CN109358830B - 消除ar/vr画面撕裂的双屏显示方法及ar/vr显示设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种消除AR/VR画面撕裂的双屏显示方法及AR/VR显示设备，用于每帧的渲染时间大于扫描时间的显示，包括：将双屏的每个单屏分别分为第一半屏和第二半屏扫描，以半帧为单位并行渲染和扫描并行，第二半屏为后扫描屏；通过调整第二半屏扫描的起始时间，消除画面撕裂现象。根据本申请实施例提供的技术方案，通过调整第二半屏扫描或第二屏扫描的起始时间，能够解决画面撕裂问题。

Description

消除AR/VR画面撕裂的双屏显示方法及AR/VR显示设备
技术领域
本公开一般涉及显示领域，尤其涉及消除AR/VR画面撕裂的双屏显示方法及AR/VR显示设备。
背景技术
VR系统通常应用在游戏及视频播放等领域，切换场景频繁，为增加用户的视觉流畅性，通常显示刷新率大于90HZ。由于液晶响应需要几毫秒的时间，在场景高速切换时会发生由于液晶响应不及时而造成的拖影现象，严重影响VR用户体验。目前采用液晶响应时将背光关闭，响应结束后背光开启的方法效果较为明显，这种方式称为背光插黑。
在使用双LCD显示屏并使用插黑技术时，屏幕扫描时间被压缩，时序上与渲染时间发生冲突，造成的画面出现分界线现象即画面撕裂。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种消除AR/VR画面撕裂的双屏显示方法及AR/VR显示设备。
第一方面，提供一种消除AR/VR画面撕裂的双屏显示方法，用于每帧的渲染时间大于扫描时间的显示，包括：
将双屏的每个单屏分别分为第一半屏和第二半屏扫描，以半帧为单位并行渲染和扫描，第二半屏为后扫描屏；
通过调整第二半屏扫描的起始时间，消除画面撕裂现象。
第二方面，提供一种消除AR/VR画面撕裂的双屏显示方法，用于每帧的渲染时间大于扫描时间的显示，包括：
将双屏分为第一屏和第二屏，以帧为单位并行渲染和扫描，第二屏为后扫描屏；
通过调整第二屏扫描的起始时间，消除画面撕裂现象。
第三方面，一种AR/vbVR显示设备，包括用于存储渲染数据的缓存器、渲染单元、扫描单元和控制单元，其特征在于，
缓存器包括存储第一半帧渲染数据的第一缓存区和存储第二半帧渲染数据的第二缓存区；或者，
缓存器包括用于存储第一帧渲染数据的第一缓存区和用于存储第二帧渲染数据的第二缓存区；
控制单元用于控制渲染单元向缓冲器写入数据，并控制扫描单元从缓存器读取数据，控制单元通过调整扫描单元从第二缓冲区读取数据的起始时间，消除画面撕裂现象。
根据本申请实施例提供的技术方案，通过调整第二半屏扫描或第二屏扫描的起始时间，能够解决画面撕裂问题。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出了撕裂产生时序的示例性示意图
图2示出了撕裂画面的示例性示意图
图3示出了根据本申请实施例的消除AR/VR画面撕裂的双屏显示方法的示例性流程图；
图4示出了根据本申请实施例的步骤S10的示例性流程图；
图5示出了根据本申请实施例的步骤S20的示例性流程图；
图6示出了根据本申请实施例的第一种渲染和扫描时序的示例性示意图；
图7示出了根据本申请实施例的第二种渲染和扫描时序的示例性示意图；
图8示出了根据本申请实施例的另一消除AR/VR画面撕裂的双屏显示方法的示例性流程图；
图9出了根据本申请实施例的步骤S50的示例性流程图；
图10示出了根据本申请实施例的步骤S60的示例性流程图；
图11示出了根据本申请实施例的第三种渲染和扫描时序的示例性示意图；
图12示出了根据本申请实施例的第四种渲染和扫描时序的示例性示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
在AR/VR可穿戴式显示领域，硬件传感器(例如陀螺仪)采集的身体对应部位的姿态数据之后，经坐标及视角转换，再结合纹理、光照等信息输出图像，将上述图像处理过程称之为渲染，渲染通常由图像处理器GPU按照图形学渲染管线将图像逐帧输出，并将渲染后的图像保存到缓冲器中，供显示屏进行图像帧的提取并扫描至屏幕。按照时序逐行将图像的灰度值遍历到各像素单元的过程称之为扫描。通常由阵列基板的驱动电路进行栅线的扫描并写入灰度值。
另外，在AR/VR显示领域为了满足显示的低余晖要求，通常使用背光插黑技术来预留足够的响应时间和插黑时间。这就导致屏幕扫描时间被大大压缩，小于渲染时间。此时，扫描和渲染使用同一缓存器时，画面易出现分界线即撕裂现象。
请参考图1示出了撕裂产生时序的示例性示意图。如图所示，如在在VR显示中，分上下屏显示时，以半帧为单位扫描和渲染交叉进行。渲染用于显示在第二半屏的第二半帧DOWN的时间段，扫描第一半屏；渲染用于显示在第一半屏的第一半帧UP的时间段，扫描第二半屏。由于压缩了扫描时间，导致扫描全屏的时间在小于渲染整帧的时间完成。此时会出现在渲染下半屏帧DOWN时，提前进行了下半屏的扫描。也就是对同一缓存区域同时进行了读取和写入。由此，下半屏出现了问题区间①，撕裂现象由此产生。区间②为扫描后的液晶响应时间。图2示出了撕裂画面的示例性示意图。同理，在以左右屏进行扫描的场合，出现同时对帧数据进行读取或写入时，易产生显示画面的撕裂。
针对上述情形，分别给出分半屏显示和分左右屏显示时的解决画面撕裂现象的技术方案。
本申请公开一种消除AR/VR画面撕裂的双屏显示方法，该方法适用于分半屏显示的情形。
请参考图3，示出了根据本申请实施例的消除AR/VR画面撕裂的双屏显示方法的示例性流程图；如图所示，该方法包括：
步骤S10：将双屏的每个单屏分别分为第一半屏和第二半屏扫描，以半帧为单位并行渲染和扫描，第二半屏为后扫描屏；
步骤S20：通过调整第二半屏扫描的起始时间，消除画面撕裂现象。
在VR显示中每个原始帧先渲染再扫描，其中单个屏的扫描采用上下分屏的方案，分时扫描上下半屏，如先下半屏后上半屏，或先上半屏后下半屏的方式实现全屏显示。此时以半帧为单位进行渲染。为了提高显示效率，扫描和渲染并行。需要说明的是，根据实际情况第一半屏可以是上半屏或下半屏，第二半屏是余下的半屏，第一半屏和第二半屏组成全屏。双屏显示中，第一半屏包括两个半屏，即左右眼的半屏。
请参考图4，示出了根据本申请实施例的步骤S10的示例性流程图。步骤S10包括：
步骤S11：渲染第二半帧的时间段，扫描第一半屏，第二半帧显示于第二半屏；
步骤S12：渲染第一半帧的时间段，扫描第二半屏，第一半帧显示于第一半屏。
将一帧分为第一半帧和第二半帧，并渲染其中一半帧时，扫描另一渲染好的半帧，即实现一帧的渲染和扫描并行，降低了显示延时，提升了VR体验感受。需要说明的是，其中的第一半帧包含两个半帧即左右眼的半帧，同理扫描时，将同时扫描左右屏的半屏。具体实现方案可参考图6和图7的说明部分。
接着，请参考图5至图7，其中图5示出了根据本申请实施例的步骤S20的示例性流程图；图6示出了根据本申请实施例的第一种渲染和扫描时序的示例性示意图；图7示出了根据本申请实施例的第二种渲染和扫描时序的示例性示意图。
如图5所示，步骤S20包括：
步骤S21：第二半帧的渲染结束时，启动第二半屏的扫描。
从图1的分析中，得出画面出现撕裂是在同时对数据进行读取和写入时易产生，即对正在渲染的帧数据进行扫描时易产生。消除问题区间①，能够消除画面的撕裂。因此，本申请通过采用第二半屏的扫描在第二半帧DWON的渲染结束后开始来消除问题区间①。
根据第一半屏扫描时间的不同将出现如下几种渲染/扫描的时序。
如图6所示，图中给出两个画面的渲染/扫描时序，包括位于同步信号Vsync1和Vsync1之间的渲染第一画面的第一区间T1和位于同步信号Vsync2和Vsync3之间的渲染第二画面的第二区间T2。在第一区间T1，一整帧包括第一半帧UP和第二半帧DOWN，第一半屏用于显示第一半帧UP，第二半屏用于显示第二半帧DOWN。开始渲染第二半帧DOWN的同时启动扫描第一半屏，即第二半帧DOWN渲染和第一半屏扫描的开始时间相同。实际应用中，可对每半帧开始渲染时进行一次同步来实现，同步信号还包括sync1、sync2等。此时，任何半帧都未出现同时读取数据和写入数据的情形，有效消除了画面的撕裂。
如图7所示，另一种情形是，完成第二半帧DOWN的渲染的同时第一半屏的扫描结束，即第二半帧DOWN的渲染结束时间和第一半屏的扫描结束时间相同。此时，任何半帧都未出现同时读取数据和写入数据的情形，有效消除了画面的撕裂，而且液晶的响应区间②较长，有利于降低余晖。
本申请还提供一种消除AR/VR画面撕裂的方法，适用于分左右屏的双屏显示。
请参考图8，示出了根据本申请实施例的另一消除AR/VR画面撕裂的双屏显示方法的示例性流程图，如图所示，该方法包括：
步骤S50：将双屏分为第一屏和第二屏，以帧为单位并行渲染和扫描，第二屏为后扫描屏；
步骤S60：通过调整第二屏扫描的起始时间，消除画面撕裂现象。
在VR显示中，像素单元的扫描采用左右分屏的方案，分时扫描左右屏，如先左屏后右屏，或先右屏后左屏的方式实现全屏显示。此时以一帧为单位进行渲染。为了提高显示效率，扫描和渲染并行。需要说明的是，根据实际情况第一屏可以是左屏或右屏，第二屏是余下的屏，第一屏和第二屏组成VR显示的双屏。
图9出了根据本申请实施例的步骤S50的示例性流程图。步骤S50包括：
步骤S51：渲染第二帧的时间段，扫描第一屏，第二帧显示于第二屏；
步骤S52：渲染第一帧的时间段，扫描第二屏，第一帧显示于第一屏。
将左右眼帧分为第一帧和第二帧，渲染其中某一帧时，扫描另一帧，实现左右帧的渲染和扫描并行，降低了显示延时，提升了VR体验感受。需要说明的是，其中的第一帧可以是左眼帧或者右眼帧，第二帧为余下的帧。同理，其中的第一屏可以是左眼屏或者右眼屏，第二屏为余下的屏。
接着，请参考图10至图12，其中，图10示出了根据本申请实施例的步骤S60的示例性流程图；图11示出了根据本申请实施例的第三种渲染和扫描时序的示例性示意图；图12示出了根据本申请实施例的第四种渲染和扫描时序的示例性示意图。
如图10所示，步骤S60包括：
步骤S61：第二帧的渲染结束时，启动扫描第二屏。
从前述的分析中，可以得出画面出现撕裂是在同时对数据进行读取时易产生，即对正在渲染的帧数据进行扫描时易产生。消除问题区间①，能够消除画面的撕裂。因此，通过采用第二屏的扫描在第二帧RIGHT的渲染结束后开始来消除问题区间①。
根据第一屏扫描时间的不同将出现如下几种渲染/扫描的时序。
如图11所示，图中给出两个画面的渲染/扫描时序，包括位于同步信号Vsync1和Vsync1之间的渲染第一画面的第一区间T1和位于同步信号Vsync2和Vsync3之间的渲染第二画面的第二区间T2。在第一区间T1，一个画面包括第一帧LEFT和第二帧RIGHT，第一半屏用于显示第一帧LEFT，第二半屏用于显示第二半帧RIGHT。开始渲染第二帧RIGHT的同时启动扫描第一屏，即第二帧RIGHT渲染和第一屏扫描的开始时间相同。在每帧渲染开始时进行一次同步。同步信号还包括sync1、sync2等。此时，任何帧都未出现同时读取数据和写入数据的情形，因此有效消除了画面的撕裂。
如图12所示，另一种情形是，完成第二帧RIGHT的渲染的同时第一屏的扫描结束，即第二帧RIGHT的渲染结束时间和第一屏的扫描结束时间相同。此时，任何帧都未出现同时读取数据和写入数据的情形，有效消除了画面的撕裂，而且液晶的响应区间②较长，有利于降低余晖。
本申请还提供一种AR/VR显示设备。在实际应用中渲染和屏幕扫描可使用同一缓冲器，并将该缓冲器分为需要的区域。渲染时将渲染的数据写入相应的缓存区域，扫描时从相应的缓存区域读取数据。画面出现撕裂，是因为对同一缓存区域同时进行读取和写入而引起，因此通过分时写入和读取来消除画面撕裂问题。具体说明如下：
一种AR/VR显示设备，包括用于存储渲染数据的缓存器、渲染单元、扫描单元和控制单元，
缓存器包括存储第一半帧渲染数据的第一缓存区和存储第二半帧渲染数据的第二缓存区；或者，
缓存器包括用于存储第一眼帧渲染数据的第一缓存区和用于存储第二眼帧渲染数据的第二缓存区；
控制单元用于控制渲染单元向缓冲器写入数据，并控制扫描单元从缓存器读取数据，控制单元通过调整扫描单元从第二缓冲区读取数据的起始时间，消除画面撕裂现象。
该部分的原理请参考图3和图8的说明。
在一些实施例中，渲染单元向第二缓存区写入数据的时间段，控制扫描单元从第一缓存区读取数据；
渲染单元向第一缓存区写入数据的时间段，控制扫描单元从第二缓存区读取数据。
在一些实施例中，渲染单元完成向第二缓冲区写入数据时，启动扫描单元从第二缓冲区读取数据。
在一些实施例中，渲染单元开始向第二缓存区写入数据时，启动扫描单元从第一缓冲区读取数据。
在一些实施例中，渲染单元完成向第二缓存区写入数据时，控制扫描单元完成从第一缓冲区读取数据。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、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，两个接连地表示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操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。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (9)

1.一种消除AR/VR画面撕裂的双屏显示方法，用于每帧的渲染时间大于扫描时间的显示，其特征在于，包括：
将所述双屏的每个单屏分别分为第一半屏和第二半屏扫描，以半帧为单位并行渲染和扫描，所述第二半屏为后扫描屏，具体包括：
渲染第二半帧的时间段，扫描所述第一半屏，所述第二半帧显示于所述第二半屏；
渲染第一半帧的时间段，扫描所述第二半屏，所述第一半帧显示于所述第一半屏；
通过调整所述第二半屏扫描的起始时间，开始渲染所述第二半帧的同时启动扫描所述第一半屏或者完成所述第二半帧的渲染的同时所述第一半屏的扫描结束，消除画面撕裂现象。
2.根据权利要求1所述的消除AR/VR画面撕裂的双屏显示方法，其特征在于，所述通过调整第二半屏扫描的起始时间，消除画面撕裂现象包括：
所述第二半帧的渲染结束时，启动所述第二半屏的扫描。
3.一种消除AR/VR画面撕裂的双屏显示方法，用于每帧的渲染时间大于扫描时间的显示，其特征在于，包括：
将所述双屏分为第一屏和第二屏，以帧为单位并行渲染和扫描，所述第二屏为后扫描屏，具体包括：
渲染第二帧的时间段，扫描所述第一屏，所述第二帧显示于所述第二屏；
渲染第一帧的时间段，扫描所述第二屏，所述第一帧显示于所述第一屏；
通过调整所述第二屏扫描的起始时间，开始渲染所述第二帧的同时启动扫描第一屏或者完成所述第二屏的渲染的同时完成所述第一屏的扫描，消除画面撕裂现象。
4.根据权利要求3所述的消除AR/VR画面撕裂的双屏显示方法，其特征在于，所述通过调整所述第二屏扫描的起始时间，消除画面撕裂现象包括：
所述第二帧的渲染结束时，启动扫描所述第二屏。
5.一种利用权利要求1-4的任一项所述的消除AR/VR画面撕裂的双屏显示方法的AR/VR显示设备，包括用于存储渲染数据的缓存器、渲染单元、扫描单元和控制单元，其特征在于，
所述缓存器包括存储第一半帧渲染数据的第一缓存区和存储第二半帧渲染数据的第二缓存区；或者，
所述缓存器包括用于存储第一帧渲染数据的第一缓存区和用于存储第二帧渲染数据的第二缓存区；
所述控制单元用于控制渲染单元向缓冲器写入数据，并控制所述扫描单元从所述缓存器读取数据，所述控制单元通过调整所述扫描单元从所述第二缓存区读取数据的起始时间，消除画面撕裂现象。
6.根据权利要求5所述的AR/VR显示设备，其特征在于，
所述渲染单元向所述第二缓存区写入数据的时间段，控制所述扫描单元从所述第一缓存区读取数据；
所述渲染单元向所述第一缓存区写入数据的时间段，控制所述扫描单元从所述第二缓存区读取数据。
7.根据权利要求5或6所述的AR/VR显示设备，其特征在于，
所述渲染单元完成向所述第二缓存区写入数据时，启动所述扫描单元从所述第二缓存区读取数据。
8.根据权利要求7所述的AR/VR显示设备，所述渲染单元开始向所述第二缓存区写入数据时，启动所述扫描单元从所述第一缓存区读取数据。
9.根据权利要求7所述的AR/VR显示设备，所述渲染单元完成向所述第二缓存区写入数据时，控制所述扫描单元完成从所述第一缓存区读取数据。
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