CN108037902A - 头戴显示设备的显示方法、设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种头戴显示设备的显示方法、设备和系统。该方法包括：获取虚拟人物的移动事件；判断所述移动事件是否触发防眩晕效果；如果是，则启动防眩晕效果，所述防眩晕效果包括：控制显示画面的周边区域的亮度低于中心区域的亮度。应用本方法可以起到防眩晕的效果，并且不影响用户的正常使用。

Description

头戴显示设备的显示方法、设备和系统

技术领域

本公开涉及头戴显示技术领域，更具体地，涉及头戴显示设备的显示方法、头戴显示设备和头戴显示系统。

背景技术

头戴显示设备例如是头戴虚拟现实显示设备或者头戴增强现实显示设备等，越来越受到用户的欢迎。

用户控制头戴显示设备中的虚拟人物时，常会因用户视野内的场景在短时间内发生巨大变化而产生眩晕的不适感。

发明内容

本公开的目的在于提供一种头戴显示设备的显示方法，以降低眩晕感。

根据本公开的第一方法，提供一种头戴显示设备的显示方法，包括以下步骤：获取虚拟人物的移动事件；判断所述移动事件是否触发防眩晕效果；如果是，则启动防眩晕效果，所述防眩晕效果包括：控制显示画面的周边区域的亮度低于中心区域的亮度。

可选地，所述判定所述移动事件是否触发防眩晕效果包括：判断在所述移动事件中虚拟人物的移动距离；如果所述移动距离大于设定距离阈值，则启动防眩晕效果；或者判断在所述移动事件中虚拟人物的视角的转动角度；如果所述转动角度大于设定角度阈值，则启动防眩晕效果。

可选地，所述判定所述移动事件是否触发防眩晕效果包括：判断在所述移动事件中虚拟人物的移动距离及完成所述移动距离所需时间；如果所述移动距离大于设定距离阈值并且所述时间小于设定时间阈，则启动防眩晕效果；或者判断在所述移动事件中虚拟人物的视角的转动角度及完成所述转动角度所需时间；如果所述转动角度大于设定角度阈值并且所述时间小于设定时间阈，则启动防眩晕效果。

可选地：在虚拟人物的移动完成时或完成前的设定时间起或完成后的设定时间起，恢复显示画面亮度至正常显示亮度。

可选地，所述虚拟人物的移动事件包括：虚拟人物在当前场景中的主动移动事件、被动触发移动事件。

可选地，所述控制显示画面的周边区域的亮度低于中心区域的亮度包括：在当前视野的靠近用户的一侧显示灰度图像，所述灰度图像的周边围区域的亮度低于中心区域的亮度。

可选地，所述控制显示画面的周边区域的亮度低于中心区域的亮度包括：在当前视野的靠近用户的一侧显示灰度图像，所述灰度图像的周边区域的亮度低于中心区域的亮度；所述恢复显示画面的亮度至正常显示亮度包括：取消在当前视野的靠近用户的一侧显示灰度图像。

可选地，所述取消在当前视野的靠近用户的一侧显示灰度图像包括：增大所述灰度图像的透明度，直至透明度增大到设定透明度阈值后取消显示所述灰度图像。

根据本公开的第二方面，提供一种头戴显示设备，包括控制单元，所述控制单元运行时执行根据第一方面所述的方法。

根据本公开的第三方面，提供一种头戴显示系统，包括头戴显示设备和主机，所述头戴显示设备用于显示主机输出的显示数据；所述主机用于向头戴显示设备输出显示数据，并且所述主机包括控制单元，所述控制单元运行时执行根据权利第一方面所述的方法。

本公开所提供的方法通过对头戴显示设备中虚拟人物的移动事件进行分析，判定这种移动事件是否触发防眩晕效果。提供了启动防眩晕效果的机制，一方面避免了用户的眩晕感，另一方面不会因不必要的防眩晕效果给用户的操作带来不便。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本公开实施例提供的头戴显示设备的显示方法的流程示意图。

图2(a)-图2(b)示出了本公开提供的显示方法的效果的一个例子。

图3示出了本公开实施例提供的头戴显示设备的硬件配置的框图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参见图1所示，本公开提供的显示方法包括以下步骤。

在步骤11，获取虚拟人物的移动事件。

在头戴显示设备上运行的应用程序中，例如游戏程序中，用户通过操作手柄或按键之类的硬件以控制游戏中虚拟人物的移动，这类移动称为主动移动事件。又例如游戏程序中第二用户进行操作，造成第一用户所控制的虚拟人物的移动，这类移动称为被动触发移动事件。

无论以上哪种移动事件，反映在程序中，均表现为虚拟人物在这个虚拟世界的坐标的变化。虚拟人物的坐标包括虚拟人物位置坐标和虚拟人物的视角坐标。视角坐标反映了虚拟人物的面部或者说眼睛的朝向。

在步骤12，判断所述移动事件是否触发防眩晕效果。

例如，计算在本次移动事件中虚拟人物的移动距离，如果这个移动距离大于设定距离阈值，则启动防眩晕效果。虚拟人物在当前的虚拟环境中移动较大的距离，那么用户从虚拟人物的视角所看到的景象会发生较大的改变，这种情况下如果不启动防眩晕效果，则容易给用户带来不适。

又例如，计算在本次移动事件中虚拟人物的视角的转动角度，如果这个转动角度大于设定角度阈值，则启动防眩晕效果。虚拟人物在当前的虚拟环境中转身或转头，用户从虚拟人物的视角所看到的景象也会发生较大的改变。本领域技术人员同样可以对这类移动事件设置防眩晕效果。

又例如，对上述两种情况增加判定的参数：时间或者说速度。当虚拟人物快速完成上述两种移动事件，则启动防眩晕效果。当虚拟人物缓慢完成上述两种移动事件，则不启动防眩晕效果。

如果所述移动距离大于设定距离阈值并且耗时小于设定时间阈，则启动防眩晕效果，否则不启动。

如果所述转动角度大于设定角度阈值并且耗时小于设定时间阈，则启动防眩晕效果。

在步骤13，如果是，则启动防眩晕效果，所述防眩晕效果包括：控制显示画面的周边区域的亮度低于中心区域的亮度。

头戴显示设备在用户眼前呈现的虚拟世界是立体的，本领域技术人员可以设置在用户眼前不同视觉距离显示不同的图像。

在当前视野的靠近用户的一侧显示灰度图像，所述灰度图像的周边区域的亮度低于中心区域的亮度。

这样用户透过这个灰度图像看到的整体图像的周边区域要比中心区域暗，用户的注意力会集中在当前画面的中间区域。当周边区域的亮度足够暗时，用户几乎或者完全不会注意周边区域的图像。如此，减小用户看到的图像的视角，起到防眩晕效果。另一方面，由于设定了启动防眩晕效果的判定标准，只在需要启动防眩晕效果时启动防眩晕效果，不会对用户的操作造成干扰。

进一步地，本领域技术人员同样可以设置，中心区域的亮度也相对于正常显示的情况下的亮度整体也调暗，但是调暗的程度低于周边区域调暗的程度。这样，进一步有利于防眩晕。

本公开提供的方法还包括取消上述防眩晕效果的步骤。

例如，在虚拟人物的移动完成时或完成前的设定时间起或完成后的设定时间起，恢复显示画面亮度至正常显示亮度。

对应于前述通过灰度图像实现防眩晕效果的方案，在本步骤中，取消在当前视野的靠近用户的一侧显示灰度图像。

一种情况下，本领域技术人员可以设置直接取消在当前视野的靠近用户的一侧显示灰度图像。这样，当前显示的画面直接恢复到正常显示亮度。

另一种情况下，可以设置渐变地取消在当前视野的靠近用户的一侧显示灰度图像。具体方法例如：增大所述灰度图像的透明度，直至透明度增大到设定透明度阈值后取消显示所述灰度图像。

本发明所述的头戴显示设备可以为外接式头戴显示设备或者一体式头戴显示设备，其中外接式头戴显示设备需要与外部处理系统(例如计算机处理系统、主机、主控手柄等)配合使用。

参见图2(a)所示的画面，这是虚拟人物处于启动一次跳跃动作之前看到的图像。接下来，虚拟人物将跳跃到图中的B点位置。在虚拟人物跳跃的过程中启动本公开所提供的防眩晕效果，参见图2(b)所示。在这个效果中，用户通过虚拟人物的视角看到的图像的周边区域的亮度要比中间区域的亮度低。进一步，中间区域的亮度相对于正常显示的亮度的降低程度也是比周边区域小的。在虚拟人物完成本次跳跃动作后，或者即将完成本次跳跃动作时，立刻或者渐变地取消这种防眩晕效果。

图3示出了一些实施例中头戴显示设备100的内部配置结构示意图。

显示单元101可以包括显示面板，显示面板设置在头戴显示设备100上面向用户面部的侧表面，可以为一整块面板、或者为分别对应用户左眼和右眼的左面板和右面板。显示面板可以为电致发光(EL)元件、液晶显示器或具有类似结构的微型显示器、或者视网膜可直接显示或类似的激光扫描式显示器。

虚拟图像光学单元102以放大方式拍摄显示单元101所显示的图像，并允许用户按放大的虚拟图像观察所显示的图像。作为输出到显示单元101上的显示图像，可以是从内容再现设备(蓝光光碟或DVD播放器)或流媒体服务器提供的虚拟场景的图像、或者使用外部相机110拍摄的现实场景的图像。一些实施例中，虚拟图像光学单元102可以包括透镜单元，例如球面透镜、非球面透镜、菲涅尔透镜等。

输入操作单元103包括至少一个用来执行输入操作的操作部件，例如按键、按钮、开关或者其他具有类似功能的部件，通过操作部件接收用户指令，并且向控制单元107输出指令。

状态信息获取单元104用于获取穿戴头戴显示设备100的用户的状态信息。状态信息获取单元104可以包括各种类型的传感器，用于自身检测状态信息，并可以通过通信单元105从外部设备(例如智能手机、腕表和用户穿戴的其它多功能终端)获取状态信息。状态信息获取单元104可以获取用户的头部的位置信息和/或姿态信息。状态信息获取单元104可以包括摄像头、6轴传感器、9轴传感器、陀螺仪传感器、加速度传感器、全球定位系统(GPS)传感器、地磁传感器、多普勒效应传感器、红外传感器、射频场强度传感器中的一个或者多个。此外，状态信息获取单元104获取穿戴头戴显示设备100的用户的状态信息，例如获取用户在当前画面的注视的位置、用户的操作状态(用户是否穿戴头戴显示设备100)、用户的动作状态(诸如静止、行走、跑动和诸如此类的移动状态，手或指尖的姿势、眼睛的开或闭状态、视线方向、瞳孔尺寸)、精神状态(用户是否沉浸在观察所显示的图像以及诸如此类的)，甚至生理状态。

通信单元105执行与外部装置的通信处理、调制和解调处理、以及通信信号的编码和解码处理。另外，控制单元107可以从通信单元105向外部装置发送传输数据。通信方式可以是有线或者无线形式，例如移动高清链接(MHL)或通用串行总线(USB)、高清多媒体接口(HDMI)、无线保真(Wi-Fi)、蓝牙通信或低功耗蓝牙通信，以及IEEE802.11s标准的网状网络等。另外，通信单元105可以是根据宽带码分多址(W-CDMA)、长期演进(LTE)和类似标准操作的蜂窝无线收发器。

头戴显示设备100还可以包括存储单元，存储单元106是配置为具有固态驱动器(SSD)等的大容量存储设备。一些实施例中，存储单元106可以存储应用程序或各种类型的数据。例如，用户使用头戴显示设备100观看的内容可以存储在存储单元106中。

头戴显示设备100还可以包括控制单元107，控制单元107可以包括计算机处理单元(CPU)或者其他具有类似功能的设备。一些实施例中，控制单元107可以用于执行存储单元106存储的指令，该指令被执行时用以实现前述各实施例提供的方法或者控制单元107还可以包括用于执行本申请一些实施例公开的方法、功能和操作的电路。

图像处理单元108用于执行信号处理，比如与从控制单元107输出的图像信号相关的图像质量校正，以及将其分辨率转换为根据显示单元101的屏幕的分辨率。然后，显示驱动单元109依次选择显示单元101的每行像素，并逐行依次扫描显示单元101的每行像素，因而提供基于经信号处理的图像信号的像素信号。

一些实施例中，头戴显示设备100还可以包括外部相机。外部相机110可以设置在头戴显示设备100主体前表面，外部相机110可以为一个或者多个。外部相机110可以获取三维信息，并且也可以用作距离传感器。另外，探测来自物体的反射信号的位置灵敏探测器(PSD)或者其他类型的距离传感器可以与外部相机110一起使用。外部相机110和距离传感器可以用于检测穿戴头戴显示设备100的用户的身体位置、姿态和形状。另外，一定条件下用户可以通过外部相机110直接观看或者预览现实场景。

一些实施例中，头戴显示设备100还可以包括声音处理单元，声音处理单元111可以执行从控制单元107输出的声音信号的声音质量校正或声音放大，以及输入声音信号的信号处理等。然后，声音输入/输出单元112在声音处理后向外部输出声音以及输入来自麦克风的声音。

需要说明的是，图3中虚线框示出的结构或部件可以独立于头戴显示设备100之外，例如可以设置在外部处理系统(例如计算机系统、主机、主控手柄等)中与头戴显示设备100配合使用；或者，虚线框示出的结构或部件可以设置在头戴显示设备100内部或者表面上。前一种情况下，头戴显示设备100与所述外部处理系统构成头戴显示系统。此时，外部处理系统可以包括控制单元，该控制单元用于执行上述任一实施例所提到的方法，该外部处理系统输出图像信息至头戴显示设备，头戴显示设备可以用于向用户展示外部处理系统输出的图像信息。

需要说明的是，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。但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。另外，对于装置实施例而言，由于其是与方法实施例相对应，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的对应部分的说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可是不是物理上分开的。

另外，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本发明实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种头戴显示设备的显示方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取虚拟人物的移动事件；

判断所述移动事件是否触发防眩晕效果；

如果是，则启动防眩晕效果，所述防眩晕效果包括：控制显示画面的周边区域的亮度低于中心区域的亮度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述判定所述移动事件是否触发防眩晕效果包括：

判断在所述移动事件中虚拟人物的移动距离；

如果所述移动距离大于设定距离阈值，则启动防眩晕效果；或者

判断在所述移动事件中虚拟人物的视角的转动角度；

如果所述转动角度大于设定角度阈值，则启动防眩晕效果。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述判定所述移动事件是否触发防眩晕效果包括：

判断在所述移动事件中虚拟人物的移动距离及完成所述移动距离所需时间；如果所述移动距离大于设定距离阈值并且所述时间小于设定时间阈，则启动防眩晕效果；或者

判断在所述移动事件中虚拟人物的视角的转动角度及完成所述转动角度所需时间；如果所述转动角度大于设定角度阈值并且所述时间小于设定时间阈，则启动防眩晕效果。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

在虚拟人物的移动完成时或完成前的设定时间起或完成后的设定时间起，恢复显示画面亮度至正常显示亮度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述虚拟人物的移动事件包括：

虚拟人物在当前场景中的主动移动事件、被动触发移动事件。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述控制显示画面的周边区域的亮度低于中心区域的亮度包括：在当前视野的靠近用户的一侧显示灰度图像，所述灰度图像的周边围区域的亮度低于中心区域的亮度。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述控制显示画面的周边区域的亮度低于中心区域的亮度包括：在当前视野的靠近用户的一侧显示灰度图像，所述灰度图像的周边区域的亮度低于中心区域的亮度；

所述恢复显示画面的亮度至正常显示亮度包括：取消在当前视野的靠近用户的一侧显示灰度图像。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述取消在当前视野的靠近用户的一侧显示灰度图像包括：

增大所述灰度图像的透明度，直至透明度增大到设定透明度阈值后取消显示所述灰度图像。

9.一种头戴显示设备，其特征在于，包括控制单元，所述控制单元运行时执行根据权利要求1-8任一项所述的方法。

10.一种头戴显示系统，包括头戴显示设备和主机，其特征在于，

所述头戴显示设备用于显示主机输出的显示数据；

所述主机用于向头戴显示设备输出显示数据，并且

所述主机包括控制单元，所述控制单元运行时执行根据权利要求1-8任一项所述的方法。