CN109089098A - 虚拟现实装置及虚拟现实装置的操作方法 - Google Patents

Abstract

一种虚拟现实装置及虚拟现实装置的操作方法，其方法包含：虚拟现实装置根据一用户的一观看角度播放一对应视野的影像内容；及当虚拟现实装置侦测到一观看仰角大于一预定角度持续超过一预定时间时，该虚拟现实装置进入一锁定模式，于该锁定模式中，虚拟现实装置固定播放一主要视野的影像内容，当用户转动或移动时，虚拟现实装置播放影像内容视角不会改变。本发明可根据预设条件决定是否进入锁定模式，并在锁定模式下提供固定视野的主要影片内容，以达到方便用户使用及节省电量的功效。

Description

虚拟现实装置及虚拟现实装置的操作方法

技术领域

本发明涉及虚拟现实装置，具体涉及一种虚拟现实装置及其操作方法。

背景技术

虚拟现实(virtual reality，VR)又称虚拟环境，主要是利用计算机仿真产生一个三维空间的视觉虚拟世界，有时还会辅以其他感官的模拟，让使用者能够感觉身临其境，并能够在虚拟的三维世界里进行探索。也就是说，虚拟现实的装置可以根据用户的位置及视角，产生对应的画面，让使用者在移动的过程中感受到临场感。

为了让用户在使用虚拟现实装置时，能够有更宽广的视角，而不至于被周围的景物干扰而降低临场感，虚拟现实装置一般常会以头盔或护目镜的样式包覆用户的双眼。然而在实际操作时，虚拟现实装置的重量常造成用户的不便，轻易晃动的画面也常造成使用者的不适，这些缺点在长时间使用时特别明显。此外，在跟着用户的视角改变影像画面的过程中，虚拟现实装置常需要以较高的画面帧率(frame rate)，例如60帧/秒的方式显示画面，以减少用户的晕眩感，然而如此一来，当使用者进行长时间的使用行为时，即使使用者维持静止姿势没有移动或转动视角，虚拟现实装置也仍然需要维持画面的运算耗能，使虚拟现实装置的电池供电不能持续到使用行为结束。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种虚拟现实装置及虚拟现实装置的操作方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种虚拟现实装置的操作方法；包含：

虚拟现实装置根据一用户的一观看角度播放一对应视野的影像内容；及

当所述虚拟现实装置侦测到一观看仰角大于一预定角度持续超过一预定时间时，该虚拟现实装置进入一锁定模式，于该锁定模式中，所述虚拟现实装置固定播放一主要视野的影像内容，当所述用户转动或移动时，所述虚拟现实装置播放影像内容视角不会改变。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，另包含：当所述虚拟现实装置侦测到所述观看仰角持续大于所述预定角度超过所述预定时间时，显示一提示画面以提示所述用户该虚拟现实装置即将进入所述锁定模式。

2．上述方案中，另包含于所述锁定模式中，所述虚拟现实装置调降播放影像的帧率。

3．上述方案中，另包含于所述锁定模式中，在所述虚拟现实装置调降播放影像的所述帧率后，该虚拟现实装置调降至少一内部处理器的至少一操作频率。

4．上述方案中，另包含于所述锁定模式中，当所述虚拟现实装置所播放的影像格式为二维格式时，该虚拟现实装置仅绘制一单眼视觉或平面视觉的影像内容。

5．上述方案中，另包含当所述虚拟现实装置播放影像完毕时，该虚拟现实装置离开所述锁定模式。

6．上述方案中，另包含当所述虚拟现实装置侦测到所述观看仰角小于所述预定角度时，该虚拟现实装置离开所述锁定模式。

为达到上述目的，本发明采用的另一技术方案是：

一种虚拟现实装置的操作方法；包含：

虚拟现实装置根据一用户的一观看角度播放一对应视野的影像内容；

当所述用户选择一锁定模式时，所述虚拟现实装置进入一锁定模式，于该锁定模式中，该虚拟现实装置固定播放一主要视野的影像内容；及

于所述锁定模式中，所述虚拟现实装置调降播放影像的帧率。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，另包含于所述锁定模式中，在所述虚拟现实装置调降播放影像的所述帧率后，该虚拟现实装置调降至少一内部处理器的至少一操作频率。

2．上述方案中，另包含于所述锁定模式中，当所述虚拟现实装置所播放的影像格式为二维格式时，该虚拟现实装置仅绘制一单眼视觉或平面视觉的影像内容。

为达到上述目的，本发明采用的装置技术方案是：

一种虚拟现实装置，包含：

一显示模块，用以显示一左眼画面及一右眼画面；

一感测元件，感测一用户配戴虚拟现实装置的头部动作；

一图形处理元件，根据所述感测元件感测到的数据，实时根据所述用户的视野绘制所述左眼画面与所述右眼画面以供所述显示模块显示；及

一处理元件，根据所述感测元件感测到的数据，判断所述用户的一观看仰角是否大于一预定角度持续超过一预定时间，当所述观看仰角大于所述预定角度持续超过所述预定时间，则进入一锁定模式，于该锁定模式中，所述虚拟现实装置固定播放一主要视野的影像内容。

附图说明

附图1为本发明一实施例虚拟现实装置的示意图；

附图2为图1虚拟现实装置的使用情境图；

附图3为图1虚拟现实装置的操作方法流程图。

以上附图中：100．虚拟现实装置；110．显示模块；120．感测元件；130．绘图处理元件；140．处理元件；K．三维空间；S1．区域；S2．区域；200．方法；S210至S296．步骤。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：图1为本发明一实施例的虚拟现实装置100的示意图，虚拟现实装置100包含显示模块110、感测元件120、图形处理元件130及处理元件140。感测元件120可感测用户配戴虚拟现实装置100时的头部动作，图形处理元件130可例如能够绘制三维图形的图形处理单元(Graphic Processing Unit，GPU)，并可根据感测元件120所感测到的资料，实时根据用户的视野绘制左眼画面与右眼画面，并通过显示模块110来显示左眼画面及右眼画面。也就是说，在本发明的部分实施例中，显示模块110具有两个显示面板，并分别显示左眼画面及右眼画面，以提供使用者具有立体临场感的视觉效果。在部分实施例中，显示模块110则是仅具有一个显示面板，该显示面板的显示区域包含左眼画面区域及右眼画面区域。处理元件140可例如为中央处理元件(Central Processing Unit，CPU)。虚拟现实装置可以是各种头戴式显示设备(Head Mounted Display，HMD)，其作业方式可能是：独立产生虚拟现实画面、连接外部计算处理装置接收视讯后显示、或是手机等移动运算装置可拆卸式地安装在头戴式光学机构上，利用手机的显示模块110、感测元件120、图形处理元件130及处理元件140产生虚拟现实画面。

图2为本发明一实施例的虚拟现实装置100的使用情境图。在图2中，使用者正挂戴着虚拟现实装置100来观看虚拟现实影片中三维空间K的内容，而随着使用者观看角度的改变，虚拟现实装置100也会随着呈现对应视野的影像内容。举例来说，当使用者以低于水平角度的观看角度观看时，虚拟现实装置100可能会呈现三维空间K中区域S1的影像内容；当使用者以高于水平角度的观看角度观看时，虚拟现实装置100可能会呈现三维空间K中区域S2的影像内容。

然而，实际上当用户利用虚拟现实装置100观看影片时，影片的重点内容常会维持在固定的主要视野当中，此外，画面的晃动常会带来晕眩感，因此使用者在操作时，很少会持续地转动视线。再者，由于虚拟现实装置100本身具有相当重量，因此若使用者须长时间的维持水平视角来观看主要的影片内容，则常常会让感到疲倦，然而一旦使用者采取仰躺的姿势来减轻颈部的负重，随着视角转动又无法看到位于水平视角的主要影片内容。

为能够更贴近使用者的使用习惯，虚拟现实装置100的处理元件140可以根据感测元件120所感测到的数据，判断用户的观看仰角是否大于预定角度持续超过预定时间。当观看仰角大于预定角度持续超过预定时间，便可进入锁定模式。在锁定模式中，虚拟现实装置100将固定播放主要视野的影像内容，而不会实时根据用户的观看视角呈现对应视野的影像内容。如此一来，不仅能够方便使用者操作与观看，也能够简化虚拟现实装置100的运算，延长虚拟现实装置100的使用时间。

图3为本发明一实施例的虚拟现实装置100的操作方法200的流程图，操作方法200包含步骤S210至S296。

S210：虚拟现实装置100根据用户的观看角度播放对应视野的影像内容；

S215：虚拟现实装置100侦测到观看仰角持续大于预定角度的时间是否超过预定时间，若是，执行步骤S220，若否，则跳至步骤S210；

S220：显示提示画面以提示用户虚拟现实装置100即将进入锁定模式；

S230：虚拟现实装置100进入锁定模式，于锁定模式中，虚拟现实装置100固定播放主要视野的影像内容；

S240：于锁定模式中，虚拟现实装置100调降播放影像的帧率(frame rate)；

S250：在虚拟现实装置100调降播放影像的帧率后，虚拟现实装置100调降至少一内部处理器的至少一操作频率；

S260：于锁定模式中，当虚拟现实装置100所播放的影像格式为二维(twodimensional)格式时，虚拟现实装置100仅绘制单眼视觉的影像内容；

S270：判断影片是否仍在播放，若是则进入步骤S280，若否则进入步骤S290以离开锁定模式；

S280：若虚拟现实装置100侦测到观看仰角小于预定角度，则进入步骤S290以离开锁定模式，否则进入步骤S270；

S290：虚拟现实装置100恢复至少一内部处理器的至少一操作频率；

S292：虚拟现实装置100恢复原先播放影像的帧率；

S294：虚拟现实装置100恢复绘制双眼视觉的影像内容；

S296：虚拟现实装置100解除视角锁定的功能。

在步骤S210中，虚拟现实装置100可处于一般的操作模式，亦即虚拟现实装置100可根据用户的观看角度播放对应视野的影像内容，当用户转动头部时，虚拟现实装置100的感测元件120也会侦测到用户的动作，而图形处理元件130则会根据感测到的动作提供对应的画面，因此显示模块110所显示的视野也会随着转动角度改变。然而当虚拟现实装置100侦测到观看仰角大于预定角度持续超过预定时间时，表示用户可能无意继续转动视角，而希望以休息的姿态观看主要视野的影像内容，此时虚拟现实装置100即可在步骤S220中显示提示画面以提示用户虚拟现实装置100即将进入锁定模式，例如在画面中提供目标让用户对准以保持仰角，虚拟现实装置100也可以在仰角超过一定时间时开始倒数，并在画面中重迭显示倒数数字与提示文字，并于显示完提示画面后，于步骤S230中进入锁定模式。使用者若是在倒数或提示期间改变姿势，使仰角小于预定角度，则虚拟现实装置100会停止倒数或提示，回到步骤S210。

由于虚拟现实装置100为了能够根据使用者的观看角度来呈现对应视野的影像内容，因此一般而言虚拟现实装置100都具备有能够侦测观看角度的感测元件120，例如陀螺仪(gyroscope)。在此情况下，虚拟现实装置100即可根据本身原先就具有的感测元件120判断用户的观看仰角是否超过预定角度，并且判断是否维持了超过预定的时间。举例来说，若水平视角为0度，则系统设定的预订角度可例如为仰角35~90度的任一角度或区间，而预定时间则可例如为2~9秒的任一时间或区间，然而本发明并不以此为限。

此外，在本发明的部分实施例中，方法200亦可省略步骤S220，而在使用者的观看仰角大于预定角度持续超过预定时间时，直接执行步骤S230使虚拟现实装置100进入锁定模式。在锁定模式中，由于显示的画面视角不会随用户头部转动而改变，为了让用户可直接操作控制影像播放等功能，当用户转动头部时会在显示画面中浮现图形接口以及光标，用户转动头部的动作可操纵光标覆盖在代表各种功能的图形接口上，由此虚拟现实装置100会执行对应的功能，这些图形接口除了包括影片暂停、播放、快转、倒带、跳到下一段落或时间、回到前一段落或时间等影片播放相关功能，也可以包括虚拟现实装置100原有的用户接口提供的功能，以及解除锁定模式或改变锁定视角。

进入锁定模式后，由于虚拟现实装置100将呈现固定视野的影像内容，因此虚拟现实装置100无须以高帧率的方式播放影像，因此在步骤S240中，虚拟现实装置100可以在进入锁定模式后，进一步调降播放影像的帧率，例如由一般模式下的60帧/秒调降为30帧/秒。

在播放影像的帧率调降后，由于虚拟现实装置100的运算需求也随着降低，因此虚拟现实装置100可在步骤S250中，进一步调降至少一内部处理器的操作频率，例如虚拟现实装置100的处理元件140、图形处理元件130、双倍数据传输率(Double Data Rate，DDR)内存或前述三项的任意组合的操作频率。如此一来，就能够进一步降低虚拟现实装置100的耗电量。

再者，一般模式下为了呈现三维效果，左眼屏幕及右眼屏幕的虚拟现实影像须分别渲染绘制，以视差影像产生三维效果；然而倘若目前播放的影像格式为二维(twodimensional)的一般影片格式，虚拟现实装置100在双眼播放的是相同画面，因此无须重复渲染绘制相同的影像内容来提供给左眼屏幕及右眼屏幕，也就是说，在此情况下，虚拟现实装置100可在步骤S260中减少渲染绘制影像的次数，改以绘制单眼视觉或平面视觉的影像内容来提供给双眼的屏幕。在本步骤中，虚拟现实装置100会侦测判别播放影像格式的内容，自动调整渲染等图像处理的次数，以减少运算并降低耗电。

此外，本发明进入锁定模式后并不限定步骤S230至S260的执行顺序，在本发明的其他实施例中，步骤S230至S260中各步骤的执行顺序也可调换又或是同时进行，而不影响本发明的效果。

在步骤S270中，若判断影片仍在播放时，方法200会进入步骤S280以进一步判断是否需离开锁定模式，然而若影片已结束播放，则可直接执行步骤S290至S296以离开锁定模式。在步骤S280中，当虚拟现实装置100侦测到观看仰角小于预定角度时，即可执行步骤S290至S296以离开锁定模式，否则便可回到步骤S270持续判断是否需要离开锁定模式。此外，本发明并不限定步骤S270及S280的执行顺序，在本发明的其他实施例中，步骤S270及S280的执行顺序也可对调又或是平行判断。

再者，本发明也不限定以步骤S270及S280所举的方式作为离开锁定模式的条件，在本发明的部分实施例中，虚拟现实装置100也可根据用户的习惯，以其他的判断条件来决定是否离开锁定模式，又或是提供选单让用户提前离开锁定模式，例如虚拟现实装置100利用探测脑波或是眼球活动的结果判断使用者是否已经睡着、侦测是否有物体或人物接近用户、或是是否收到传给用户的讯息等等，根据用户设定决定是否脱离锁定模式。

在步骤S290至S296中，虚拟现实装置100可依序先恢复内部处理器的操作频率，恢复原先播放影像的帧率，并恢复绘制双眼视觉的影像内容，接着再解除视角锁定的功能，使得虚拟现实装置100脱离锁定模式。此外，本发明并不限定步骤S290至S296的执行顺序，在本发明的其他实施例中，步骤S290至S296中各步骤的执行顺序也可调换又或是同时进行。

此外，在图3的实施例中，虚拟现实装置100是根据用户的观看角度来决定是否进入锁定模式，然而在本发明的其他实施例中，虚拟现实装置100也可根据用户的习惯，提供选单或改以不同的判断条件让用户能够选择是否进入锁定模式。一旦进入锁定模式之后，则仍可根据图3的步骤S240至S260来操作，让使用者能够在放松的状态下观看影像内容，同时也能够减少虚拟现实装置100的运算量，并降低电能耗损。

综上所述，本发明实施例所提供的虚拟现实装置的操作方法可以根据预设条件，例如使用者的观看角度，决定是否进入锁定模式，并在锁定模式下提供固定视野的主要影片内容，甚至进一步降低帧率及内部处理器的操作频率，以达到方便用户使用及节省电量的功效。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种虚拟现实装置的操作方法；其特征在于：包含：

虚拟现实装置根据一用户的一观看角度播放一对应视野的影像内容；及

当所述虚拟现实装置侦测到一观看仰角大于一预定角度持续超过一预定时间时，该虚拟现实装置进入一锁定模式，于该锁定模式中，所述虚拟现实装置固定播放一主要视野的影像内容，当所述用户转动或移动时，所述虚拟现实装置播放影像内容视角不会改变。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：另包含：

当所述虚拟现实装置侦测到所述观看仰角持续大于所述预定角度超过所述预定时间时，显示一提示画面以提示所述用户该虚拟现实装置即将进入所述锁定模式。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：另包含于所述锁定模式中，所述虚拟现实装置调降播放影像的帧率。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：另包含于所述锁定模式中，在所述虚拟现实装置调降播放影像的所述帧率后，该虚拟现实装置调降至少一内部处理器的至少一操作频率。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：另包含于所述锁定模式中，当所述虚拟现实装置所播放的影像格式为二维格式时，该虚拟现实装置仅绘制一单眼视觉或平面视觉的影像内容。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：另包含当所述虚拟现实装置播放影像完毕时，该虚拟现实装置离开所述锁定模式。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：另包含当所述虚拟现实装置侦测到所述观看仰角小于所述预定角度时，该虚拟现实装置离开所述锁定模式。

8.一种虚拟现实装置的操作方法；其特征在于：包含：虚拟现实装置根据一用户的一观看角度播放一对应视野的影像内容；

当所述用户选择一锁定模式时，所述虚拟现实装置进入一锁定模式，于该锁定模式中，该虚拟现实装置固定播放一主要视野的影像内容；及

于所述锁定模式中，所述虚拟现实装置调降播放影像的帧率。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：另包含于所述锁定模式中，在所述虚拟现实装置调降播放影像的所述帧率后，该虚拟现实装置调降至少一内部处理器的至少一操作频率。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：另包含于所述锁定模式中，当所述虚拟现实装置所播放的影像格式为二维格式时，该虚拟现实装置仅绘制一单眼视觉或平面视觉的影像内容。

11.一种虚拟现实装置，其特征在于：包含：

一显示模块，用以显示一左眼画面及一右眼画面；

一感测元件，感测一用户配戴虚拟现实装置的头部动作；

一图形处理元件，根据所述感测元件感测到的数据，实时根据所述用户的视野绘制所述左眼画面与所述右眼画面以供所述显示模块显示；及

一处理元件，根据所述感测元件感测到的数据，判断所述用户的一观看仰角是否大于一预定角度持续超过一预定时间，当所述观看仰角大于所述预定角度持续超过所述预定时间，则进入一锁定模式，于该锁定模式中，所述虚拟现实装置固定播放一主要视野的影像内容。