108A-C）可分別虛擬化成人工實境內容中的虛擬物件（標號128A-C），兩個盔甲騎士頭像
化身在人工實境內容中相互交戰。
https://imgur.com/a/qastd45
最後本專利更指出，透過結合感測器原本就有的校正、感測器與攝像機之間的校正，以及
感測器與肢體骨骼間的校正等各階段的演算法，甚至於結合AI做校正而更能大幅提升追蹤
姿勢的準確度，這是滿足元宇宙中的良好沉浸式體驗不可或缺一環的要素。
Meta專利中描述的技術，正努力創造一個人們可工作和娛樂的數位世界。以上「可穿戴磁
感測系統」(wearable magnetic sensor system)的專利，正好描述針對身體上使用各種
不同的設備來收集使用者的生物特徵數據(biometric data)。此外，又描述一幅帶有電子
顯示屏幕的眼鏡，可為人的每隻眼睛提供單獨的影像，同時頭上的小工具能追蹤其眼球運
動，以更流暢地顯示數位場景，Meta擬透過此建構一更逼真的3D環境，好讓使用者沉浸在
元宇宙世界中。
心得:
Meta另一項專利為基於用戶自己的照片，透過用戶頭上的設備來完成，該設備拍攝用戶
的 3D 圖像，再將其上傳到元宇宙中。