CN109568940A - 一种基于透明液晶显示屏的ar游戏掌机及交互方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机，包括：一对手柄；设置在两个手柄之间的平板主体上的透明显示屏；与所述透明显示屏连接的一个或多个输入设备；与所述透明显示屏关联的传感器组件；以及用于控制所述透明显示屏的驱动集成芯片，其中，所述驱动集成芯片设置在AR游戏掌机的非透明的手柄中，所述驱动集成芯片模块化地集成基于透明液晶显示屏的底层驱动接口工具和扩展功能接口工具。本发明解决了以往游戏掌机的TFT屏幕非常费电和厚度大的弊端，为更多游戏玩法提供更多的体验。

Description

一种基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机及交互方法

技术领域

本发明涉及一种基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机及交互方法，属于智能游戏设备相关技术领域。

背景技术

自从上世纪80年代，日本任天堂的天才工程师横井军平发明GAMEBOY掌机以来，掌机这个迷人的小玩意就红遍了全球，所有游戏爱好者都对这个可以随身携带的游戏机非常喜爱。但是进入了2000年以后，手机开始变得越发强大，基于安卓和IOS的智能手机更是极大挑战了掌机的移动游戏领域的地位。不过由于手机毕竟是主要作为通讯工具和PDA的这个天生属性，所以在某些方面并不能达到掌机的那种游戏体验，所以注定在未来手机和掌机还是将同时存在，在各自领域中进化发展。

本文提供一种基于oled的透明液晶显示屏技术的AR游戏掌机，就是采用了目前最新的软硬件技术集大成者，掌机采用透明屏幕，而且特别轻薄，由于其透明屏的属性，天生就非常适合开发AR游戏这种增强现实的游戏类型，为广大游戏爱好者提供了全新的游戏体验。

发明内容

本发明提供一种基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机及其交互方法，提升用户游戏体验。

本发明的技术方案第一方面为一种基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机，包括电路主板、CPU、GPU、ROM和RAM模块，还包括：一对手柄；设置在两个手柄之间的平板主体上的透明显示屏；与所述透明显示屏连接的一个或多个输入设备；与所述透明显示屏关联的传感器组件；以及用于控制所述透明显示屏的驱动集成芯片，其中，所述驱动集成芯片设置在AR游戏掌机的非透明的手柄中，所述驱动集成芯片模块化地集成基于透明液晶显示屏的底层驱动接口工具和扩展功能接口工具。

进一步，其中所述底层驱动接口工具包括：屏幕分辨率控制单元、屏幕亮度控制单元、屏幕对比度控制单元、屏幕透光率控制单元、屏幕显示饱和度控制单元、屏幕反向显示控制单元、屏幕光感监测单元、屏幕触感或变形监测单元。

进一步，其中所述扩展功能接口工具是基于所述底层驱动接口工具的模块化定制整合，并且所述扩展功能接口工具包括：AR模式切换单元、游戏模式切换单元、节能模式切换单元、用户定制模式切换单元。

进一步，其中所述的一个或多个输入设备包括：

用于触发所述的AR模式切换单元、游戏模式切换单元或的第一定制输入设备；

用于触发所述用户定制模式切换单元的第二定制输入设备；

用于触发所述的节能模式切换单元的第三定制输入设备。

进一步，其中所述传感器组件包括：陀螺仪模组、重力感应模组、加速度感应模组、全球定位模组、距离感应器模组。

进一步，所述的基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机，还包括：设置在手柄中的蓝牙模块、WIFI模块、力回馈震动马达、麦克风、闪光灯。

进一步，其中所述透明显示屏包括OLED显示器件。

本发明的技术方案第二方面为一种基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机的交互方法，包括以下步骤：

S1、根据用户定制的外形，配置人机交互显示设备，提供硬件支持及接口；

S2、匹配应用功能模块，并建立显示底层驱动对接；

S3、部署操作系统和驱动程序；

S4、提供用户定制的AR扩展应用软件，利用陀螺仪模组、重力感应模组、加速度感应模组和全球定位模组，将摄像头模组识别的实物位置关联到透明屏幕的图元中；

其中，在所述的应用功能模块包括AR模式切换单元、游戏模式切换单元、节能模式切换单元、用户定制模式切换单元。

进一步，所述步骤S3包括：

部署深度定制的操作系统，使得透明显示屏的驱动集成芯片的中断处理优先级高于其它用户硬件的驱动程序的优先级，并且由AR游戏掌机的GPU优先运行优化加速。

进一步，所述步骤S4包括：

通过全球定位模组确定AR游戏掌机所在的位置坐标，获取该位置的AR实物信息；

通过陀螺仪模组、重力感应模组和加速度感应模组，确定AR游戏掌机屏幕的方向和姿态；

如果通过摄像头模组拍摄和识别到AR实物，则将对应的AR实物信息反映到透明显示屏中显示。

本发明的有益效果为：

提出改进的基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机，开创了透明屏幕游戏掌机的先河；解决了以往游戏掌机的TFT屏幕非常费电和厚度大的弊端；此外透明屏幕为更多游戏玩法提供更多的体验。

附图说明

图1是根据本发明的硬件的正面示意图。

图2是根据本发明的硬件的背面示意图。

图3是根据本发明实施例中的透明显示屏驱动接口部署的示意图。

图4是根据本发明实施例中的实现方法的流程框图。

图5是根据本发明的应用情形实施例的示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本文所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。

图1和2是根据本发明的硬件总体示意图。根据本发明的AR游戏掌机，除了电路主板、CPU、GPU、ROM和RAM模块，还包括：一对手柄20；设置在两个手柄20之间的平板主体30上的透明显示屏10；与所述透明显示屏10连接的一个或多个输入设备；与所述透明显示屏10关联的传感器组件32。

所述透明显示屏10包括OLED显示器件。这里的透明OLED显示器件要求构成OLED的衬底，电极的材料均为透明材料，器件关闭时透光率达到85％以上，而开启时，从两侧均能观察到发光，其关键之处在于采用高透光率的透明电极和透明TFT。优选地，采用磁控溅射法制备的ZAO薄膜作为透明电极，使得OLED显示器件具有较低的电阻率和较高的透光率，其可见光透过率已超过85％。

此外，透明显示屏10还模块化地连接有驱动集成芯片11，所述驱动集成芯片11设置在AR游戏掌机的非透明主体中，例如是AR游戏掌机的手柄20中，这些位置还适合布置电路板和电池。

图3是根据本发明实施例中的透明显示屏10驱动接口部署的示意图。所述驱动集成芯片11的中断处理优先级可以高于其它用户硬件的驱动程序的优先级，并且由AR游戏掌机的GPU优先运行优化加速。所述驱动集成芯片11模块化地集成基于透明液晶显示屏的底层驱动接口工具和扩展功能接口工具。其中所述底层驱动接口工具包括：屏幕分辨率控制单元、屏幕亮度控制单元、屏幕对比度控制单元、屏幕透光率控制单元、屏幕显示饱和度控制单元、屏幕反向显示控制单元、屏幕光感监测单元、屏幕触感或变形监测单元。其中所述扩展功能接口工具是基于所述底层驱动接口工具的模块化定制整合，例如将光感监测和亮度整合以自动调节屏幕亮度等。所述扩展功能接口工具包括：AR模式切换单元(例如，整合透光率、分辨率控制等)、游戏模式切换单元(例如，整合刷新率、分辨率控制等)、节能模式切换单元(例如整合光感监测、分辨率控制、亮度控制等)。

进一步，其中所述的一个或多个输入设备包括：用于触发所述的AR模式切换单元、游戏模式切换单元或的第一定制输入设备21；用于触发所述用户定制模式切换单元的第二定制输入设备22；用于触发所述的节能模式切换单元第三定制输入设备23。在所述的基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机中：第一定制输入设备21包括加减按钮，用于调节预定参数的增加或减少；第二定制输入设备22包括开放给用户编程的侧边栏命令按钮(例如是AR游戏掌机UI生成的侧边工具栏)；第三定制输入设备23包括AR游戏掌机的屏幕开关按钮(例如AR游戏掌机的电源开关按钮)。例如，用手指滑动触摸滑动条可以调节底层驱动接口中的每个细项的参数变化(比如亮度、透光率、光感影响屏幕亮度、饱和度调节)，或者点选第二定制输入设备22的按钮，可以一键将屏幕调整到全透明模式，或者点按AR游戏掌机的电源按钮，可以关闭屏幕并且将屏幕调整到节能模式。

传感器组件32包括：陀螺仪模组、重力感应模组、加速度感应模组、全球定位模组、距离感应器模组。在游戏机的手柄20中还可以设置游戏控制按钮24、蓝牙模块、WIFI模块、力回馈震动马达、麦克风、闪光灯等。

图4是根据本发明实施例中的实现方法的流程框图。该方法包括以下步骤：

S1、根据用户定制的外形，配置人机交互显示设备，提供硬件支持及接口；

S2、匹配应用功能模块，并建立显示底层驱动对接；

S3、部署操作系统和驱动程序；

S4、提供用户定制的扩展应用软件，利用陀螺仪模组、重力感应模组、加速度感应模组和全球定位模组，将摄像头31模组识别的实物位置关联到透明屏幕的图元中；

其中，在所述的应用功能模块包括AR模式切换单元、游戏模式切换单元、节能模式切换单元、用户定制模式切换单元。

所述步骤S1包括：通过3D打印的方式形成AR游戏掌机的外壳或人机交互显示设备的外形。

所述步骤S3包括：部署深度定制的操作系统，使得透明显示屏10的驱动集成芯片11的中断处理优先级高于其它用户硬件的驱动程序的优先级，并且由AR游戏掌机的GPU优先运行优化加速。

所述步骤S4还包括：通过全球定位模组确定AR游戏掌机所在的位置坐标，获取该位置的AR实物信息；通过陀螺仪模组、重力感应模组和加速度感应模组，确定AR游戏掌机屏幕的方向和姿态；如果通过摄像头31模组拍摄和识别到AR实物，则将对应的AR实物信息反映到透明显示屏10中显示。

在一些具体实施例中，设计和制作根据本发明的AR游戏掌机的过程如下。

A、开始AR掌机项目，设计掌机方案，制作3D图纸，采购元部件；

B、打印掌机外壳，印刷电路板，组装零部件，进行调试；

C、定制操作系统，开发硬件驱动，安装掌机系统，部署系统和驱动；

D、设计AR游戏，制作AR游戏，部署并测试游戏，最终测试掌机和游戏；

其中步骤A包括：开发基于oled的透明液晶显示屏技术的AR游戏掌机的方案计划，设计掌机的具体功能和硬件配置，并设计掌机外观的效果图，并根据设计的效果图，在CAD软件中制作AR掌机的3D模型文件，列出基于oled的透明液晶显示屏技术的AR游戏掌机的内部零部件清单，并采购相关的零部件清单。

其中步骤B包括：通过3D打印机打印基于oled的透明液晶显示屏技术的AR游戏掌机的外部模型，并印刷基于oled的透明液晶显示屏技术的AR游戏掌机的内部电路板，并将零部件组装上电路板，安装OLED透明液晶显示屏，安装类比摇杆，安装主板，安装扬声器，安装蓝牙模块，安装WIFI模块，力回馈震动马达，安装麦克风，安装前后摄像头31，安装闪光灯，安装光线与距离感应器，安装陀螺仪和地磁感应器和加速度感应器，安装电池，最终完成组装，并进行开机调试。

其中步骤C包括：定制基于安卓8.0的AR掌机的操作系统，开发基于oled的透明液晶显示屏技术的AR游戏掌机的相关硬件的驱动程序，并安装定制好的安卓操作系统到AR游戏掌机，并安装相关的硬件驱动程序，并对基于oled的透明液晶显示屏技术的AR游戏掌机进行系统和驱动的联调。

其中步骤D包括：设计基于oled的透明液晶显示屏技术的AR游戏掌机的专属AR游戏，并制作相关的策划案，制作相关美术资源，设计相关的程序功能，完成开发，并部署到AR掌机中，最终开始游玩。

图5是根据本发明的一个应用情形实施例的示意图。用户使用本发明的AR游戏掌机打开游戏APP，然后通过陀螺仪模组、重力感应模组和加速度感应模组，确定AR游戏掌机屏幕的方向已经面向目标(例如图中的空间场景)；然后通过摄像头31模组拍摄照片以识别到前方的景物，反映到透明显示屏10中显示。通过屏幕可以看见空间中将出现相关的AR虚拟怪物，然后点击屏幕或者操作手柄20来消灭怪物，完成游戏关卡。

应当认识到，本文的方法实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (10)

1.一种基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机，包括电路主板、CPU、GPU、ROM和RAM模块，其特征在于，还包括：

一对手柄(20)；

设置在两个手柄(20)之间的平板主体(30)上的透明显示屏(10)；

与所述透明显示屏(10)连接的一个或多个输入设备；

与所述透明显示屏(10)关联的传感器组件(32)；以及

用于控制所述透明显示屏(10)的驱动集成芯片(11)，其中，所述驱动集成芯片(11)设置在AR游戏掌机的非透明的手柄(20)中，所述驱动集成芯片(11)模块化地集成基于透明液晶显示屏的底层驱动接口工具和扩展功能接口工具。

2.根据权利要求1所述的基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机，其中所述底层驱动接口工具包括：屏幕分辨率控制单元、屏幕亮度控制单元、屏幕对比度控制单元、屏幕透光率控制单元、屏幕显示饱和度控制单元、屏幕反向显示控制单元、屏幕光感监测单元、屏幕触感或变形监测单元。

3.根据权利要求1或2所述的基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机，其中所述扩展功能接口工具是基于所述底层驱动接口工具的模块化定制整合，并且所述扩展功能接口工具包括：

AR模式切换单元、游戏模式切换单元、节能模式切换单元、用户定制模式切换单元。

4.根据权利要求3所述的基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机，其中所述的一个或多个输入设备包括：

用于触发所述的AR模式切换单元、游戏模式切换单元或的第一定制输入设备；

用于触发所述用户定制模式切换单元的第二定制输入设备；

用于触发所述的节能模式切换单元的第三定制输入设备。

5.根据权利要求1所述的基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机，其中所述传感器组件(32)包括：陀螺仪模组、重力感应模组、加速度感应模组、全球定位模组、距离感应器模组。

6.根据权利要求1所述的基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机，还包括：设置在手柄(20)中的蓝牙模块、WIFI模块、力回馈震动马达、麦克风、闪光灯。

7.根据权利要求1所述的基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机，其中所述透明显示屏(10)包括OLED显示器件。

8.一种基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机的交互方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据用户定制的外形，配置人机交互显示设备，提供硬件支持及接口；

S2、匹配应用功能模块，并建立显示底层驱动对接；

S3、部署操作系统和驱动程序；

S4、提供用户定制的AR扩展应用软件，利用陀螺仪模组、重力感应模组、加速度感应模组和全球定位模组，将摄像头(31)模组识别的实物位置关联到透明屏幕的图元中；

其中，在所述的应用功能模块包括AR模式切换单元、游戏模式切换单元、节能模式切换单元、用户定制模式切换单元。

9.根据权利要求8所述的基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机的交互方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

部署深度定制的操作系统，使得透明显示屏(10)的驱动集成芯片(11)的中断处理优先级高于其它用户硬件的驱动程序的优先级，并且由AR游戏掌机的GPU优先运行优化加速。

10.根据权利要求8所述的基于透明液晶显示屏的AR游戏掌机的交互方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

通过全球定位模组确定AR游戏掌机所在的位置坐标，获取该位置的AR实物信息；

通过陀螺仪模组、重力感应模组和加速度感应模组，确定AR游戏掌机屏幕的方向和姿态；

如果通过摄像头(31)模组拍摄和识别到AR实物，则将对应的AR实物信息反映到透明显示屏(10)中显示。