CN106998462A - 一种头戴显示系统 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于立体显示技术领域，提供了一种头戴显示系统，该系统包括：主机和虚拟现实设备，所述虚拟现实设备包括中间交互模块和虚拟现实模块，所述主机与中间交互模块通过第一视频接口和第一通讯接口进行通讯，中间交互模块用于将第一视频接口中从主机输出第一视频信号转化为与虚拟现实模块适配的第二视频信号输出至虚拟现实模块；和/或将虚拟现实模块输出的第一通行信号转化为与第一通讯接口适配的第二通行信号输出至主机。本发明，通过中间交互模块，增加了两者之间的接口的兼容性，并解决了虚拟现实模块的处理能力不足带来眩晕问题。
Description
技术领域
本发明属于立体显示技术领域，尤其涉及一种头戴显示系统。
背景技术
虚拟现实模块是利用人的左右眼获取信息差异，引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉的一种头戴式立体显示器，其显示原理是左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感，虚拟现实模块作为虚拟现实的显示设备，具有小巧和封闭性强的特点，在军事训练，虚拟驾驶，虚拟城市等项目中具有广泛的应用。
现有虚拟现实模块与主机之间通讯接口不统一，大多数虚拟现实模块仅仅支持type c，但是当前支持type c接口的主机并不多，这样很多主机都无法和虚拟现实模块进行适配。现有虚拟现实模块的处理能力有限且适配的视频格式单一，但是3D视频格式有些是上下的，有的是左右的；输出的屏幕长宽比是不同，有的是4:3，有的是16:9。现有虚拟现实模块存在使观看者产生眩晕的问题，其中，一个原因是头部运动和视觉观测到的头部运动的不匹配，因为人类对于头部转动和相对应的视野的变化是极度敏感的，如果用户的头转动了，而相对的视野转动有延迟，只要很微小的延迟就能感觉得到，即头动和视野的延迟不能超过20ms，不然就会非常明显，20ms的延迟时间对于VR头显而言是一个非常大的挑战，首先需要足够精确的办法来测定头部转动的速度、角度和距离，可以使用惯性陀螺仪(反应灵敏但是精度差)或者光学方法来实现，然后主机需要及时渲染出画面，虚拟现实模块也需要及时地显示出画面，这一切都需要在20ms以内完成，相应的，如果每一帧显示的时间距离上一帧超过20ms，那么人眼同样也会感到延迟，另外一个原因，虚拟现实模块的显示屏分辨率至少应该是4K，而其处理能力不足，人眼在观看VR设备的时候就很有可能产生纱窗效应从而导致眩晕。
综上所述，现有虚拟现实模块由于缺少统一的标准和处理能力不足，存在兼容性差，不能兼容适用各种格式的3D视频，及由此引发的各种性能差和用户体验不高的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种头戴显示系统，旨在解决现有虚拟现实模块由于缺少统一的标准，存在兼容性差，不能兼容适用各种格式的3D视频，及由此引发的各种性能差和用户体验不高的问题。
提供一种头戴显示系统，该系统包括：主机和虚拟现实设备，其特征在于，所述虚拟现实设备包括中间交互模块和虚拟现实模块，所述主机与中间交互模块通过第一视频接口和第一通讯接口进行通讯，中间交互模块用于将第一视频接口中从主机输出第一视频信号转化为与虚拟现实模块适配的第二视频信号输出至虚拟现实模块；和/或将虚拟现实模块输出的第一通行信号转化为与第一通讯接口适配的第二通行信号输出至主机。
进一步地，所述中间交互模块具体用于将第一视频信号的刷新率转化为虚拟现实模块的预设刷新率，进而获取第二视频信号，并将第二视频信号输出至虚拟现实模块。
进一步地，所述中间交互模块具体用于将第一视频信号的分辨率转化为虚拟现实模块的预设分辨率，进而获取第二视频信号，并将第二视频信号输出至虚拟现实模块。
进一步地，所述中间交互模块具体用于将第一视频信号的视频格式转化为虚拟现实模块的预设视频格式，进而获取第二视频信号，并将第二视频信号输出至虚拟现实模块，所述视频格式包括3D视图格式和屏幕尺寸比。
进一步地，所述第一通行信号、第二通行信号包括IMU(Inertial MeasurementUnit，惯性测量单元)数据；
所述主机用于根据所述第二通行信号中包括IMU数据，对主机存储的下一帧视频进行预先渲染。
进一步地，所述主机具体用于采集视频下一帧边缘N行的像素点，提取出所有像素点的色彩像素信息，根据所述色彩像素信息的运动趋势预先对所有像素点进行渲染，所述N为大于1的正整数。
进一步地，所述主机包括PC、移动控制设备的任一种。
进一步地，所述中间交互模块包括现场可编程门阵列(Field－ProgrammableGate Array，FPGA)或复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)。
本申请实施例包括以下优点：
通过在主机和虚拟现实模块之间增加中间交互模块，由中间交互模块作为两者的中介，增加了两者之间的接口的兼容性，同时，解决了虚拟现实模块处理能力不足带来眩晕问题，增加了虚拟现实的应用范围，提高了用户体检。
附图说明
图1是本发明实施例提供的头戴显示系统的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述：
图1示出了本发明实施例一提供的头戴显示系统的具体结构框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。在本实施例中，该头戴显示系统包括：主机11和虚拟现实设备12，所述虚拟现实设备12包括中间交互模块121和虚拟现实模块122，主机11与虚拟现实设备12的中间交互模块121通过第一视频接口和第一通讯接口进行通讯，所述中间交互模块121用于将第一视频接口中从主机11输出的第一视频信号转化为与虚拟现实模块122适配的第二视频信号输出至虚拟现实模块122；和/或将第二通讯接口从虚拟现实模块122输出的第一通行信号转化为与第一通讯接口适配的第二通行信号输出至主机11。
在本实施例中，所述主机11包括PC、移动控制设备的任一种。所述中间交互模块121包括现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)。
其中，第一视频接口包括type c接口、dp接口或hdmi接口。第一通讯接口包括usb2.0接口或usb3.0接口。第二视频接口包括type c接口、dp接口或hdmi接口。第二通讯接口包括usb2.0接口、usb3.0接口、spi接口和iic接口。
进一步地，所述中间交互模块121具体用于将第一视频信号的刷新率转化为虚拟现实模块122的预设刷新率，进而获取第二视频信号，并将第二视频信号输出至虚拟现实模块122。其中，第一视频信号的刷新率为15、24、30或60Hz，所述预设刷新率为120Hz。
进一步地，所述中间交互模块121具体用于将第一视频信号的分辨率转化为虚拟现实模块122的预设分辨率，进而获取第二视频信号，并将第二视频信号输出至虚拟现实模块122。其中，第一视频信号的分辨率可以为任一分辨率，预设分辨率为4k。第一视频信号的分辨率可能为1k、2k、4k或者更高，而虚拟现实设备的预设分辨率为4k。当第一视频信号的分辨率高于预设分辨率时，通过抽值算法对视频图像进行处理，降低输入视频的分辨率；当第一视频信号的分辨率低于预设的分辨率，则通过插值算法对视频图像进行处理，从而使得两者的分辨率达到适配。所述插值算法包括：在每帧图像采用统一的数据模型的传统插值方法和边沿信息的自适应插值算法。
进一步地，所述中间交互模块121具体用于将第一视频信号的视频格式转化为虚拟现实模块122的预设视频格式，进而获取第二视频信号，并将第二视频信号输出至虚拟现实模块122，所述视频格式包括3D视图格式和屏幕尺寸比。
进一步地，所述第一通行信号、第二通行信号包括IMU(Inertial MeasurementUnit，惯性测量单元)数据；
所述主机11用于根据所述第二通行信号中包括IMU数据，对主机11存储的下一帧视频进行预先渲染。
进一步地，所述主机11具体用于采集视频下一帧边缘N行的像素点，提取出所有像素点的色彩像素信息，根据所述色彩像素信息的运动趋势预先对所有像素点进行渲染，所述N为大于1的正整数。
本实施例，通过在主机和虚拟现实模块之间增加中间交互模块，由中间交互模块作为两者的中介，增加了两者之间的接口的兼容性，同时，解决了虚拟现实模块处理能力不足带来眩晕问题，增加了虚拟现实的应用范围，提高了用户体检。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、控制器、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的控制器。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令控制器的制造品，该指令控制器实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的一种头戴显示系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (8)
1.一种头戴显示系统，包括：主机和虚拟现实设备，其特征在于，所述虚拟现实设备包括中间交互模块和虚拟现实模块，所述主机与中间交互模块通过第一视频接口和第一通讯接口进行通讯，中间交互模块用于将第一视频接口中从主机输出第一视频信号转化为与虚拟现实模块适配的第二视频信号输出至虚拟现实模块；和/或将虚拟现实模块输出的第一通行信号转化为与第一通讯接口适配的第二通行信号输出至主机。
2.根据所述权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中间交互模块具体用于将第一视频信号的刷新率转化为虚拟现实模块的预设刷新率，进而获取第二视频信号，并将第二视频信号输出至虚拟现实模块。
3.根据所述权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中间交互模块具体用于将第一视频信号的分辨率转化为虚拟现实模块的预设分辨率，进而获取第二视频信号，并将第二视频信号输出至虚拟现实模块。
4.根据所述权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中间交互模块具体用于将第一视频信号的视频格式转化为虚拟现实模块的预设视频格式，进而获取第二视频信号，并将第二视频信号输出至虚拟现实模块，所述视频格式包括3D视图格式和屏幕尺寸比。
5.根据所述权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一通行信号、第二通行信号包括IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)数据；
所述主机用于根据所述第二通行信号中包括IMU数据，对主机存储的下一帧视频进行预先渲染。
6.根据所述权利要求5所述的系统，其特征在于，所述主机具体用于采集视频下一帧边缘N行的像素点，提取出所有像素点的色彩像素信息，根据所述色彩像素信息的运动趋势预先对所有像素点进行渲染，所述N为大于1的正整数。
7.根据所述权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主机包括PC、移动控制设备的任一种。
8.根据所述权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中间交互模块包括现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammable Logic Device，CPLD)。
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