CN111751989B - 一种头戴式显示设备及显示方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种头戴式显示设备及显示方法，涉及VR/AR领域，解决了如何降低视觉疲劳的问题。该头戴式显示设备包括头戴部件、转动部件、显示模块和处理模块，显示模块和处理模块通过转动部件与头戴部件转动连接，转动部件上设置有角度检测器。头戴部件用于将头戴式显示设备固定在用户的头部上；转动部件，于调节物理角度；角度检测器用于获取调节后的物理角度，并向处理模块反馈调节后的物理角度；处理模块，用于根据调节后的物理角度调节虚拟角度，得到调节后的虚拟角度；处理模块，还用于根据调节后的虚拟角度获取调节后的图像，并对调节后的图像进行渲染，得到渲染图像；显示模块，用于显示渲染图像。

Description

一种头戴式显示设备及显示方法

技术领域

本申请涉及虚拟现实(virtual reality，VR)/增强现实(augmented reality，AR)领域，尤其涉及一种头戴式显示设备及显示方法。

背景技术

VR/AR是未来的主要智能终端形态。VR/AR设备除了需要轻便、小巧、易携带之外，还需要可以让用户长时间佩戴和观看虚拟图像。但是，在用户使用AR/VR设备的过程中，由于VR/AR设备距离人眼较近，近眼显示所产生的视觉辐辏调节冲突(vergence-accommodation conflict)、视差差异等会给用户带来视觉疲劳，导致用户无法长时间佩戴VR/AR设备观看虚拟图像，用户体验较低。因此，在用户使用VR/AR设备的过程中，如何降低视觉疲劳是一个亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供一种头戴式显示设备及显示方法，解决了如何降低视觉疲劳的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供了一种头戴式显示设备，该头戴式显示设备包括：头戴部件、转动部件、显示模块和处理模块，显示模块和处理模块通过转动部件与头戴部件转动连接，转动部件上设置有角度检测器。其中，头戴部件，用于将头戴式显示设备固定在用户的头部上；转动部件，用于调节物理角度，物理角度为转动部件的中心点和显示模块的中心点的连线与水平线的夹角，物理角度的初始值为0度；角度检测器，用于获取调节后的物理角度，并向处理模块反馈调节后的物理角度；处理模块，用于根据调节后的物理角度调节虚拟角度，得到调节后的虚拟角度，虚拟角度为虚拟相机的中心光轴与水平线的夹角，虚拟相机为在三维3D场景中用于获得投影图像的模块，虚拟角度的初始值为0度；处理模块，还用于根据调节后的虚拟角度获取调节后的图像，并对调节后的图像进行渲染，得到渲染图像，调节后的图像为调节虚拟角度后的虚拟相机的视场角(field of view，FoV)内的图像；显示模块，用于显示渲染图像。本申请提供的头戴式显示设备，用户可以通过转动部件将显示模块调节到自己最舒适的角度，并且处理模块可以根据角度检测器获取的物理角度调节虚拟角度，以及获取调节后的虚拟角度对应的图像，并对虚拟相机所采集的图像进行渲染，使渲染后的图像与人眼自然放松状态下所预期的虚拟图像一致，从而，能够使人眼处于自然放松状态下，用户可以长时间使用VR/AR设备观看虚拟图像，有效地降低了用户的眼部疲劳。

在一种可能的设计中，转动部件的个数为N，每个转动部件上设置有角度检测器，N为大于或等于2的整数。

进一步的，处理模块，用于确定N个调节后的物理角度之和，得到角度和；根据角度和调节虚拟角度，得到调节后的虚拟角度，调节后的虚拟角度等于角度和。

从而，针对不同形状的头部，不同形状的脸型，用户可以通过多个转动部件灵活地调节显示模组与人眼之间的角度和距离，使头戴式显示设备调节到用户个体视觉舒适区。

在另一种可能的设计中，头戴式显示设备还包括连接件，连接件的一端通过转动部件与头戴部件连接，连接件的另一端与显示模块连接。

在另一种可能的设计中，头戴式显示设备还包括伸缩部件，伸缩部件固定于连接件上，其中，伸缩部件，用于调节第一距离，第一距离为显示模块与人眼之间的距离。

可选的，伸缩部件可以固定于连接件的中间位置。

可选的，伸缩部件可以固定于连接件与显示模块连接的位置。

从而，针对不同形状的头部，不同形状的脸型，用户可以通过转动部件和伸缩部件灵活地调节显示模组与人眼之间的角度和距离，使头戴式显示设备调节到用户个体视觉舒适区。

结合上述各种可能的设计，在另一种可能的设计中，头戴式显示设备还包括：存储器、总线和通信接口，其中，存储器用于存储图像数据，使得图像数据被处理模块执行使显示模块显示图像。

第二方面，本申请提供了一种显示方法，该显示方法应用于头戴式显示设备，该头戴式显示设备包括头戴部件、转动部件、显示模块和处理模块，显示模块和处理模块通过转动部件与头戴部件转动连接，转动部件上设置有角度检测器，该方法包括：利用头戴部件将头戴式显示设备固定在用户的头部上；利用转动部件调节物理角度，物理角度为转动部件的中心点和显示模块的中心点的连线与水平线的夹角，物理角度的初始值为0度；角度检测器获取调节后的物理角度，并向处理模块反馈调节后的物理角度；处理模块根据调节后的物理角度调节虚拟角度，并根据调节后的虚拟角度获取调节后的图像，对调节后的图像进行渲染，得到渲染图像，调节后的图像为调节虚拟角度后的虚拟相机的视场角内的图像，虚拟角度为虚拟相机的中心光轴与水平线的夹角，虚拟相机为在3D场景中用于获得投影图像的模块，虚拟角度的初始值为0度；显示模块显示渲染图像。本申请提供的显示方法，用户可以通过转动部件将显示模块调节到自己最舒适的角度，并且处理模块可以根据角度检测器获取的物理角度调节虚拟角度，以及获取调节后的虚拟角度对应的图像，并对虚拟相机所采集的图像进行渲染，使渲染后的图像与人眼自然放松状态下所预期的虚拟图像一致，从而，使光学组件与人眼舒适状态下视线方向相垂直，人眼不需要长时间张开眼睑便可以观察到最佳的图像中心区域，达到人眼处于自然放松状态下，用户可以长时间使用VR/AR设备观看虚拟图像，降低用户的眼部疲劳的目的。

在一种可能的设计中，转动部件的个数为N，每个转动部件上设置有角度检测器，N为大于或等于2。所述处理模块根据调节后的物理角度调节虚拟角度，包括：确定N个调节后的物理角度之和，得到角度和；根据角度和调节虚拟角度，得到调节后的虚拟角度，调节后的虚拟角度等于角度和。

在另一种可能的设计中，头戴式显示设备还包括连接件，连接件的一端通过转动部件与头戴部件连接，连接件的另一端与显示模块连接。

在另一种可能的设计中，头戴式显示设备还包括伸缩部件，伸缩部件固定于连接件上，其中，伸缩部件，用于调节第一距离，第一距离为显示模块与人眼之间的距离。

可选的，伸缩部件可以固定于连接件的中间位置。

可选的，伸缩部件可以固定于连接件与显示模块连接的位置。

结合上述各种可能的设计，在另一种可能的设计中，该头戴式显示设备还包括：存储器、总线和通信接口，其中，存储器用于存储图像数据，使得图像数据被处理模块执行使显示模块显示图像。

另外，上述任意方面的设计方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同设计方式所带来的技术效果，此处不再赘述。

本申请中，头戴式显示设备的名字对设备本身不构成限定，在实际实现中，这些设备可以以其他名称出现。只要各个设备的功能和本申请类似，属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内。

附图说明

图1为本申请提供的一种人体最佳垂直直接视野的示意图；

图2为本申请提供的一种头戴式显示设备的结构示例图一；

图3为本申请提供的一种虚拟相机在虚拟场景中的示例图；

图4为本申请提供的一种虚拟相机在虚拟场景中的侧面示例图；

图5为本申请提供的一种调节虚拟角度后的虚拟相机在虚拟场景中的侧面示例图；

图6为本申请提供的一种头戴式显示设备的结构示例图二；

图7为本申请提供的一种头戴式显示设备调节结果的示例图一；

图8为本申请提供的一种头戴式显示设备的结构示例图三；

图9为本申请提供的一种头戴式显示设备的结构示例图四；

图10为本申请提供的一种头戴式显示设备的结构示例图五；

图11为本申请提供的一种头戴式显示设备的结构示例图六；

图12为本申请提供的一种头戴式显示设备的结构示例图七；

图13为本申请提供的一种显示方法的流程图；

图14为本申请提供的一种头戴式显示设备调节结果的示例图二；

图15为本申请提供的一种头戴式显示设备调节结果的示例图三。

具体实施方式

本申请说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

为了下述各实施例的描述清楚简洁，首先给出相关技术的简要介绍：

根据人因工程的理论依据可知，人在用眼睛看物体时，眼睛自然放松状态下视线方向不是与水平线平行的，是略微向下倾斜的。因人而异，每个人的眼睛自然放松状态下视线方向可能是略微不同的。示例的，如图1所示，人体最佳垂直直接视野在水平向下15°左右。

但是，传统的VR/AR设备一般都没有考虑人体最佳垂直直接视野的因素。用户佩戴传统的VR/AR设备观看VR/AR的虚拟图像内容时，视线角度不符合人体最佳垂直直接视野的要求，导致了用户的眼部疲劳。

为了解决上述问题，本申请提供了一种头戴式显示设备，该头戴式显示设备包括头戴部件、转动部件、显示模块和处理模块，显示模块和处理模块通过转动部件与头戴部件转动连接，转动部件上设置有角度检测器。其中：头戴部件，用于将头戴式显示设备固定在用户的头部上；转动部件，用于调节物理角度，物理角度为转动部件的中心点和显示模块的中心点的连线与水平线的夹角，物理角度的初始值为0度；角度检测器，用于获取调节后的物理角度，并向处理模块反馈调节后的物理角度；处理模块，用于根据调节后的物理角度调节虚拟角度，得到调节后的虚拟角度，虚拟角度为虚拟相机的中心光轴与水平线的夹角，虚拟相机为在3D场景中用于获得投影图像的模块，调节后的图像为调节虚拟角度后的虚拟相机的视场角内的图像，虚拟角度的初始值为0度；处理模块，还用于根据调节后的虚拟角度获取调节后的图像，并对调节后的图像进行渲染，得到渲染图像，调节后的图像为调节虚拟角度后的虚拟相机的视场角内的图像；显示模块，用于显示渲染图像。本申请提供的头戴式显示设备，用户可以通过转动部件将显示模块调节到自己最舒适的角度，并且处理模块可以根据角度检测器获取的物理角度调节虚拟角度，以及获取调节后的虚拟角度对应的图像，并对虚拟相机所采集的图像进行渲染，使渲染后的图像与人眼自然放松状态下所预期的虚拟图像一致，从而，能够使人眼处于自然放松状态下，用户可以长时间使用VR/AR设备观看虚拟图像，有效地降低了用户的眼部疲劳。

人眼观看到的图像就是头戴式显示设备放大的显示的虚像。该虚像对人眼所张开的角度即为视场角(field of view，FoV)。

需要说明的是，显示模块和处理模块可以是独立的不同的物理设备。处理模块可以通过无线方式或有线方式与显示模块连接，显示模块接收处理模块传输图像信息，显示图像。处理模块可以是固定位置的，也可以是可移动的。例如，处理模块可以是手机、平板电脑(Pad)、个人电脑、智能终端等等，本申请不予限定。或者，也可以是将显示模块的功能与处理模块的逻辑功能集成在同一个物理设备上，还可以是一个物理设备上集成了显示模块的功能和部分的处理模块的功能。为了方便阐述，在下文，以显示模块的功能与处理模块的逻辑功能集成在同一个物理设备上为例进行说明，该物理设备可以称为显示模组，即显示模组包括显示模块和处理模块。

此外，显示模块为近眼显示系统或光学成像系统，包括微型显示器和近眼显示光学镜头。例如，若头戴式显示设备用于实现VR设备的功能，显示模块可以包括反射偏振片、1/4波片、半透半反膜、偏振片、透镜和显示屏等。若头戴式显示设备用于实现AR设备的功能，显示模块可以包括AR光学镜片，例如，偏振片、波片、透镜等。在实际应用中，显示模块还可以包括其他光学元件，本申请对此不作限定。

下面将结合附图对本申请实施例的实施方式进行详细描述。

图2为本申请实施例提供的一种头戴式显示设备的结构示例图一。该头戴式显示设备包括头戴部件201、转动部件202、显示模块203和处理模块204，显示模块203和处理模块204通过转动部件202与头戴部件201转动连接，转动部件202上设置有角度检测器205。

其中，头戴部件，用于将头戴式显示设备固定在用户的头部上。

转动部件，用于调节物理角度。物理角度为转动部件的中心点和显示模块的中心点的连线与水平线的夹角。示例的，如图2所示，α表示物理角度。物理角度的初始值为0度，即转动部件的中心点和显示模块的中心点的连线与水平线的夹角为0。需要说明的是，在头戴式显示设备出厂之前，可以将物理角度设置为0度，即转动部件的中心点和显示模块的中心点的连线与显示模块成90度垂直状态，作为调节物理角度的基准。

角度检测器，用于获取调节后的物理角度，并向处理模块反馈调节后的物理角度。

由于人眼在自然放松状态下的视线方向是略微向下倾斜的，用户可以通过上述转动部件调节物理角度，使转动部件的中心点、显示模块的中心点和人眼的中心点处于一条直线上(如图2所示)，从而，以便于人眼可以在舒适的状态下观看虚拟图像。可以理解的是，人眼在直视前方观看到的虚拟图像与人眼在自然放松状态下观看到的虚拟图像是不同的，通过转动部件调节物理角度相当于人眼观看到的虚拟图像改变了。如果在通过转动部件调节物理角度之后，人眼观看到的仍然是人眼在直视前方观看到的虚拟图像，用户就会产生眼部疲劳。为了达到人眼在舒适的状态下观看虚拟图像的效果，避免眼部疲劳，处理模块同时需要对应调节显示模块显示的图像，使显示模块显示的图像的中心光轴与人眼的视线方向重合，这样才能获取人眼自然放松状态下所预期的虚拟图像，即与人眼舒适度相同的最佳图像。在一种可能的实现方式中，处理模块包括以下具体功能。

处理模块，用于根据调节后的物理角度调节虚拟角度，得到调节后的虚拟角度。虚拟角度为虚拟相机的中心光轴与水平线的夹角，虚拟角度的初始值为0度。虚拟相机为在三维(3dimensions，3D)场景中用于获得投影图像的模块。如图3所示，为本申请实施例提供的虚拟相机在虚拟场景中的示例图。如图4所示，为本申请实施例提供的虚拟相机在虚拟场景中的侧面示例图。其中，Y轴方向为重力方向的反方向，Z轴为虚拟相机的镜头的水平方向，X轴为垂直与Y轴和Z轴的方向。从图3和图4可知，虚拟角度为0度，即虚拟相机的中心光轴与水平线的夹角为0度。如图5所示，为本申请实施例提供的调节虚拟角度后的虚拟相机在虚拟场景中的侧面示例图。从图5可知，θ表示调节后的虚拟角度，示例的，虚拟相机的镜头可以根据物理角度绕X轴顺时针旋转，使虚拟相机的中心光轴与水平线的夹角为θ度。

处理模块，还用于根据调节后的虚拟角度获取调节后的图像，调节后的图像为调节虚拟角度后的虚拟相机的视场角内的图像。示例的，如图5所示，调节后的图像可以是虚拟相机的镜头向下倾斜θ度时采集到的图像，即用户期望的虚拟场景的内容。处理模块，还用于对调节后的图像进行渲染，得到渲染图像。具体的渲染方法可以参考现有技术，本申请对此不作限定。

显示模块，用于显示渲染图像。

本申请实施例提供的头戴式显示设备，用户可以通过转动部件将显示模块调节到自己最舒适的角度，并且处理模块可以根据角度检测器获取的物理角度调节虚拟角度，以及获取调节后的虚拟角度对应的图像，并对虚拟相机所采集的图像进行渲染，使渲染后的图像与人眼自然放松状态下所预期的虚拟图像一致，从而，能够使人眼处于自然放松状态下，用户可以长时间使用VR/AR设备观看虚拟图像，有效地降低了用户的眼部疲劳。

在一种可能的实现方式中，头戴式显示设备可以包括N个转动部件202，N为大于或等于2的整数。从而，针对不同形状的头部，不同形状的脸型，用户可以通过多个转动部件灵活地调节显示模组与人眼之间的角度和距离，使头戴式显示设备调节到用户个体视觉舒适区。

进一步的，每个转动部件202上设置有角度检测器。示例的，如图6中的(a)所示，头戴式显示设备包括2个转动部件202，每个转动部件202上设置有角度检测器205。如图6中的(b)所示，头戴式显示设备包括3个转动部件202，每个转动部件202上设置有角度检测器205。

每个角度检测器获取该转动部件的中心点和显示模块的中心点的连线与水平线的夹角，并将每个调节后的物理角度反馈给处理模块。处理模块，具体用于确定N个调节后的物理角度之和，得到角度和，并根据角度和调节虚拟角度，得到调节后的虚拟角度，调节后的虚拟角度等于角度和。

如图7所示，为本申请实施例提供的一种头戴式显示设备调节结果的示例图。头戴式显示设备包括3个转动部件202。α₁可以表示第一转动部件上的角度检测器获取的物理角度。α₂可以表示第二转动部件上的角度检测器获取的物理角度。α₃可以表示第三转动部件上的角度检测器获取的物理角度。可以采用如下公式确定角度和，其中，θ可以表示角度和。

在另一种可能的实现方式中，头戴式显示设备还可以包括连接件206，连接件206的一端通过转动部件202与头戴部件201连接，连接件206的另一端与显示模块203连接。

进一步的，头戴式显示设备还可以包括伸缩部件207，伸缩部件207可以固定于连接件上。伸缩部件，用于调节第一距离，第一距离为显示模块与人眼之间的距离。从而，针对不同形状的头部，不同形状的脸型，用户可以通过转动部件和伸缩部件灵活地调节显示模组与人眼之间的角度和距离，使头戴式显示设备调节到用户个体视觉舒适区。

示例的，如图8所示，伸缩部件207可以固定于连接件206的中间位置。或者，如图9所示，伸缩部件207可以固定于连接件206与显示模块203连接的位置。

需要说明的是，对于上述转动部件、连接件和伸缩部件与头戴部件的位置关系可以进行任意的设置，本申请不予限定。示例的，如图10所示，转动部件、连接件和伸缩部件可以设置于头戴部件中间的位置，即近人眼中间的位置。或者，如图11所示，转动部件、连接件和伸缩部件也可以设置于头戴部件的两边，即头部的两边的位置。

另外，图2只是示意图，该头戴式显示设备中还可以包括其它模块。示例的，如图12所示，为本申请实施例提供的一种头戴式显示设备的结构示例图。头戴式显示设备可以包括处理器1201、存储器1202、通信接口1203、通信总线1204和光学成像系统1205。

下面结合图12对头戴式显示设备的各个构成部件进行具体的介绍：

处理器1201是头戴式显示设备的控制中心，可以是一个处理器，也可以是多个处理元件的统称。在具体的实现中，作为一种实施例，处理器1201可以包括一个中央处理器(central processing unit，CPU)或多个CPU，例如图12中所示的CPU0和CPU1。处理器1201也可以是特定集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路，例如：一个或多个微处理器(digitalsignal processor，DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gatearray，FPGA)。

其中，以处理器1201是一个或多个CPU为例，处理器1201可以通过运行或执行存储在头戴式显示设备中的存储器1202内的图像数据，使光学成像系统1205包括的显示屏显示图像，以便于光学成像系统1205呈现显示屏显示的图像的虚像。具体的，光学成像系统1205用于实现上述实施例所述的显示模块203的功能。处理器1201用于实现上述实施例所述的处理模块204的功能。

在具体实现中，作为一种实施例，头戴式显示设备可以包括多个处理器，例如图12中所示的处理器1201和处理器1206。这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器(single-CPU)，也可以是一个多核处理器(multi-CPU)。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。

存储器1202可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器1202可以是独立存在，通过通信总线1204与处理器1201相连接。存储器1202也可以和处理器1201集成在一起。

其中，所述存储器1202用于存储图像数据，并由处理器1201来控制执行。

光学成像系统1205可以通过总线与存储器1202和处理器1201相连，以便于显示存储器1202存储的图像内容。

通信接口1203，用于与其他设备或通信网络通信，通信接口1203可以包括接收单元实现接收功能，以及发送单元实现发送功能。

通信总线1204，可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，ISA)总线、外部设备互连(peripheral component，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图12中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

图12中示出的设备结构并不构成对头戴式显示设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。例如，上述实施例中所述的头戴部件201、转动部件202、连接件206和伸缩部件207。

图13为本申请实施例提供的一种显示方法的流程图。该显示方法应用于头戴式显示设备，头戴式显示设备包括头戴部件、转动部件、显示模块和处理模块，显示模块和处理模块通过转动部件与头戴部件转动连接，转动部件上设置有角度检测器。如图13所示，所述方法包括：

S1301、利用头戴部件将头戴式显示设备固定在用户的头部上。

S1302、利用转动部件调节物理角度。

物理角度为转动部件的中心点和显示模块的中心点的连线与水平线的夹角，物理角度的初始值为0度。

S1303、角度检测器获取调节后的物理角度，并向处理模块反馈调节后的物理角度。

S1304、处理模块根据调节后的物理角度调节虚拟角度，并根据调节后的虚拟角度获取调节后的图像，对调节后的图像进行渲染，得到渲染图像。

调节后的图像为调节虚拟角度后的虚拟相机的视场角内的图像，虚拟角度为虚拟相机的中心光轴与水平线的夹角，虚拟相机为在3D场景中用于获得投影图像的模块，虚拟角度的初始值为0度。

进一步的，转动部件的个数可以为N，每个转动部件上设置有角度检测器，N为大于或等于2。处理模块根据调节后的物理角度调节虚拟角度，包括：确定N个调节后的物理角度之和，得到角度和；根据角度和调节虚拟角度，得到调节后的虚拟角度，调节后的虚拟角度等于角度和。

S1305、显示模块显示渲染图像。

具体的解释可以参考上述头戴式显示设备的详细阐述，本申请对此不予赘述。

本申请实施例提供的显示方法，用户可以通过转动部件将显示模块调节到自己最舒适的角度，并且处理模块可以根据角度检测器获取的物理角度调节虚拟角度，以及获取调节后的虚拟角度对应的图像，并对虚拟相机所采集的图像进行渲染，使渲染后的图像与人眼自然放松状态下所预期的虚拟图像一致，从而，使光学组件与人眼舒适状态下视线方向相垂直，人眼不需要长时间张开眼睑便可以观察到最佳的图像中心区域，达到人眼处于自然放松状态下，用户可以长时间使用VR/AR设备观看虚拟图像，降低用户的眼部疲劳的目的。

示例的，如图14所示，头戴式显示设备用于实现VR设备的功能时，根据本申请提供的显示方法调节显示模块之前，透镜和显示屏与直视视线方向垂直。根据本申请提供的显示方法调节显示模块之后，透镜和显示屏与舒适视线方向垂直。如图15所示，头戴式显示设备用于实现AR设备的功能时，根据本申请提供的显示方法调节显示模块之前，AR光学镜片与直视视线方向垂直。根据本申请提供的显示方法调节显示模块之后，AR光学镜片与舒适视线方向垂直。

在本申请中，处理器可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

在本申请中，存储器可以是非易失性存储器，比如硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)等，还可以是易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random-access memory，RAM)。存储器是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。本申请实施例中的存储器还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储程序指令和/或数据。

通过以上的实施方式的描述，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。例如，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。

本申请实施例提供的方法中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、网络设备、终端或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机可以存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，数字视频光盘(digital video disc，DVD))、或者半导体介质(例如，SSD)等。

以上所述，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 (10)

1.一种头戴式显示设备，其特征在于，包括：头戴部件、转动部件、显示模块和处理模块，所述显示模块和所述处理模块通过所述转动部件与所述头戴部件转动连接，所述转动部件上设置有角度检测器，其中：

所述头戴部件，用于将所述头戴式显示设备固定在用户的头部上；

所述转动部件，用于调节物理角度，所述物理角度为所述转动部件的中心点和所述显示模块的中心点的连线与水平线的夹角，所述物理角度的初始值为0度；

所述角度检测器，用于获取调节后的物理角度，并向所述处理模块反馈所述调节后的物理角度；

所述处理模块，用于根据所述调节后的物理角度调节虚拟角度，得到调节后的虚拟角度，所述虚拟角度为虚拟相机的中心光轴与所述水平线的夹角，所述虚拟相机为在三维3D场景中用于获得投影图像的模块，所述虚拟角度的初始值为0度；

所述处理模块，还用于根据所述调节后的虚拟角度获取调节后的图像，并对所述调节后的图像进行渲染，得到渲染图像，所述调节后的图像为调节所述虚拟角度后的虚拟相机的视场角内的图像；

所述显示模块，用于显示所述渲染图像。

2.根据权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述转动部件的个数为N，每个所述转动部件上设置有所述角度检测器，N为大于或等于2的整数。

3.根据权利要求2所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述处理模块，用于：

确定N个所述调节后的物理角度之和，得到角度和；

根据所述角度和调节所述虚拟角度，得到所述调节后的虚拟角度，所述调节后的虚拟角度等于所述角度和。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述头戴式显示设备还包括连接件，所述连接件的一端通过所述转动部件与所述头戴部件连接，所述连接件的另一端与所述显示模块连接。

5.根据权利要求4所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述头戴式显示设备还包括伸缩部件，所述伸缩部件固定于所述连接件上，其中：

所述伸缩部件，用于调节第一距离，所述第一距离为所述显示模块与人眼之间的距离。

6.根据权利要求5所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述伸缩部件固定于所述连接件的中间位置。

7.根据权利要求5所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述伸缩部件固定于所述连接件与所述显示模块连接的位置。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述头戴式显示设备还包括：存储器、总线和通信接口，其中，所述存储器用于存储图像数据，使得所述图像数据被所述处理模块执行使所述显示模块显示图像。

9.一种显示方法，其特征在于，所述显示方法应用于头戴式显示设备，所述头戴式显示设备包括头戴部件、转动部件、显示模块和处理模块，所述显示模块和所述处理模块通过所述转动部件与所述头戴部件转动连接，所述转动部件上设置有角度检测器，所述方法包括：

利用所述头戴部件将所述头戴式显示设备固定在用户的头部上；

利用所述转动部件调节物理角度，所述物理角度为所述转动部件的中心点和所述显示模块的中心点的连线与水平线的夹角，所述物理角度的初始值为0度；

所述角度检测器获取调节后的物理角度，并向所述处理模块反馈所述调节后的物理角度；

所述处理模块根据所述调节后的物理角度调节虚拟角度，并根据调节后的虚拟角度获取调节后的图像，对所述调节后的图像进行渲染，得到渲染图像，所述调节后的图像为调节所述虚拟角度后的虚拟相机的视场角内的图像，所述虚拟角度为虚拟相机的中心光轴与所述水平线的夹角，所述虚拟相机为在3D场景中用于获得投影图像的模块，所述虚拟角度的初始值为0度；

所述显示模块显示所述渲染图像。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述转动部件的个数为N，每个所述转动部件上设置有所述角度检测器，N为大于或等于2，所述处理模块根据所述调节后的物理角度调节虚拟角度，包括：

确定N个所述调节后的物理角度之和，得到角度和；

根据所述角度和调节所述虚拟角度，得到所述调节后的虚拟角度，所述调节后的虚拟角度等于所述角度和。

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