CN110221432A - 头戴式显示器的图像显示方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种头戴式显示器的图像显示方法及设备,涉及显示技术领域,能够降低电子设备显示图像时的峰值电流。具体方案为:头戴式显示器包括第一显示屏和第二显示屏,头戴式显示器在第i个显示周期的第一时间段S1内,在第一显示屏上显示第一图像的第i帧,i为正整数;头戴式显示器在停止显示第一图像的第i帧之后,在第i个显示周期的第二时间段S2内,在第二显示屏上显示第二图像的第i帧;其中,在第二时间段之后,在第i个显示周期的第三时间段S3内,第一显示屏和第二显示屏上未显示图像,第一时间段S1、第二时间段S2与第三时间段S3之和小于或者等于显示周期。本申请实施例用于显示图像。
Description
技术领域
本申请实施例涉及显示技术领域,尤其涉及一种头戴式显示器的图像显示方法及设备。
背景技术
电子设备通过显示器向用户呈现文字、图形等图像信息,可以为用户展示图片,播放视频,或与用户进行游戏互动等。例如,增强现实(augmented reality,AR)/虚拟现实(virtual reality,VR)头戴式显示器(head mounted display,HMD)可以通过显示屏向用户呈现图像,给用户以身临其境的沉浸式体验。
发明内容
本申请实施例提供一种头戴式显示器的图像显示方法及设备,能够降低电子设备显示图像时的峰值电流。
为达到上述目的,本申请实施例采用如下技术方案:
一方面,本申请实施例提供了一种头戴式显示器的图像显示方法,该头戴式显示器包括第一显示屏和第二显示屏。该方法包括:头戴式显示器在第i个显示周期的第一时间段S1内,在第一显示屏上显示第一图像的第i帧,i为正整数。头戴式显示器在停止显示第一图像的第i帧之后,在第i个显示周期的第二时间段S2内,在第二显示屏上显示第二图像的第i帧。其中,在第二时间段之后,在第i个显示周期的第三时间段S3内,第一显示屏和第二显示屏上未显示图像,第一时间段S1、第二时间段S2与第三时间段S3之和小于或者等于显示周期。
在该方案中,在同一个显示周期内,第一显示屏和第二显示屏的图像显示时间可以错开,从而可以降低头戴式显示器的峰值电流;在不同显示周期之间,图像可以间隔一段时间再显示,从而可以避免人眼的余晖效应导致的画面拖影和模糊等问题,提高用户使用体验。
在一种可能的设计中,该头戴式显示器可以为增强现实AR头戴式显示器,虚拟现实VR头戴式显示器,或混合现实(mixed reality,MR)头戴式显示器。
在另一种可能的设计中,在第i个显示周期内,第一时间段S1与第二时间段S2相邻,第一时间段S1、第二时间段S2与第三时间段S3之和等于显示周期。
也就是说,在同一个显示周期内,头戴式显示器在停止显示第一图像后即开始显示第二图像,从而可以使得用户发现第一图像、第二图像显示不同步,画面存在抖动,不符合实际情况,或产生眩晕等不适感的概率最小。
在另一种可能的设计中,第一时间段S1与第二时间段S2之间间隔第四时间段S4。
其中,第四时间段S4通常较短,例如可以小于或者等于2ms,从而可以使得用户不容易发现第一图像、第二图像显示不同步,画面存在抖动,或不符合实际情况等,尽量避免用户产生眩晕等不适感。
在另一种可能的设计中,第一时间段S1和第二时间段S2相等或不等。
也就是说,在同一显示周期内,第一图像的显示时长和第二图像的显示时长,可以相同也可以不同。
在另一种可能的设计中,第一显示屏和第二显示屏分别显示用于用户左眼观看的图像和用于用户右眼观看的图像。
另一方面,本申请实施例提供了一种头戴式显示器的图像显示方法,头戴式显示器包括第一显示屏和第二显示屏。该方法包括:头戴式显示器在第i个显示周期的第一时间段S1内,在第一显示屏上显示第一图像的第i帧。其中,i为正整数,第一时间段S1小于显示周期。头戴式显示器在第i+1个显示周期的第二时间段内S2,在第二显示屏上显示第二图像的第i帧,第二时间段S2小于显示周期。其中,第二时间段与第一时间段可以相等或不等。
在该方案中,在不同显示周期之间,第一显示屏和第二显示屏可以间隔显示第一图像和第二图像,即两个显示屏的显示时间可以错开,从而可以降低头戴式显示器的峰值电流;并且,还可以避免人眼的余晖效应导致的画面拖影和模糊等问题,提高用户使用体验。
又一方面,本申请实施例提供了一种图像显示装置,该装置包含在头戴式显示器中,该装置具有实现上述方面及可能的设计中任一方法中头戴式显示器行为的功能。该功能可以通过硬件实现,也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括至少一个与上述功能相对应的模块或单元。例如,显示模块或单元、停止处理模块或单元等。
另一方面,本申请实施例提供了一种头戴式显示器,该头戴式显示器可以包括第一显示屏和第二显示屏,用于显示图像;一个或多个处理器;存储器;以及一个或多个计算机程序;其中,一个或多个计算机程序被存储在存储器中,一个或多个计算机程序包括指令;当指令被处理器执行时,使得头戴式显示器执行上述方面任一项可能的设计中的图像显示方法。
又一方面,本申请实施例提供了一种计算机存储介质,包括计算机指令,当计算机指令在头戴式显示器上运行时,使得头戴式显示器执行上述方面任一项可能的设计中的图像显示方法。
另一方面,本申请实施例提供了一种电子设备,该电子设备可以包括第一显示屏和第二显示屏,用于显示图像;一个或多个处理器;存储器;以及一个或多个计算机程序;其中,一个或多个计算机程序被存储在存储器中,一个或多个计算机程序包括指令;当指令被处理器执行时,使得电子设备执行上述方面任一项可能的设计中的图像显示方法。
又一方面,本申请实施例提供了一种计算机程序产品,当计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行上述方面任一项可能的设计中的图像显示方法。
附图说明
图1为现有技术提供的一种图像显示时间与电流的对应关系示意图;
图2为现有技术提供的另一种图像显示时间与电流的对应关系示意图;
图3为本申请实施例提供的一种头戴式显示器的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种电流的供电关系示意图;
图5A为本申请实施例提供的一种图像显示时间与电流的对应关系示意图;
图5B为本申请实施例提供的另一种图像显示时间与电流的对应关系示意图;
图5C为本申请实施例提供的另一种图像显示时间与电流的对应关系示意图;
图6为本申请实施例提供的一种左眼图像和右眼图像的示意图;
图7为本申请实施例提供的另一种图像显示时间与电流的对应关系示意图;
图8为本申请实施例提供的另一种左眼图像和右眼图像的示意图;
图9为本申请实施例提供的一种显示时序图;
图10为本申请实施例提供的另一种图像显示时间与电流的对应关系示意图;
图11为本申请实施例提供的另一种图像显示时间与电流的对应关系示意图;
图12为本申请实施例提供的另一种图像显示时间与电流的对应关系示意图;
图13为本申请实施例提供的一种提示示意图;
图14为本申请实施例提供的另一种提示示意图;
图15为本申请实施例提供的一种图像显示方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。其中,在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B;本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,在本申请实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
AR是一种可以将虚拟物体叠加到现实场景中,实现现实场景中的虚实融合和互动的技术。AR可以把原本在现实世界的一定时间和空间范围内难以体验到的实体信息(视觉信息,声音,味道,触觉等),通过电脑等科学技术,模拟仿真后再叠加,将虚拟的信息应用到真实世界,被人类感官所感知,从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。
AR是基于现实场景的内容添加,是真实世界和虚拟的信息集成,具有实时交互性,并且是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。例如,当用户通过AR设备观看电视、电脑等其他显示设备上播放的世界杯球赛时,通过增强现实技术可以达到现场观看球赛的氛围和感觉。
VR利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供用户关于视觉、听觉、触觉、力觉等感官的模拟,让用户如同身历其境一般感受三维空间内的事物。通过肢体动作、视听感受,与用户产生多方位的互动。
VR可以包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。其中,感知是指VR具有用户所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外,还有听觉、触觉、力觉、运动等感知,甚至还包括嗅觉和味觉等,也称为多感知。自然技能是指人的头部转动,眼睛、手势、或其他人体行为动作,由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据,对用户的输入进行实时响应,并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。传感设备可以追踪用户的头部运动,然后根据记录的数据移动VR设备放映的图像,使得图像可以与头部运动的位置相匹配。当用户的头部向左、向右、向上或向下看时,用户可以看到头显中这些方向的场景。传感设备还可以追踪眼球运动,使得VR设备放映的图像与眼动相匹配。
VR设备又称VR眼镜、VR头盔、或VR随身影院等。VR设备可以基于图形绘制(ImageBasedRendering,IBR)生成未知角度的图像,而后通过变换、插值和变形等处理,得到不同视觉角度的一系列场景图像。这一系列图像的更新速度可以称为刷新率(或称为帧率)。较高的刷新率会降低延迟,用户也可以得到更为灵敏的体验。
VR设备具有一定的视场(field of view,FOV)。视场是VR设备可视区域(或称视野)的度数。视场角越高,用户在虚拟现实体验中的沉浸感也越强。在虚拟现实体验中,用户还可以戴上布满精密传感器的数据手套,也称有线手套。用户利用数据手套,可进行虚拟场景中物体的抓取、移动、旋转等动作。
MR包括增强现实和增强虚拟,通过在现实场景呈现虚拟场景信息,在现实世界、虚拟世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路,以增强用户体验的真实感。
AR/VR/MR设备通常可以是头戴式显示器(head mounted display,HMD)。HMD可以在玩游戏、虚拟影院、虚拟演唱会、虚拟体育比赛、虚拟旅游或视频播放等多种场景中使用。例如,在虚拟影院场景中,在HMD可以模拟电影院的效果,随着用户头部的转动,HMD的视野会有变化。比如,在用户朝前看时,可以看到正在播放的电影画面;在用户抬起头时,HMD的视野中可以看到电影院的屋顶;在用户向左转动头部时,HMD的视野中可以看到左侧的座椅和座椅上的观众。再例如,在枪战游戏的场景中,当用户转头时,HMD可以显示其他方向的对战情况;若用户在游戏中持有武器,则当用户在现实中扣动扳机时,HMD可以显示子弹从武器射出的画面等。
HMD可以包括分体式,一体式,移动端式等多种类型。
其中,分体式HMD可以通过与电脑或手机等外部设备进行连接,从外部设备接收增强现实/虚拟现实/混合现实的应用数据,该应用数据可以包括图像数据,还可以包括音频数据等;并根据应用数据显示图像和播放音频信号,给用户以身临其境的沉浸式体验。
一体式HMD可以通过内部的处理器生成增强现实/虚拟现实/混合现实的应用数据,显示图像并播放音频信号,给用户以沉浸式体验。
移动端式HMD可以通过将手机等移动设备插入头显中,使用移动设备生成增强现实/虚拟现实/混合现实的应用数据,显示图像并播放音频信号,给用户以沉浸式体验。
通常,HMD的显示屏可以包括左显示屏和右显示屏,分别用于显示左眼看到的图像(称为左眼图像)和右眼看到的图像(称为右眼图像),用户在大脑中可以将看到的左眼图像和右眼图像融合成立体图像。
目前,在图1所示的一种HMD图像显示的技术方案中,HMD可以包括第一显示屏和第二显示屏,或称左显示屏和右显示屏。左显示屏和右显示屏分别对应用户的两个眼球,分别显示用于用户左眼观看的图像(即左眼图像)和用于用户右眼观看的图像(即右眼图像)。在用户使用HMD时,HMD可以根据预设的显示帧率f实时获取图像,并逐帧显示左眼图像和右眼图像。例性的,该预设的显示帧率f可以是60fps(帧/秒)、90fps或120fps等。图1是以f为60fps为例进行说明的。
HMD在单位时间内可以获取到f帧左眼图像和f帧右眼图像,在每个显示周期T内可以显示一帧左眼图像和一帧右眼图像。显示周期可以为显示帧率的倒数,即T=1/f。其中,HMD可以在第i(i为正整数)个显示周期内,在左显示屏上显示第i帧左眼图像(即左眼图像中的第i帧图像)的同时,在右显示屏上显示第i帧右眼图像(即右眼图像中的第i帧图像),这两帧图像经过大脑的信息整合后会融合成立体图像。并且,HMD在第i个显示周期内分别在两个显示屏上显示了第i帧左眼图像和第i帧右眼图像后,在第i+1个显示周期内再显示第i+1帧左眼图像和第i+1帧右眼图像,且每帧图像的显示时长均为显示周期。也就是说,在每个显示周期内,HMD的两个显示屏一直在显示图像。
在图1所示的方案中,由于人眼存在余晖效应(或称视觉暂留现象),因而在相邻显示的两帧图像画面进行切换时,切换前的画面会有视觉残留,切换前后的画面会产生叠加,用户看到的画面会产生拖影或模糊等现象,从而影响用户的体验。例如,人眼会对相邻显示的第1帧左眼图像(即左眼图像中的第1帧图像)和第2帧左眼图像(即左眼图像中的第2帧图像)进行叠加,对相邻显示的第1帧右眼图像(即右眼图像中的第1帧图像)和第2帧右眼图像(即右眼图像中的第2帧图像)进行叠加。
图2示出了另一种HMD图像显示的技术方案,与图1所示的技术方案相比,在预设的显示帧率f不变(例如仍为60fps)的情况下,HMD可以缩短每帧左眼图像和右眼图像的显示时长。这样,在第i帧左眼图像和右眼图像图像停止显示之后,第i+1帧左眼图像和右眼图像开始显示之前,存在左显示屏和右显示屏均不显示图像的时间段。或者,在第i帧左眼图像和右眼图像停止显示之后,第i+1帧左眼图像和右眼图像开始显示之前的时间段内,HMD插入了全黑帧。也就是说,HMD进行了插黑处理。
在图1和图2所示的显示方案中,在左显示屏和右显示屏同时显示图像时,HMD需要同时为左显示屏和右显示屏供电,HMD的供电电流大于左显示屏的供电电流和右显示屏的供电电流叠加后的电流,因而HMD的峰值电流较大。
当HMD的峰值电流较大时,将可能导致一系列的问题。例如,HMD的供电电源(例如HMD内部的电池,或与HMD连接的外部设备)为HMD供电的电流不足,无法满足左显示屏和右显示屏亮度对峰值电流的要求,从而将导致左显示屏和右显示屏出现闪烁,影响用户使用。再例如,当峰值电流较大时,容易损坏HMD中的芯片、电池、电阻、电容等器件,导致HMD的系统可靠性较低,器件选型困难。
本申请实施例提供了一种HMD的图像显示方法,可以应用于AR/VR/MR电子设备,该电子设备可以包括多个显示屏,不同显示屏的显示时间可以错开,以降低电子设备同一时刻为多个显示屏所在的显示系统提供的电流的大小,降低电子设备的峰值电流。从而,可以减小电子设备对供电电源的电流要求,使得显示屏能够稳定显示而不发生闪烁;还可以降低电子设备中的芯片、电池、电阻、电容等器件损坏的概率,提高系统可靠性,使得器件的选型范围更广。其中,电子设备的不同显示屏上可以显示相同的图像内容,也可以显示不同的图像内容,本申请实施例不予限定。
该电子设备可以是头戴式电子设备。用户可以佩戴头戴式电子设备实现VR、AR、MR等不同效果。例如,该头戴式电子设备可以是HMD,比如可以是眼镜、头盔、护目镜等。头戴式电子设备还可以是包含多个显示屏的其他设备,本申请实施例对电子设备的具体类型不作限定。
示例性的,当该头戴式电子设备为HMD时,HMD可以包括左显示屏和右显示屏,左显示屏可以显示左眼图像,右显示屏可以显示右眼图像。与图1或图2所示的显示方案相比,采用本申请实施例提供的显示方法,可以将左显示屏和右显示屏的显示时间错开,从而降低HMD的峰值电流。这样,可以减小对HMD的供电电源的电流的要求,使得左显示屏和右显示屏能够稳定显示而不发生闪烁;还可以降低HMD中的芯片、电池、电阻、电容等器件损坏的概率,提高系统可靠性,使得器件的选型范围更广。
并且,在使用外部设备为HMD供电的情况下,在外部设备的输出电压一定的前提下,降低HMD的峰值电流还可以延长外部设备与HMD之间的连接线,从而使得用户使用HMD时能够在更大的范围内活动,提高用户的使用体验。
此外,人眼感受到的显示屏的亮度与显示屏的发光时间和发光强度有关,而发光强度与供电电流的大小正相关。在图2所示的显示方案中,左显示屏和右显示屏的显示时长缩短了,即在单位时间内的发光时间缩短了;为了维持人眼感受到的显示屏的亮度较高,就需要增大左显示屏和右显示屏的供电电流,以增大左显示屏和右显示屏的发光强度。而增大显示屏的供电电流,也将使得HMD的峰值电流较大。
一方面,与图2所示的显示方案相比,本申请实施例提供的显示方法,通过将左显示屏和右显示屏的显示时间错开,可以使得电子设备的显示时间较长;在电子设备的最大供电电流不变的情况下,本申请实施例提供的方法可以使得用户感觉到的亮度更大。
另一方面,在HMD的额定电流一定的情况下,本申请实施例提供的显示方法,可以使得HMD的峰值电流较小;在HMD的供电电流小于额定电流的前提下,还可以通过增大供电电流来提高显示屏的亮度,从而提高用户的视觉体验。
举例来说,HMD的额定电流为2.5A,在现有显示方案中,左显示屏的供电电流为1A,右显示屏的供电电流为1A,用于维持系统其他部件运行的系统电流为0.5A,HMD的峰值电流为2.5A;在本申请实施例提供的显示方案中,左显示屏的供电电流为1A,右显示屏的供电电流为1A,左、右显示屏错开显示,系统电流为0.5A,则HMD的峰值电流为1A,左、右显示屏的显示亮度与现有显示方案中的显示亮度一致。
为了提高显示亮度,在本申请的实施例中,左、右显示屏的供电电流可以提高,例如左显示屏的供电电流为1.5A,右显示屏的供电电流为1.5A,系统电流为0.5A,左、右显示屏错开显示,HMD的峰值电流为2.0A,峰值电流2.0A仍然小于额定电流2.5A,即在保证HMD系统稳定性的同时,还可以提高显示屏的显示亮度。
示例性的,图3示出了本申请实施例提供的一种HMD 300的结构示意图。当HMD 300安装在用户头上时,用户眼睛可以看到HMD 300显示屏呈现的图像。
可以理解的,本申请实施例以电子设备为HMD为例进行介绍,但是本申请实施例不限于HMD,电子设备还可以是其他设备。
如图3所示,HMD 300可以包括:显示屏301、处理器302、存储器303、传感器模块304、摄像头305、通信模块306、扬声器307、麦克风308、电源309、输入/输出接口310、以及按键311等。
可以理解的是,本申请实施例示意的结构并不构成对HMD的具体限定。其可以具有比图3所示出的更多的或者更少的部件,可以组合两个或更多的部件,或者可以具有不同的部件配置。例如,该头显300还可以包括指示灯、马达等部件。图3所示出的各部件可以在包括一个或多个信号处理或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。
其中,显示屏301可以包括两个,分别对应用户的两个眼球。这两个显示屏可以独立显示内容。可以在这两个显示屏上显示不同的图像来提高图像的立体感。这两个显示屏可以包括用于显示左眼图像的左显示屏3011,和用于显示右眼图像的右显示屏3012。左显示屏3011显示的图像和右显示屏3012显示的图像可以具有视差,用户的大脑可以将两眼的图像整合具有空间感的立体视觉效果。当显示屏是透明的情况下,用户眼睛可以透过显示屏看到实体对象,或者用户眼睛可以透过显示屏看到另外的显示装置显示的图像。
显示屏301可以采用液晶显示屏(liquid crystal display,LCD),有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED),有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrix organic light emitting diode,AMOLED),柔性发光二极管(flex light-emitting diode,FLED),Miniled,MicroLed,Micro-oLed,量子点发光二极管(quantum dot light emitting diodes,QLED)等。
处理器302可以执行应用程序代码,以实现HMD 300的各种功能应用以及数据处理。例如,实现分别控制左显示屏3011和右显示屏3012的显示时机和显示时长;或响应于传感器模块304检测到的用户的转头、眼球移动或其他身体动作,生成增强现实/虚拟现实/混合现实的图像数据和音频数据等。
处理器302可以包括一个或多个处理单元,例如:处理器302可以包括应用处理器(application processor,AP),调制解调处理器,图形处理器(graphics processingunit,GPU),图像信号处理器(image signal processor,ISP),视频处理单元(videoprocessing unit,VPU)控制器,存储器,视频编解码器,数字信号处理器(digital signalprocessor,DSP),基带处理器,和/或神经网络处理器(neural-network processing unit,NPU)等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。
处理器302中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。在一些实施例中,处理器302中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器302刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器302需要再次使用该指令或数据,可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取,减少了处理器302的等待时间,因而提高了系统的效率。
在一些实施例中,处理器302可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integrated circuit,I2C)接口,通用异步收发传输器(universal asynchronousreceiver/transmitter,UART)接口,移动产业处理器接口(mobile industry processorinterface,MIPI),通用输入输出(general-purpose input/output,GPIO)接口,用户标识模块(subscriber identity module,SIM)接口,和/或通用串行总线(universal serialbus,USB)接口,串行外设接口(serial peripheral interface,SPI)接口等。
I2C接口是一种双向同步串行总线,包括一根串行数据线(serial data line,SDA)和一根串行时钟线(derail clock line,SCL)。在一些实施例中,处理器302可以包含多组I2C总线。处理器302可以通过不同的I2C总线接口分别耦合电池,摄像头305等。SPI接口可以用于处理器与传感器之间的连接。
UART接口是一种通用串行数据总线,用于异步通信。该总线可以为双向通信总线。它将要传输的数据在串行通信与并行通信之间转换。在一些实施例中,UART接口通常被用于连接处理器302与通信模块306。例如:处理器302通过UART接口与通信模块306中的蓝牙模块通信,实现蓝牙功能。
MIPI接口可以被用于连接处理器302与显示屏301,摄像头305等外围器件。MIPI接口包括摄像头串行接口(camera serial interface,CSI),显示屏串行接口(displayserial interface,DSI)等。在一些实施例中,处理器302和摄像头305通过CSI接口通信,实现HMD 300的拍摄功能。处理器302和显示屏301通过DSI接口通信,实现HMD 300的显示功能。
GPIO接口可以通过软件配置。GPIO接口可以被配置为控制信号,也可被配置为数据信号。在一些实施例中,GPIO接口可以用于连接处理器302与摄像头305,显示屏301,通信模块306,传感器模块304,麦克风308等。GPIO接口还可以被配置为I2C接口,I2S接口,UART接口,MIPI接口等。
USB接口是符合USB标准规范的接口,具体可以是Mini USB接口,Micro USB接口,USB Type C接口等。USB接口可以用于连接充电器为HMD 300充电,也可以用于HMD 300与外围设备之间传输数据。也可以用于连接耳机,通过耳机播放音频。该接口还可以用于连接其他电子设备,例如手机等。USB接口可以是USB3.0,用于兼容高速显示接口(display port,DP)信号传输,可以传输视音频高速数据。
可以理解的是,本申请实施例示意的各模块间的接口连接关系,只是示意性说明,并不构成对HMD 300的结构限定。在本申请另一些实施例中,HMD 300也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式,或多种接口连接方式的组合。
在一些实施例中,NPU可以通过借鉴生物神经网络结构,例如借鉴人脑神经元之间传递模式,对输入信息快速处理,还可以不断的自学习。通过NPU可以实现HMD 300的智能认知等应用,例如:图像识别,人脸识别,语音识别,文本理解等。
HMD 300可以通过GPU,显示屏301,以及应用处理器等实现显示功能。GPU为图像处理的微处理器,连接显示屏301和应用处理器。GPU用于执行数学和几何计算,用于图形渲染。处理器302可包括一个或多个GPU,其执行程序指令以生成或改变显示信息。
HMD 300还可以通过ISP,摄像头,视频编解码器,GPU,显示屏301以及应用处理器等实现拍摄功能。
存储器303可以用于存储应用程序代码,如用于分别控制左显示屏和右显示屏的显示时机和显示时长,或用于生成增强现实/虚拟现实/混合现实的图像数据和音频数据等的应用程序代码。存储器303可以包括存储程序区和存储数据区。其中,存储程序区可存储操作系统,至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能,图像播放功能等)等。存储数据区可存储HMD 300使用过程中所创建的数据(比如音频数据,电话本等)等。此外,存储器303可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件,闪存器件,通用闪存存储器(universal flash storage,UFS)等。
传感器模块304可以包括加速度传感器、陀螺仪和地磁传感器等惯性传感器,可以用于捕捉头部运动。传感器模块304还可以包括动作捕捉传感器,例如深度传感器、陀螺仪、加速计、磁力计和近距离传感器、红外摄像头和红外感应传感器等;可以用于捕捉用户向左、右、前、后的移动动作,伸手的动作,挥手的动作,抓取的动作等。此外,摄像头、红外感应传感器等还可以追踪用户的眼球。传感器模块304还可以包括其他类型的传感器,例如佩戴检测用的接近光传感器,触控板用的电容感应传感器,环境光传感器,以及声音探测器等。
其中,接近光传感器可以包括例如发光二极管(LED)和光检测器,例如光电二极管。发光二极管可以是红外发光二极管。HMD 300通过发光二极管向外发射红外光。HMD 300使用光电二极管检测来自附近物体的红外反射光。当检测到充分的反射光时,可以确定HMD300附近有物体。当检测到不充分的反射光时,HMD 300可以确定HMD 300附近没有物体。HMD 300可以利用接近光传感器检测HMD 300特定位置的手势操作,以实现手势操作与操作命令相关联的目的。
距离传感器,用于测量距离。HMD 300可以通过红外或激光测量距离。在一些实施例中,HMD 300可以利用距离传感器测距以实现快速对焦。
陀螺仪传感器可以用于确定HMD 300的运动姿态。在一些实施例中,可以通过陀螺仪传感器确定HMD 300围绕三个轴(即,x,y和z轴)的角速度。陀螺仪传感器还可以用于导航,体感游戏场景。
环境光传感器用于感知环境光亮度。HMD 300可以根据感知的环境光亮度自适应调节显示屏301亮度。环境光传感器也可用于拍照时自动调节白平衡。
加速度传感器可检测HMD 300在各个方向上(一般为三轴)加速度的大小。当HMD300静止时可检测出重力的大小及方向。还可以用于识别HMD姿态,应用于计步器等应用。
温度传感器用于检测温度。在一些实施例中,HMD 300利用温度传感器检测的温度,执行温度处理策略。例如,当温度传感器上报的温度超过阈值,HMD 300执行降低位于温度传感器附近的处理器的性能,以便降低功耗实施热保护。在另一些实施例中,当温度低于另一阈值时,HMD 300对电池加热,以避免低温导致HMD 300异常关机。在其他一些实施例中,当温度低于又一阈值时,HMD 300对电池的输出电压执行升压,以避免低温导致的异常关机。
摄像头305可以安装在HMD 300的侧面,还可以安装在HMD 300上两个显示屏之间的位置。摄像头305可以用于实时捕捉用户视角内的图像和视频。HMD 300根据捕获的实时的图像和视频生成虚拟图像,并将虚拟图像通过显示屏301进行显示。
处理器302可以根据摄像头305捕获的静态图像或视频图像,结合传感器模块304获取的数据(例如亮度、声音等数据),来确定显示屏301上显示的虚拟图像,来实现在现实世界物体上叠加上虚拟图像。
其中,数字信号处理器用于处理数字信号,除了可以处理数字图像信号,还可以处理其他数字信号。例如,当HMD 300在频点选择时,数字信号处理器用于对频点能量进行傅里叶变换等。
视频编解码器用于对数字视频压缩或解压缩。HMD 300可以支持一种或多种视频编解码器。这样,HMD 300可以播放或录制多种编码格式的视频,例如:动态图像专家组(moving picture experts group,MPEG)1,MPEG2,MPEG3,MPEG4等。
在一些实施例中,HMD 300可以实现眼球追踪(eye tracking)。例如,可以利用红外设备(如红外发射器)和图像采集设备(如摄像头305)来检测眼球注视方向。
另外,HMD 300还可以具有无线通信功能。通信模块306可以包含无线通信模块和移动通信模块。无线通信功能可以通过天线(未示出)、移动通信模块(未示出),调制解调处理器(未示出)以及基带处理器(未示出)等实现。
天线用于发射和接收电磁波信号。HMD 300中可以包含多个天线,每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用,以提高天线的利用率。例如:可以将天线1复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中,天线可以和调谐开关结合使用。
移动通信模块可以提供应用在HMD 300上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。移动通信模块可以包括至少一个滤波器,开关,功率放大器,低噪声放大器(lownoise amplifier,LNA)等。移动通信模块可以由天线接收电磁波,并对接收的电磁波进行滤波,放大等处理,传送至调制解调处理器进行解调。移动通信模块还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大,经天线转为电磁波辐射出去。在一些实施例中,移动通信模块的至少部分功能模块可以被设置于处理器302中。在一些实施例中,移动通信模块的至少部分功能模块可以与处理器302的至少部分模块被设置在同一个器件中。在一些实施例中,HMD300可以通过该移动通信模块从外部设备获取增强现实/虚拟现实/混合现实的图像数据和音频数据等。
调制解调处理器可以包括调制器和解调器。其中,调制器用于将待发送的低频基带信号调制成中高频信号。解调器用于将接收的电磁波信号解调为低频基带信号。随后解调器将解调得到的低频基带信号传送至基带处理器处理。低频基带信号经基带处理器处理后,被传递给应用处理器。应用处理器通过音频设备(不限于扬声器等)输出声音信号,或通过显示屏301显示图像或视频。在一些实施例中,调制解调处理器可以是独立的器件。在另一些实施例中,调制解调处理器可以独立于处理器302,与移动通信模块或其他功能模块设置在同一个器件中。
无线通信模块可以提供应用在HMD 300上的包括无线局域网(wireless localarea networks,WLAN)(如无线保真(wireless fidelity,Wi-Fi)网络),蓝牙(bluetooth,BT),全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS),调频(frequencymodulation,FM),近距离无线通信技术(near field communication,NFC),红外技术(infrared,IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块经由天线接收电磁波,将电磁波信号调频以及滤波处理,将处理后的信号发送到处理器302。无线通信模块还可以从处理器302接收待发送的信号,对其进行调频,放大,经天线转为电磁波辐射出去。在一些实施例中,HMD 300可以通过该无线通信模块从外部设备获取增强现实/虚拟现实/混合现实的图像数据和音频数据等。
在一些实施例中,HMD 300的天线和移动通信模块耦合,使得HMD 300可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。所述无线通信技术可以包括全球移动通讯系统(global system for mobile communications,GSM),通用分组无线服务(general packetradio service,GPRS),码分多址接入(code division multiple access,CDMA),宽带码分多址(wideband code division multiple access,WCDMA),时分码分多址(time-divisioncode division multiple access,TD-SCDMA),长期演进(long term evolution,LTE),BT,GNSS,WLAN,NFC,FM,和/或IR技术等。所述GNSS可以包括全球卫星定位系统(globalpositioning system,GPS),全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GLONASS),北斗卫星导航系统(beidou navigation satellite system,BDS),准天顶卫星系统(quasi-zenith satellite system,QZSS)和/或星基增强系统(satellite basedaugmentation systems,SBAS)。
HMD 300可以通过扬声器307,麦克风308,音频模块,耳机接口,以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放,录音等。
音频模块用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出,也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块还可以用于对音频信号编码和解码。在一些实施例中,音频模块可以设置于处理器302中,或将音频模块的部分功能模块设置于处理器302中。
扬声器307,也称“喇叭”或“受话器”,用于将音频电信号转换为声音信号。HMD 300可以通过扬声器收听音乐,或收听免提通话。
麦克风308,也称“话筒”,或“传声器”,用于将声音信号转换为电信号。HMD 300可以设置至少一个麦克风308。在另一些实施例中,HMD 300可以设置两个麦克风308,除了采集声音信号,还可以实现降噪功能。在另一些实施例中,HMD 300还可以设置三个,四个或更多麦克风308,实现采集声音信号,降噪,还可以识别声音来源,实现定向录音功能等。
耳机接口用于连接有线耳机。耳机接口可以是USB接口,也可以是3.5mm的开放移动HMD平台(open mobile terminal platform,OMTP)标准接口,美国蜂窝电信工业协会(cellular telecommunications industry association of the USA,CTIA)标准接口。
在一些实施例中,HMD 300可以包括声音探测器,该声音探测器可以检测和处理用于控制便携电子设备的语音信号。例如,声音探测器可以包含麦克风308,以便HMD 300可以使用麦克风308将声音转换为电信号。声音探测器随后可以处理电信号,并将信号识别为HMD 300的命令。处理器302可以被配置为从麦克风308接收语音信号。在接收到语音信号后,处理器302可以运行声音探测器来识别语音命令。例如,当接收到语音指令时,HMD 300可以获取存储的用户联系人列表上的联系人,便HMD 300可以自动拨打该联系人电话号码。
电源309,用于向HMD 300包含的各个部件供电,例如为左显示屏3011和右显示屏3012供电等。在一些实施例中,该电源309可以包括电池,例如可充电电池。
HMD 300还可以包括输入/输出接口310,可以通过合适的组件将其他装置连接到HMD 300。组件例如可以包括音频/视频插孔,数据连接器等。在一些实施例中,在通过输入/输出接口310与其他电子设备(例如手机、电脑等)电连接后,其他电子设备可以为HMD 300的电源309供电。在另一些实施例中,在通过输入/输出接口310与其他电子设备(例如手机、电脑等)电连接后,HMD 300还可以从其他电子设备获取增强现实/虚拟现实/混合现实的图像数据和音频数据等。输入输出接口310还可以通过合适的组件将其他装置连接到HMD300。例如,该组件可以包括音频/视频插孔,数据连接器等。
在一些实施例中,HMD 300还可以包括一个或多个按键311,这些按键可以控制HMD,为用户提供访问HMD 300上的功能。按键的形式可以是按钮、开关、刻度盘和触摸或近触摸传感设备(如触摸传感器)。示例性地,用户可以通过按下按钮来打开HMD 300的显示屏301。按键可以包括开机键,音量键等。按键可以是物理按键。也可以是触摸式按键。HMD 300可以接收按键输入,产生与HMD 300的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。
当电子设备为图3所示的HMD 300时,HMD 300通过将左显示屏3011和右显示屏3012的显示时间错开,可以降低HMD 300的峰值电流。示例性的,当HMD 300的显示屏301采用LCD显示屏,处理器302为MCU时,图4中的虚线示出了HMD 300内部控制指令和数据信息的交互关系,图4中的实线示出了电流的供电关系。LCD显示屏可以包括左显示屏3011液晶,右显示屏3012液晶,左显示屏3011背光源,右显示屏3012背光源,以及盖板玻璃等组件。
当HMD 300的显示屏301采用LCD显示屏时,HMD 300可以包括用于驱动左显示屏3011液晶和右显示屏3012液晶翻转的LCD驱动芯片,背光模组1,以及背光模组2等组件。其中,背光模组1可以包括背光驱动芯片1和左显示屏3011背光源,背光驱动芯片1用于驱动左显示屏3011背光源点亮,并在左显示屏3011背光源点亮时为左显示屏3011背光源供电。背光模组2可以包括背光驱动芯片2和右显示屏3012背光源,背光驱动芯片2用于驱动右显示屏3012背光源点亮,并在右显示屏3012背光源点亮时为右显示屏3012背光源供电。
由图4可知,HMD 300的供电电流可以来源于本身的电池和/或外部的手机/电脑等电子设备。HMD 300的供电电流可以为LCD驱动芯片、背光模组1、背光模组2以及MCU等组件供电。其中,LCD驱动芯片和MCU正常工作时所需的供电电流很小。在未点亮左显示屏3011背光源时,背光模组1中背光驱动芯片1所需的供电电流较小;在点亮左显示屏3011背光源以显示左眼图像时,背光驱动芯片1为左显示屏3011背光源提供的电流较大,即背光模组1所需的供电电流较大。同样地,在未点亮右显示屏3012背光源时,背光模组2中背光驱动芯片2所需的供电电流较小;在点亮右显示屏3012背光源以显示右眼图像时,背光驱动芯片2为右显示屏3012背光源提供的电流较大,即背光模组2所需的供电电流较大。
也就是说,HMD 300的峰值电流主要受左显示屏3011背光源和右显示屏3012背光源的供电电流的影响,即主要受背光模组1和背光模组2的供电电流的影响。MCU可以控制左显示屏3011的显示时间和右显示屏3012的显示时间错开,从而控制左显示屏3011背光源和右显示屏3012背光源的供电时间错开,以降低HMD 300的峰值电流。示例性的,MCU可以通过不同的计时器或计数器(例如可以通过寄存器来实现),分别控制背光驱动芯片1驱动左显示屏3011背光源点亮的时间,和背光驱动芯片2驱动右显示屏3012背光源点亮的时间,从而使得左显示屏3011背光源和右显示屏3012背光源的供电时间错开。
MCU从手机/电脑等外部电子设备获取图像数据,或者通过自身生成图像数据,并将图像数据写入LCD驱动芯片。MCU控制LCD驱动芯片根据图像数据驱动液晶翻转。MCU控制背光驱动芯片1在相应的时机为左显示屏3011背光源,以点亮左显示屏3011背光源,从而显示左眼图像;并控制背光驱动芯片2在相应的时机为左显示屏3011背光源,以点亮右显示屏3012背光源,从而显示右眼图像。
其中,在左显示屏3011不显示图像时,左显示屏3011背光源未供电,左显示屏3011背光源未点亮;背光驱动芯片1可以是供电状态也可以是未供电状态;左显示屏3011液晶可以发生了翻转也可以未发生翻转;右显示屏3012液晶可以发生了翻转也可以未发生翻转。在左显示屏3011显示左眼图像时,左显示屏3011液晶发生了翻转;背光驱动芯片1已供电;左显示屏3011背光源已供电,且左显示屏3011背光源点亮;右显示屏3012液晶可以发生了翻转也可以未发生翻转。
在右显示屏3012不显示图像时,右显示屏3012背光源未供电,右显示屏3012背光源未点亮;背光驱动芯片2可以是供电状态也可以是未供电状态;右显示屏3012液晶可以发生了翻转也可以未发生翻转;左显示屏3011液晶可以发生了翻转也可以未发生翻转。在右显示屏3012显示右眼图像时,右显示屏3012液晶发生了翻转;背光驱动芯片2已供电;右显示屏3012背光源已供电,且右显示屏3012背光源点亮;左显示屏3011液晶可以发生了翻转也可以未发生翻转。
需要说明的是,图4是以HMD 300采用LCD显示屏为例进行说明的,当HMD 300采用MicroLED、OLED显示屏时,HMD 300可以包括用于驱动左显示屏3011显示左眼图像的显示驱动模组1,和用于驱动右显示屏3012显示右眼图像的显示驱动模组2,HMD 300的峰值电流主要受显示驱动模组1和显示驱动模组2的供电电流的影响。MCU通过控制左显示屏3011的显示时间和右显示屏3012的显示时间错开,可以控制显示驱动模组1和显示驱动模组2的供电时间错开,从而降低HMD 300的峰值电流。
以下将以电子设备为图3和图4所示的HMD,且HMD包括左显示屏和右显示屏为例,对本申请实施例提供的显示方法进行阐述。
图5A-图5C示出了本申请实施例提供的一种显示方法示意图。如图5A-图5C所示,在用户使用HMD时,HMD可以分别获取第1帧左眼图像和第1帧右眼图像。
其中,对于分体式HMD,可以根据预设的显示帧率f,通过与电脑或手机等外部设备的有线连接或无线连接,接收外部设备发送的图像数据。例如,在一些实施例中,HMD可以分别接收外部设备发送的第1帧左眼图像(即左眼图像的第1帧)数据,和第1帧右眼图像(即右眼图像的第1帧)数据。在另一些实施例中,HMD可以接收外部设备发送的第一图像数据,并从该第一图像数据中分别获得第1帧左眼图像数据和第1帧右眼图像数据。对于一体式HMD,可以根据预设的显示帧率f,通过自身的处理器生成每帧左眼图像的数据和每帧右眼图像的数据。对于移动端式HMD,可以根据预设的显示帧率f,通过头显中的移动设备生成每帧左眼图像的数据和每帧右眼图像的数据。
如图5C所示,HMD在获取到第1帧左眼图像数据后,可以将第1帧左眼图像数据写入缓冲区;HMD在获取到第1帧右眼图像数据后,可以将第1帧右眼图像数据写入缓冲区。
如图5C所示,在t1时刻,HMD可以在左显示屏上显示第1帧左眼图像。其中,HMD在左显示屏上显示第1帧左眼图像的同时,在右显示屏不显示图像,HMD可以仅为左显示屏的图像显示供电。示例性的,第1帧左眼图像可以为图6中的图像601。
在t1时刻至t2时刻之间的T1时长内,HMD在左显示屏上持续显示第1帧左眼图像。在t2时刻,HMD停止在左显示屏上显示第1帧左眼图像。其中,T1为预设时长,例如可以为2ms。在一种实施例中,如图5C所示,在t2时刻之后,HMD可以在右显示屏上立即显示第1帧右眼图像,从而可以使得用户发现左、右眼图像显示不同步,画面存在抖动,不符合实际情况,或产生眩晕等不适感的概率最小。
在另一种实施例中,参见图7,在t2时刻之后,与t2时刻间隔T2时长后的t3时刻,HMD可以在右显示屏上显示第1帧右眼图像。其中,T2为预设时长,且通常较短,例如可以小于或者等于2ms。在第1帧左眼图像和第1帧右眼图像差开T2时长进行显示的情况下,可以使得用户不容易发现左、右眼图像显示不同步,画面存在抖动,或不符合实际情况等,尽量避免用户产生眩晕等不适感。示例性的,第1帧右眼图像可以为图6中的图像602。对比用户左眼看到的图像601和右眼看到的图像602可知,左眼看到的图像的视野和右眼看不到的图像的视野不同。
在第1帧右眼图像持续显示T3时长后的t4时刻,即在t2时刻之后的t4时刻,HMD可以停止显示第1帧右眼图像。其中,T3为预设时长,例如可以为2ms。而后,HMD在左显示屏和右显示屏上均不显示图像。其中,T3与T1可以相同也可以不同;即HMD持续显示第1帧左眼图像的时间和持续显示第1帧右眼图像的时间,可以相同也可以不同。
这样,HMD在第1帧左眼图像停止显示之后,才开始显示第1帧右眼图像。也就是说,第1帧左眼图像和第1帧右眼图像的显示时间错开了;或者说,第1帧左眼图像和第1帧右眼图像的显示时间没有重叠/重合/交叉。HMD在同一时刻只需要为左显示屏的图像显示,或右显示屏的图像显示供电,因而可以降低HMD的峰值电流。
而后,HMD可以分别获取第2帧左眼图像数据和第2帧右眼图像数据,并写入显示缓冲区。
需要注意的是,在本申请的实施例中,不同帧的图像的画面随着用户使用过程的进展(例如游戏的进展)以及用户的头部、眼球、手部等的动作的不同而不同。例如,在HMD显示第1帧左眼图像和第1帧右眼图像后,如图8所示,若用户向右稍微转动了头部,则HMD模拟人的视野随着用户的转头而发生变化;即响应于用户转头的动作,HMD获取到的第2帧左眼图像和第2帧右眼图像相应变化。
在与t4时刻间隔T4时长的t1’时刻,即在与t1时刻间隔T时长的t1’时刻,HMD可以在左显示屏上显示第2帧左眼图像。其中,T4可以为预设时长。也就是说,第1帧右眼图像和第2帧左眼图像的显示时间也错开了;在第1个显示周期T时长内,HMD可以错开显示第1帧左眼图像和第1帧右眼图像。并且,第1帧右眼图像和第2帧左眼图像的显示时间之间间隔了T4时长,即前后两帧图像之间间隔一段时间后再显示,这样可以避免人眼的余晖效应导致的画面拖影和模糊等问题,提高用户使用体验。
而后,与第1个显示周期T内的情况类似,在第2个显示周期T内,即在t1’时刻之后的T时长内,如图5C或图7所示,HMD可以采用与第1帧左眼图像和第1帧右眼图像类似的显示时机,根据上述间隔T1、T3、T4或T2错开显示第2帧左眼图像和第2帧右眼图像,从而降低HMD的峰值电流。示例性的,第2帧左眼图像可以为图8中的图像801,第2帧右眼图像可以为图8中的图像802。
示例性的,当采用图5C所示的显示流程时,HMD的显示效果可以参见图9。
之后,与第1个显示周期T内的情况类似,在后续的显示周期T内,HMD可以采用与第1帧左眼图像和第1帧右眼图像类似的显示时机,根据上述间隔T1、T3、T4或T2错开显示后续帧的左眼图像和后续帧的右眼图像。
其中,T1与T3之和小于显示周期T;当存在T2时,T1、T2与T3之和小于T。也就是说,HMD可以按照预设的显示帧率f,在每个显示周期T内分别显示一帧左眼图像和一帧右眼图像;并且,在每个显示周期T内,存在左显示屏和右显示屏均不显示图像的时间段。该时间段可以包括图5C中的T4,或者包括图7中的T2和T4。从而,HMD可以使得左显示屏和右显示屏在时间上错开显示。T1、T3与T4之和可以等于T;当存在T2时,T1、T2、T3与T4之和可以等于T。
这样,对于HMD的每一帧图像来说,左眼图像和右眼图像在显示时间上可以错开;对于相邻两帧图像来说,前一帧右眼图像与后一帧左眼图像在显示时间上也可以错开。因而,HMD在同一时刻只需要为左显示屏或右显示屏的图像显示提供电流,以支持左显示屏显示左眼图像或支持右显示屏显示右眼图像,从而可以降低HMD的峰值电流。
以上实施例是以在每个显示周期T内,先显示左眼图像,再显示右眼图像为例进行说明的。在其他实施例中,以上实施例描述的左眼图像和右眼图像的显示时机可以互换,即参见图10或图11,HMD也可以在每个显示周期T内,先显示右眼图像,再显示左眼图像。
这样,在HMD的每一个显示周期内,右眼图像和左眼图像在显示时间上可以错开;并且,前一帧左眼图像与后一帧右眼图像在显示时间上也可以错开。因而,HMD在同一时刻只需要为右显示屏或左显示屏的图像显示提供电流,以支持右显示屏显示右眼图像或支持左显示屏显示左眼图像,从而可以降低HMD的峰值电流。
并且,如图5C、图7、图10或图11中的虚线包络所表示的电流曲线可知,HMD的供电电流在一个显示周期T内可以有两个峰值电流,即分别对应左显示屏显示左眼图像的时间段和右显示屏显示右眼图像的时间段。并且,对比图5C、图7、图10或图11中的虚线包络所表示的电流曲线与图1中的虚线包络所表示的电流曲线可知,本申请实施例提供的显示方案可以明显降低HMD的峰值电流。
以上是以在一个显示周期T内错开显示左眼图像和右眼图像为例进行说明的。在其他实施例中,HMD可以按照预设的显示帧率f,在不同的显示周期T内轮流显示左眼图像和右眼图像。例如,参见图12,显示帧率f为120fps,HMD可以按照如下顺序依次进行显示:在第1个显示周期T内,在左显示屏上显示第1帧左眼图像;在第2个显示周期T内,在右显示屏上显示第2帧右眼图像;在第3个显示周期T内,在左显示屏上显示第3帧左眼图像;…;在第120个显示周期T内,在右显示屏上显示第120帧右眼图像。其中,图12所示的左眼图像的显示时长T5与右眼图像的显示时长T6,可以相同也可以不同。并且,第i(i为正整数)帧图像停止显示的时刻,与第i+1帧图像开始显示的时刻之间的时间差可以为上述T2,这样能够使得用户不容易发现左、右眼图像显示不同步,画面存在抖动,或不符合实际情况等,尽量避免用户产生眩晕等不适感。
在其他一些实施例中,HMD在确定峰值电流小于额定电流时,可以通过语音、振动或通过如图13所示的显示提示信息等的方式,提示用户是否增大显示亮度。HMD在检测到用户选择增大显示亮度的操作后,可以增大显示屏的供电电流,以提高显示屏的显示亮度,并保证HMD的峰值电流仍然小于额定电流。
在其他一些实施例中,HMD可以在不同的显示方案间进行切换。例如,HMD可以默认采用图2所示的方案进行显示,在峰值电流大于额定电流时,可以通过语音、振动或如图14所示的显示提示信息等的方式,提示用户是否切换显示方案。HMD在检测到用户选择切换显示方案的操作后,可以采用本申请实施例提供的降低峰值电流的显示方案进行图像显示。再例如,在HMD首次/每次开机后,用户可以通过语音、手势操作等方式选择所要采用的显示方案,HMD根据用户的选择采用相应的方案(例如图2、图5C、图7、图10、图11或图12所示的显示方案)进行图像显示。
此外,以上是以电子设备为HMD为例进行说明的,当电子设备为包括两个显示屏的其他设备时,其他设备也可以采用本申请实施例提供的显示方法降低峰值电流。例如,其他设备可以为手机,手机包括两个显示屏,手机可以将两个显示屏的显示时间错开,从而可以降低手机的峰值电流。
另外,以上是以电子设备包括两个显示屏为例进行说明的,当电子设备包括M(M为大于2的整数)个显示屏时,也可以采用本申请实施例提供的显示方法来降低峰值电流。例如,该M个显示屏可以包括多组显示屏,每组显示屏可以包括至少一个显示屏,一组显示屏与另一组显示屏的显示时间可以错开,从而可以降低电子设备的峰值电流。
示例性的,电子设备包括9个显示屏,可以分为3组,每组包括3个显示屏。在一种方案中,每组显示屏之间在显示时间上错开;在另一种方案中,第一组显示屏和第二组显示屏同时显示;第一组显示屏和第二组显示屏的显示时间,与第三组显示屏的显示时间错开。
另外,在本申请的其他实施例中,在电子设备首次/每次开机,或在电子设备的使用界面上,电子设备可以显示提示信息,以提示用户该电子设备的不同显示屏之间可以错开显示,从而可以降低电子设备的峰值电流,提高电子设备系统的稳定性。或者,电子设备的说明文档,或开发文档等文件中也可以表明电子设备不同显示屏之间可以错开显示,从而可以降低电子设备的峰值电流,提高电子设备系统的稳定性。
结合上述实施例及相应的附图,本申请另一实施例提供一种头戴式显示器的图像显示方法,该方法可以在具有图3所示结构的头戴式显示器上实现。例如,该头戴式显示器可以为增强现实AR/VR/MR头戴式显示器等。该头戴式显示器可以包括第一显示屏和第二显示屏。头戴式显示器可以在每个显示周期内,在第一显示屏和第二显示屏上错开显示第一图像和第二图像。参见图15,该方法可以包括:
1501、头戴式显示器在第i个显示周期的第一时间段S1内,在第一显示屏上显示第一图像的第i帧,i为正整数。
示例性的,第一显示屏可以为以上实施例中描述的左显示屏,第二显示屏可以为以上实施例中描述的右显示屏。在显示周期T内,第一时间段S1可以为图5C、图7、图10或图11中所示的T1。
1502、头戴式显示器在停止显示第一图像的第i帧之后,在第i个显示周期的第二时间段S2内,在第二显示屏上显示第二图像的第i帧。
其中,头戴式显示器在第一时间段之后,即在停止显示第一图像的第i帧之后,再显示第二图像的第i帧。示例性的,第一图像的第i帧可以为以上实施例中描述的第i帧左眼图像,第二图像的第i帧可以为以上实施例中描述的第i帧右眼图像;该种情况可以参见图5C或图7所示的显示时间与电流的对应关系图。或者,第一图像的第i帧可以为以上实施例中描述的第i帧右眼图像,第二图像的第i帧可以为以上实施例中描述的第i帧左眼图像;该种情况可以参见图10或图11所示的显示时间与电流的对应关系图。也就是说,头戴式显示器在每个显示周期T内,可以错开显示第一图像和第二图像,而不会同时在左显示屏和右显示屏上显示第一图像和第二图像,从而可以降低头戴式显示器的峰值电流。
其中,第一时间段S1与第二时间段S2,可以相等也可以不相等。即,在同一显示周期T内,第一图像的显示时长和第二图像的显示时长,可以相同也可以不同。当第一图像的显示时长和第二图像的显示时长不同时,这两个显示时长之间的差值较小,例如该差值可以小于2ms。
并且,在第二时间段之后,在第i个显示周期的第三时间段S3内,第一显示屏和第二显示屏上未显示图像,第一时间段S1、第二时间段S2与第三时间段S3之和小于或者等于显示周期。也就是说,头戴式显示器停止显示第二图像的第i帧,并间隔一段时间后才显示第一图像的第i+1帧。这样,前后两帧图像之间可以间隔一段时间后再显示,从而可以避免人眼的余晖效应导致的画面拖影和模糊等问题,提高用户使用体验。
示例性的,第二时间段S2可以为图5C、图7、图10或图11中所示的T3,第三时间段S3可以为5C、图7、图10或图11中所示的T4。T1、T3和T4之和小于或者等于T。
在步骤1501-1502描述的方案中,在同一个显示周期内,第一显示屏和第二显示屏可以错开显示图像,从而可以降低头戴式显示器的峰值电流;在不同显示周期之间,前后两帧图像可以间隔一段时间后再显示,从而可以避免人眼的余晖效应导致的画面拖影和模糊等问题,提高用户使用体验。
在一些实施例中,在第i个显示周期内,第一时间段S1与第二时间段S2相邻,第一时间段S1、第二时间段S2与第三时间段S3之和等于显示周期。也就是说,第一时间段S1和第二时间段S2之间没有时间间隔。在同一显示周期内,头戴式显示器在第一显示屏上停止显示图像后,即开始在第二显示屏上显示图像,即T1、T3和T4之和等于T。从而,可以使得用户发现第一图像、第二图像显示不同步,画面存在抖动,不符合实际情况,或产生眩晕等不适感的概率最小。示例性的,该种情况可以参见图5C或图10所示的显示时间与电流的对应关系图。
在另一些实施例中,第一时间段S1与第二时间段S2之间间隔第四时间段S4。在同一显示周期内,头戴式显示器在第一显示屏上停止显示图像,并间隔第四时间段S4后,才开始在第二显示屏上显示图像。其中,第四时间段S4通常较短,例如可以小于或者等于2ms,从而可以使得用户不容易发现左、右眼图像显示不同步,画面存在抖动,或不符合实际情况等,尽量避免用户产生眩晕等不适感。示例性的,第四时间段S4可以为图7或图11所示的T2。该种情况可以参见图7或图11所示的显示时间与电流的对应关系图。
本申请另一实施例提供了一种电子设备,包括:第一显示屏和第二显示屏,用于显示图像;一个或多个处理器;一个或多个存储器;以及一个或多个计算机程序;其中,一个或多个计算机程序被存储在存储器中,一个或多个计算机程序包括指令;当指令被处理器执行时,使得电子设备执行上述实施例中的图像显示方法。例如,该电子设备可以是AR/VR/MR头戴式显示器。
示例性的,当该电子设备为如图3所示的头戴式显示器时,该电子设备中的处理器可以为图3中的处理器302,该电子设备中的存储器可以为图3中的存储器303,该电子设备中的第一显示屏可以是图3中的左显示屏3011,该电子设备中的第二显示屏可以是图3中的右显示屏3012。一个或多个计算机程序被存储在存储器303中,一个或多个计算机程序包括指令;当该指令被处理器302执行时,使得头戴式电子设备执行上述实施例中的图像显示方法。
本申请实施例还提供一种计算机存储介质,该计算机存储介质中存储有计算机指令,当该计算机指令在头戴式显示器上运行时,使得头戴式显示器执行上述相关步骤实现上述实施例中的图像显示方法。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品,当该计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行上述相关步骤,以实现上述实施例中的图像显示方法。
另外,本申请的实施例还提供一种装置,这个装置具体可以是芯片,组件或模块,该装置可包括相连的处理器和存储器;其中,存储器用于存储计算机执行指令,当装置运行时,处理器可执行存储器存储的计算机执行指令,以使装置执行上述各方法实施例中的图像显示方法。
其中,本申请实施例提供的头戴式显示器、计算机存储介质、计算机程序产品或芯片均用于执行上文所提供的相关方法,因此,其所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果,此处不再赘述。
通过以上实施方式的描述,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,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,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,所述模块或单元的划分,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;例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置,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一个物理单元或多个物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个不同地方。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,在本申请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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元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,可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实施例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全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该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个设备(可以是单片机,芯片等)或处理器(processor)执行本申请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(read only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上内容,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种头戴式显示器的图像显示方法,其特征在于,头戴式显示器包括第一显示屏和第二显示屏,所述方法包括:
所述头戴式显示器在第i个显示周期的第一时间段S1内,在所述第一显示屏上显示第一图像的第i帧,所述i为正整数;
所述头戴式显示器在停止显示所述第一图像的第i帧之后,在所述第i个显示周期的第二时间段S2内,在所述第二显示屏上显示第二图像的第i帧;
其中,在所述第二时间段之后,在所述第i个显示周期的第三时间段S3内,所述第一显示屏和所述第二显示屏上未显示图像,所述第一时间段S1、所述第二时间段S2与所述第三时间段S3之和小于或者等于所述显示周期。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述头戴式显示器为增强现实AR头戴式显示器,虚拟现实VR头戴式显示器,或混合现实MR头戴式显示器。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在所述第i个显示周期内,所述第一时间段S1与所述第二时间段S2相邻,所述第一时间段S1、所述第二时间段S2与所述第三时间段S3之和等于所述显示周期。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述第一时间段S1与所述第二时间段S2之间间隔第四时间段S4。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,所述第一时间段S1与所述第二时间段S2相等或不等。
6.一种头戴式显示器,其特征在于,包括:
第一显示屏和第二显示屏,用于显示图像;
一个或多个处理器;存储器;以及一个或多个计算机程序;其中,所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中,所述一个或多个计算机程序包括指令;当所述指令被所述处理器执行时,使得所述头戴式显示器执行以下步骤:
在第i个显示周期的第一时间段S1内,在所述第一显示屏上显示第一图像的第i帧,所述i为正整数;
在停止显示所述第一图像的第i帧之后,在所述第i个显示周期的第二时间段S2内,在所述第二显示屏上显示第二图像的第i帧;
其中,在所述第二时间段S2之后,在所述第i个显示周期的第三时间段S3内,所述第一显示屏和所述第二显示屏上未显示图像,所述第一时间段S1、所述第二时间段S2与所述第三时间段S3之和小于或者等于所述显示周期。
7.根据权利要求6所述的头戴式显示器,其特征在于,所述头戴式显示器为增强现实AR头戴式显示器,虚拟现实VR头戴式显示器,或混合现实MR头戴式显示器。
8.根据权利要求6或7所述的头戴式显示器,其特征在于,所述第一时间段S1与所述第二时间段S2相邻,所述第一时间段S1、所述第二时间段S2与所述第三时间段S3之和等于所述显示周期。
9.根据权利要求6或7所述的头戴式显示器,其特征在于,所述第一时间段S1与所述第二时间段S2之间间隔第四时间段S4。
10.根据权利要求6-9任一项所述的头戴式显示器,其特征在于,所述第一时间段S1和所述第二时间段S2相等或不等。
11.一种计算机存储介质,其特征在于,包括计算机指令,当所述计算机指令在头戴式显示器上运行时,使得所述头戴式显示器执行如权利要求1-5中任一项所述的图像显示方法。
12.一种计算机程序产品,其特征在于,当所述计算机程序产品在计算机上运行时,使得所述计算机执行如权利要求1-5中任一项所述的图像显示方法。
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