KR102634343B1 - 가상, 증강, 및 혼합 현실 시스템들 및 방법들 - Google Patents
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Abstract
가상, 증강, 또는 혼합 현실 디스플레이 시스템은 가상, 증강, 또는 혼합 현실 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 포함하고, 디스플레이는 광학 왜곡들 또는 수차들을 이미지 데이터에 도입하는 하나 이상의 광학 컴포넌트들을 포함한다. 시스템은 이미지 데이터를 디스플레이에 제공하도록 구성된 디스플레이 제어기를 또한 포함한다. 디스플레이 제어기는 광학 왜곡 보정 정보를 저장하기 위한 메모리, 및 광학 왜곡 보정 정보를 사용하여 광학 왜곡들 또는 수차들에 대해 이미지 데이터를 적어도 부분적으로 보정하기 위한 하나 이상의 프로세싱 엘리먼트들을 포함한다.
Description
[0001] 본 출원은, 대리인 문서 번호 ML.30085.00 하에서 그리고 "MIXED REALITY SYSTEMS AND METHODS"라는 명칭으로 2016년 8월 22일자로 출원된 미국 가출원 일련번호 제62/377,829호, 대리인 문서 번호 ML.30086.00 하에서 그리고 "MIXED REALITY SYSTEMS AND METHODS"라는 명칭으로 2016년 8월 22일자로 출원된 미국 가출원 일련번호 제62/377,804호, 및 대리인 문서 번호 MLk-30093 하에서 그리고 "VIRTUAL, AUGMENTED, AND MIXED REALITY SYSTEMS AND METHODS"라는 명칭으로 2017년 2월 22일자로 출원된 미국 가출원 일련번호 제62/462,279호를 우선권으로 주장한다. 본 출원은, 대리인 문서 번호 ML.20011.00 하에서 "VIRTUAL AND AUGMENTED REALITY SYSTEMS AND METHODS"라는 명칭으로 2014년 11월 27일자로 출원된 미국 특허 출원 일련번호 제14/555,585호와 관련된다. 이로써, 앞서 언급된 특허 출원들의 내용들은 마치 빠짐없이 기술된 것처럼 그 전체가 인용에 의해 명시적으로 그리고 완전히 포함된다. 가상, 증강, 및 혼합 현실 시스템들 및 방법들의 다양한 실시예들이, 앞서 언급된 포함된 특허 출원들에서 설명된다. 가상, 증강, 및 혼합 현실 시스템들 및 방법들의 추가의 실시예들이 본원에서 설명된다.
[0002] 본 특허 문헌의 개시내용의 부분은 저작권 보호를 받는 자료를 포함한다. 저작권자는 특허청의 특허 파일 또는 기록들에 나타난 대로 본 특허 문헌 또는 특허 개시내용을 어느 누군가가 팩시밀리 재생하는 것은 반대하지 않지만, 그 밖의 모든 것은 저작권으로 보호된다.
[0003] 본 개시내용은 가상 현실, 증강 현실, 및 혼합 현실 이미징, 시각화, 및 디스플레이 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
[0004] 현대 컴퓨팅 및 디스플레이 기술들은 가상 현실("VR"), 증강 현실("AR") 및 혼합 현실("MR") 시스템들의 개발을 가능하게 하였다. VR 시스템들은 사용자가 경험하는 시뮬레이팅된 환경을 생성한다. 이는, 머리-장착 디스플레이를 통해 사용자에게 컴퓨터-생성 이미저리(computer-generated imagery)를 제공함으로써 행해질 수 있다. 이러한 이미저리는 시뮬레이팅된 환경에서 사용자를 몰입시키는 감각적인 경험을 생성한다. VR 시나리오는 전형적으로, 실제 실세계 이미저리를 또한 포함하기보다 단지 컴퓨터-생성 이미저리만의 프리젠테이션(presentation)을 수반한다.
[0005] AR 시스템들은 일반적으로, 시뮬레이팅된 엘리먼트들로 실세계 환경을 보충한다. 예컨대, AR 시스템들은 머리-장착 디스플레이를 통해 주변 실세계 환경의 뷰(view)를 사용자에게 제공할 수 있다. 그러나, 컴퓨터-생성 이미저리는 또한, 실세계 환경을 향상시키기 위해 디스플레이 상에 제공될 수 있다. 이러한 컴퓨터-생성 이미저리는 실세계 환경에 정황적으로-관련된(contextually-related) 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 그러한 엘리먼트들은 시뮬레이팅된 텍스트, 이미지들, 오브젝트들 등을 포함할 수 있다. MR 시스템들은 또한, 실세계 환경에 시뮬레이팅된 오브젝트들을 도입하지만, 이러한 오브젝트들은 전형적으로 AR 시스템들에서 보다 더 큰 상호작용 정도를 특징으로 한다. 시뮬레이팅된 엘리먼트들은 종종 실시간으로 상호작용할 수 있다.
[0006] 도 1은 예시적인 AR/MR 장면(1)을 묘사하고, 여기서 사용자는 배경 내의 사람들, 나무들, 빌딩들, 및 콘크리트 플랫폼(20)을 특징으로 하는 실세계 공원 세팅(6)을 본다. 이러한 아이템들 외에도, 컴퓨터-생성 이미저리가 또한 사용자에게 제공된다. 컴퓨터-생성 이미저리는, 예컨대 실세계 플랫폼(20) 상에 서 있는 로봇 동상(10), 및 호박벌의 의인화인 것으로 보이는 날고 있는 만화형 아바타 캐릭터(2)를 포함할 수 있지만, 이러한 엘리먼트들(2, 10)은 실세계 환경에 실제로 존재하지 않는다.
[0007] 다양한 광학 시스템들은 VR, AR, 또는 MR 시나리오들을 디스플레이하기 위해 다양한 깊이들에서 이미지들을 생성한다. 일부 그러한 광학 시스템들은 2014년 11월 27일자로 출원된 미국 특허 출원 일련번호 제14/555,585호(대리인 문서 번호 ML.20011.00)에 설명되어 있으며, 이 미국 특허 출원의 내용들은 인용에 의해 이미 본원에 포함되어 있다. MR 경험들을 디스플레이하기 위한 다른 그러한 광학 시스템들은 미국 특허 출원 일련번호 제14/738,877호(대리인 문서 번호 ML.20019.00)에 설명되어 있으며, 이로써, 이 미국 특허 출원의 내용들은 마치 빠짐없이 기술된 것처럼 그 전체가 인용에 의해 명시적으로 그리고 완전히 포함된다.
[0008] 인간 시각적 지각 시스템이 복잡하기 때문에, 다른 가상 또는 실세계 이미저리 엘리먼트들 사이에서 가상 이미지 엘리먼트들의 편안하고, 자연스러운 느낌의, 풍부한 프리젠테이션을 가능하게 하는 VR/AR/MR 기술을 생성하는 것은 난제시된다. 예컨대, 이미지 데이터가 디스플레이되는 방법을 제어하기 위해 제어 데이터를 제공하기 위한 기법들, 이미지 데이터 내의 광학 왜곡들을 보정하기 위한 기법들, 많은 깊이 평면들로부터의 이미지 데이터를 디스플레이 및 혼합하기 위한 기법들, 및 사용자의 머리 포즈에 기반하여 이미지 데이터를 와핑(warping)하기 위한 기법들을 포함하는, 그러한 시스템들에서 이미지 데이터를 프로세싱하기 위한 개선된 기법들이 필요하다. VR/AR/MR 기술은 또한, 사이즈 및 휴대성 이슈들, 배터리 수명 이슈들, 시스템 과열 이슈들, 및 다른 시스템 및 광학 난제들을 갖고 있다. 예컨대, 과열 원인 식별, 시간 도메인 전력 관리, 이산 이미징 모드, 및 눈/시선 추적 기반 렌더링 수정을 포함하는 이러한 이슈들을 처리하기 위한 개선된 기법들이 필요하다. 본원에서 설명되는 시스템들 및 방법들은 이러한 그리고 다른 난제들을 처리하도록 구성된다.
[0009] 레거시 기법들에 걸쳐 그리고/또는 다른 고려되는 접근법들에 걸쳐 개선하기 위한 기법 또는 기법들이 필요하다. 이러한 배경 부분에서 설명되는 접근법들 중 일부는 추구될 수 있는 접근법들이지만, 반드시 이전에 구상되었거나 또는 추구된 접근법들은 아니다.
렌즈 왜곡 보정
[0010] 일 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 디스플레이 시스템은 가상, 증강, 또는 혼합 현실 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 포함하고, 디스플레이는 광학 왜곡들 또는 수차들을 이미지 데이터에 도입하는 하나 이상의 광학 컴포넌트들을 포함한다. 시스템은 또한, 이미지 데이터를 디스플레이에 제공하도록 구성된 디스플레이 제어기를 포함한다. 디스플레이 제어기는 광학 왜곡 보정 정보를 저장하기 위한 메모리, 및 광학 왜곡 보정 정보를 사용하여 광학 왜곡들 또는 수차들에 대해 이미지 데이터를 적어도 부분적으로 보정하기 위한 하나 이상의 프로세싱 엘리먼트들을 포함한다.
[0011] 하나 이상의 실시예들에서, 광학 왜곡 보정 정보는 광학 왜곡들 또는 수차들에 적어도 부분적으로 역으로 관련되는 방식으로 이미지 데이터를 사전-왜곡시키기 위해서 디스플레이 제어기에 의해 사용된다. 디스플레이 제어기는 디스플레이 제어기에 의해 수신되는 비-왜곡-보정된 이미지 데이터 내의 상이한 제2 위치 (x', y') 부근의 하나 이상의 비-왜곡-보정된 픽셀들에 기반하여 제1 위치 (x, y)의 왜곡-보정된 픽셀을 결정함으로써 디스플레이 제어기가 디스플레이에 제공하는 이미지 데이터를 사전-왜곡하도록 구성될 수 있다. 광학 왜곡 보정 정보는 제2 위치 (x', y')를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 제2 위치의 (x', y') 좌표들은 분수들일 수 있다. 디스플레이 제어기는 제2 위치 (x', y')를 둘러싸는 하나 이상의 비-왜곡-보정된 픽셀들 간을 보간함으로써 제1 위치 (x, y)에 있는 왜곡-보정된 픽셀을 결정하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 제어기는 이중선형 보간을 사용할 수 있다.
[0012] 하나 이상의 실시예들에서, 디스플레이는 이미지 데이터의 하나 이상의 컬러들에 대응하는 하나 이상의 적어도 부분적으로 별개의 광학 경로들을 포함하고, 그리고 광학 왜곡 보정 정보는 이미지 데이터의 복수의 컬러들 각각에 대한 별개의 광학 왜곡 보정 정보를 포함할 수 있다. 광학 왜곡 보정 정보는 하나 이상의 룩업 테이블들의 형태로 저장될 수 있다. 하나 이상의 룩업 테이블들은 압축된 포맷으로 저장될 수 있고, 그리고 디스플레이 제어기는 광학 왜곡 보정 정보를 사용하여 광학 왜곡들 또는 수차들을 보정하기 전에 하나 이상의 룩업 테이블들을 확장시키도록 구성될 수 있다. 광학 왜곡 보정 정보는 또한, 하나 이상의 이미지 와핑(warp) 동작들을 수행하기 위한 정보를 포함할 수 있고, 그리고 디스플레이 제어기는 이미지 데이터에 대해 하나 이상의 이미지 와핑 동작들을 수행하도록 추가로 구성된다.
[0013] 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 디스플레이 시스템에서의 방법은 디스플레이 상에서 보여질 가상, 증강, 또는 혼합 현실 이미지 데이터를 제공하는 단계를 포함하고, 디스플레이는 광학 왜곡들 또는 수차들을 이미지 데이터에 도입하는 하나 이상의 광학 컴포넌트들을 포함한다. 방법은 또한, 광학 왜곡 보정 정보를 저장하는 단계를 포함한다. 방법은 광학 왜곡 보정 정보를 사용하여 광학 왜곡들 또는 수차들에 대해 이미지 데이터를 적어도 부분적으로 보정하는 단계를 더 포함한다. 게다가, 방법은 디스플레이를 이용해 이미지 데이터를 사용자에게 디스플레이하는 단계를 포함한다.
[0014] 하나 이상의 실시예들에서, 방법은 또한, 광학 왜곡들 또는 수차들에 적어도 부분적으로 역으로 관련되는 방식으로 이미지 데이터를 사전-왜곡시키기 위해서 광학 왜곡 보정 정보를 사용하는 단계를 포함한다. 방법은 비왜곡된 이미지 데이터 내의 상이한 제2 위치 (x', y') 부근의 하나 이상의 비-왜곡-보정된 픽셀들에 기반하여 제1 위치 (x, y)의 왜곡-보정된 픽셀을 결정함으로써 디스플레이에 제공하는 이미지 데이터를 사전-왜곡하는 단계를 더 포함할 수 있다. 게다가, 방법은 제2 위치 (x', y')를 결정하기 위해 광학 왜곡 보정 정보를 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 게다가, 제2 위치의 (x', y') 좌표들은 분수들일 수 있다. 방법은 또한, 제2 위치 (x', y')를 둘러싸는 하나 이상의 비-왜곡-보정된 픽셀들 간을 보간함으로써 제1 위치 (x, y)에 있는 왜곡-보정된 픽셀을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한, 이중선형 보간을 사용하는 단계를 포함할 수 있다.
[0015] 하나 이상의 실시예들에서, 디스플레이는 이미지 데이터의 하나 이상의 컬러들에 대응하는 하나 이상의 적어도 부분적으로 별개의 광학 경로들을 포함하고, 그리고 광학 왜곡 보정 정보는 이미지 데이터의 복수의 컬러들 각각에 대한 별개의 광학 왜곡 보정 정보를 포함한다. 방법은 또한, 광학 왜곡 보정 정보를 하나 이상의 룩업 테이블들의 형태로 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 청구항 제20 항의 방법은 또한, 하나 이상의 룩업 테이블들을 압축된 포맷으로 저장하고, 그리고 광학 왜곡 보정 정보를 사용하여 광학 왜곡들 또는 수차들을 보정하기 전에 하나 이상의 룩업 테이블들을 확장시키는 단계를 포함할 수 있다. 광학 왜곡 보정 정보는 또한, 하나 이상의 이미지 와핑 동작들을 수행하기 위한 정보를 포함할 수 있고, 그리고 방법은 또한, 이미지 데이터에 대해 하나 이상의 이미지 와핑 동작들을 수행하는 단계를 포함한다.
컬러 혼합(가상 깊이 평면들)
[0016] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 디스플레이 시스템은 하나 이상의 깊이 평면들에 대한 디지털 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 포함하고, 디스플레이는 제1 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터를 디스플레이하기 위한 제1 광학 경로 및 제2 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터를 디스플레이하기 위한 적어도 부분적으로 별개의 제2 광학 경로를 포함한다. 시스템은 또한, 혼합된(blended) 이미지 데이터가 디스플레이에 의해서 디스플레이될 때 혼합된 이미지 데이터가 제1 깊이 평면과 제2 깊이 평면 사이에 위치된 가상 깊이 평면에 대응하게 나타나도록, 제1 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터를 제2 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터와 혼합하도록 구성된 디스플레이 제어기를 포함한다.
[0017] 하나 이상의 실시예들에서, 디스플레이 제어기는 제1 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터와 제2 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터의 가중된 조합을 계산함으로써 제1 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터를 제2 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터와 혼합하도록 구성된다. 디스플레이 제어기는 디지털 이미지 데이터에 임베딩된 가상 깊이 평면 표시자 정보에 기반하여 가중된 조합을 결정하도록 구성될 수 있고, 가상 깊이 평면 표시자 데이터는 하나 이상의 가능한 가상 깊이 평면들 중 하나를 특정한다. 가상 깊이 평면 표시자 데이터는 디지털 이미지 데이터의 픽셀 값들에 임베딩될 수 있다. 디지털 이미지 데이터는 각각의 픽셀에 대한 하나 이상의 컬러 값들을 포함할 수 있고, 컬러 값들의 복수의 최하위 비트는 가상 깊이 평면 표시자 데이터이다.
[0018] 하나 이상의 실시예들에서, 가상 깊이 평면 표시자 데이터는 가상 깊이 평면 표시자 데이터에 의해서 특정되는 가상 깊이 평면과 연관된 혼합 가중치 값에 액세스하기 위해 사용된다. 각각의 가상 깊이 평면에 대한 혼합 가중치 값들이 룩업 테이블에 저장될 수 있다. 디지털 이미지 데이터의 각각의 깊이 평면을 위한 하나 이상의 룩업 테이블들이 제공될 수 있다. 디스플레이 제어기는 제1 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터의 모든 픽셀들과 제2 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터의 모든 픽셀들을 동일한 가상 깊이 평면으로 혼합하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 제어기는 제1 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터의 상이한 픽셀들을 상이한 가상 깊이 평면들로 혼합하도록 구성될 수 있다.
[0019] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 디스플레이 시스템에서의 방법은 디스플레이 상에서 보이도록 하나 이상의 깊이 평면들에 대한 디지털 이미지 데이터를 제공하는 단계를 포함하고, 디스플레이는 제1 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터를 디스플레이하기 위한 제1 광학 경로 및 제2 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터를 디스플레이하기 위한 적어도 부분적으로 별개의 제2 광학 경로를 포함한다. 방법은 또한, 혼합된 이미지 데이터가 디스플레이에 의해서 디스플레이될 때 혼합된 이미지 데이터가 제1 깊이 평면과 제2 깊이 평면 사이에 위치된 가상 깊이 평면에 대응하게 나타나도록, 제1 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터를 제2 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터와 혼합하는 단계를 포함한다.
[0020] 하나 이상의 실시예들에서, 방법은 또한, 제1 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터와 제2 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터의 가중된 조합을 계산함으로써 제1 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터를 제2 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터와 혼합하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 디지털 이미지 데이터에 임베딩된 가상 깊이 평면 표시자 정보에 기반하여 가중된 조합을 결정하는 단계를 포함할 수 있고, 가상 깊이 평면 표시자 데이터는 하나 이상의 가능한 가상 깊이 평면들 중 하나를 특정한다. 가상 깊이 평면 표시자 데이터는 디지털 이미지 데이터의 픽셀 값들에 임베딩될 수 있다. 디지털 이미지 데이터는 각각의 픽셀에 대한 하나 이상의 컬러 값들을 포함할 수 있고, 컬러 값들의 복수의 최하위 비트는 가상 깊이 평면 표시자 데이터이다.
[0021] 하나 이상의 실시예들에서, 방법은 또한, 가상 깊이 평면 표시자 데이터에 의해서 특정되는 가상 깊이 평면과 연관된 혼합 가중치 값에 액세스하기 위해 가상 깊이 평면 표시자 데이터를 사용하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 각각의 가상 깊이 평면에 대한 혼합 가중치 값들을 룩업 테이블에 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한, 디지털 이미지 데이터의 각각의 깊이 평면을 위한 하나 이상의 룩업 테이블들을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한, 제1 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터의 모든 픽셀들과 제2 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터의 모든 픽셀들을 동일한 가상 깊이 평면으로 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한, 제1 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터의 상이한 픽셀들을 상이한 가상 깊이 평면들로 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
나중 이미지 와핑(Late Image Warping)
[0022] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 디스플레이 시스템은 사용자의 머리의 포지션에 관련된 측정들을 수행하도록 구성된 관성 측정 유닛을 포함한다. 시스템은 또한, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 이미지 데이터를 렌더링하도록 구성된 그래픽 프로세싱 유닛을 포함한다. 시스템은 변환된 이미지 데이터를 사용자에게 보여주도록 구성된 디스플레이를 더 포함한다. 게다가, 시스템은 스캔 아웃되어진 렌더링된 이미지 데이터를 수신하도록 그리고 디스플레이로 하여금 변환된 이미지 데이터를 보여주게 하도록 구성된 디스플레이 구동기를 포함한다. 디스플레이 구동기는 관성 측정 유닛으로부터 측정들을 수신하도록 그리고 머리 포즈 정보를 결정하도록 구성된 머리 포즈 프로세서, 및 머리 포즈 정보에 기반하여, 렌더링된 이미지 데이터를 변환된 이미지 데이터로 변환하도록 구성된 이미지 와핑 프로세서를 포함한다.
[0023] 하나 이상의 실시예들에서, 시스템은 또한, 그래픽 프로세싱 유닛으로부터 렌더링된 이미지 데이터를 수신하도록 그리고 디스플레이 구동기에 대해서 렌더링된 이미지 데이터를 스캔 아웃하도록 구성된 디스플레이 제어기를 포함한다. 그래픽 프로세싱 유닛 및 디스플레이 제어기 중 적어도 하나는 관성 측정 유닛으로부터의 제1 측정들을 사용하여 결정되는 제1 머리 포즈 정보에 기반하여 제1 변환을 렌더링된 이미지 데이터에 대해 수행하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 구동기는 관성 측정 유닛으로부터의 업데이트된 제2 측정들을 사용하여 결정된 제2 머리 포즈 정보에 기반하여 제2 변환을 렌더링된 이미지 데이터에 대해 수행하도록 구성될 수 있고, 제2 머리 포즈 정보는 제1 머리 포즈 정보에 의해 표시된 사용자의 머리의 포지션과 제2 머리 포즈 정보에 의해 표시된 사용자의 머리의 포지션 간의 차이에 관한 것이다.
[0024] 하나 이상의 실시예들에서, 렌더링된 이미지 데이터는 하나 이상의 컬러 컴포넌트들을 포함한다. 이미지 와핑 프로세서는 별개의 머리 포즈 정보에 기반하여 렌더링된 이미지 데이터의 각각의 컬러 컴포넌트를 변환하도록 구성될 수 있다. 디스플레이는 변환된 이미지 데이터의 하나 이상의 컬러 컴포넌트들을 순차적으로 보여주도록 구성될 수 있다.
[0025] 하나 이상의 실시예들에서, 디스플레이는 변환된 이미지 데이터의 제1 컬러 컴포넌트를 제1 시간에 보여주고 변환된 이미지 데이터의 제2 컬러 컴포넌트를 후속하는 제2 시간에 보여주도록 구성된다. 이미지 와핑 프로세서는 제1 시간 이후에 결정된 머리 포즈 정보에 기반하여 렌더링된 이미지 데이터의 제2 컬러 컴포넌트를 변환하도록 구성될 수 있다. 이미지 와핑 프로세서에 의해서 수행될 수 있는 변환은 렌더링된 이미지 데이터의 각각의 컬러 컴포넌트의 회전 또는 병진운동 시프트를 포함한다.
[0026] 하나 이상의 실시예들에서, 렌더링된 이미지 데이터는 하나 이상의 깊이 평면들을 포함한다. 이미지 와핑 프로세서는 별개의 머리 포즈 정보에 기반하여 렌더링된 이미지 데이터의 각각의 깊이 평면을 변환하도록 구성될 수 있다. 디스플레이는 변환된 이미지 데이터의 하나 이상의 깊이 평면들을 순차적으로 보여주도록 구성될 수 있다.
[0027] 하나 이상의 실시예들에서, 디스플레이는 변환된 이미지 데이터의 제1 깊이 평면을 제1 시간에 보여주고 변환된 이미지 데이터의 제2 깊이 평면을 후속하는 제2 시간에 보여주도록 구성된다. 이미지 와핑 프로세서는 제1 시간 이후에 결정된 머리 포즈 정보에 기반하여 렌더링된 이미지 데이터의 제2 깊이 평면을 변환하도록 구성될 수 있다. 이미지 와핑 프로세서에 의해서 수행되는 변환은 렌더링된 이미지 데이터의 각각의 깊이 평면의 회전 또는 병진운동 시프트를 포함할 수 있다. 이미지 와핑 프로세서에 의해서 수행되는 변환은 이미지 회전 또는 병진운동 시프트를 포함할 수 있다.
[0028] 하나 이상의 실시예들에서, 디스플레이는 제1 수의 픽셀 열들 및 제2 수의 픽셀 행들을 포함하는 변환된 이미지 데이터를 보여주도록 구성된다. 그래픽 프로세싱 유닛은 제1 수를 초과한 수의 픽셀 열들 또는 제2 수를 초과한 수의 픽셀 행들을 포함하는 렌더링된 이미지 데이터를 디스플레이 구동기에 제공하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 구동기에 제공되는 렌더링된 이미지 데이터는 렌더링된 이미지 데이터의 중앙 구역 및 렌더링된 이미지 데이터의 버퍼 구역을 포함할 수 있고, 중앙 구역은 제1 수의 픽셀 열들 및 제2 수의 픽셀 행들을 갖고, 버퍼 구역은 중앙 구역을 넘어 확장되는 픽셀들을 포함한다. 머리 포즈 정보에 기반하여 렌더링된 이미지 데이터를 변환하는 것은 버퍼 구역으로부터의 렌더링된 이미지 데이터로 하여금 중앙 구역으로 이동되게 할 수 있다.
[0029] 하나 이상의 실시예들에서, 그래픽 프로세싱 유닛은 머리 포즈 정보에 기반하여 이미지 와핑을 수행하도록 구성되지 않는다. 그래픽 프로세싱 유닛은 관성 측정 유닛으로부터의 업데이트된 측정들 또는 업데이트된 머리 포즈 정보를 렌더링된 이미지 데이터에 부가하도록 구성될 수 있다. 그래픽 프로세싱 유닛은 렌더링된 이미지 데이터의 마지막 라인을 스캔 아웃한 이후에 관성 측정 유닛으로부터의 업데이트된 측정들 또는 업데이트된 머리 포즈 정보를 렌더링된 이미지 데이터에 부가하도록 구성될 수 있다. 시스템은 또한, 사용자의 머리의 포지션에 관련된 측정들, 머리 포즈 정보, 또는 머리 포즈 정보에 기반한 변환들에 대한 공통 참조를 제공하기 위해서 공통 클록 신호를 관성 측정 유닛, 그래픽 프로세싱 유닛, 및 디스플레이 구동기에 제공하도록 구성된 클록을 포함할 수 있다.
[0030] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 디스플레이 시스템에서의 방법은 그래픽 프로세싱 유닛을 사용하여 가상, 증강, 또는 혼합 현실 이미지 데이터를 렌더링하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 렌더링된 이미지 데이터를 사용자에게 보여지도록 디스플레이에 스캔 아웃하는 단계를 포함한다. 방법은 관성 측정 유닛을 사용하여 사용자의 머리의 포지션에 관련된 측정들을 수행하는 단계를 더 포함한다. 게다가, 방법은 관성 측정 유닛으로부터의 측정들을 사용하여 머리 포즈 정보를 결정하는 단계를 포함한다. 게다가, 방법은 렌더링된 이미지 데이터를 디스플레이에 스캔 아웃한 이후에, 머리 포즈 정보에 기반하여 렌더링된 이미지 데이터를 변환하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 변환된 이미지 데이터를 디스플레이 상에서 보여주는 단계를 포함한다.
[0031] 하나 이상의 실시예들에서, 방법은 또한, 관성 측정 유닛으로부터의 제1 측정들을 사용하여 결정되는 제1 머리 포즈 정보에 기반하여 제1 변환을 렌더링된 이미지 데이터에 대해 수행하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 관성 측정 유닛으로부터의 업데이트된 제2 측정들을 사용하여 결정되는 제2 머리 포즈 정보에 기반하여 제2 변환을 스캔 아웃되어진 렌더링된 이미지 데이터에 대해 수행하는 단계를 포함할 수 있고, 제2 머리 포즈 정보는 제1 머리 포즈 정보에 의해 표시된 사용자의 머리의 포지션과 제2 머리 포즈 정보에 의해 표시된 사용자의 머리의 포지션 간의 차이에 관한 것이다.
[0032] 하나 이상의 실시예들에서, 관성 측정 유닛으로부터의 측정들을 사용하여 머리 포즈 정보를 결정하는 단계는 렌더링된 이미지 데이터를 디스플레이에 스캔 아웃한 이후에 이루어진다. 렌더링된 이미지 데이터는 하나 이상의 컬러 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 방법은 또한, 별개의 머리 포즈 정보에 기반하여 렌더링된 이미지 데이터의 각각의 컬러 컴포넌트를 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한, 변환된 이미지 데이터의 복수의 컬러 컴포넌트들을 순차적으로 보여주는 단계를 포함할 수 있다.
[0033] 하나 이상의 실시예들에서, 방법은 또한, 변환된 이미지 데이터의 제1 컬러 컴포넌트를 제1 시간에 보여주고 변환된 이미지 데이터의 제2 컬러 컴포넌트를 후속하는 제2 시간에 보여주는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 제1 시간 이후에 결정된 머리 포즈 정보에 기반하여 렌더링된 이미지 데이터의 제2 컬러 컴포넌트를 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
[0034] 하나 이상의 실시예들에서, 렌더링된 이미지 데이터의 각각의 컬러 컴포넌트를 변환하는 단계는 렌더링된 이미지 데이터의 각각의 컬러 컴포넌트를 회전 또는 병진운동 시프팅하는 단계를 포함한다. 렌더링된 이미지 데이터는 하나 이상의 깊이 평면들을 포함할 수 있다. 방법은 또한, 별개의 머리 포즈 정보에 기반하여 렌더링된 이미지 데이터의 각각의 깊이 평면을 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한, 변환된 이미지 데이터의 하나 이상의 깊이 평면들을 순차적으로 보여주는 단계를 포함할 수 있다.
[0035] 하나 이상의 실시예들에서, 방법은 또한, 변환된 이미지 데이터의 제1 깊이 평면을 제1 시간에 보여주고 변환된 이미지 데이터의 제2 깊이 평면을 후속하는 제2 시간에 보여주는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 제1 시간 이후에 결정된 머리 포즈 정보에 기반하여 렌더링된 이미지 데이터의 제2 깊이 평면을 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 렌더링된 이미지 데이터의 각각의 깊이 평면을 변환하는 단계는 렌더링된 이미지 데이터의 각각의 깊이 평면을 회전 또는 병진운동 시프팅하는 단계를 포함할 수 있다.
[0036] 하나 이상의 실시예들에서, 머리 포즈 정보에 기반하여 렌더링된 이미지 데이터를 변환하는 단계는 렌더링된 이미지 데이터를 회전 또는 시프팅하는 단계를 포함한다. 변환된 이미지 데이터는 디스플레이 상에 제1 수의 픽셀 열들 및 제2 수의 픽셀 행들을 포함할 수 있다. 방법은 또한, 제1 수를 초과한 수의 픽셀 열들 또는 제2 수를 초과한 수의 픽셀 행들을 포함하는 렌더링된 이미지 데이터를 디스플레이 구동기에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
[0037] 하나 이상의 실시예들에서, 디스플레이 구동기에 제공되는 렌더링된 이미지 데이터는 렌더링된 이미지 데이터의 중앙 구역 및 렌더링된 이미지 데이터의 버퍼 구역을 포함하고, 중앙 구역은 제1 수의 픽셀 열들 및 제2 수의 픽셀 행들을 갖고, 버퍼 구역은 중앙 구역을 넘어 확장되는 픽셀들을 포함한다. 방법은 또한, 버퍼 구역으로부터의 렌더링된 이미지 데이터를 중앙 구역으로 이동시킴으로써 머리 포즈 정보에 기반하여 렌더링된 이미지 데이터를 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
[0038] 하나 이상의 실시예들에서, 머리 포즈 정보에 기반하여 렌더링된 이미지 데이터를 변환하는 단계는 가상, 증강, 또는 혼합 현실 이미지 데이터를 렌더링하는 그래픽 프로세싱 유닛에 의해서 수행되지 않는다. 방법은 또한, 관성 측정 유닛으로부터의 업데이트된 측정들 또는 업데이트된 머리 포즈 정보를 렌더링된 이미지 데이터에 부가하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한, 렌더링된 이미지 데이터의 마지막 라인을 스캔 아웃한 이후에 관성 측정 유닛으로부터의 업데이트된 측정들 또는 업데이트된 머리 포즈 정보를 렌더링된 이미지 데이터에 부가하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한, 사용자의 머리의 포지션에 관련된 측정들, 머리 포즈 정보, 또는 머리 포즈 정보에 기반한 변환들에 대한 공통 참조를 제공하기 위해서 공통 클록 신호를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
평탄 필드 보정
[0039] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 디스플레이 시스템은 디스플레이를 포함하고, 디스플레이는 디스플레이의 상이한 부분들에서 밝기 변동들을 유발하는 하나 이상의 광학 컴포넌트들을 포함한다. 시스템은 또한, 보정된 이미지 데이터를 생성하기 위해서 하나 이상의 상이한 밝기 보정 값들을 이미지 데이터 내의 하나 이상의 픽셀 값들에 적용하도록 구성된 디스플레이 제어기를 포함한다. 디스플레이는 밝기 변동들을 감소시키기 위해서 보정된 이미지 데이터를 사용자에게 보여주도록 구성된다.
[0040] 하나 이상의 실시예들에서, 디스플레이 제어기는 복수의 상이한 밝기 보정 값들 중 임의의 밝기 보정 값과 이미지 데이터 내의 복수의 픽셀 값들 중 대응하는 픽셀 값을 곱함으로써 밝기 보정 값을 적용하도록 구성된다. 복수의 상이한 밝기 보정 값들은 디스플레이 상에서 보여지는 교정 이미지에 기반하여 결정될 수 있다. 복수의 상이한 밝기 보정 값들은 룩업 테이블에 저장될 수 있다. 저장된 룩업 테이블의 해상도는 이미지 데이터의 해상도보다 작을 수 있다. 디스플레이 제어기는 이미지 데이터의 해상도에 매칭시키기 위해서 룩업 테이블을 확장시키도록 구성될 수 있다.
[0041] 하나 이상의 실시예들에서, 디스플레이는 보정된 이미지 데이터의 하나 이상의 컬러 컴포넌트들을 안내하기 위한 하나 이상의 도파관들, 및 도파관들로부터 사용자의 눈으로 광을 하나 이상의 출사 빔들로서 재-지향시키기 위한 하나 이상의 광 재지향 엘리먼트들을 포함한다. 디스플레이의 상이한 부분들에서 디스플레이되는 이미지 데이터의 밝기 변동들을 유발하는 복수의 출사 빔들 간의 변동들이 존재할 수 있다. 복수의 도파관들 중 상이한 도파관들은 이미지 데이터의 상이한 깊이 평면들을 상이한 겉보기 깊이들로 디스플레이하기 위해서 상이한 광학력들과 연관될 수 있다.
[0042] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 디스플레이 시스템에서의 방법은 디스플레이를 사용하는 단계를 포함하고, 디스플레이는 디스플레이의 상이한 부분들에서 밝기 변동들을 유발하는 하나 이상의 광학 컴포넌트들을 포함한다. 방법은 또한, 보정된 이미지 데이터를 생성하기 위해서 이미지 데이터 내의 하나 이상의 픽셀 값들에 하나 이상의 상이한 밝기 보정 값들을 적용하는 단계를 포함한다. 방법은 밝기 변동들을 감소시키기 위해서 보정된 이미지 데이터를 디스플레이 상에서 사용자에게 보여주는 단계를 더 포함한다.
[0043] 하나 이상의 실시예들에서, 밝기 보정 값을 적용하는 단계는 복수의 밝기 보정 값들 중 임의의 밝기 보정 값과 이미지 데이터 내의 복수의 픽셀 값들 중 대응하는 픽셀 값을 곱하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 디스플레이 상에서 보여지는 교정 이미지에 기반하여 복수의 상이한 밝기 보정 값들을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한, 복수의 상이한 밝기 보정 값들을 룩업 테이블에 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 저장된 룩업 테이블의 해상도는 이미지 데이터의 해상도보다 작을 수 있다. 방법은 또한, 이미지 데이터의 해상도에 매칭시키기 위해서 룩업 테이블을 확장시키는 단계를 포함할 수 있다.
[0044] 하나 이상의 실시예들에서, 방법은 또한, 하나 이상의 도파관들을 사용하여, 보정된 이미지 데이터의 하나 이상의 컬러 컴포넌트들을 안내하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 하나 이상의 광 재지향 엘리먼트들을 사용하여 도파관들로부터 사용자의 눈으로 광을 하나 이상의 출사 빔들로서 재-지향시키는 단계를 포함할 수 있다. 디스플레이의 상이한 부분들에서 디스플레이되는 이미지 데이터의 밝기 변동들을 유발하는 복수의 출사 빔들 간의 변동들이 존재할 수 있다. 방법은 또한, 복수의 도파관들 중 상이한 광학력들과 연관되는 상이한 도파관들을 사용하여 이미지 데이터의 상이한 깊이 평면들을 상이한 겉보기 깊이들로 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
픽셀 프로세싱 파이프라인
[0045] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 디스플레이 시스템은, 하나 이상의 깊이 평면들을 위한 가상, 증강, 또는 혼합 현실 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 포함한다. 디스플레이는, 제1 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터를 디스플레이하기 위한 제1 광학 경로 및 제2 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터를 디스플레이하기 위한 적어도 부분적으로 별개의 제2 광학 경로를 포함한다. 디스플레이는 또한, 광학 왜곡들 또는 수차들을 이미지 데이터에 도입하는 하나 이상의 광학 컴포넌트들을 포함한다. 디스플레이는, 디스플레이의 상이한 부분들에서 밝기 변동들을 유발하는 하나 이상의 광학 컴포넌트들을 더 포함한다. 시스템은 또한 제어기를 포함한다. 제어기는, 광학 왜곡 보정 정보를 사용하여 광학 왜곡들 또는 수차들을 위한 이미지 데이터를 적어도 부분적으로 보정하도록 구성된다. 제어기는 또한, 혼합된 이미지 데이터가 제1 깊이 평면과 제2 깊이 평면 사이에 위치된 가상 깊이 평면에 대응하게 나타나도록, 제1 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터를 제2 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터와 혼합하도록 구성된다. 제어기는 추가로, 밝기 변동들을 감소시키기 위해서 이미지 데이터 내의 하나 이상의 픽셀 값들에 하나 이상의 상이한 밝기 보정 값들을 적용하도록 구성된다. 게다가, 제어기는, 제어 데이터에 기반하여 회전 또는 픽셀 시프트 동작을 이용해 이미지 데이터를 변환하도록 구성된다. 게다가, 제어기는, 이미지 데이터를 디스플레이에 제공하도록 구성된다.
[0046] 하나 이상의 실시예들에서, 제어기는 디스플레이 제어기이다. 제어기는 원격 프로세싱 유닛일 수 있다. 제어기는 DP-MPI 브리지(DP to MPI Bridge)일 수 있다.
[0047] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 디스플레이 시스템에서의 방법은, 디스플레이를 사용하여 하나 이상의 깊이 평면들을 위한 가상, 증강, 또는 혼합 현실 이미지 데이터를 디스플레이하는 단계를 포함한다. 디스플레이는, 제1 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터를 디스플레이하기 위한 제1 광학 경로 및 제2 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터를 디스플레이하기 위한 적어도 부분적으로 별개의 제2 광학 경로를 포함한다. 디스플레이는 또한, 광학 왜곡들 또는 수차들을 이미지 데이터에 도입하는 하나 이상의 광학 컴포넌트들을 포함한다. 디스플레이는, 디스플레이의 상이한 부분들에서 밝기 변동들을 유발하는 하나 이상의 광학 컴포넌트들을 더 포함한다. 방법은 또한, 디스플레이 제어기를 이용해 이미지 데이터를 디스플레이에 제공하는 단계를 포함한다. 디스플레이 제어기는, 광학 왜곡 보정 정보를 사용하여 광학 왜곡들 또는 수차들을 위한 이미지 데이터를 적어도 부분적으로 보정하도록 구성된다. 디스플레이 제어기는 또한, 혼합된 이미지 데이터가 제1 깊이 평면과 제2 깊이 평면 사이에 위치된 가상 깊이 평면에 대응하게 나타나도록, 제1 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터를 제2 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터와 혼합하도록 구성된다. 디스플레이 제어기는 추가로, 밝기 변동들을 감소시키기 위해서 이미지 데이터 내의 하나 이상의 픽셀 값들에 하나 이상의 상이한 밝기 보정 값들을 적용하도록 구성된다. 게다가, 디스플레이 제어기는, 제어 데이터에 기반하여 회전 또는 픽셀 시프트 동작을 이용해 이미지 데이터를 변환하도록 구성된다.
시간 도메인 전력 관리
[0048] 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법은, 시스템이 저전력 모드에서 동작하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 시스템이 정상 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하는 단계를 포함한다. 방법은, 시스템이 정상 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하는 것에 대한 응답으로 저전력 모드로부터 정상 전력 모드로 스위칭하는 단계를 더 포함한다. 게다가, 방법은, 시스템이 저 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자를 수신하는 단계를 포함한다. 게다가, 방법은, 시스템이 저 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자를 수신하는 것에 대한 응답으로 정상 전력 모드로부터 더 낮은 전력 모드로 스위칭하는 단계를 포함한다.
[0049] 하나 이상의 실시예들에서, 저전력 모드는 시스템 컴포넌트가 빠른 웨이크-업 기능으로 대기 모드에 있거나 또는 스위칭 오프되는 것을 포함한다. 시스템이 저전력 모드로부터 정상 전력 모드로 스위칭하는 단계는 시스템이 이전에 스위칭 오프되었거나 대기 모드에 있었던 시스템 컴포넌트를 활성화시키는 단계를 포함할 수 있다. 시스템이 정상 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하는 단계는 저 레이턴시 통신 채널을 통해 정상 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 정상 프로세서 모드에 대한 요청은 미리 결정된 임계치 양보다 크게 변하는 사용자의 포즈에 대한 응답으로 생성될 수 있다. 저 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자는 미리 결정된 시간에 미리 결정된 임계치 양보다 작게 변하는 사용자의 포즈일 수 있다.
[0050] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법은, 시스템이 정상 전력 모드에서 동작하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 시스템이 고 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하는 단계를 포함한다. 방법은, 시스템이 고 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하는 것에 대한 응답으로 정상 전력 모드로부터 고전력 모드로 스위칭하는 단계를 더 포함한다. 게다가, 방법은, 시스템이 정상 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자를 수신하는 단계를 포함한다. 게다가, 방법은, 시스템이 정상 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자를 수신하는 것에 대한 응답으로 고전력 모드로부터 정상 전력 모드로 스위칭하는 단계를 포함한다.
[0051] 하나 이상의 실시예들에서, 고전력 모드는 시스템에 이용가능한 증가된 양의 전류를 포함한다. 시스템이 고전력 모드로부터 정상 전력 모드로 스위칭하는 단계는 시스템이 시스템에 이용가능한 전류의 양을 감소시키는 단계를 포함할 수 있다. 고 프로세서 모드에 대한 요청은 미리 결정된 임계치 양 초과의 가상 오브젝트들을 렌더링하라는 요청에 대한 응답으로 생성될 수 있다. 정상 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자는 미리 결정된 시간 동안에 미리 결정된 임계치 양 미만의 가상 오브젝트들을 렌더링하라는 요청일 수 있다.
이산 이미징 모드
[0052] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법은 다중 평면 모드에서 동작하는 단계를 포함하며, 시스템은 이미지들을 렌더링하여 하나 이상의 깊이 평면들 상에 투사한다. 방법은 또한, 단일 평면 활동의 표시자를 수신하는 단계를 포함한다. 방법은, 단일 평면 활동의 표시자를 수신하는 것에 대한 응답으로 다중 평면 이미징 모드로부터 이산 이미징 모드로 스위칭하는 단계를 더 포함하며, 이산 이미징 모드에서, 시스템은 이미지들을 렌더링하여 단일 깊이 평면 상에 투사한다. 게다가, 방법은 다중 평면 활동의 표시자를 수신하는 단계를 포함한다. 게다가, 방법은, 다중 평면 활동의 표시자를 수신하는 것에 대한 응답으로 단일 평면 모드로부터 다중 평면 모드로 스위칭하는 단계를 포함한다.
[0053] 하나 이상의 실시예들에서, 단일 평면 활동의 표시자는 사용자가 가상 스크린 상에 디스플레이될 영화를 요청하는 것, 사용자가 2D 애플리케이션을 오픈하는 것, 또는 미리 결정된 임계치 양의 시간 동안에 사용자의 시선이 특정 평면에 수렴하고 있음을 센서 데이터가 표시하는 것을 포함한다. 방법은 또한, 깜박임 또는 눈 움직임 동안 이산 이미징 모드와 다중 평면 이미징 모드 사이에서 스위칭하는 단계를 포함할 수 있다. 다중 평면 활동의 표시자는 사용자가 가상 스크린 상에 현재 디스플레이되고 있는 영화가 중단될 것을 요청하는 것, 또는 미리 결정된 임계치 양의 시간 동안에 사용자의 시선이 특정 평면으로부터 멀리 수렴하고 있음을 센서 데이터가 표시하는 것을 포함할 수 있다.
[0054] 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법은 다중 평면 모드에서 동작하는 단계를 포함하며, 시스템은 이미지들을 렌더링하여 하나 이상의 깊이 평면들 상에 투사한다. 방법은 또한, 미리 결정된 임계치에 도달하는 시스템의 표시자를 수신하는 단계를 포함한다. 방법은, 미리 결정된 임계치에 도달하는 시스템의 표시자를 수신하는 것에 대한 응답으로 다중 평면 이미징 모드로부터 이산 이미징 모드로 스위칭하는 단계를 더 포함하며, 이산 이미징 모드에서, 시스템은 이미지들을 렌더링하여 단일 깊이 평면 상에 투사한다. 게다가, 방법은 정상 시스템 동작의 표시자를 수신하는 단계를 포함한다. 게다가, 방법은, 정상 시스템 동작의 표시자를 수신하는 것에 대한 응답으로 단일 평면 모드로부터 다중 평면 모드로 스위칭하는 단계를 포함한다.
[0055] 하나 이상의 실시예들에서, 미리 결정된 임계치는 온도 임계치 또는 배터리 전력 잔여 임계치를 포함한다. 방법은 또한, 깜박임 또는 눈 움직임 동안 이산 이미징 모드와 다중 평면 이미징 모드 사이에서 스위칭하는 단계를 포함할 수 있다. 정상 시스템 동작의 표시자는 미리 결정된 임계치의 미리 결정된 양 내의 어떤 시스템 특성도 갖지 않는 것을 포함할 수 있다.
광 맵(Light Map)
[0056] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법은, 사용자의 시야의 이미지를 획득하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 이미지가 개인 정보를 포함한다고 결정하는 단계를 포함한다. 방법은, 이미지로부터 생성된 광 맵이 공용이 될 것이라고 결정하는 단계를 더 포함한다. 게다가, 방법은, 이미지가 개인 정보를 포함한다고 결정하는 것에 대한 응답으로 그리고 광 맵이 공용이 될 것이라고 결정하는 것에 대한 응답으로, 조명 정보를 포함하지만 개인 정보를 포함하지 않는 프록시(proxy) 이미지를 생성하는 단계를 포함한다. 게다가, 방법은 프록시 이미지를 서버에 전송하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 프록시 이미지를 사용하여 공용 광 맵을 생성하는 단계를 포함한다.
[0057] 하나 이상의 실시예들에서, 개인 정보는 금융 정보 또는 아이들이 이미지들이다. 이미지로부터 생성된 광 맵이 공용이 될 것이라고 결정하는 단계는 이미지 데이터를 서버에 전송하라는 명령들을 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 프록시 이미지는 개인 정보를 디스플레이하는 사용자 시야 내의 오리지널 오브젝트에 대한 대체 오브젝트를 포함할 수 있다.
[0058] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법은, 실제 룸(room)에 대한 조명 정보를 수신하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 실제 룸의 광 맵을 생성하는 단계를 포함한다. 방법은, 가상 오브젝트를 생성하기 위해서 광 맵을 사용하는 단계를 더 포함한다. 게다가, 방법은 가상 오브젝트를 디스플레이하는 단계를 포함한다.
[0059] 하나 이상의 실시예들에서, 조명 정보는 컬러 정보, 조도 레벨, 또는 광 방향을 포함한다. 광 맵은 실제 룸 내의 조명 소스의 모델을 포함할 수 있다. 모델은 투과, 분산, 반사 또는 회절되는 광을 포함할 수 있다.
눈/시선 추적 기반 렌더링 수정
[0060] 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법은, 사용자의 눈 포지션을 추적하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 사용자의 눈 포지션을 사용하여 사용자의 초점을 계산하는 단계를 포함한다. 방법은, 사용자의 초점에 중심을 둔 포비티드(foveated) 영역을 식별하는 단계를 더 포함한다. 게다가, 방법은, 포비티드 영역 밖의 이미지의 제2 부분에 비해 포비티드 영역 내의 이미지의 제1 부분을 더 정확히 렌더링하는 단계를 포함한다. 게다가, 방법은 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 이미지를 디스플레이하는 단계를 포함한다.
[0061] 하나 이상의 실시예들에서, 사용자의 초점은 X, Y, 또는 Z 방향들로 결정된다. 사용자의 초점은 사용자의 시야의 사분면일 수 있다. 이미지의 제1 부분을 더 정확히 렌더링하는 단계는 이미지의 제2 부분에 비해 이미지의 제1 부분의 선명도를 증가시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한, 포비티드 영역의 외측 에지에 비해 포비티드 영역의 중심에서 선명도의 그레디언트(gradient)가 증가하게 렌더링하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한, 사용자 눈 움직임의 양, 시스템 온도, 또는 사용자 선호도에 기반하여 포비에이션(foveation)의 양을 수정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한, 포비티드 영역에서 추적하는 눈 포지션의 정확도를 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
동공 추적에 기반한 깊이 평면 스위칭
[0062] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법은, 제1 평면 및 제2 평면 각각에 대한 제1 콘텐츠 및 제2 콘텐츠를 획득하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 동공 배향을 결정하는 단계를 포함한다. 방법은, 스위칭 패턴을 생성하기 위해서 제1 콘텐츠 및 제2 콘텐츠와 동공 정보를 조합하는 단계를 더 포함한다. 게다가, 방법은 시스템의 디스플레이에 스위칭 패턴을 전송하는 단계를 포함한다. 게다가, 방법은 스위칭 패턴을 사용하여 디스플레이가 스위칭을 수행하는 단계를 포함한다.
[0063] 하나 이상의 실시예들에서, 여기서, 스위칭은, 제1 평면 및 제2 평면 각각에 대해 초당 30 또는 60 프레임들로의 빠른 스위칭이다. 스위칭은 제1 평면을 블랭킹하는 것을 포함할 수 있다. 디스플레이는 아날로그 스위치들을 사용하여 스위칭을 수행할 수 있다.
저전력 깊이 평면 스위칭
[0064] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법은, 개개의 복수의 평면들에 대한 하나 이상의 콘텐츠를 획득하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 스위칭 패턴을 생성하기 위해서 복수의 콘텐츠를 분석하는 단계를 포함한다. 방법은, 시스템의 디스플레이에 스위칭 패턴을 전송하는 단계를 더 포함한다. 게다가, 방법은 스위칭 패턴을 사용하여 디스플레이가 스위칭을 수행하는 단계를 포함한다.
[0065] 하나 이상의 실시예들에서, 스위칭 패턴은, 복수의 평면들 중 일부를 재정렬하는 것, 복수의 평면들 중 하나의 평면을 블랭킹하는 것, 이미지 프레임들을 생략하는 것, 한 쌍의 이미지 프레임들을 스와핑(swapping)하는 것, 및 컬러 시퀀싱을 수행하는 것 중 적어도 하나를 포함한다. 스위칭은, 복수의 평면들의 각각의 평면에 대해 초당 30 또는 60 프레임들로의 빠른 스위칭일 수 있다. 디스플레이는 아날로그 스위치들을 사용하여 스위칭을 수행할 수 있다.
[0066] 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법은, 하나 이상의 프레임들에 대응하는 개개의 복수의 콘텐츠들을 획득하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 복수의 프레임들에 대응하는 하나 이상의 스위칭 패턴들을 생성하기 위해서 개개의 복수의 콘텐츠들을 분석하는 단계를 포함한다. 방법은, 시스템의 디스플레이에 복수의 스위칭 패턴들을 전송하는 단계를 더 포함한다. 게다가, 방법은, 디스플레이가 프레임마다 스위칭 패턴을 사용하여 스위칭을 수행하는 단계를 포함한다.
[0067] 하나 이상의 실시예들에서, 방법은 또한, 복수의 스위칭 패턴들을 메모리 버퍼에 저장하는 단계를 포함한다. 메모리 버퍼는 시간-정렬된 선입선출 버퍼, 원형 버퍼, 및 일련의 메모리 위치들 또는 레지스터들 중 하나일 수 있다. 스위칭은 초당 30 또는 60 프레임들로의 빠른 스위칭일 수 있다. 디스플레이는 아날로그 스위치들을 사용하여 스위칭을 수행할 수 있다.
[0068] 하나 이상의 실시예들에서, 방법은 또한, 사용자 깜박임을 검출하는 단계, 및 사용자 깜박임과 일치하게 2개의 디스플레이들에 대한 프레임을 블랭킹시키도록 스위칭 패턴을 수정하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 사용자 윙크(wink)를 검출하는 단계, 및 사용자 깜박임과 일치하게 하나의 디스플레이들에 대한 프레임을 블랭킹시키도록 스위칭 패턴을 수정하는 단계를 포함할 수 있다.
저전력 저 레이턴시 헤드셋
[0069] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템은, 헤드셋 및 원격 컴퓨팅 모듈을 포함한다. 헤드셋은, 사용자 입력을 수신하도록, 사용자 입력에서 키워드를 검출하도록, 그리고 사용자 입력에서 키워드를 검출하는 것에 대한 응답으로 원격 컴퓨팅 모듈에 웨이크-업 코드를 전송하도록 구성되고, 원격 컴퓨팅 모듈은 저-전력 대기 모드에 있다. 원격 컴퓨팅 모듈은 웨이크-업 코드를 수신하는 것에 대한 응답으로 저-전력 대기 모드를 나가도록 구성된다.
[0070] 하나 이상의 실시예들에서, 사용자 입력은 오디오 입력이고, 그리고 사용자 입력을 수신하는 것은 헤드셋 상의 마이크로폰을 사용하여 오디오 입력을 검출하는 것을 포함한다. 사용자 입력에서 키워드를 검출하는 헤드셋은, 오디오 입력을 수신하기 위해서 마이크로폰과 통신하는 헤드셋 내의 오디오 프로세서, 및 오디오 데이터를 수신하기 위해서 오디오 프로세서와 통신하는 헤드셋 내의 지각 프로세서를 포함할 수 있다.
[0071] 하나 이상의 실시예들에서, 사용자 입력에서 키워드를 검출하는 헤드셋은 또한, 키워드 스토리지(storage)에 액세스하는 지각 프로세서, 및 키워드를 검출하기 위해서 오디오 데이터를 키워드 스토리지 내의 하나 이상의 키워드들과 비교하는 지각 프로세서를 포함한다. 시스템은 또한, 사용자 입력에서 키워드를 검출하는 것에 대한 응답으로 인터럽트 코드를 원격 컴퓨팅 모듈에 전송하는 헤드셋을 포함할 수 있다.
저전력 저 레이턴시 움직임 예측
[0072] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템은, 지각 프로세서 내의 예측 엔진을 갖는 헤드셋, 및 원격 컴퓨팅 모듈을 포함한다. 헤드셋은, 사용자 움직임의 개시를 검출하도록 그리고 사용자 움직임의 개시를 검출하는 것에 대한 응답으로 사용자 움직임을 측정하도록 구성된다. 헤드셋의 지각 프로세서 내의 예측 엔진은 예측된 사용자 움직임을 측정된 사용자 움직임으로부터 생성한다. 헤드셋의 지각 프로세서는, 예측 엔진이 예측된 사용자 움직임을 생성하는 것에 대한 응답으로, 예측된 사용자 움직임을 사용하여 이미지 데이터에 대해 변환을 수행한다.
[0073] 하나 이상의 실시예들에서, 헤드셋은 예측된 사용자 움직임 및 변환 파라미터를 사용하여 이미지 데이터에 대해 변환을 수행한다. 헤드셋은 예측된 사용자 움직임 및 예측된 컬러 변화를 사용하여 이미지 데이터에 대해 변환을 수행할 수 있다. 헤드셋은 예측된 사용자 움직임 및 예측된 조명 변화 또는 예측된 콘트라스트 변화를 사용하여 이미지 데이터에 대해 변환을 수행할 수 있다.
[0074] 하나 이상의 실시예들에서, 시스템은 또한, 사용자 초점을 예측하는 헤드셋 내의 지각 프로세서를 포함한다. 헤드셋 내의 지각 프로세서는, 예측 엔진이 예측된 사용자 움직임을 생성하는 것에 대한 응답으로, 예측된 사용자 움직임 및 예측된 사용자 초점을 사용하여 이미지 데이터에 대해 변환을 수행할 수 있다. 사용자 움직임은 머리 움직임일 수 있다. 사용자 움직임은 눈 움직임일 수 있다.
저전력 사이드 채널
[0075] 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템은, 로컬 프로세싱 모듈을 갖는 헤드셋을 포함한다. 시스템은 또한 원격 프로세싱 모듈을 포함한다. 시스템은 로컬 프로세싱 모듈과 원격 프로세싱 모듈 간의 제1 통신 채널을 더 포함한다. 게다가, 시스템은, 로컬 프로세싱 모듈과 원격 프로세싱 모듈 간의 제2 통신 채널을 포함하고, 제2 통신 채널은 제1 통신 채널보다 작은 전력을 필요로 한다.
[0076] 하나 이상의 실시예들에서, 제1 통신 채널은 USB 또는 PCIE 연결이고, 제2 통신 채널은 SPI 또는 유사한 저전력 연결이다.
[0077] 또 다른 실시예에서, 로컬 프로세싱 모듈을 갖는 헤드셋 및 원격 프로세싱 모듈을 구비하는 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법은 동작 모드를 검출하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 로컬 프로세싱 모듈과 원격 프로세싱 모듈 간의 제1 통신 채널이 동작 모드 동안 디스에이블링될 수 있다고 결정하는 단계를 포함한다. 방법은, 동작 모드 동안 디스에이블링될 수 있는 제1 통신 채널의 컴포넌트를 식별하는 단계를 더 포함한다. 게다가, 방법은, 로컬 프로세싱 모듈과 원격 프로세싱 모듈 간의 제2 통신 채널을 통해 통신하는 단계를 포함하고, 제2 통신 채널은 제1 통신 채널보다 작은 전력을 필요로 한다. 게다가, 방법은, 제2 통신 채널을 통한 성공적인 통신에 기반하여 제1 통신 채널의 컴포넌트를 디스에이블링하는 단계를 포함한다.
[0078] 하나 이상의 실시예들에서, 방법은 또한, 제2 통신 채널을 통한 통신을 가능하게 하기 위해서 제2 통신 채널의 연결기를 리맵핑하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 제2 통신 채널을 통한 통신을 가능하게 하기 위해서 제2 통신 채널의 연결기에 대한 상호-배타적인 액세스를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
다중 컴포넌트 저전력 모드들
[0079] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법은, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템의 제1 컴포넌트에서 저전력 요건의 표시자를 검출하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 제1 컴포넌트에서 로컬 저전력 모드를 식별하는 단계를 포함한다. 방법은, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템의 제2 컴포넌트를 포함하는 조정된 저전력 모드를 식별하는 단계를 더 포함한다. 게다가, 방법은 조정된 저전력 모드의 표시자를 제2 컴포넌트에 전송하는 단계를 포함한다. 게다가, 방법은 제1 컴포넌트가 로컬 저전력 모드에 들어가는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 제2 컴포넌트가 조정된 저전력 모드에 들어가는 단계를 포함한다.
[0080] 하나 이상의 실시예들에서, 저전력 요건의 표시자는 무음 버튼의 활성화이다. 로컬 저전력 모드는 마이크로폰을 활성화해제하는 것을 포함할 수 있다. 조정된 저전력 모드는 스피치 프로세서를 활성화해제하는 것을 포함할 수 있다.
[0081] 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법은, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템의 제1 컴포넌트에서 저전력 요건의 표시자를 검출하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 제1 컴포넌트에서 제1 및 제2 로컬 저전력 모드들을 식별하는 단계를 포함한다. 방법은, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템의 제2 컴포넌트를 각각 포함하는 제1 및 제2 조정된 저전력 모드들을 식별하는 단계를 더 포함한다. 게다가, 방법은, 바람직한 로컬 저전력 모드를 식별하기 위해서 제1 및 제2 로컬 저전력 모드들을 비교하는 단계를 포함한다. 게다가, 방법은, 바람직한 조정된 저전력 모드를 식별하기 위해서 제1 및 제2 조정된 저전력 모드들을 비교하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 바람직한 로컬 저전력 모드 및 바람직한 조정된 저전력 모드로부터 조합 저전력 모드를 생성하는 단계를 포함한다. 방법은, 제1 및 제2 컴포넌트들이 조합 저전력 모드에 들어가는 단계를 더 포함한다.
다중 컴포넌트 저전력 모드 동기화
[0082] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템 ― 시스템은 헤드셋 및 원격 컴퓨팅 모듈을 가짐 ― 에서의 방법은, 헤드셋이 헤드셋 시간코드를 원격 컴퓨팅 모듈에 전송하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 원격 컴퓨팅 모듈이 원격 컴퓨팅 모듈 시간코드를 헤드셋에 전송하는 단계를 포함한다. 방법은, 헤드셋이 제1 드리프트를 식별하기 위해서 원격 컴퓨팅 모듈 시간코드와 헤드셋 시간코드를 비교하는 단계를 더 포함한다. 게다가, 방법은, 원격 컴퓨팅 모듈이 제2 드리프트를 식별하기 위해서 헤드셋 시간코드와 원격 컴퓨팅 모듈 시간코드를 비교하는 단계를 포함한다.
[0083] 하나 이상의 실시예들에서, 방법은 또한, 헤드셋과 원격 컴퓨팅 모듈을 동기화시키기 위해서 제1 드리프트에 기반하여 헤드셋이 자신의 클록을 리세팅하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 헤드셋과 원격 컴퓨팅 모듈을 동기화시키기 위해서 제2 드리프트에 기반하여 원격 컴퓨팅 모듈이 자신의 클록을 리세팅하는 단계를 포함할 수 있다.
[0084] 또 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템 ― 시스템은 헤드셋, 투사기, 및 원격 컴퓨팅 모듈을 가짐 ― 에서의 방법은, 원격 컴퓨팅 모듈이 저대역폭 구성들을 헤드셋에 전송하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 투사기가 저전력 옵션들을 헤드셋에 전송하는 단계를 포함한다. 방법은, 헤드셋이 저전력 옵션들로부터의 저전력 커맨드를 투사기에 전송하는 단계를 더 포함한다.
데이터의 시분할 다중화
[0085] 다른 실시예에서, 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템 ― 시스템은 헤드셋 및 원격 컴퓨팅 모듈을 가짐 ― 에서의 방법은, 헤드셋에 마이크로폰을 구성하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 헤드셋으로부터 원격 컴퓨팅 모듈로의 통신 경로를 구성하는 단계를 포함한다. 방법은, 헤드셋의 지각 프로세서가 제1 수의 이용가능한 사운드 채널들 및 제2 수의 요구되는 사운드 채널들을 계산하는 단계를 더 포함한다. 게다가, 방법은, 제2 수가 제1 수 보다 크다고 지각 프로세서가 결정하는 단계를 포함한다. 게다가, 방법은, 지각 프로세서가 가외(extra) 데이터를 미사용 사운드 채널에 팩킹하는 단계를 포함한다.
[0086] 하나 이상의 실시예들에서, 가외 데이터는 에코 제거 데이터, 눈 포즈 데이터, 또는 머리 포즈 데이터 중 적어도 하나를 포함한다. 방법은 동적으로 수행될 수 있다.
[0087] 아래에서 설명된 도면들은 단지 예시의 목적들을 위한 것이다. 도면들은 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
[0088] 도면들은 본 개시내용의 다양한 실시예들의 설계 및 유용성을 예시한다. 도면들은 실척대로 도시된 것이 아니며, 유사한 구조들 또는 기능들의 엘리먼트들은 도면들 전반에 걸쳐 동일한 참조 번호들로 표현된다는 것이 주목되어야 한다. 본 개시내용의 다양한 실시예들의 언급된 및 다른 장점들 및 목적들을 획득하기 위한 방식을 더 잘 인지하기 위해, 본 개시내용의 더 상세한 설명이 본 개시내용의 특정 실시예들을 참조하여 제공될 것이고, 그 특정 실시예들은 첨부 도면들에서 예시된다. 이러한 도면들이 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들만을 도시하고 그에 따라 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 이해되면서, 본 개시내용은 첨부 도면들의 사용을 통해 부가적인 특성 및 세부사항과 함께 기술 및 설명될 것이다.
[0089] 도 1은 예시적인 AR 시스템을 사용하는 AR/MR 장면의 사용자의 뷰를 예시한다.
[0090] 도 2a는 웨어러블 디스플레이 시스템의 예를 예시한다.
[0091] 도 2b는 일 실시예에 따른 AR/MR 시스템을 도시하는 블록 다이어그램이다.
[0092] 도 2c는 일 실시예에 따른 AR/MR 머리 장착 디스플레이의 분해 사시도이다.
[0093] 도 2d는 일 실시예에 따른 모바일 컴퓨팅 지원 시스템의 다양한 뷰들을 포함한다.
[0094] 도 2e는, 도 2d에 도시된 모바일 컴퓨팅 지원 시스템의 분해 사시도이다.
[0095] 도 2f는 일 실시예에 따른 토템 제어기의 사시도이다.
[0096] 도 2g는 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템을 구현하기 위해 말단에 위치된(distally-located) 컴포넌트들을 포함하는 VR/AR/MR 시스템 블록 다이어그램이다.
[0097] 도 2h는 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템을 구현하기 위해 사용되는 컴포넌트들의 어레인지먼트를 묘사한다.
[0098] 도 3은 사용자에 대한 3-차원 이미저리를 시뮬레이팅하기 위한 종래의 디스플레이 시스템을 예시한다.
[0099] 도 4는 다중 깊이 평면들을 사용하여 3-차원 이미저리를 시뮬레이팅하기 위한 접근법의 양상들을 예시한다.
[00100] 도 5a 내지 도 5c는 곡률의 반경과 초점 반경 간의 관계들을 예시한다.
[00101] 도 6은 이미지 정보를 사용자에게 출력하기 위한 도파관 스택의예를 예시한다.
[00102] 도 7은 도파관에 의해 출력된 출사 빔들의 예를 도시한다.
[00103] 도 8은 각각의 깊이 평면이 상이한 컬러의 광을 각각 출력하는 3개의 연관된 도파관들을 갖는 도파관 스택의 예시적인 설계를 예시한다.
[00104] 도 9는 광 필드 비디오 데이터를 디스플레이하는 VR/AR/MR 시스템에 대한 예시적인 타이밍 방식을 예시한다.
[00105] 도 10은 첨부된 제어 데이터를 포함하는 비디오 데이터의 프레임에 대한 예시적인 타이밍 포맷을 예시한다. 제어 데이터는 블랭킹 기간들 동안 또한 메타 데이터로서 전송될 수 있다.
[00106] 도 11은 제어 데이터를 포함하는 비디오 데이터의 프레임에 대한 다른 예시적인 포맷을 예시한다.
[00107] 도 12a는 임베딩된 제어 데이터를 포함하는 비디오 데이터의 픽셀에 대한 예시적인 포맷을 예시한다.
[00108] 도 12b는 임베딩된 제어 데이터를 포함하는 비디오 데이터의 픽셀에 대한 다른 예시적인 포맷을 예시한다.
[00109] 도 13은 비디오의 프레임을 연속적으로 디스플레이될 수 있는 컬러 컴포넌트로 분리할 수 있는 방법을 예시한다.
[00110] 도 14는 광 필드 비디오 데이터의 프레임을, 깊이 평면 표시자 데이터를 사용하여, 디스플레이를 위한 컬러 컴포넌트 서브-프레임들로 각각 분할될 수 있는 복수의 깊이 평면들로 분리할 수 있는 방법을 예시한다.
[00111] 도 15는, 도 12a 및 12b의 깊이 평면 표시자 데이터가, 광 필드 비디오 데이터의 프레임의 하나 이상의 깊이 평면들이 비활성임을 표시하는 예를 예시한다.
[00112] 도 16은 증강 현실 시스템에서 컴퓨터-생성 이미저리의 프레임을 위한 예시적인 도면 영역들을 예시한다.
[00113] 도 17은 시스템의 디스플레이 제어기에 의해 구현되는 예시적인 픽셀 프로세싱 파이프라인의 블록 다이어그램이다.
[00114] 도 18은 또 다른 깊이 평면에 대응하는 픽셀과의 혼합 동작을 제어하기 위한 데이터로 태깅된 비디오 픽셀에 대한 예시적인 포맷을 예시한다.
[00115] 도 19는 도 17에 도시된 픽셀 프로세싱 파이프라인의 컬러 혼합 블록에 의해 수행될 수 있는 예시적인 혼합 동작을 예시한다.
[00116] 도 20은 픽셀별 기준으로(on a pixel-by-pixel basis) 이미지 데이터의 깊이 평면들 간에 혼합 동작들을 수행하는 컬러 혼합 블록의 실시예를 예시한다.
[00117] 도 21은 전체 깊이 평면에 대해 균일한 기준으로 이미지 데이터의 깊이 평면 간에 혼합 동작을 수행하는 컬러 혼합 블록의 실시예를 예시한다.
[00118] 도 22는 도 17에 도시된 픽셀 프로세싱 파이프라인의 렌즈 왜곡 보정 기능성의 개략도이다.
[00119] 도 23은 왜곡-보정된 출력 픽셀의 값을 계산하기 위해, 픽셀 보간기에 의한 4개의 입력 픽셀들 A, B, C, D의 보간을 예시한다.
[00120] 도 24a는 도 17에 도시된 픽셀 프로세싱 파이프라인의 롤링 버퍼 내의 매크로블록을 예시한다.
[00121] 도 24b는 매크로블록으로부터 보간기로 픽셀들을 전달하기 위한 예시적인 멀티플렉서 로직을 예시한다.
[00122] 도 25a는 머리 포즈 정보에 기반하여 VR/AR/MR 이미지 데이터를 와핑하기 위한 예시적인 시스템을 예시한다.
[00123] 도 25b는 머리 포즈 정보에 기반하여 VR/AR/MR 이미지 데이터를 와핑하기 위한 개선된 시스템을 예시한다.
[00124] 도 25c는 머리 포즈 정보에 기반하여 VR/AR/MR 이미지 데이터를 와핑하기 위한 다른 개선된 시스템을 예시한다.
[00125] 도 26은 동작 모드를 혼합하는 컬러 룩업 테이블을 구현하기 위한 시스템의 예시적인 실시예를 예시한다.
[00126] 도 27은 일 실시예에 따른, MR 경험을 생성하기 위한 방법의 도식도(diagrammatic view)이다.
[00127] 도 28은 일 실시예에 따른 AR/MR 시스템의 개략도이다.
[00128] 도 29는 일 실시예에 따른, 저-전력 모드와 정상 전력 모드 간의 스위칭 방법을 예시하는 흐름도이다.
[00129] 도 30은 일 실시예에 따른, 정상-전력 모드와 버스트 또는 고전력 모드 간의 스위칭 방법을 예시하는 흐름도이다.
[00130] 도 31a 및 31b는 2개의 실시예들에 따른, 다중 평면 디스플레이 모드와 이산 이미징 모드 간의 스위칭 방법들을 예시하는 흐름도들이다.
[00131] 도 32는 일 실시예에 따라, 렌더링 프로세서 요건들을 감소시키기 위해, 추적된 및/또는 예측된 눈 또는 시선 포지션을 사용하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
[00132] 도 33은 일 실시예에 따라, AR/MR 시스템들에서 사용되는 실세계 장면과 연동하여 장면 증강을 나타내는 3D 장면을 예시한다.
[00133] 도 34는 일 실시예에 따라, VR/AR/MR 시스템들을 구현하는 컴포넌트들에서 사용되는 하나 이상의 연속적으로 더 먼 깊이 평면들을 예시한다.
[00134] 도 35는 도 34에 묘사된 복수의 연속적으로 더 먼 깊이 평면들, 그리고 다양한 실시예에 따라, 저-전력 VR/AR/MR 시스템을 구현하기 위해 사용되는 깊이 평면들의 스위칭 방법을 예시하는 흐름도를 포함한다.
[00135] 도 36은 일 실시예에 따른, 말단에 위치된 컴포넌트들을 포함하는 VR/AR/MR 시스템을 개략적으로 묘사한다.
[00136] 도 37은 일 실시예에 따라, VR/AR/MR 시스템에서 아날로그 스위치들을 사용하는 프레임마다의 저-전력 깊이 평면 스위칭을 예시한다.
[00137] 도 38은 일 실시예에 따라, 저-전력 VR/AR/MR 시스템에서 아날로그 스위치들을 사용하는 프레임마다의 윙크(winking) 또는 깜빡임(blinking) 이벤트 깊이 평면 스위칭을 예시한다.
[00138] 도 39는 일 실시예에 따라, VR/AR/MR 시스템에서 저-전력 디스플레이 기법들을 구현하기 위한 6-슈터(six-shooter) 아키텍처를 개략적으로 묘사한다.
[00139] 도 40은 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템에서 저-전력, 저 레이턴시 헤드셋 아키텍처를 개략적으로 묘사한다.
[00140] 도 41은 일 실시예에 따라, VR/AR/MR 시스템들에서 저 레이턴시의 저전력 흐름과 더 긴 레이턴시의 전력 흐름 둘 모두를 비교하는 차트이다.
[00141] 도 42는 일 실시예에 따른, 헤드셋 컴포넌트에 움직임 예측들을 전달하기 위한 VR/AR/MR 시스템을 개략적으로 묘사한다.
[00142] 도 43은 일 실시예에 따른, 헤드셋 컴포넌트에 로컬 예측 엔진을 갖는 VR/AR/MR 시스템을 개략적으로 묘사한다.
[00143] 도 44는 2개의 실시예들에 따라, VR/AR/MR 시스템들에서 저 레이턴시 로컬 예측 엔진 및 더 긴 레이턴시 로컬 예측 엔진을 비교하는 차트이다.
[00144] 도 45는 일 실시예에 따른, 저-전력 사이드-채널을 갖는 VR/AR/MR 시스템을 개략적으로 묘사한다.
[00145] 도 46a 내지 도 46c는 다양한 실시예에 따라, VR/AR/MR 시스템들에서 저-전력 사이드-채널을 사용하기 위한 모드-기반 흐름들을 묘사하는 흐름도들이다.
[00146] 도 47은 일 실시예에 따라, VR/AR/MR 시스템에서 저-전력 사이드-채널을 사용하기 위한 케이블 구성을 개략적으로 묘사한다.
[00147] 도 48은 일 실시예에 따라, VR/AR/MR 시스템에서 협력하는 컴포넌트들 간의 저-전력 사이드-채널 통신을 구현하기 위한 모드 구성 프로토콜을 개략적으로 묘사한다.
[00148] 도 49는 일 실시예에 따라, VR/AR/MR 시스템에서 협력하는 컴포넌트들 간의 저-전력 사이드-채널 통신을 구현하기 위한 다중 컴포넌트 모드 구성 흐름을 개략적으로 묘사한다.
[00149] 도 50은 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템에서 협력하는 컴포넌트들 간에 사용되는 저-전력 동기화 기법을 개략적으로 묘사한다.
[00150] 도 51은 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템에서 협력하는 컴포넌트들 간에 통신될 데이터의 시분할 다중화의 구현을 묘사하는 흐름도이다.
[00151] 도 52는 일 실시예에 따라, VR/AR/MR 시스템에서 컴포넌트들 간에 통신될 데이터의 시분할 다중화를 구현하기 위한 데이터 팩킹을 예시한다.
[00152] 도 53은 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템을 위한 배터리 승압 시스템을 개략적으로 묘사한다.
[00153] 도 54는 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템의 협력하는 컴포넌트들을 포함하는 케이블-연결 시스템을 개략적으로 묘사한다.
[00154] 도 55는 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템의 협력하는 컴포넌트들을 포함하는 무선으로 연결된 시스템을 개략적으로 묘사한다.
[00155] 도 56은 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템의 다수의 협력하는 컴포넌트들을 포함하는 시스템 컴포넌트 파티셔닝을 개략적으로 묘사한다.
[00156] 도 57은 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템의 협력하는 컴포넌트들 상에서의 구현을 위한 시스템 기능 파티셔닝을 개략적으로 묘사한다.
[00157] 도 58은 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템의 협력하는 컴포넌트들 상에서의 구현을 위한 시스템 기능 파티셔닝을 개략적으로 묘사한다.
[00158] 도 59는 일 실시예에 따른, 실제 물리적 룸에서 디스플레이를 위해 정확히 조명된 가상 오브젝트들을 생성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
[00159] 도 60은 일 실시예에 따라, 공개적으로 이용가능한 광 맵을 생성하기 위해 개인 정보를 포함하는 이미지들을 사용하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
[00160] 도 61은 2개의 실시예들에 따른, VR/AR/MR 시스템들의 다수의 협력하는 컴포넌트들을 포함하는 시스템 컴포넌트 파티셔닝을 개략적으로 묘사한다.
[00161] 도 62는 제1 실시예에 따른, GPU에서의 와핑 동작을 예시한다.
[00162] 도 63은 제2 실시예에 따른, GPU에서의 와핑 동작을 예시한다
[00163] 도 64는 제3 실시예에 따른, GPU에서의 와핑 동작을 예시한다.
[0088] 도면들은 본 개시내용의 다양한 실시예들의 설계 및 유용성을 예시한다. 도면들은 실척대로 도시된 것이 아니며, 유사한 구조들 또는 기능들의 엘리먼트들은 도면들 전반에 걸쳐 동일한 참조 번호들로 표현된다는 것이 주목되어야 한다. 본 개시내용의 다양한 실시예들의 언급된 및 다른 장점들 및 목적들을 획득하기 위한 방식을 더 잘 인지하기 위해, 본 개시내용의 더 상세한 설명이 본 개시내용의 특정 실시예들을 참조하여 제공될 것이고, 그 특정 실시예들은 첨부 도면들에서 예시된다. 이러한 도면들이 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들만을 도시하고 그에 따라 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 이해되면서, 본 개시내용은 첨부 도면들의 사용을 통해 부가적인 특성 및 세부사항과 함께 기술 및 설명될 것이다.
[0089] 도 1은 예시적인 AR 시스템을 사용하는 AR/MR 장면의 사용자의 뷰를 예시한다.
[0090] 도 2a는 웨어러블 디스플레이 시스템의 예를 예시한다.
[0091] 도 2b는 일 실시예에 따른 AR/MR 시스템을 도시하는 블록 다이어그램이다.
[0092] 도 2c는 일 실시예에 따른 AR/MR 머리 장착 디스플레이의 분해 사시도이다.
[0093] 도 2d는 일 실시예에 따른 모바일 컴퓨팅 지원 시스템의 다양한 뷰들을 포함한다.
[0094] 도 2e는, 도 2d에 도시된 모바일 컴퓨팅 지원 시스템의 분해 사시도이다.
[0095] 도 2f는 일 실시예에 따른 토템 제어기의 사시도이다.
[0096] 도 2g는 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템을 구현하기 위해 말단에 위치된(distally-located) 컴포넌트들을 포함하는 VR/AR/MR 시스템 블록 다이어그램이다.
[0097] 도 2h는 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템을 구현하기 위해 사용되는 컴포넌트들의 어레인지먼트를 묘사한다.
[0098] 도 3은 사용자에 대한 3-차원 이미저리를 시뮬레이팅하기 위한 종래의 디스플레이 시스템을 예시한다.
[0099] 도 4는 다중 깊이 평면들을 사용하여 3-차원 이미저리를 시뮬레이팅하기 위한 접근법의 양상들을 예시한다.
[00100] 도 5a 내지 도 5c는 곡률의 반경과 초점 반경 간의 관계들을 예시한다.
[00101] 도 6은 이미지 정보를 사용자에게 출력하기 위한 도파관 스택의예를 예시한다.
[00102] 도 7은 도파관에 의해 출력된 출사 빔들의 예를 도시한다.
[00103] 도 8은 각각의 깊이 평면이 상이한 컬러의 광을 각각 출력하는 3개의 연관된 도파관들을 갖는 도파관 스택의 예시적인 설계를 예시한다.
[00104] 도 9는 광 필드 비디오 데이터를 디스플레이하는 VR/AR/MR 시스템에 대한 예시적인 타이밍 방식을 예시한다.
[00105] 도 10은 첨부된 제어 데이터를 포함하는 비디오 데이터의 프레임에 대한 예시적인 타이밍 포맷을 예시한다. 제어 데이터는 블랭킹 기간들 동안 또한 메타 데이터로서 전송될 수 있다.
[00106] 도 11은 제어 데이터를 포함하는 비디오 데이터의 프레임에 대한 다른 예시적인 포맷을 예시한다.
[00107] 도 12a는 임베딩된 제어 데이터를 포함하는 비디오 데이터의 픽셀에 대한 예시적인 포맷을 예시한다.
[00108] 도 12b는 임베딩된 제어 데이터를 포함하는 비디오 데이터의 픽셀에 대한 다른 예시적인 포맷을 예시한다.
[00109] 도 13은 비디오의 프레임을 연속적으로 디스플레이될 수 있는 컬러 컴포넌트로 분리할 수 있는 방법을 예시한다.
[00110] 도 14는 광 필드 비디오 데이터의 프레임을, 깊이 평면 표시자 데이터를 사용하여, 디스플레이를 위한 컬러 컴포넌트 서브-프레임들로 각각 분할될 수 있는 복수의 깊이 평면들로 분리할 수 있는 방법을 예시한다.
[00111] 도 15는, 도 12a 및 12b의 깊이 평면 표시자 데이터가, 광 필드 비디오 데이터의 프레임의 하나 이상의 깊이 평면들이 비활성임을 표시하는 예를 예시한다.
[00112] 도 16은 증강 현실 시스템에서 컴퓨터-생성 이미저리의 프레임을 위한 예시적인 도면 영역들을 예시한다.
[00113] 도 17은 시스템의 디스플레이 제어기에 의해 구현되는 예시적인 픽셀 프로세싱 파이프라인의 블록 다이어그램이다.
[00114] 도 18은 또 다른 깊이 평면에 대응하는 픽셀과의 혼합 동작을 제어하기 위한 데이터로 태깅된 비디오 픽셀에 대한 예시적인 포맷을 예시한다.
[00115] 도 19는 도 17에 도시된 픽셀 프로세싱 파이프라인의 컬러 혼합 블록에 의해 수행될 수 있는 예시적인 혼합 동작을 예시한다.
[00116] 도 20은 픽셀별 기준으로(on a pixel-by-pixel basis) 이미지 데이터의 깊이 평면들 간에 혼합 동작들을 수행하는 컬러 혼합 블록의 실시예를 예시한다.
[00117] 도 21은 전체 깊이 평면에 대해 균일한 기준으로 이미지 데이터의 깊이 평면 간에 혼합 동작을 수행하는 컬러 혼합 블록의 실시예를 예시한다.
[00118] 도 22는 도 17에 도시된 픽셀 프로세싱 파이프라인의 렌즈 왜곡 보정 기능성의 개략도이다.
[00119] 도 23은 왜곡-보정된 출력 픽셀의 값을 계산하기 위해, 픽셀 보간기에 의한 4개의 입력 픽셀들 A, B, C, D의 보간을 예시한다.
[00120] 도 24a는 도 17에 도시된 픽셀 프로세싱 파이프라인의 롤링 버퍼 내의 매크로블록을 예시한다.
[00121] 도 24b는 매크로블록으로부터 보간기로 픽셀들을 전달하기 위한 예시적인 멀티플렉서 로직을 예시한다.
[00122] 도 25a는 머리 포즈 정보에 기반하여 VR/AR/MR 이미지 데이터를 와핑하기 위한 예시적인 시스템을 예시한다.
[00123] 도 25b는 머리 포즈 정보에 기반하여 VR/AR/MR 이미지 데이터를 와핑하기 위한 개선된 시스템을 예시한다.
[00124] 도 25c는 머리 포즈 정보에 기반하여 VR/AR/MR 이미지 데이터를 와핑하기 위한 다른 개선된 시스템을 예시한다.
[00125] 도 26은 동작 모드를 혼합하는 컬러 룩업 테이블을 구현하기 위한 시스템의 예시적인 실시예를 예시한다.
[00126] 도 27은 일 실시예에 따른, MR 경험을 생성하기 위한 방법의 도식도(diagrammatic view)이다.
[00127] 도 28은 일 실시예에 따른 AR/MR 시스템의 개략도이다.
[00128] 도 29는 일 실시예에 따른, 저-전력 모드와 정상 전력 모드 간의 스위칭 방법을 예시하는 흐름도이다.
[00129] 도 30은 일 실시예에 따른, 정상-전력 모드와 버스트 또는 고전력 모드 간의 스위칭 방법을 예시하는 흐름도이다.
[00130] 도 31a 및 31b는 2개의 실시예들에 따른, 다중 평면 디스플레이 모드와 이산 이미징 모드 간의 스위칭 방법들을 예시하는 흐름도들이다.
[00131] 도 32는 일 실시예에 따라, 렌더링 프로세서 요건들을 감소시키기 위해, 추적된 및/또는 예측된 눈 또는 시선 포지션을 사용하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
[00132] 도 33은 일 실시예에 따라, AR/MR 시스템들에서 사용되는 실세계 장면과 연동하여 장면 증강을 나타내는 3D 장면을 예시한다.
[00133] 도 34는 일 실시예에 따라, VR/AR/MR 시스템들을 구현하는 컴포넌트들에서 사용되는 하나 이상의 연속적으로 더 먼 깊이 평면들을 예시한다.
[00134] 도 35는 도 34에 묘사된 복수의 연속적으로 더 먼 깊이 평면들, 그리고 다양한 실시예에 따라, 저-전력 VR/AR/MR 시스템을 구현하기 위해 사용되는 깊이 평면들의 스위칭 방법을 예시하는 흐름도를 포함한다.
[00135] 도 36은 일 실시예에 따른, 말단에 위치된 컴포넌트들을 포함하는 VR/AR/MR 시스템을 개략적으로 묘사한다.
[00136] 도 37은 일 실시예에 따라, VR/AR/MR 시스템에서 아날로그 스위치들을 사용하는 프레임마다의 저-전력 깊이 평면 스위칭을 예시한다.
[00137] 도 38은 일 실시예에 따라, 저-전력 VR/AR/MR 시스템에서 아날로그 스위치들을 사용하는 프레임마다의 윙크(winking) 또는 깜빡임(blinking) 이벤트 깊이 평면 스위칭을 예시한다.
[00138] 도 39는 일 실시예에 따라, VR/AR/MR 시스템에서 저-전력 디스플레이 기법들을 구현하기 위한 6-슈터(six-shooter) 아키텍처를 개략적으로 묘사한다.
[00139] 도 40은 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템에서 저-전력, 저 레이턴시 헤드셋 아키텍처를 개략적으로 묘사한다.
[00140] 도 41은 일 실시예에 따라, VR/AR/MR 시스템들에서 저 레이턴시의 저전력 흐름과 더 긴 레이턴시의 전력 흐름 둘 모두를 비교하는 차트이다.
[00141] 도 42는 일 실시예에 따른, 헤드셋 컴포넌트에 움직임 예측들을 전달하기 위한 VR/AR/MR 시스템을 개략적으로 묘사한다.
[00142] 도 43은 일 실시예에 따른, 헤드셋 컴포넌트에 로컬 예측 엔진을 갖는 VR/AR/MR 시스템을 개략적으로 묘사한다.
[00143] 도 44는 2개의 실시예들에 따라, VR/AR/MR 시스템들에서 저 레이턴시 로컬 예측 엔진 및 더 긴 레이턴시 로컬 예측 엔진을 비교하는 차트이다.
[00144] 도 45는 일 실시예에 따른, 저-전력 사이드-채널을 갖는 VR/AR/MR 시스템을 개략적으로 묘사한다.
[00145] 도 46a 내지 도 46c는 다양한 실시예에 따라, VR/AR/MR 시스템들에서 저-전력 사이드-채널을 사용하기 위한 모드-기반 흐름들을 묘사하는 흐름도들이다.
[00146] 도 47은 일 실시예에 따라, VR/AR/MR 시스템에서 저-전력 사이드-채널을 사용하기 위한 케이블 구성을 개략적으로 묘사한다.
[00147] 도 48은 일 실시예에 따라, VR/AR/MR 시스템에서 협력하는 컴포넌트들 간의 저-전력 사이드-채널 통신을 구현하기 위한 모드 구성 프로토콜을 개략적으로 묘사한다.
[00148] 도 49는 일 실시예에 따라, VR/AR/MR 시스템에서 협력하는 컴포넌트들 간의 저-전력 사이드-채널 통신을 구현하기 위한 다중 컴포넌트 모드 구성 흐름을 개략적으로 묘사한다.
[00149] 도 50은 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템에서 협력하는 컴포넌트들 간에 사용되는 저-전력 동기화 기법을 개략적으로 묘사한다.
[00150] 도 51은 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템에서 협력하는 컴포넌트들 간에 통신될 데이터의 시분할 다중화의 구현을 묘사하는 흐름도이다.
[00151] 도 52는 일 실시예에 따라, VR/AR/MR 시스템에서 컴포넌트들 간에 통신될 데이터의 시분할 다중화를 구현하기 위한 데이터 팩킹을 예시한다.
[00152] 도 53은 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템을 위한 배터리 승압 시스템을 개략적으로 묘사한다.
[00153] 도 54는 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템의 협력하는 컴포넌트들을 포함하는 케이블-연결 시스템을 개략적으로 묘사한다.
[00154] 도 55는 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템의 협력하는 컴포넌트들을 포함하는 무선으로 연결된 시스템을 개략적으로 묘사한다.
[00155] 도 56은 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템의 다수의 협력하는 컴포넌트들을 포함하는 시스템 컴포넌트 파티셔닝을 개략적으로 묘사한다.
[00156] 도 57은 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템의 협력하는 컴포넌트들 상에서의 구현을 위한 시스템 기능 파티셔닝을 개략적으로 묘사한다.
[00157] 도 58은 일 실시예에 따른, VR/AR/MR 시스템의 협력하는 컴포넌트들 상에서의 구현을 위한 시스템 기능 파티셔닝을 개략적으로 묘사한다.
[00158] 도 59는 일 실시예에 따른, 실제 물리적 룸에서 디스플레이를 위해 정확히 조명된 가상 오브젝트들을 생성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
[00159] 도 60은 일 실시예에 따라, 공개적으로 이용가능한 광 맵을 생성하기 위해 개인 정보를 포함하는 이미지들을 사용하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
[00160] 도 61은 2개의 실시예들에 따른, VR/AR/MR 시스템들의 다수의 협력하는 컴포넌트들을 포함하는 시스템 컴포넌트 파티셔닝을 개략적으로 묘사한다.
[00161] 도 62는 제1 실시예에 따른, GPU에서의 와핑 동작을 예시한다.
[00162] 도 63은 제2 실시예에 따른, GPU에서의 와핑 동작을 예시한다
[00163] 도 64는 제3 실시예에 따른, GPU에서의 와핑 동작을 예시한다.
[00164] 본 개시내용의 다양한 실시예들은 단일 실시예 또는 다수의 실시예들에서의 VR(virtual reality)/AR(augmented reality)/MR(mixed reality)을 위한 시스템들, 방법들 및 제조 물품들에 관련된다. 본 개시내용의 다른 목적들, 특징들 및 장점들은 상세한 설명, 도면들 및 청구항들에서 설명된다.
[00165] 이제, 당업자가 본 개시내용을 실시할 수 있도록 하기 위해 예시적 예들로서 제공되는 도면들을 참조하여 다양한 실시예들이 상세하게 설명될 것이다. 특히, 아래에서 도면들 및 예들은 본 개시내용의 범위를 제한하려는 것은 아니다. 본 개시내용의 소정의 엘리먼트들이 알려진 컴포넌트들(또는 방법들 또는 프로세스들)을 사용하여 부분적으로 또는 완전히 구현될 수 있는 경우, 본 개시내용의 이해를 위해 필요한 그러한 알려진 컴포넌트들(또는 방법들 또는 프로세스들)의 오직 그 부분들만이 설명될 것이며, 그러한 알려진 컴포넌트들(또는 방법들 또는 프로세스들)의 다른 부분들의 상세한 설명들은 본 개시내용을 불명료하게 하지 않기 위해 생략될 것이다. 추가로, 다양한 실시예들은 예시를 통해 본원에서 지칭되는 컴포넌트들에 대한 현재의 그리고 미래에 알려질 등가물들을 포함한다.
[00166] 본 개시내용에 따른 실시예들은, 종종 기성(off-the-shelf)-컴포넌트들 및 맞춤 컴포넌트들의 조합들에 의존하는 VR/AR/MR 시스템들의 구현에 대한 문제를 처리한다. 일부 경우들에서, 기성 컴포넌트들은 전개될(to-be-deployed) VR/AR/MR 시스템의 소정의 원하는 양상들을 구현하는 데 필요한 특징들 또는 성능 특성들 모두를 소유하지 않는다. 일부 실시예들은 전개될 VR/AR/MR 시스템의 원하는 특징들 또는 성능 특성들을 수용하기 위해 능력들을 부가하거나 그리고/또는 자원들을 용도 변경하기 위한 접근법들에 관련된다. 본원에서의 첨부된 도면들 및 논의들은 VR/AR/MR 시스템들을 위한 예시적인 환경들, 시스템들, 방법들 및 컴퓨터 프로그램 제품들을 나타낸다.
개요
[00167] 본원에서 개시된 "VR(virtual reality)", "AR(augmented reality)", 및 "MR(mixed reality) 시스템들은 컴퓨터-생성 이미저리(비디오/이미지 데이터)를 사용자에게 제공하는 디스플레이를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디스플레이 시스템들은 착용가능할 수 있으며, 이는 보다 몰입적인 VR/AR/MR 경험을 유리하게 제공할 수 있다. 도 2a는 웨어러블 VR/AR/MR 디스플레이 시스템(80)(이후로 "시스템(80)"으로서 지칭됨)의 예를 예시한다. 시스템(80)은 디스플레이(62) 및 그 디스플레이(62)의 기능을 지원하기 위한 다양한 기계 및 전자 모듈들 및 시스템들을 포함한다. 디스플레이(62)는, 디스플레이 시스템 사용자 또는 뷰어(60)(이후에, "사용자"(60)"로서 지칭됨)에 의해 착용가능하고 사용자(60)의 눈들의 전방에 디스플레이(62)를 포지셔닝하도록 구성된 프레임(64)에 커플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스피커(66)는 프레임(64)에 커플링되고 사용자(60)의 외이도에 인접하게 포지셔닝된다. 일부 실시예들에서, 입체/성형가능 사운드 제어를 제공하기 위해, 도시되지 않은 다른 스피커가 사용자(60)의 다른 외이도에 인접하게 포지셔닝된다. 디스플레이(62)는, 다양한 구성들로 장착될 수 있는, 이를테면 프레임(64)에 고정적으로 부착되거나, 사용자에 의해 착용된 헬멧 또는 모자에 고정적으로 부착되거나, 헤드폰들에 임베딩되거나, 그렇지 않으면 (예컨대, 백팩-스타일 구성, 벨트-커플링 스타일 구성 등으로) 사용자(60)에게 제거가능하게 부착될 수 있는 로컬 프로세싱 및 데이터 프로세싱 모듈(70)에, 이를테면 유선 또는 무선 연결(68)에 의해, 동작가능하게 커플링된다.
[00168] 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)은 프로세서뿐만 아니라, 디지털 메모리 이를테면, 비-휘발성 메모리(예컨대, 플래시 메모리)를 포함할 수 있고, 이 둘 모두는 데이터의 프로세싱 및 저장을 보조하기 위해 활용될 수 있다. 이는, 센서들, 이를테면 이미지 캡처 디바이스들(예컨대, 카메라들), 마이크로폰들, 관성 측정 유닛들, 가속도계들, 컴퍼스들, GPS 유닛들, 라디오 디바이스들, 안테나 어레이들, 깊이 센서들 및/또는 자이로(gyro)들로부터 캡처된 데이터를 포함한다. 센서들은 프레임(64)에 동작가능하게 커플링되거나 아니면 다른 식으로 사용자(60)에 부착될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 센서 데이터는 원격 프로세싱 모듈(72) 및/또는 원격 데이터 저장소(74)를 사용하여 획득 및/또는 프로세싱될 수 있고, 그런 프로세싱 또는 리트리벌(retrieval) 후 가능하게는 디스플레이(62)에 전달된다. 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)은, 통신 링크들(76, 78)에 의해, 이를테면 유선 또는 무선 통신 링크들을 통해, 원격 프로세싱 모듈(72) 및 원격 데이터 저장소(74)에 동작가능하게 커플링될 수 있고, 이로 인해 이들 원격 모듈들(72, 74)은 서로 동작가능하게 커플링되고 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)에 대한 자원들로서 이용가능하다.
[00169] 일부 실시예들에서, 원격 프로세싱 모듈(72)은 데이터(예컨대, 센서 데이터 및/또는 이미지 정보)를 분석 및 프로세싱하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 원격 데이터 저장소(74)는 "클라우드" 자원 구성에서 인터넷 또는 다른 네트워킹 구성을 통해 이용가능할 수 있는 디지털 데이터 저장 설비를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 모든 데이터가 저장되고 모든 컴퓨테이션들이 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈에서 수행되어, 원격 모듈로부터 완전히 자율적인 사용이 허용된다.
[00170] 일부 실시예들에서, 디스플레이(62)를 통해 제공되는 컴퓨터-생성 이미지 데이터는 3-차원인 임프레션(impression)을 생성할 수 있다. 이는 예컨대, 입체 이미지 데이터를 사용자(60)에게 제공함으로써 행해질 수 있다. 일부 종래의 시스템들에서, 이러한 이미지 데이터는 약간 상이한 원근감들로부터의 장면 또는 오브젝트의 별개의 이미지들을 포함할 수 있다. 별개의 이미지들이, 각각, 사용자(60)의 오른쪽 눈과 왼쪽 눈에 제공될 수 있고, 따라서 양안시(binocular vision) 및 이와 연관된 깊이 지각이 시뮬레이팅된다.
[00171] 이제 도 2b를 참조로, AR 또는 MR 시스템(3300)(이후로, "시스템(3300)"으로서 지칭됨)의 예시적인 실시예가 예시된다. 시스템(3300)은 스택된 광 안내 광학 엘리먼트(이후로, "LOE들(3390)"로서 지칭됨)를 사용한다. 시스템(3300)은 일반적으로, 이미지 생성 프로세서(3310), 광원(3320), 제어기(3330), "SLM(spatial light modulator)"(3340), 및 다중 평면 초점 시스템으로서 기능하는 적어도 한 세트의 스택된 LOE 세트들(3390)을 포함한다. 시스템(3300)은 또한, 눈-추적 서브시스템(3350)을 포함할 수 있다. 다른 실시예들이 다수의 세트들의 스택된 LOE들(3390)을 가질 수 있다는 것이 인지되어야 한다.
[00172] 이미지 생성 프로세서(3310)는 사용자에게 디스플레이될 가상 콘텐츠를 생성하도록 구성된다. 이미지 생성 프로세서(3310)는 가상 콘텐츠와 연관된 이미지 또는 비디오를 3D로 사용자에게 투사될 수 있는 포맷으로 변환할 수 있다. 예컨대, 3D 콘텐츠를 생성하는 데 있어, 가상 콘텐츠는, 특정 이미지의 부분들은 특정 깊이 평면에 디스플레이되면서 다른 것들은 다른 깊이 평면들에 디스플레이되도록 포맷팅될 필요가 있을 수 있다. 일 실시예에서, 모든 이미지가 특정 깊이 평면에 생성될 수 있다. 다른 실시예에서, 이미지 생성 프로세서(3310)는, 함께 보일 때 가상 콘텐츠가 사용자의 눈들에 코히런트하게 그리고 편안하게 나타나도록, 약간 상이한 이미지들을 오른쪽 눈 및 왼쪽 눈에 제공하도록 프로그래밍될 수 있다.
[00173] 이미지 생성 프로세서(3310)는 메모리(3312), GPU(3314), CPU(3316), 및 이미지 생성 및 프로세싱을 위한 다른 회로를 더 포함할 수 있다. 이미지 생성 프로세서(3310)는 시스템(3300)의 사용자에게 제공될 원하는 가상 콘텐츠로 프로그래밍될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이미지 생성 프로세서(3310)가 시스템(3300) 내에 하우징될 수 있다는 것이 인지되어야 한다. 다른 실시예들에서, 이미지 생성 프로세서(3310) 및 다른 회로는 시스템(3300)에 커플링된 벨트 팩 내에 하우징될 수 있다.
[00174] 이미지 생성 프로세서(3310)는 원하는 가상 콘텐츠와 연관된 광을 투사하는 광원(3320) 및 하나 이상의 공간 광 변조기들(3340)에 동작가능하게 커플링된다. 광원(3320)은 컴팩트하며 고해상도를 갖는다. 광원(3320)은 제어기(3330)에 동작가능하게 커플링된다. 광원(3320)은 다양한 기하학적 구성들로 배치된 컬러 특정 LED들 및 레이저들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 광원(3320)은 유사한 컬러의 LED들 또는 레이저들을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 디스플레이의 시야의 특정한 구역에 링크된다. 다른 실시예에서, 광원(3320)은 광역 방출기, 이를테면 방출 영역들 및 포지션들의 세그먼트화를 위한 마스크 오버레이를 갖는 백열 램프 또는 형광 램프를 포함할 수 있다. 광원(3320)이 도 2b의 시스템(3300)에 직접 연결되지만, 광원(3320)은 광섬유들(미도시)을 통해 시스템(3300)에 연결될 수 있다. 시스템(3300)은 또한, 광원(3320)으로부터의 광을 시준하도록 구성된 콘덴서(미도시)를 포함할 수 있다.
[00175] SLM(3340)은 다양한 예시적인 실시예들에서 반사성(예컨대, LCOS, FLCOS, DLP DMD 또는 MEMS 미러 시스템), 투과성(예컨대, LCD) 또는 방사 성(예컨대, FSD 또는 OLED)일 수 있다. SLM(3340)의 타입(예컨대, 스피드, 사이즈 등)은 3D 지각의 생성을 개선시키도록 선택될 수 있다. 더 높은 리프레시 레이트들로 동작하는 DLP DMD들이 고정 시스템들(3300)에 쉽게 통합될 수 있지만, 웨어러블 시스템들(3300)은 더 작은 사이즈 및 전력의 DLP들을 사용할 수 있다. DLP의 전력은 3D 깊이 평면들/초점 평면들이 생성되는 방법을 변화시킨다. 이미지 생성 프로세서(3310)는 광원(3320)으로부터의 광을 원하는 가상 콘텐츠로 인코딩하는 SLM(3340)에 동작가능하게 커플링된다. 광원(3320)으로부터의 광은, 이 광이 SLM(3340)으로부터 반사되거나, 방출되거나, 또는 SLM(3340)을 통과할 때 이미지 정보로 인코딩될 수 있다.
[00176] SLM(3340)으로부터의 광은 LOE들(3390)로 지향되어, SLM(3340)에 의해 컬러 및/또는 하나의 깊이 평면에 대한 이미지 데이터로 인코딩된 광빔들이 사용자의 눈으로의 전달을 위해 단일 LOE(3390)를 따라 효과적으로 전파된다. 각각의 LOE(3390)는 사용자의 망막 상에 원하는 깊이 평면 또는 FOV 각도 포지션으로부터 발생하는 것으로 나타나는 이미지 또는 서브-이미지를 투사하도록 구성된다. 따라서, 광원(3320) 및 LOE들(3390)은 공간의 다양한 깊이 평면들 또는 포지션들로부터 발생하는 것으로 나타나는 이미지(제어기(3330)의 제어 하에 SLM(3340)에 의해 동시에 인코딩됨)를 선택적으로 투사할 수 있다. 충분히 높은 프레임 레이트(예컨대, 60Hz의 유효 최대-볼륨(effective full-volume) 프레임 레이트에서 6개의 깊이 평면들에 대해 360Hz)에서 광원(3320) 및 LOE들(3390) 각각을 사용하여 이미지를 순차적으로 투사함으로써, 시스템(3300)은 다양한 깊이 평면들에, 3D 이미지에 동시적으로 존재하는 것처럼 나타나는 가상 오브젝트들의 3D 이미지를 생성할 수 있다.
[00177] 제어기(3330)는 이미지 생성 프로세서(3310), 광원(3320) 및 SLM(3340)과 통신하게 그리고 동작가능하게 커플링되어, SLM(3340)이 광원(3320)으로부터의 광빔들을 이미지 생성 프로세서(3310)로부터의 적합한 이미지 정보로 인코딩하도록 명령함으로써, 이미지들의 동시적 디스플레이를 조정한다.
[00178] 시스템(3300)은 또한, 사용자의 눈들을 추적하고 사용자의 초점을 결정하도록 구성된 선택적인 눈-추적 서브시스템(3350)을 포함한다. 일 실시예에서, 시스템(3300)은, 사용자의 초점/원근조절과 일치하는 원하는 깊이 평면에 이미지가 생성되도록, 눈-추적 서브시스템(3350)으로부터의 입력에 기반하여 LOE들(3390)의 서브세트를 조명하도록 구성된다. 예컨대, 만약 사용자의 눈들이 서로 평행하다면, 시스템(3300)은 시준된 광을 사용자의 눈들에 전달하도록 구성된 LOE(3390)를 조명할 수 있고, 이로써 이미지가 광학 무한대로부터 발생하는 것으로 나타난다. 다른 예에서, 만약 눈-추적 서브시스템(3350)이, 사용자의 초점이 1 미터 떨어져 있다고 결정하면, 그 범위 내에서 대략적으로 초점을 맞추도록 구성된 LOE(3390)가 대신 조명될 수 있다.
[00179] 도 2c는 일 실시예에 따른 혼합 현실 머리 장착 디스플레이(3400)를 묘사한다. 혼합 현실 머리 장착 디스플레이(3400)는 혼합 현실 시스템(예컨대, 도 2a 및 2b에 묘사된 AR 또는 MR 시스템들)의 부분을 형성할 수 있다. 혼합 현실 머리 장착 디스플레이(3400)는 다른 컴포넌트들이 고정되는 프레임(3402)을 포함하여, 한 쌍의 안경 또는 고글들과 유사한 폼 팩터를 생성한다. 디스플레이(3400)는 또한, 템플 암들/패드들(3404), 이마 스페이서(3406) 및 노즈 피스(3408)를 포함하며, 이들 모두는, 사용자의 머리에 디스플레이(3400)를 편안하게 유지하도록 프레임(3402)과 함께 기능한다. 프레임(3402), 템플 암들/패드들(3404), 이마 스페이서(3406) 및 노즈 피스(3408)는 모두 모듈러이며, 디스플레이(3400)의 전체 폼 팩터가 사용자의 사이즈 및 형상에 일치하게 수정될 수 있도록 다양한 사이즈로 이용가능하다.
[00180] 예컨대, 소정의 사용자들은 보다 길면서 좁은 머리를 가질 수 있는 반면 다른 사용자들은 보다 짧으면서 넓은 머리들을 가질 수 있다. 전자의 사용자들의 경우, 템플 암들/패드들(3404)은 보다 길면서 좁은 머리들을 수용하기 위해 사용자의 머리를 향해 보다 완만하게 테이퍼질 수 있다. 후자의 사용자들의 경우, 템플 암들/패드들(3404)은 보다 짧으면서 넓은 머리들을 수용하기 위해 사용자의 머리를 향해 보다 급격하게 테이퍼질 수 있다. 유사하게, 사용자의 머리에 디스플레이(3400)의 맞춤(fit)을 최적화하기 위해 복수의(예컨대, 3개) 이마 스페이서들(3406) 및 노즈 피스들(3408)이 있을 수 있다. 템플 암들/패드들(3404), 이마 스페이서(3406) 및 노즈 피스(3408)는 사소한 맞춤 조정들을 가능하게 하기 위해, 몰드 위 실리콘의 내부에 제어가능한/가단성 합금을 포함할 수 있다. 템플 암들/패드들(3404)은 사용자의 머리 측과의 편안한 접촉을 위해 실리콘 내부면을 갖는 플라스틱 패딩을 포함할 수 있다.
[00181] 프레임(3402)은 또한, 다양한 사용자의 머리들을 수용하기 위해 다양한 사이즈들일 수 있다. 프레임(3402)은 알루미늄으로 만들어질 수 있으며, 이는 디스플레이(3400)를 개별화하기 위한 다양한 표면 처리들을 가능하게 한다. 예시적인 표면 처리들은 양극산화, 컬러화, 페인팅 및 프린팅을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)한다. 표면 처리들을 사용하여, 디스플레이(3400)는 사용자의 취향 및 미학에 잘 맞도록 맞춤화될 수 있다.
[00182] 디스플레이(3400)는 또한, 이미지 데이터로 인코딩된 광을 사용자에게 디스플레이하기 위한 한 쌍의 투사기들/SLM들(3410)을 포함한다. 디스플레이(3400)는 개개의 투사기들/SLM들(3410)로부터의 광을 사용자의 눈들로 안내하기 위한 한 쌍의 광학 어셈블리들(3412)을 더 포함한다. 투사기들/SLM들(3410) 및 광학 어셈블리(3412)의 예들이 위에서 설명되었다. 게다가, 디스플레이(3400)는 장식형(cosmetic), 착색(tinted) 및/또는 내충격성일 수 있는 한 쌍의 외부 렌즈들(3414)을 포함한다. 장식적인 관점에서, 외부 렌즈들(3414)은 디스플레이(3400)에 대한 보다 선명한 보기(cleaner look)를 위해 외부 렌즈들(3414) 뒤의 시스템 컴포넌트들을 가릴 수 있다. 색조와 관련하여, 외부 렌즈들(3414)은 가상 오브젝트들 및 실세계 물리적 오브젝트들 둘 모두로부터의 광을 수반하는 AR 경험을 최적화하기 위해 50 % 내지 70 % 투명도를 가질 수 있다.
[00183] 디스플레이(3400)는 또한, 외부 렌즈들(3414) 주위에 디스플레이(3400)의 인접한 전면을 형성하면서 시스템 컴포넌트들을 보호하기 위한 전방 밴드(3416) 및 센서 커버(3418)를 포함한다. 디스플레이(3400)는, 사용자의 얼굴에 인접한 디스플레이(3400)에 대한 보호성 내부 표면을 형성하면서 시스템 컴포넌트들을 보호하는 한 쌍의 내부 커버들(3422)을 더 포함한다. 게다가, 디스플레이(3400)는 보정 렌즈들을 요구하는 사용자들을 수용하기 위한 하나 이상의 선택적인 처방 렌즈들(3422)을 포함할 수 있다.
[00184] 디스플레이(3400)는 프레임(3402)에 인접하게 배치된 일련의 센서들을 포함한다. 한 쌍의 눈 추적 카메라들(3424)이 외부 렌즈들(3414)에 인접하여 배치된다. 3개의 전방 카메라들(3426)이 프레임(3402)의 최상부에 인접하게 배치된다. "IMU(inertial measurement unit)"(3428)는 또한, 프레임(3402)의 최상부에 인접하게 배치된다. IMU(3428)는 하나 이상의 가속도계들, 자이로스코프들 및 자력계들을 포함할 수 있다. IMU(3428)는 6 자유도에서의 힘, 각도 변화 및/또는 자기장 변화를 측정할 수 있다. 한 쌍의 마이크로폰들(3430)은 템플 암들/패드들(3404)에 인접하게 배치된다.
[00185] 디스플레이(3400)는 또한, 템플 암들/패드들(3404)에 인접하게 배치된 한 쌍의 스피커들(3432)을 포함한다. 예시적인 스피커들은 미국 가특허출원 일련번호 제62/369,561호(대리인 문서 번호 ML.30041.00)에 설명되어 있으며, 이로써, 그 내용들은, 마치 빠짐없이 기술된 것처럼, 명백하게 그리고 전체적으로 인용에 의해 포함된다. 미국 가특허출원 일련번호 제62/369,561호에 설명된 바와 같이, 스피커들(3432)은 모듈러일 수 있으므로, 이 스피커들(3432)은 사용자의 선호도에 잘 맞도록 대체 및/또는 수정될 수 있다. 추가로, 템플 아암들/패드들(3404)에 인접한 스피커들(3432)의 위치는, 디스플레이(3400)가 스피커들(3432) 대신에 또는 그 외에도, 폐쇄형 헤드폰들(미도시)과 함께 사용될 수 있게 한다.
[00186] 디스플레이(3400)는 프레임(3402) 전방의 중심에 인접하게 배치된 중심 인쇄 회로 보드(3434)를 더 포함한다. 게다가, 디스플레이(3400)는 프로세서(들)가 내부에 포함된 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(도 2d 참조)과의 통신을 가능하게 하는 케이블들(3436)의 쌍을 포함한다. 케이블들(3436)은 또한 모바일 컴퓨팅 지원 시스템으로부터의 전력을 디스플레이(3400)에 전달할 수 있다. 케이블들(3436)은 통합형 광원들(예컨대, 소형 LED들 또는 광섬유들)을 포함할 수 있으며, 통합형 광원들은 AR 또는 MR 시스템의 소정의 기능들, 이를테면 데이터의 송신, 전력의 송신 및/또는 AR 경험의 디스플레이를 나타내기 위해 다양한 컬러들 및/또는 패턴들의 광 또는 글로를 케이블들(3436)이 방출하는 것을 가능하게 한다.
[00187] 도 2d는 일 실시예에 따른 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500)을 묘사한다. 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500)은 혼합 현실 시스템(예컨대, 도 2a에 묘사된 AR 또는 MR 시스템들)의 부분을 형성할 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500)은 도 2c에 묘사된 혼합 현실 머리 장착 디스플레이(3400)에 동작 가능하게 커플링될 수 있다. 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500)은 연결기(3506)에 의해 장박형(즉, "필 형상") 부분(3504)에 연결된 원형 부분(3502)을 포함한다. 원형 부분(3502)은 프로세서들과 같은 컴퓨팅 컴포넌트들을 하우징할 수 있다. 장박형 부분(3504)은 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500)에 그리고 일부 실시예들에서는 혼합 현실 머리 장착 디스플레이(3400)를 포함하는 전체 혼합 현실 시스템에 전력을 공급하는 배터리를 하우징한다. 이로써, 배터리 및 장박형 부분(3504)은 상당 양의 열을 생성할 수 있다.
[00188] 연결기(3506)는 장박형 부분(3504)으로부터 원형 부분(3502)을 분리하며, 이들 부분들 사이에는 공간(3508)이 생성된다. 공간(3508)은 장박형 부분(3504)으로부터 원형 부분(3502)을 열적으로 절연시킨다. 공간(3508)은 장박형 부분(3504)을 의류의 포켓(예컨대, 바지의 엉덩이 포켓)내로 삽입하고 포켓의 외측에 원형 부분(3502)을 남겨서 포켓을 형성하는 직물을 공간(3508)에 고정함으로써 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500)이 포켓에 이동 가능하게 고정될 수 있도록, 또한 구성된다. 대안적으로, 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500)은 랜야드(lanyard)상의 사용자의 목 주위에 착용될 수 있다.
[00189] 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500)은 그의 디스크 부분(3502) 전면 상에 배치된 LED 광(3512) 및 전력 버튼(3510)을 포함한다. 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500)은 또한 그의 디스크 부분(3502)의 최상부 표면으로부터 연장되는 데이터 케이블(3514)을 포함한다. 일 실시예에서, 데이터 케이블(3514)은 2개로 분할되어, 도 2c에 묘사된 혼합 현실 머리 장착 디스플레이(3400)에 부착된 케이블들(3436)의 쌍을 형성한다. 이로써, 데이터 케이블(3514)은 AR 또는 MR 시스템의 소정의 기능들, 이를테면 데이터의 송신, 전력의 송신 및/또는 AR 경험의 디스플레이를 나타내기 위해 다양한 컬러들 및/또는 패턴들의 광 또는 글로를 방출할 수 있다. 원형 부분(3502)의 형상은 원형 부분(3502)의 원주 주위에 데이터 케이블(3514)을 래핑함으로써 데이터 케이블(3514)의 보관을 가능하게 한다. 이는 원형 부분(3502)의 원주 주위에 홈(미도시)을 포함함으로써 추가로 가능하게 될 수 있다.
[00190] 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500)은 또한 그의 디스크 부분(3502)의 왼쪽(공기 유입구(3516) 및 공기 배출구(3518)) 및 오른쪽(공기 유입구(3516)) 표면들 상에 배치된 2개의 공기 유입구들(3516) 및 공기 배출구(3518)를 포함한다. 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500)은 그의 디스크 부분(3502)의 왼쪽 표면상에 배치된 제어 버튼들(3520)(예컨대, 무음, 볼륨 업 및 볼륨 다운)을 더 포함한다. 게다가, 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500)은 그의 디스크 부분(3502)의 왼쪽 표면상에 배치된 헤드폰 잭(3522)을 포함한다. 이러한 잭(3522)은 혼합 현실 머리 장착 디스플레이(3400)상의 스피커들(3432)과 함께 사용될 수 있는 헤드폰들을 AR 또는 MR 시스템에 연결하는 것을 가능하게 한다. 게다가, 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500)은 그의 바닥 표면 상에 배치된 포트(3524)를 포함한다. 일 실시예에서, 포트(3524)는 데이터 및 전력을 송신하기 위한 USB 포트이다.
[00191] 도 2d는 도 2c에 묘사된 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500)을 분해도로 묘사한다. 도 2e는 원형 부분(3502) 및 장박형 부분(3504) 각각이 전방 장식 커버들을 포함하는 것을 도시한다. 전력 버튼(3510)은 원형 부분(3502)의 장식 커버를 통해 확장된다. LED 광(3512)은 원형 부분(3502)의 장식 커버를 통해 가시적이다.
[00192] 도 2f는 일 실시예에 따른 토템 제어기(3600)를 묘사한다. 토템 제어기(3600)는 혼합 현실 시스템(예컨대, 도 2a 및 도 2b에 묘사된 AR 또는 MR 시스템들)의 부분을 형성할 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 토템 제어기(3600)는 도 2c 내지 도 2e에 묘사된 혼합 현실 머리 장착 디스플레이(3400) 및 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500)에 동작 가능하게 커플링될 수 있다. 토템 제어기(3600)는 그의 최상부 표면상에 배치되고 사용자의 엄지손가락에 의해 조작되도록 구성된 원형 터치패드(3602)를 포함한다. 원형 터치패드(3602)는 X 및 Y 축들에서의 모션 및 터치패드(3602)의 하방향 누름을 레코딩하도록 구성된 용량성 터치패드일 수 있다. 원형 터치패드(3602)는 터치가 부드럽게 이루어지도록 중합체 코팅을 포함할 수 있다. 토템 제어기(3600)는 또한 다양한 다른 제어 표면들(3604)(예컨대, 버튼들, 트리거들 등)을 포함한다. 원형 터치패드(3602) 및 제어 표면들(3604)은 사용자가 AR 경험들, 생산성 애플리케이션들 및 게이밍 애플리케이션들을 포함하는 다양한 프로그램들과 상호작용할 수 있게 한다. 토템 제어기(3600)는 또한 (예컨대, 원형 터치패드(3602) 주위의) IMU들 및 LED 광들을 포함할 수 있다.
[00193] 일부 실시예들에서, 도 2c 내지 도 2f에 묘사된 혼합 현실 머리 장착 디스플레이(3400), 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500) 및 토템 제어기(3600)는 사용자들이 혼합 현실을 경험하고 혼합 현실 경험과 상호작용하게 하는 혼합 현실 시스템을 형성한다. 이러한 일 실시예에서, 혼합 현실 머리 장착 디스플레이(3400), 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500), 토템 제어기(3600) 및 이들 컴포넌트들 연결하는 케이블들은 모두 혼합 현실 시스템에 의해 수행되는 기능들 및 혼합 현실 시스템의 다양한 상태들을 표시하기 위해 컬러, 타이밍 및 패턴 측면에서 동기화되는 LED 광들(예컨대, 토템 제어기(3600)에서 RGB의 12개의 LED 광들)을 포함한다. LED 광들에 의해 표시될 수 있는 상태들 및 기능들의 예들은 통지들, 교정 및 전력 상태를 포함한다.
[00194] 도 2c 내지 도 2f에 묘사된 혼합 현실 머리 장착 디스플레이(3400), 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500) 및 토템 제어기(3600)를 포함하는 예시적인 혼합 현실 시스템들이 설명되었지만, 다른 혼합 현실 시스템들은 더 적은, 더 많은 그리고 상이한 시스템 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 혼합 현실 머리 장착 디스플레이(3400), 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500) 및 토템 제어기(3600)를 가진 혼합 현실 시스템을 착용하고 있는 사용자가 호환가능 서버 또는 기지국(미도시)을 포함하는 룸으로 걸어들어갈 때, 혼합 현실 시스템은 서버 또는 기지국이 혼합 현실 시스템의 컴포넌트로서 부가되도록 자동적으로 또는 사용자 입력시 서버 또는 기지국에 자동적으로 연결될 수 있다.
[00195] 다른 실시예에서, 혼합 현실 머리 장착 디스플레이(3400), 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500) 및 토템 제어기(3600)를 가진 혼합 현실 시스템을 착용하고 있는 사용자가 호환가능 서버 또는 기지국(미도시)을 포함하는 룸으로 걸어들어갈 때, 혼합 현실 시스템은, 자동적으로 또는 사용자 입력시, 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500)으로부터 분리되어 이를 전력-다운(power down)시키고 서버 또는 기지국에 연결될 수 있다. 이러한 실시예에서, 서버 또는 기지국은 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500)의 전력을 보존하기 위하여 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500)을 대체한다. 이들 실시예들에서, 혼합 현실 머리 장착 디스플레이(3400) 및 토템 제어기(3600)는 이들이 서버 또는 기지국으로부터 전력을 인출할 수 있게 하는 개별 전력 소스들 또는 케이블들을 가진다.
[00196] 또 다른 실시예들에서, 키보드는 혼합 현실 머리 장착 디스플레이(3400)에 연결되어, 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3500) 및 토템 제어기(3600) 둘 모두를 대체할 수 있다. 이들 및 다른 시스템 구성들은 본 개시내용의 범위 내에 포함된다.
[00197] 도 2g는 VR/AR/MR 시스템을 구현하기 위하여 말단에 위치된 컴포넌트들을 포함하는 VR/AR/MR 시스템(80)의 (예컨대, 도 2a에 묘사된 시스템과 유사한 시스템(80)에 대한) 블록 다이어그램이다. 옵션으로서, VR/AR/MR 시스템(80) 또는 이의 임의의 양상의 하나 이상의 변동들은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. VR/AR/MR 시스템(80) 또는 이의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00198] 도 2g에 도시된 실시예는 단지 일례이다. 도시된 바와 같이, VR/AR/MR 시스템(80)의 블록 다이어그램은 빌트-인(built-in) 지각 프로세서 또는 "CVPU"(Computer Vision processor)(85)를 포함하는, HMD 또는 헤드셋 형태의 로컬 프로세싱 모듈(70)(도시된 바와 같은)의 특정한 구현, 벨트팩 형태의 원격 프로세싱 모듈(72)의 특정한 구현, 및 경로(78)를 통해 액세스 가능한 스토리지 형태의 원격 데이터 저장소(74)의 특정한 구현을 묘사한다. “CVPU”는 “지각 프로세서”로서 지칭될 수 있으며, 그리고 “지각 프로세서”는 “CVPU”로서 지칭될 수 있다. 부가적으로, 디스플레이 시스템(62)은 투사기(65)를 포함하며, 투사기(65)는 차례로 광원들(예컨대, LED/레이저 모듈들), 또는 SLM(spatial light modulators)(예컨대, LCOS(liquid crystal on silicon) 모듈들), 및 디스플레이 광학기(예컨대, 왼쪽 디스플레이 광학기(811) 및 오른쪽 디스플레이 광학기(812))를 포함할 수 있다. 예시적인 광원들은 LED들 및 레이저 모듈들(예컨대, 레이저 다이오드 또는 “LD” 모듈들)을 포함한다.
[00199] VR/AR/MR 시스템(80)은 일반적으로 벨트팩(도시됨)을 포함하며, 벨트팩은 차례로 이미지 생성 프로세서(10), 헤드셋(도시됨) 및 접안렌즈를 포함할 수 있으며, 접안렌즈는 차례로 투사기(65)를 포함할 수 있다.
[00200] 이미지 생성 프로세서(10) 또는 벨트팩의 임의의 다른 구성 컴포넌트는 사용자에게 디스플레이될 가상 콘텐츠를 생성하도록 구성된다. 이미지 생성 프로세서(10)는 (예컨대, 투사기(65)의 컴포넌트들을 사용하여) 3D로 사용자에게 투사될 수 있는 포맷으로, 가상 콘텐츠와 연관된 이미지 또는 비디오를 변환시킬 수 있다. 예컨대, 3D 콘텐츠를 생성할 때, 가상 콘텐츠는 특정 이미지의 부분들이 특정 깊이 평면에서 디스플레이되는 반면에 다른 부분들이 다른 깊이 평면들에서 디스플레이되도록 포맷될 필요가 있을 수 있다. 일 실시예에서, 이미지 모두는 특정 깊이 평면에서 생성될 수 있다. 다른 실시예에서, 이미지 생성 프로세서는 함께 보일 때 가상 콘텐츠가 사용자의 눈들에게 코히어런트하게 그리고 편안하게 나타나도록 오른쪽 및 왼쪽 눈들에 약간 상이한 이미지들을 제공하도록 프로그래밍될 수 있다.
[00201] 이미지 생성 프로세서(10)는 메모리, GPU, CPU, 및 이미지 생성 및 프로세싱을 위한 다른 회로를 더 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, GPU 및 CPU는 단일 칩으로서 구현될 수 있다(예컨대, 기성 칩, 또는 맞춤 SOC(system-on-chip) 구현). 다른 경우들에서, GPU 프로세서는 벨트팩과 지각 프로세서/CVPU 간에 분할된다. 이미지 생성 프로세서(10)는 VR/AR/MR 시스템(80)의 사용자에게 제공될 원하는 가상 콘텐츠로 프로그래밍될 수 있다. 일부 실시예들에서는 이미지 생성 프로세서(10)가 벨트팩과 다른 형태의 VR/AR/MR 시스템(80)의 웨어러블 컴포넌트에 하우징될 수 있다는 것이 인지되어야 한다. 일부 실시예들에서, 이미지 생성 프로세서(10) 및 다른 회로는 헤드셋에 케이블-연결되거나 무선-연결되거나 또는 커플링된다.
[00202] 투사기(65) 내의 광원들은 LED, 레이저 컴포넌트들 또는 SLM/LCOS 컴포넌트들로 형성될 수 있다. 광원들은 다양한 기하학적 구성들로 배치된 컬러 특정한 LED들 및/또는 레이저들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 광원들은 유사한 컬러의 레이저들 또는 LED들을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 디스플레이의 시야의 특정한 구역에 링크된다. 다른 실시예에서, 광원들은 방출 영역들 및 포지션들의 세그먼트화를 위한 마스크 오버레이를 가진 백열 또는 형광 램프와 같은 광역 방출기를 포함할 수 있다. 광원은 광섬유들을 통해 시스템에 연결될 수 있다. 시스템은 또한 광원으로부터의 광을 시준하도록 구성된 광 콘덴서들(미도시)을 포함할 수 있다.
[00203] 제어기(30)는 이미지 생성 프로세서(10)로부터 적합한 이미지 정보를 투사하도록 광원들에 명령함으로써 이미지들의 동시적인 디스플레이를 조정하기 위하여 투사기(65)내의 광원들 및 이미지 생성 프로세서(10)와 통신하고 이들과 동작 가능하게 커플링된다. 일부 경우들에서, VR/AR/MR 시스템(80)은 또한 사용자의 눈들을 추적하고 사용자의 초점을 결정하도록 구성되는 앞서 언급된 눈-추적 서브시스템을 포함한다.
[00204] 도시된 헤드셋을 지금 참조하면, 헤드셋은 다양한 트랜스듀서들에 인터페이싱하도록 구성된 CVPU(85)를 포함할 수 있다. 예컨대, CVPU(85)는 마이크로폰으로부터 또는 전용 사운드 또는 스피치 프로세서로부터 오디오 또는 스피치 신호들을 수신할 수 있다. 추가로, CVPU(85)는 도시된 스피커들(또는 초소형 헤드폰들)을 통해 오디오 또는 스피치 신호들을 생성할 수 있다. 일부 경우들에서, CVPU(85)는 앞서 언급된 눈-추적 서브시스템들과 인터페이싱되며 그리고/또는 CVPU(85)는 사용자 머리 및/또는 신체 움직임들을 추적하기 위하여 하나 이상의 가속도계들 및/또는 다른 형태들의 관성 측정 디바이스들과 인터페이싱된다. CVPU(85)는 사용자의 포즈(예컨대, 머리 포즈, 눈 포즈, 몸통 포즈 등)의 평가를 공식화하기 위하여 동시에 수신된 트랜스듀서 입력들을 조합할 수 있다. CVPU(85)는 사용자의 포즈의 변하는 특성들(예컨대, 방향 전환, 기립, 걷기, 달리기, 손 신호 등)에 관한 시간 단위 예측들을 포함하는 사용자의 포즈의 평가를 공식화하기 위하여 동시에 수신된 트랜스듀서 입력들을 조합할 수 있다. CVPU(85)는 (1) 그래픽/이미지 프로세싱, (2) 스피치 프로세싱(예컨대, 음소 또는 단어 검출), (3) 통신들 (예컨대, 시그널링 및/또는 패킷-기반 통신 등) 뿐만아니라 (4) 주어진 또는 측정된 입력들에 기반하여 값들을 계산하는 것과 같은 일반 컴퓨팅을 추가로 수행할 수 있다.
[00205] 헤드셋은 구성 컴포넌트들의 다양한 파티셔닝(partitioning)을 사용하여 구현될 수 있다. 하나의 이러한 파티셔닝은 구성 컴포넌트들 중 여러 컴포넌트들 간의 데이터 흐름들을 포함하는 다음의 도면에 주어진다.
[00206] 도 2h는 VR/AR/MR 시스템(80)의 헤드셋을 구현하기 위하여 사용되는 컴포넌트들의 어레인지먼트를 묘사한다. 옵션으로서, 어레인지먼트 또는 컴포넌트들 또는 이의 임의의 양상의 하나 이상의 변동들은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다.
[00207] 도 2h에 도시된 실시예는 단지 일례이다. 도시된 바와 같이, 컴포넌트들의 어레인지먼트는 로컬 프로세싱 모듈로부터 발생하며 그럼 다음 원격 프로세싱 모듈에 전달되는 (예컨대, 가속도계로부터의) 감지 데이터를 포함하는 데이터 흐름을 지원한다. 원격 프로세싱 모듈의 CPU 및/또는 GPU를 사용한 프로세싱 이후에, 깊이 및 다른 공간 정보를 포함하는 이미지 정보와 같은 VR/AR/MR 데이터는 가능하게는 투사기(예컨대, 도시된 투사기)를 사용하여 사용자에게 디스플레이하기 위해 로컬 프로세싱 모듈의 구성 컴포넌트들에 전달된다. 도시된 흐름 뿐만아니라 전력 소비를 감소시키는 것, 레이턴시를 감소시키는 것, 통신 오버헤드를 감소시키는 것 등과 관련한 목적들에 기여하는 소정의 대안적인 흐름들 및 컴포넌트 어레인지먼트들이 본원에서 추가로 논의된다.
[00208] 도 3은 3-차원 이미지 데이터를 사용자(예컨대, 사용자(60))에게 시뮬레이팅하기 위한 종래의 디스플레이 시스템을 예시한다. (각각의 눈(4 및 5)에 하나씩) 2개의 별개의 이미지들(84 및 86)은 사용자에게 출력된다. 이미지들(84 및 86)은 사용자(60)의 시선에 평행한 광학 또는 z-축을 따라 거리(12) 만큼 눈들(4 및 5)로부터 이격된다. 이미지들(84 및 86)은 평탄하며, 눈들(4 및 5)은 단일 원근조절된 상태를 가정함으로써 이미지들에 초점을 맞출 수 있다. 이러한 시스템들은 조합된 이미지에 대한 깊이의 지각을 제공하기 위하여 이미지들(84 및 86)을 조합하는데 있어서 인간 시각적 시스템에 의존한다.
[00209] 그러나, 인간 시각적 시스템이 더 복잡하고 깊이의 현실적 지각을 제공하는 것이 더 난제라는 것이 인지될 것이다. 예컨대, 종래의 3D 디스플레이 시스템들의 많은 사용자들은 그런 종래의 시스템들이 불편하다고 여기거나 또는 깊이의 느낌을 전혀 인식하지 못할 수 있다. 이론에 의해 제한되지 않지만, 오브젝트를 보는 사용자들이 이접운동 및 원근조절의 조합으로 인해 오브젝트를 "3-차원"인 것으로 지각할 수 있다고 여겨진다. 서로에 대해 2개의 눈들의 이접운동 움직임들(즉, 오브젝트를 응시하도록 눈들의 시선들을 수렴하기 위하여 서로를 향하는 또는 서로 멀어지는 동공들의 롤링(rolling) 움직임들)은 눈들의 렌즈들의 초점을 맞추는 것(또는 "원근조절")과 밀접하게 연관된다. 정상 조건들 하에서, 하나의 오브젝트로부터 상이한 거리에 있는 다른 오브젝트로 초점을 변화시키기 위하여, 눈들의 렌즈들의 초점을 변화시키거나 또는 눈들을 원근조절하는 것은 "원근조절-이접운동 반사작용"으로서 알려진 관계 하에서, 동일한 거리로의 이접운동의 매칭 변화를 자동으로 유발할 것이다. 마찬가지로, 이접운동의 변화는 정상 조건들 하에서, 원근조절의 매칭 변화를 트리거할 것이다. 본원에서 언급되는 바와 같이, 많은 입체 디스플레이 시스템들은 3-차원 원근감이 인간 시각적 시스템에 의해 지각되도록 약간 상이한 프리젠테이션들(및 이에 따라 약간 상이한 이미지들)을 사용하여 장면을 각각의 눈에 디스플레이한다. 이러한 시스템들은 많은 사용자들에게 불편한데, 왜냐하면 그런 시스템들은 단순히 장면의 상이한 프리젠테이션들을 제공하나, 눈들이 단일 원근조절된 상태로 모든 이미지 정보를 보고 있으므로 원근조절-이접운동 반사작용에 불리하게 되기 때문이다. 원근조절과 이접운동 간의 더 나은 매치를 제공하는 시스템들은 3차원 이미지 데이터의 더 현실적이고 편안한 시뮬레이션들을 형성할 수 있다.
[00210] 예컨대, 광 필드 비디오 데이터는 3-차원 뷰를 시뮬레이팅하기 위하여 사용자에게 제공될 수 있다. 광 필드 비디오 데이터는 실세계 환경에서 사용자(60)의 눈들로 들어가는 광선들을 모방(mimic)할 수 있다. 예컨대, 광 필드 비디오 데이터를 디스플레이할 때, 일정 거리에서 지각되는 것으로 시뮬레이팅되는 오브젝트들로부터의 광선들은 사용자의 눈들로 들어갈 때 더 시준되게 만들어지는 반면에, 인근에서 지각되는 것으로 시뮬레이팅되는 오브젝트들로부터의 광선들은 더 발산하게 만들어진다. 따라서, 장면 내의 오브젝트들로부터의 광선들이 사용자의 눈들로 들어가는 각도들은 뷰어로부터의 이들 오브젝트들의 시뮬레이팅된 거리에 의존한다. VR/AR/MR 시스템에서의 광 필드 비디오 데이터는 상이한 깊이 평면들로부터의 장면 또는 오브젝트의 다수의 이미지들을 포함할 수 있다. 이미지들은 각각의 깊이 평면에 대해 상이할 수 있고 (예컨대, 하나의 깊이 평면은 장면의 전경에 대응하는 이미저리를 포함할 수 있는 반면에 다른 깊이 평면은 장면의 배경에 대응하는 이미저리를 포함한다), 뷰어의 눈들에 의해 별개로 초점이 맞추어질 수 있으며, 그 결과 이는 편안한 깊이 지각을 사용자에게 제공하는데 도움을 줄 수 있다.
[00211] 이들 다수의 깊이 평면 이미지들이 뷰어에게 동시에 또는 신속히 연달아 제공될 때, 뷰어는 그 결과를 3-차원 이미저리로서 해석한다. 뷰어가 이러한 타입의 광 필드 비디오 데이터를 경험할 때, 눈들은 실세계 장면을 경험할 때 행하는 것과 매우 동일한 방식으로 상이한 깊이 평면들에 대해 초점을 맞추기 위하여 원근조절한다. 이들 초점 큐들은 더 현실적인 시뮬레이팅된 3-차원 환경을 제공할 수 있다.
[00212] 일부 구성들에서, 각각의 깊이 평면에서, 풀 컬러 이미지는 특정 컴포넌트 컬러를 각각 갖는 컴포넌트 이미지들을 오버레이함으로써 형성될 수 있다. 예컨대, 적색, 녹색, 및 청색 이미지들은 각각의 풀 컬러 깊이 평면 이미지를 형성하기 위하여 각각 별개로 출력될 수 있다. 결과적으로, 각각의 깊이 평면은 그와 연관된 다수의 컴포넌트 컬러 이미지들을 가질 수 있다.
[00213] 도 4는 다수의 깊이 평면들을 사용하여 3-차원 이미저리를 시뮬레이팅하기 위한 접근법의 양상들을 예시한다. z-축 상에서 눈들(4 및 5)로부터 다양한 거리들에 있는 오브젝트들은 눈들(4, 5)에 의해 원근조절되며, 이에 따라 이들 오브젝트들은 초점이 맞추어진다(in focus). 눈들(4 및 5)은 z-축을 따라 상이한 거리들에 있는 오브젝트들에 초점을 맞추는 특정 원근조절된 상태들을 취한다. 결과적으로, 특정 원근조절된 상태는 깊이 평면들(14)의 특정 평면과 연관되는 것으로 일컬어지며, 이에 따라 특정 깊이 평면의 오브젝트들 또는 오브젝트들의 부분들은 눈이 그 깊이 평면에 대해 원근조절된 상태에 있을 때 초점이 맞추어진다. 일부 실시예들에서, 3-차원 이미지 데이터는 눈들(4, 5) 각각에 대한 이미지 데이터의 상이한 프리젠테이션들을 제공함으로써 그리고 또한 깊이 평면들 각각에 대응하는 이미지 데이터의 상이한 프리젠테이션들을 제공함으로써 시뮬레이팅될 수 있다.
[00214] 오브젝트와 눈(4 또는 5) 간의 거리는 그 눈에 의해 보이는 그 오브젝트로부터의 광의 발산량을 변화시킬 수 있다. 도 5a 내지 도 5c는 거리와 광선들의 발산 간의 관계들을 예시한다. 오브젝트와 눈(4) 간의 거리는 감소하는 거리의 순서로 R1, R2, 및 R3에 의해 표현된다. 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와같이, 광선들은 눈(4)으로부터 오브젝트까지의 거리가 감소함에 따라 더 발산하게 된다. 눈(4)으로부터 오브젝트까지의 거리가 증가함에 따라, 광선들은 더 시준된다. 다른 방식을 언급하면, 포인트(오브젝트 또는 오브젝트의 부분)에 의해 생성된 광 필드가 구형 파면 곡률을 가진다고 말할 수 있으며, 구형 파면 곡률은 포인트가 사용자의 눈(4)으로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는지에 대한 함수이다. 곡률은 오브젝트와 눈(4) 간의 거리가 감소함에 따라 증가한다. 결과적으로, 상이한 깊이 평면들에서, 광선들의 발산 정도는 또한 상이하며, 여기서 발산 정도는 깊이 평면들과 눈(4) 간의 거리가 감소함에 따라 증가한다. 도 5a 내지 도 5c와 본원의 다른 도면들에서의 예시의 명확성을 위하여 단지 단일 눈(4)만이 예시되지만, 눈(4)에 관한 논의들은 뷰어의 양쪽 눈들(4 및 6)에 적용될 수 있다는 것이 인지될 것이다.
[00215] 이론에 의해 제한되지 않지만, 인간의 눈은 전형적으로 깊이 지각을 제공하기 위하여 유한개의 깊이 평면들을 해석할 수 있다고 여겨진다. 결과적으로, 지각된 깊이의 매우 믿을 수 있는 시뮬레이션은 이들 제한된 수의 깊이 평면들 각각에 대응하는 이미지 데이터의 상이한 프리젠테이션들을 눈에 제공함으로써 달성될 수 있다.
[00216] 도 6은 이미지 데이터를 사용자(예컨대, 사용자(60))에게 출력하기 위한 도파관 스택의 예를 예시한다. 디스플레이 시스템(1000)은 하나 이상의 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)을 사용하여 눈/뇌에 3-차원 지각을 제공하기 위하여 활용될 수 있는 도파관들의 스택 또는 스택된 도파관 어셈블리(178)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 디스플레이 시스템(1000)은 도 2a의 시스템(80)이며, 도 6은 시스템(80)의 일부 부분들을 더 상세히 개략적으로 도시한다. 예컨대, 스택된 도파관 어셈블리(178)는 도 2a의 디스플레이(62)에 통합될 수 있다.
[00217] 스택된 도파관 어셈블리(178)는 또한 도파관들 간의 하나 이상의 특징들(198, 196, 194, 192)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 특징들(198, 196, 194, 192)은 렌즈들일 수 있다. 도파관들(182, 184, 186, 188, 190) 및/또는 렌즈들(198, 196, 194, 192)은 다양한 레벨들의 파면 곡률 또는 광선 발산으로 이미지 데이터를 눈에 전송하도록 구성될 수 있다. 각각의 도파관 레벨은 특정 깊이 평면과 연관될 수 있으며, 그 깊이 평면에 대응하는 이미지 데이터를 출력하도록 구성될 수 있다. 이미지 주입 디바이스들(200, 202, 204, 206, 208)은 이미지 데이터를 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)에 주입하기 위하여 활용될 수 있으며, 이들 도파관 각각은, 본원에서 설명된 바와같이, 인입 광을 각각의 개개의 도파관을 통해 분배하여 눈(4) 쪽으로 출력하도록 구성될 수 있다. 광은 이미지 주입 디바이스들(200, 202, 204, 206, 208)의 출력 표면(300, 302, 304, 306, 308)을 빠져나가고, 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)의 대응 입력 에지(382, 384, 386, 388, 390)에 주입된다. 일부 실시예들에서, 단일 광빔(예컨대, 시준된 빔)이 특정 도파관과 연관된 깊이 평면에 대응하는 특정 각도들(그리고 발산량들)로 눈(4)쪽으로 지향되는 클로닝된 시준된 빔들의 전체 필드를 출력하기 위하여 각각의 도파관 내로 주입될 수 있다.
[00218] 일부 실시예들에서, 이미지 주입 디바이스들(200, 202, 204, 206, 208)은 대응하는 도파관(각각 182, 184, 186, 188, 190)으로 주입하기 위한 이미지 데이터를 각각 생성하는 이산 디스플레이들이다. 일부 다른 실시예들에서, 이미지 주입 디바이스들(200, 202, 204, 206, 208)은 이미지 데이터를 하나 이상의 광학 도관들(이를테면, 광섬유 케이블들)을 통해 이미지 주입 디바이스들(200, 202, 204, 206, 208) 각각에 파이핑(piping)할 수 있는 단일 다중화된 디스플레이의 출력단들이다.
[00219] 제어기(210)는 스택된 도파관 어셈블리(178) 및 이미지 주입 디바이스들(200, 202, 204, 206, 208)의 동작을 제어한다. 일부 실시예들에서, 제어기(210)는 본원에서 개시된 다양한 방식들 중 임의의 방식에 따라 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)에의 이미지 데이터의 타이밍 및 프로비전을 조절하는 프로그래밍(예컨대, 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체의 명령들)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제어기(210)는 단일 일체형 디바이스, 또는 유선 또는 무선 통신 채널들에 의해 연결되는 분산형 시스템일 수 있다. 제어기(210)는 일부 실시예들에서 프로세싱 모듈(예컨대, 도 2a의 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70) 및/또는 원격 프로세싱 모듈(72))의 부분일 수 있다.
[00220] 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)은 각각의 개개의 도파관 내에서 광을 TIR(total internal reflection)로 전파시키도록 구성될 수 있다. 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)은 각각 최상부 및 최하부 주 표면들과 이들 최상부 및 최하부 주 표면들 간에 확장되는 에지들을 가진 평면형이거나 또는 곡선형일 수 있다. 예시된 구성에서, 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)은 이미지 데이터를 눈으로 출력하기 위하여 각각의 개개의 도파관 내에서 전파하는 광을 도파관 밖으로 재지향시키도록 구성되는 광 재지향 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)을 각각 포함할 수 있다. 광빔은 도파관 내에서 전파하는 광이 광 재지향 엘리먼트에 충돌하는 위치들에서 도파관에 의해 출력된다. 광 재지향 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 반사 및/또는 회절 광학 특징들일 수 있다. 광 재지향 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은, 설명의 용이성 및 도면의 명확성을 위하여 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)의 최하부 주 표면들에 배치된 것으로 예시된 반면에, 일부 실시예들에서는 최상부 및/또는 최하부 주 표면들에 배치될 수 있으며 그리고/또는 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)의 볼륨에 직접 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 재지향 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)을 형성하기 위하여 투명 기판에 부착되는 재료 층으로 형성될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)은 단결정 재료 피스일 수 있으며, 광 재지향 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 그 재료 피스의 표면상에 그리고/또는 그 재료 피스의 내부에 형성될 수 있다.
[00221] 본원에서 논의된 바와 같이, 각각의 도파관(182, 184, 186, 188, 190)은 특정 깊이 평면에 대응하는 이미지를 형성하기 위하여 광을 출력하도록 구성된다. 예컨대, 눈(4)에 가장 근접한 도파관(182)은 이러한 도파관(182) 내로 주입되는 시준된 광을 눈(4)으로 전달하도록 구성될 수 있다. 시준된 광은 광학 무한 초점 평면을 나타낼 수 있다. 위쪽의 다음 도파관(184)은, 시준된 광이 눈(4)에 도달할 수 있기 전에 제1 렌즈(192)(예컨대, 네거티브 렌즈)를 통과하는 시준된 광을 전송하도록 구성될 수 있다. 제1 렌즈(192)는 약간 볼록 파면 곡률을 생성하도록 구성될 수 있어서, 눈/뇌는 그 위쪽의 다음 도파관(184)으로부터 오는 광을, 광학 무한대로부터 눈(4)을 향해 안쪽으로 더 가까운 제1 초점 평면으로부터 오는 광으로 해석한다. 유사하게, 위쪽 제3 도파관(186)은 눈(4)에 도달하기 전에 제1 렌즈(192) 및 제2 렌즈(194) 둘 모두를 통하여 자신의 출력 광을 통과시키고; 제1 렌즈(192) 및 제2 렌즈(194)의 조합된 광학력은 다른 증분 양의 파면 곡률을 생성하도록 구성될 수 있어서, 눈/뇌는 제3 도파관(186)으로부터 오는 광을, 위쪽 다음 도파관(184)으로부터의 광보다 광학 무한대로부터 사용자를 향해 안쪽으로 훨씬 더 가까운 제2 초점 평면으로부터 오는 광으로 해석한다.
[00222] 다른 도파관들(188, 190) 및 렌즈들(196, 198)은 유사하게 구성되는데, 스택 내의 가장 높은 도파관(190)은 자신과 눈 사이의 모든 렌즈들을 통해 사용자에게 가장 가까운 초점 평면을 나타내는 총 초점 파워에 대한 자신의 출력을 전송한다. 스택된 도파관 어셈블리(178)의 다른 측의 세상(144)에서 나오는 광을 보고/해석할 때, 렌즈들의 스택(198, 196, 194, 192)을 보상하기 위해, 보상 렌즈 계층(180)이 스택된 도파관 어셈블리(178)의 최상부에 배치되어 아래의 렌즈 스택(198, 196, 194, 192)의 총 파워를 보상할 수 있다. 이러한 구성은 이용가능한 도파관/렌즈 쌍들이 있는 만큼 많은 지각된 초점 평면들을 제공한다. 도파관들의 광 재지향 엘리먼트들 및 렌즈들의 초점을 맞추는 양상들 모두는 정적일 수 있다(즉, 동적 또는 전기-활성이 아님). 일부 대안적인 실시예들에서, 이들은 전기-활성 특징들을 사용하여 동적일 수 있다.
[00223] 광 재지향 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 이들 개개의 도파관들로부터 광을 재지향시키는 것은 물론 도파관과 연관된 특정 깊이 평면에 대해 발산 또는 시준의 적합한 양으로 이 광을 출력하도록 구성될 수 있다. 결과적으로, 관련된 상이한 깊이 평면들을 갖는 도파관들은, 연관된 깊이 평면에 의존하여 상이한 발산량으로 광을 출력하는 광 재지향 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)의 상이한 구성들을 가질 수 있다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 광 재지향 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 특정한 각도들로 광을 출력하도록 구성될 수 있는 볼륨 또는 표면 특징들일 수 있다. 예컨대, 광 재지향 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 볼륨 홀로그램들, 표면 홀로그램들 및/또는 회절 격자들일 수 있다. 회절 격자들과 같은 광 재지향 엘리먼트들은 2015년 3월 7일자로 출원된 미국 특허 출원 제14/641,376호에 설명되어 있으며, 이는 본 명세서에서 그 전체가 인용에 의해 통합된다. 일부 실시예들에서, 특징들(198, 196, 194, 192)은 렌즈들이 아닐 수 있으며; 오히려, 이들은 단순히 스페이서들(예컨대, 클래딩 층들 및/또는 공기 갭을 형성하기 위한 구조들)일 수 있다.
[00224] 일부 실시예들에서, 광 재지향 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 회절 패턴을 형성하는 회절 특징들, 또는 "회절 광학 엘리먼트"(본 명세서에서는 "DOE"라고도 지칭됨)이다. 바람직하게는, DOE들은 비교적 낮은 회절 효율성을 가지므로, DOE의 각 교차점에서 빔의 광의 부분만이 눈(4)을 향해 편향되는 반면, 나머지는 전반사를 통해서 도파관을 통해 계속 움직인다. 따라서, 이미지 데이터를 운반하는 광은 다수의 위치들에서 도파관을 빠져나가는 다수의 관련된 출사 빔들로 분할되고, 그 결과는 도파관 내에서 사방으로 반사하는 이 특정 시준된 빔에 대해 눈(4)을 향한 상당히 균일한 패턴의 출사 방출이다.
[00225] 일부 실시예들에서, 하나 이상의 DOE들은 그들이 활성적으로 회절시키는 "온" 상태들과 그들이 상당히 회절시키지 않는 "오프" 상태들 간에 스위칭가능할 수 있다. 예컨대, 스위칭 가능한 DOE는 중합체 분산된 액정의 층을 포함할 수 있으며, 여기에서 미세액적은 호스트 매질에 회절 패턴을 포함하고, 미세액적의 굴절률은 호스트 재료의 굴절률과 실질적으로 일치하도록 스위칭될 수 있으며(이 경우 패턴은 입사광을 눈에 띌 정도로 회절시키지 않음) 또는 미세액적은 호스트 매질의 인덱스와 일치하지 않는 인덱스로 스위칭될 수 있다(이 경우 패턴은 입사광을 활성적으로 회절시킴).
[00226] 도 7은 도파관에 의해 출력된 출사 빔들의 예를 도시한다. 하나의 도파관이 도시되어 있지만, 스택된 도파관 어셈블리(178)의 다른 도파관들이 유사하게 기능할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 광(400)은 도파관(182)의 입력 에지(382)에서 도파관(182) 내로 주입되고 TIR에 의해 도파관(182) 내에서 전파한다. 광(400)이 DOE(282) 상에 충돌하는 포인트들에서, 광의 부분은 출사 빔(402)으로서 도파관을 빠져나간다. 출사 빔들(402)은 실질적으로 평행한 것으로 예시되어 있지만, 본원에서 논의된 바와 같이, 이들은 또한 도파관(182)과 연관된 깊이 평면에 의존하여 (예컨대, 발산하는 출사 빔을 형성하는) 각도로 눈(4)으로 전파하도록 재지향될 수 있다. 실질적으로 평행한 출사 빔들은 눈(4)으로부터 먼 시뮬레이팅된 거리(예컨대, 광학 무한대)에서의 깊이 평면에 대응하는 도파관을 나타낼 수 있음이 이해될 것이다. 다른 도파관들은 더 발산하는 출사 빔 패턴을 출력할 수 있으며, 이것은 눈(4)이 더 근접한 시뮬레이팅된 거리에 초점을 맞추도록 원근조절하도록 요구할 것이고 광학적 무한대보다 눈(4)에 더 근접한 거리로부터의 광으로서 뇌에 의해 해석될 것이다.
[00227] 도 8은 각각의 깊이 평면이 상이한 컬러의 광을 각각 출력하는 3개의 관련 도파관을 갖는 스택된 도파관 어셈블리(예컨대, 스택된 도파관 어셈블리(178))의 예시적인 설계를 개략적으로 예시한다. 풀 컬러 이미지는 다수의 컴포넌트 컬러들(예컨대, 3개 이상의 컴포넌트 컬러들) 각각에 이미지들을 오버레이함으로써 각 깊이 평면에 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴포넌트 컬러들은 적색, 녹색 및 청색을 포함한다. 일부 다른 실시예들에서, 자홍색, 노란색 및 시안을 포함하는 다른 컬러가 적색, 녹색 또는 청색 중 하나와 연동하여 사용될 수 있거나, 적색, 녹색 또는 청색 중 하나를 대체할 수 있다. 각각의 도파관은 특정 컴포넌트 컬러를 출력하도록 구성될 수 있으며, 결과적으로 각각의 깊이 평면은 그것과 연관된 다수의 도파관들을 가질 수 있다. 각각의 깊이 평면은 자신과 연관된 3개의 도파관들, 즉 적색 광을 출력하는 제1 도파관, 녹색 광을 출력하는 제2 도파관 및 청색광을 출력하는 제3 도파관을 가질 수 있다.
[00228] 깊이 평면(14a-14f)은 도 8에 도시된다. 예시된 실시예에서, 각각의 깊이 평면은 자신과 연관된 3개의 컴포넌트 컬러 이미지들: 즉 제1 컬러(G)의 제1 이미지; 제2 컬러(R)의 제2 이미지; 및 제3 컬러(B)의 제3 이미지를 갖는다. 이 각각의 문자들 다음의 숫자들은 디옵터(1/m) 또는 뷰어로부터의 깊이 평면의 겉보기 거리의 역수를 나타내며, 도면들의 각 박스는 개별 컴포넌트 컬러 이미지를 표현한다. 일부 실시예들에서, G는 녹색, R은 적색, B는 청색이다. 앞서 논의된 바와 같이, 사용자로부터의 깊이 평면의 지각 거리는, 광이 겉보기 거리와 연관된 각도로 발산하게 하는 렌즈(196, 194, 192) 및/또는 광 재지향 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)(예컨대, DOE(diffractive optical element))에 의해 설정될 수 있다.
[00229] 일부 어레인지먼트들에서, 각각의 컴포넌트 컬러 이미지는 도파관들의 스택의 상이한 도파관에 의해 출력될 수 있다. 예컨대, 각각의 깊이 평면은 자신과 연관된 3개의 컴포넌트 컬러 이미지들: 즉 제1 컬러(G)를 출력하기 위한 제1 도파관; 제2 컬러(R)를 출력하기 위한 제2 도파관; 및 제3 컬러(B)를 출력하기 위한 제3 도파관을 가질 수 있다. 도파관들이 컴포넌트 컬러 이미지들을 출력하는 데 사용되는 어레인지먼트들에서, 도 8의 각 박스는 개개의 도파관을 표현하는 것으로 이해될 수 있다.
[00230] 설명을 용이하게 하기 위해, 각각의 깊이 평면과 연관된 도파관들이 이 개략도에서 서로 인접하여 도시되어 있지만, 물리적 디바이스에서, 도파관들은 모두 레벨당 하나의 도파관씩 스택으로 배열될 수 있음을 인지할 것이다. 상이한 깊이 평면들은 도면에서 문자 G, R 및 B 다음에 디옵터에 대한 상이한 숫자들로 표시된다.
도면들의 정의와 용도
[00231] 이 설명에 사용된 용어들 중 일부는 참조를 위해 아래에 정의되어 있다. 제공된 용어들 및 이들 개개의 정의들은 이들 정의들에 엄격하게 제한되지 않는데, 용어는 본 개시내용 내에서 용어의 사용에 의해 추가로 정의될 수 있다. "예시적인"이라는 용어는 본원에서 예, 인스턴스 또는 예시로서 역할을 하는 것을 의미하도록 사용된다. "예시적인"것으로 본원에서 설명된 임의의 양상 또는 설계가 반드시 다른 양상 또는 설계보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석되는 것은 아니다. 오히려, 예시적인 이라는 단어의 사용은 구체적인 방식으로 개념들을 제공하려는 것이다. 본 출원 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, "또는"이라는 용어는 배타적인 "또는"보다는 포괄적인 "또는"을 의미하려는 것이다. 즉, 다르게 특정되거나 문맥 상 명확하지 않은 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 것은 임의의 자연스러운 포괄적인 치환을 의미하려는 것이다. 즉, X가 A를 이용하거나, X가 B를 이용하거나, X가 A와 B 둘 모두를 이용하면, 전술한 임의의 인스턴스들 하에서 "X는 A 또는 B를 이용한다"가 충족된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, A 또는 B 중 적어도 하나는 A 중 적어도 하나, B 중 적어도 하나, 또는 A 및 B 중 적어도 하나를 의미한다. 다른 말로, 이 구절은 이접적(disjunctive)이다. 본 출원 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 단수 표현은, 달리 명시되지 않거나 단수 형태로 지시되는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
[00232] 다양한 실시예들이 도면들을 참조하여 본원에서 설명된다. 도면은 반드시 축척대로 그려진 것은 아니며, 유사한 구조들 또는 기능들의 엘리먼트들이 때때로 도면들 전반에 걸쳐 동일한 참조 캐릭터들로 표현된다는 것을 유의해야 한다. 도면들은 개시된 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위한 것일 뿐이며, 도면들이 모든 가능한 실시예의 총망라적인 처리를 나타내는 것이 아니며, 청구항들의 범위에 대한 어떠한 제한도 내포하려고 의도되지 않는다는 것을 유의해야 한다. 게다가, 도시된 실시예는 임의의 특정 환경에서의 사용의 모든 양상들 또는 장점들을 묘사할 필요가 없다.
[00233] 특정 실시예와 연동하여 설명된 양상 또는 장점은 반드시 그 실시예에 한정되는 것은 아니며, 비록 그렇게 예시되지는 않았더라도 임의의 다른 실시 예에서 실시될 수 있다. 본 명세서 전반에 걸쳐, "일부 실시예들" 또는 "다른 실시예들"에 대한 참조들은 적어도 하나의 실시예에 포함되는 실시예들과 관련하여 설명된 특정 특징, 구조, 재료 또는 특성을 지칭한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 곳에서 "일부 실시예들에서" 또는 "다른 실시예들에서"라는 문구의 출현은 반드시 동일한 실시예 또는 실시예들을 지칭하는 것은 아니다. 개시된 실시예들은 청구 범위를 제한하려는 것은 아니다.
디스플레이 타이밍 방식들
[00234] 일부 실시예들에서, VR/AR/MR 시스템(예컨대, 시스템(80))은 비디오 데이터의 정해진 프레임에 대해 다수의 상이한 깊이 평면들을 연속적으로 디스플레이함으로써 광 필드 비디오 데이터를 제공한다. 그런다음, 시스템(80)은 비디오 데이터의 다음 프레임으로 업데이트하고 그 프레임에 대해 다수의 상이한 깊이 평면들을 연속적으로 디스플레이한다. 예컨대, 비디오 데이터의 제1 프레임은 실제로 비디오 데이터의 3개의 별개의 서브-프레임들: 즉 파 필드 프레임(D0), 미드 필드 프레임(D1) 및 니어 필드 프레임(D2)을 포함할 수 있다. D0, D1 및 D2가 연속적으로 디스플레이될 수 있다. 후속적으로, 비디오 데이터의 제2 프레임이 디스플레이될 수 있다. 비디오 데이터의 제2 프레임은 마찬가지로, 연속적으로 디스플레이되는 파 필드 프레임, 미드 필드 프레임 및 니어 필드 프레임 등을 포함할 수 있다. 이 예는 3개의 깊이 평면들을 사용하지만, 광 필드 비디오 데이터가 그렇게 제한되지는 않는다. 오히려, 임의의 복수의 깊이 평면들이, 예컨대 원하는 비디오 프레임 레이트들 및 시스템(80)의 능력들에 따라 사용될 수 있다.
[00235] 광 필드 비디오 데이터의 각 프레임이 상이한 깊이 평면들에 대한 다수의 서브 프레임들을 포함하기 때문에, 광 필드 비디오 데이터를 제공하는 시스템(80)은 높은 리프레시 레이트들이 가능한 디스플레이 패널로부터 이익을 얻을 수 있다. 예컨대, 시스템(80)이 120 Hz의 프레임 레이트로 비디오 데이터를 디스플레이하지만, 다수의 상이한 깊이 평면들로부터의 이미지 데이터를 포함한다면, 비디오 데이터의 각각의 프레임에 대한 이미지 데이터의 다수의 깊이 평면들을 원근조절하기 위해 디스플레이(62)는 120 Hz보다 큰 리프레시 레이트가 가능할 필요가 있을 것이다. 일부 실시예들에서, LCOS(liquid crystal over silicon) 디스플레이 패널들이 사용되지만, (컬러 순차적 디스플레이들 및 비-컬러 순차적 디스플레이들을 포함하는) 다른 타입들의 디스플레이 패널들이 또한 사용될 수 있다.
[00236] 도 9는 광 필드 비디오 데이터를 디스플레이하는 VR/AR/MR 시스템(예컨대, 시스템(80))에 대한 예시적인 타이밍 방식을 예시한다. 이 예에서 비디오 프레임 레이트는 120Hz이고 광 필드 비디오 데이터는 3개의 깊이 평면들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 각 프레임의 녹색, 적색 및 청색 컴포넌트들은 동시보다는 연속적으로 디스플레이된다. 일부 실시예에서, 적색, 녹색 및 청색 컴포넌트들은 동일한 활성(즉, "온") 시간을 갖지 않는다. 일부 실시예들에서, 적색, 녹색 및 청색 컴포넌트들 중 하나 이상은 프레임 내에서 여러 번 반복될 수 있다.
[00237] 120Hz의 비디오 프레임 레이트는 비디오 데이터의 단일 프레임에 대한 모든 깊이 평면들을 디스플레이하는 데 8.333 ms를 허용한다. 도 9에서 예시되듯이, 비디오 데이터의 각 프레임은 3개의 깊이 평면들을 포함하고, 각 깊이 평면은 녹색, 적색 및 청색 컴포넌트들을 포함한다. 예컨대, 깊이 평면(D0)은 녹색 서브-프레임(G0), 적색 서브-프레임(R0) 및 청색 서브-프레임(B0)을 포함한다. 유사하게, 깊이 평면(D1)은 각각 녹색, 적색 및 청색 서브-프레임들(G1, R1 및 B1)을 포함하고, 깊이 평면(D2)은 각각 녹색, 적색 및 청색 서브-프레임들(G2, R2 및 B2)을 포함한다. 각 비디오 프레임이 3개의 깊이 평면들을 포함하고, 각 깊이 평면이 3개의 컬러 컴포넌트들을 갖는다는 것을 고려해 볼 때, 할당된 8.333 ms는 각각 0.926 ms인 9개의 세그먼트들로 나누어진다. 도 9에 예시된 바와 같이, 제1 깊이 평면에 대한 녹색 서브-프레임(G0)은 제1 시간 세그먼트 동안 디스플레이되고, 제1 깊이 평면에 대한 적색 서브-프레임(R0)은 제2 시간 세그먼트 동안 디스플레이되는 식이다. 비디오의 각 프레임에 대한 총 녹색 on-시간은 2.778 ms이다. 각 프레임에 대한 총 적색 on-시간과 총 청색 on-시간에 대해서도 마찬가지이다. 그러나 다른 비디오 프레임 레이트들 또한 사용될 수 있음을 알아야 하며, 이 경우, 도 9에 예시된 특정한 시간 인터벌들이 그에 따라서 조정될 수 있다. 개별 컬러 컴포넌트들이 동일한 디스플레이 시간을 갖는 것으로 예시되지만, 이는 요구되지는 않으며, 컬러 컴포넌트 간의 디스플레이 시간 비율들이 변경될 수 있다. 또한, 깊이 평면들 및 컬러 컴포넌트 서브-프레임들에 대해 도 9에 예시된 플래싱 순서는 단지 하나의 예이다. 다른 플래싱 순서들이 또한 사용될 수 있다. 게다가 도 9는 컬러 순차적 디스플레이 기술을 사용하는 실시예를 예시하지만, 본원에서 설명된 기법들은 컬러 순차적 디스플레이들에 제한되지 않는다.
[00238] 다른 디스플레이 타이밍 방식들이 또한 가능하다. 예컨대, 프레임 레이트, 깊이 평면들의 수 및 컬러 컴포넌트들이 변할 수 있다. 일부 실시예들에서, 본원에서 설명된 바와 같은 시스템의 프레임 레이트는 80Hz이고 3개의 깊이 평면들이 있다. 일부 실시예들에서, 상이한 깊이 평면들은 상이한 프레임들에 디스플레이될 수 있다. 예컨대, 4개의 깊이 평면들을 가진 광 필드 비디오 데이터는 120Hz의 프레임 레이트로 프레임당 2개의 깊이 평면들을 디스플레이함으로써 60Hz의 유효 프레임 레이트로 디스플레이될 수 있다(깊이 평면들(D0 및 D1)은 처음 8.33 ms에 디스플레이될 수 있고, 깊이 평면들(D2 및 D3)은 다음 8.33 ms에 디스플레이될 수 있다 - 60Hz의 유효 프레임 레이트의 경우, 최대 깊이 정보가 16.7 ms에 제공됨). 일부 실시예들에서, 도시된 깊이 평면들의 수는 디스플레이 상에서 공간적으로 변할 수 있다. 예컨대, 더 많은 수의 깊이 평면들이 사용자(60)의 시선의 디스플레이의 서브-부분에 도시될 수 있고, 보다 적은 수의 깊이 평면들이 사용자(60)의 주변 비전에 위치된 디스플레이(62)의 서브-부분들에 도시될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 눈 추적기(예컨대, 카메라 및 눈 추적 소프트웨어)는 사용자(60)가 디스플레이(62)의 어느 부분을 보고 있는지를 결정하는 데 사용될 수 있다.
비디오 데이터에 대한 제어 데이터
[00239] 도 10은 일 실시예에 따라, 첨부된 제어 데이터를 포함하는 비디오 데이터의 프레임에 대한 예시적인 포맷을 예시한다. 도 10에 예시된 바와 같이, 각 프레임은 제어 데이터(1010) 및 이미지 데이터(1020)를 포함한다. 이미지 데이터(1020)는 행들(행 0001 내지 행 0960) 및 열들(열 0000 내지 열 1279)로 포맷된 픽셀 데이터의 어레이일 수 있다. 예시된 예에서, 이미지를 형성하는 이미지 데이터(1020)의 1280개의 열들과 960개의 행들이 있다. 도 10은 또한 제어 데이터(1010)가 이미지 데이터(1020)에 첨부될 수 있음을 예시한다. 제어 데이터(1010)는 예컨대, 여분의 행으로서 이미지 데이터(1020)에 첨부될 수 있다. 일부 구성들에서, 제어 데이터(1010)는 수평 또는 수직 블랭킹 시간 동안 전송된 제어 패킷 또는 메타데이터일 수 있다. 제1 행(행 0000)은 제어 데이터(1010)를 포함하는 한편, 나머지 행들(행 0001 - 0960)은 이미지 데이터(1020)를 포함한다. 따라서, 이 실시예에서, 호스트는 1280x961의 해상도를 디스플레이 제어기에 송신하고, 여기서 이미지 데이터(1020)는 1280x960이고 제어 데이터는 1280x1이다.
[00240] 디스플레이 제어기는 첨부된 제어 데이터(1010)를 판독하고, 이를 사용하여, 예컨대 하나 이상의 디스플레이 패널들(예컨대, 왼쪽-눈 및 오른쪽-눈 디스플레이 패널)로 전송된 이미지 데이터(1020)를 구성한다. 이 예에서, 제어 데이터(1010)의 행은 디스플레이 패널에 전송되지 않는다. 따라서, 호스트가 제어 데이터(1010) 및 이미지 데이터(1020)를 포함하는 데이터의 스트림을 1280x961의 해상도로 디스플레이 제어기에 송신하는 동안, 디스플레이 제어기는 데이터의 스트림으로부터 제어 데이터(1010)를 제거하고 이미지 데이터(1020)만을 1280x960의 해상도로 디스플레이 패널(들)에 송신한다. 다른 실시예들에서도, 제어 데이터(1010)는 또한, 이미지 데이터(1020)가 어떻게 도시되는지를 제어하기 위해 디스플레이 패널(들)로 송신될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 제어 데이터(1010)는 이미지 데이터(1020)가 디스플레이(62) 상에 도시되기 이전에 디스플레이 구동기에 의해 제거될 수 있다. 이미지 데이터(1020)는 예컨대, DSI(Display Serial Interface) 포맷으로 디스플레이 패널(예컨대, LCOS 디스플레이 패널)에 송신될 수 있다.
[00241] 도 10은 첨부된 제어 데이터(1010)가 비디오 데이터의 각 프레임의 처음에 첨부된 단일 행인 것을 예시하지만, 다른 양의 제어 데이터가 대안적으로 첨부될 수 있다. 예컨대, 제어 데이터(1010)는 다수의 행들 또는 부분 행들일 수 있다. 또한, 제어 데이터(1010)가 반드시 각 프레임의 처음에 첨부되어야 하는 것은 아니지만, 대신에(예컨대, 블랭킹 시간 동안) 다른 위치들에서 프레임에 삽입될 수 있다. 예컨대, 제어 데이터(1010)는 이미지 데이터(1020)의 행들 사이에 삽입될 수 있거나 또는 이미지 데이터(1020)의 마지막에 첨부될 수 있다. 게다가, 제어 데이터(1020)는 반드시 하나 이상의 행들(또는 부분 행들)로서 제공될 필요가 있는 것은 아니지만, 대신에 이미지 데이터(1020)의 왼쪽(예컨대, 열 0000)에, 이미지 데이터(1020)의 오른쪽(예컨대, 열 1279)에, 또는 이미지 데이터(1020)의 열들 사이에 제공되는 하나 이상의 열들(또는 부분 열들)로서 제공될 수 있다. 프레임의 처음에 제어 데이터(1010)를 첨부하는 것은 제어기가 프레임의 처음에 제어 데이터(110)에 보다 쉽게 행동하게 허용할 수 있는 반면, 프레임의 마지막에 제어 데이터(1010)를 첨부하는 것은 제어 데이터(1010)가 더 최신이 되게 할 수 있다. 이들 접근법들 중 어느 것이나 제어 데이터(1010)가 관련된 특정 동작에 의존하여 유익할 수 있다.
[00242] 도 11은 다른 실시예에 따라, 제어 데이터를 포함하는 비디오 데이터의 프레임에 대한 다른 예시적인 포맷을 예시한다. 도 11은 제어 데이터(1110) 및 이미지 데이터(1120)를 포함하는 비디오 데이터의 프레임을 예시한다. 도 11의 프레임은, 도 11의 제어 데이터(1110)가 도 11의 이미지 데이터(1120)의 제1 행 대신에 삽입되는 반면, 도 10의 제어 데이터(1010)가 도 10의 이미지 데이터(1020)의 제1 행 이전에 첨부되는 것을 제외하고, 도 10의 프레임과 유사하다. 따라서, 프레임의 제1 행(행 0000)은 제어 데이터(1110)를 포함하는 한편, 나머지 행들(행들 0001 - 0959)은 이미지 데이터(1120)를 포함한다.
[00243] 이 예에서, 호스트는 1280x960의 해상도로 디스플레이 제어기에 정보를 송신한다. 디스플레이 제어기는 제어 데이터(1110)를 사용하여 디스플레이 패널(들)에 전송된 이미지 데이터(1120)를 구성할 수 있다. 그런다음, 디스플레이 제어기는 도 11에 예시된 프레임을 디스플레이 패널(들)로 송신한다. 그러나 일부 실시예들에서, 디스플레이 패널(들)에 프레임을 송신하기 전에, 디스플레이 제어기는 예컨대, 이미지 데이터의 그 행을 0으로 세팅함으로써 제어 데이터(1110)를 제거할 수 있다. 이는 각 프레임의 첫 번째 행이 디스플레이 상에 검은 선으로 나타나게 한다.
[00244] 도 11에 예시된 방식을 사용하면, 디스플레이 제어기에 전송된 정보의 해상도를 변경하지 않고서 제어 데이터(1110)를 프레임에 포함시킬 수 있다. 그러나 이 예에서의 트레이드-오프는, 일부 이미지 데이터가 제어 데이터(1110)로 대체된다는 사실로 인해 효과적인 디스플레이 해상도가 감소된다는 것이다. 도 11은 제어 데이터(1110)가 하나의 행인 것으로 도시하지만, 다른 양의 제어 데이터(1110)가 또한 사용될 수 있다. 예컨대, 제어 데이터(1110)는 다수의 행들 또는 부분 행들일 수 있다. 또한, 도 11은 제어 데이터(1110)가 이미지 데이터의 제1 행 대신에 삽입되는 것을 예시하지만, 제어 데이터(1110)는 대안적으로 프레임의 다른 행 대신에 삽입될 수 있다. 예컨대, 제어 데이터(1110)는 이미지 데이터(1120)의 다른 행들 사이에 이미지 데이터(1120)의 행 대신에 삽입될 수 있거나, 이미지 데이터(1120)의 마지막에 행으로서 제공될 수 있다. 게다가, 제어 데이터(1110)는 반드시 하나 이상의 행들(또는 부분 행들)로서 제공될 필요가 있는 것은 아니지만, 대신에 이미지 데이터(1120)의 왼쪽(예컨대, 열 0000)에, 이미지 데이터(1120)의 오른쪽(예컨대, 열 1279)에, 또는 이미지 데이터(1120)의 열들 사이에 제공되는 하나 이상의 열들(또는 부분 열들)로서 제공될 수 있다.
[00245] 예컨대, 각각 도 10 및 도 11(및 이후에 도 12a 및 12b)에 예시된 제어 데이터(1010 및 1110)는 다수의 상이한 목적들에 사용될 수 있다. 예컨대, 제어 데이터는 비디오 데이터의 프레임이 왼쪽-눈 비디오 패널에 디스플레이 되어야 하는지 아니면 오른쪽-눈 비디오 패널에 디스플레이되어야 하는지를 나타낼 수 있다. 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 제어 데이터는 이미지 데이터가 하나 이상의 깊이 평면들(실제 또는 가상) 중 어느 것에 대응하는지를 표시할 수 있다. 제어 데이터는 광 필드 비디오 데이터에 대한 플래싱 순서를 표시할 수 있다. 예컨대, 제어 데이터는 각 깊이 평면에 대한 컬러 컴포넌트 서브-프레임들을 디스플레이할 순서뿐만 아니라 각 깊이 평면을 디스플레이할 순서를 표시할 수 있다.
[00246] 게다가, 예컨대, 각각 도 10 및 도 11에 예시된 제어 데이터(1010 및 1110)는, 예컨대, 각각 도 10 및 11에 예시된 이미지 데이터(1020 및 1120)에 대해 수행될 하나 이상의 이미지 와핑 동작들을 표시하기 위해 사용될 수 있다. 이미지 와핑 동작들은, 예컨대 이미지 회전 및/또는 픽셀 시프트들(왼쪽/오른쪽 또는 위/아래)을 포함할 수 있다. 이러한 이미지 와핑 동작들을 수행할 필요성은, 디스플레이하기 위한 콘텐츠가 이미 GPU에 의해 생성된 후에 발생할 수 있다. 이것은, 예컨대, 사용자(60)의 머리 포즈의 변화 또는 사용자(60)가 가상의 오브젝트 또는 장면과 상호 작용하기 위해 사용하는 유형의 오브젝트("토템"으로 지칭됨)의 배향의 변화에 기인할 수 있다. 각각 도 10 및 도 11에 예시된 이미지 데이터(1020 및 1120)를 조정 및 재-렌더링하기보다는, 제어 데이터(1010 및 1110)는 이미지 데이터에 대해 디스플레이 제어기에 의해 수행되어야 하는 픽셀 시프트 또는 이미지 회전의 방향 및 크기를 특정하는 이미지 와핑 정보를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 데이터는 수행할 하나 이상의 이미지 와핑 동작들을 결정하는 데 사용될 수 있는 헤드 포즈 데이터 및/또는 토템 포즈 데이터를 포함할 수 있다. 제어 데이터(1010 및 1110)는, 헤드 포즈 데이터 및/또는 토템 포즈 데이터를 수행될 이미지 와핑 동작들과 동기화시키는 데 사용될 수 있는 시간 동기화 데이터를 더 포함할 수 있다. 내장된 제어 데이터(1010 및 1110)에 기반한 이미지 와핑은 이하에서 추가로 설명된다.
[00247] 제어 데이터는 또한 2개의 스테레오 디스플레이들 중 하나에 대한 비디오 데이터의 프레임이 다른 스테레오 디스플레이로 카피되어야 하는지 여부를 표시할 수 있다. 예컨대, 가장 먼 시뮬레이트된 깊이 평면(예컨대, 배경 이미저리)의 경우, 오른쪽 눈 이미지와 왼쪽 눈 이미지 간의 비교적 작은 차이(예컨대, 시차 시프팅에 기인함)가 있을 수 있다. 이러한 경우, 제어 데이터는 스테레오 디스플레이들 중 하나에 대한 이미저리가 하나 이상의 깊이 평면들에 대해 다른 디스플레이로 카피된 것을 표시할 수 있다. 이는 오른쪽 및 왼쪽 눈 디스플레이들 모두에 대해 GPU에서 이미지 데이터를 재-렌더링하거나 데이터를 디스플레이 제어기로 재-전달하지 않고도 달성될 수 있다. 오른쪽 눈 이미지와 왼쪽 눈 이미지 간의 비교적 작은 차이가 있는 경우, 픽셀 시프트들이 또한 양쪽 눈들에 대한 이미지 데이터를 재-렌더링하거나 재-전달하지 않고 보상하기 위해 사용될 수 있다.
[00248] 도 10 및 도 11에 예시된 제어 데이터는 여기에 구체적으로 열거된 것 외에도 다른 목적들에 또한 사용될 수 있다.
[00249] 도 10 및 도 11은 제어 데이터의 하나 이상의 행들이 이미지 데이터에 포함될 수 있음을 예시하지만, 제어 데이터는 또한(또는 대안적으로) 이미지 데이터의 개개 픽셀들에 임베딩될 수 있다. 도 12a는 임베딩된 제어 데이터(1240)를 포함하는 이미지 데이터의 픽셀(1200)에 대한 예시적인 포맷을 예시한다. 도 12a는 픽셀(1200)이 청색 값(1230)(바이트 0), 녹색 값(1220)(바이트 1) 및 적색 값(1210)(바이트 2)을 포함하는 것을 예시한다. 이 실시예에서, 컬러 값들 각각은 8 비트의 컬러 깊이를 갖는다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 컬러 값들에 대응하는 하나 이상의 비트는 컬러 값(들)의 비트 깊이를 희생시키면서 제어 데이터(1240)로 대체될 수 있다. 따라서, 제어 데이터는 픽셀(1200)에 대한 컬러 값(들)의 동적 범위를 희생시키면서 픽셀(1200)에 직접 임베딩될 수 있다. 예컨대, 도 12a에 도시된 바와 같이, 청색 값(1230)의 강조 표시된 2개의 최하위 비트가 제어 데이터(1240)로서 전용될 수 있다. 비록 예시되지는 않았지만, 다른 컬러 값들의 비트가 또한 제어 데이터(1240)로서 전용될 수 있다. 예컨대, 적색 값(1210), 녹색 값(1220), 및 청색 값(1230)의 임의의 조합으로부터의 비트가 제어 데이터(1240)로서 사용될 수 있다. 게다가, 상이한 수들의 픽셀 비트가 제어 데이터(1240)로서 전용될 수 있다. 예컨대, 도 18과 관련하여 후술되는 일 실시예에서, 총 6 비트(적색 값(1210), 녹색 값(1220), 및 청색 값(1230) 각각으로부터의 2 비트)가 제어 데이터(1240)로서 사용된다.
[00250] 일부 실시예들에서, 픽셀(1200)에 임베딩된 제어 데이터(1240)는 깊이 평면 표시자 데이터일 수 있다(그렇지만 픽셀(1200)에 임베딩된 제어 데이터(1240)도 또한 본원에서 설명된 다른 타입들을 포함하는 임의의 다른 타입의 제어 데이터일 수 있음). 본원에서 논의된 바와 같이, 광 필드 비디오 데이터는 다수의 깊이 평면들을 포함할 수 있다. 따라서, 프레임 내의 하나 이상의 픽셀들에 대한 비트 깊이가 감소될 수 있고, 그 결과로 이용가능한 비트(들)는 픽셀이 대응하는 깊이 평면을 표시하기 위해 사용될 수 있다.
[00251] 구체적인 예로서, 도 12a에 예시된 24-비트 RGB 픽셀 데이터를 고려하라. 적색, 녹색 및 청색 컬러 값들 각각은 8 비트의 비트 깊이를 갖는다. 이미 설명한 바와 같이, 하나 이상의 컬러 컴포넌트들의 비트 깊이는 희생되고 깊이 평면 표시자 데이터로 대체될 수 있다. 예컨대, 눈이 청색에 덜 민감하기 때문에, 청색 컴포넌트는 8 비트 대신에 6 비트(도 12a의 비트 B2-B7)로 표현될 수 있다. 결과적인 가외의 2 비트(비트 B0 및 B1)는 픽셀(1200)이 최대 4개의 깊이 평면들 중 어느 것에 대응하는 지를 특정하는 데 사용될 수 있다. 더 많거나 더 적은 깊이 평면이 있다면, 더 크거나 더 작은 수의 컬러 비트가 희생되어 깊이 평면 표시자 데이터로서 사용될 수 있다. 예컨대, 비트 깊이가 1 비트만큼 감소된 경우(즉, 1 비트의 깊이 평면 표시자 데이터가 제공되는 경우), 최대 2개의 깊이 평면들이 특정될 수 있다. 비트 깊이가 3 비트만큼 감소된 경우(즉, 3 비트의 깊이 평면 표시자 데이터가 제공됨), 최대 8개의 깊이 평면들이 특정될 수 있는 식이다. 이런 식으로, 컬러 값의 동적 범위는 이미지 데이터 자체 내에서 깊이 평면 표시자 데이터를 직접 인코딩할 능력에 대해 트레이드 오프일 수 있다.
[00252] 제어 데이터(1240)로서 픽셀(1200)의 비트 중 일부를 사용함으로써 컬러 깊이가 감소될 수 있지만, 희생된 컬러 깊이의 일부 또는 전부가 남아 있다는 지각을 생성하기 위해 디더링이 사용될 수 있다. 예컨대, 디더링은, 이용가능한 컬러 팔레트에 남아 있는 컬러들의 디더링된 패턴들을 형성함으로써(제어 데이터(1240)가 일부 이미지 데이터를 대신한 것에 기인하여) 픽셀(1200)의 컬러 팔레트에서 더 이상 이용 가능하지 않은 컬러를 근사화하는 데 사용될 수 있다. 이들 컬러들의 패턴들은 픽셀(1200)의 팔레트 외부의 컬러들을 근사화할 수 있는 컬러 혼합으로서 사용자(60)에 의해 인식된다.
[00253] 일부 실시예들에서, 깊이 평면 표시자 데이터는 이미지 데이터의 모든 각각의 픽셀(1200)에 인코딩된다. 다른 실시예들에서, 깊이 평면 표시자 데이터는 프레임 당 하나의 픽셀(1200)에, 또는 라인 당 하나의 픽셀(1200)에, VR/AR/MR 오브젝트당 하나의 픽셀(1200)에 인코딩될 수 있는 식이다. 게다가, 깊이 평면 표시자 데이터는 단일 컬러 컴포넌트에만 인코딩되거나, 다수의 컬러 컴포넌트들에 인코딩될 수 있다. 유사하게, 이미지 데이터 내에 깊이 평면 표시자 데이터를 직접 인코딩하는 기법은 컬러 이미지 데이터에만 국한되지 않는다. 기법은 그레이스케일 이미지 데이터 등에 대해 동일한 방식으로 실행될 수 있다.
[00254] 도 12a는 이미지 데이터에서 깊이 평면 표시자 데이터를 인코딩하기 위한 하나의 기법을 예시한다. 도 12b는, 크로마 서브샘플링을 사용하고 그 결과 이용가능한 비트를 깊이 평면 표시자 데이터로서 사용하는 또 다른 기술을 예시한다. 예컨대, 이미지 데이터는 YCbCr 포맷으로 표현될 수 있는데, 여기서 Y는 휘도 컴포넌트(감마 보정되거나 또는 감마 보정되지 않을 수 있음)를 표현하고, Cb는 청색-차이 크로마 컴포넌트를 표현하고, Cr은 적색-차이 크로마 컴포넌트를 표현한다. 눈은 휘도 해상도보다 크로마 해상도에 덜 민감하기 때문에, 이미지 품질을 과도하게 저하시키지 않으면서 크로마 정보가 휘도 정보보다 낮은 해상도로 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, Y 값이 각 픽셀에 제공되지만 Cb 및 Cr 값들 각각은 교대로 모든 각각의 다른 픽셀에 대해서만 제공되는 YCbCr 4:2:2 포맷이 사용된다. 이는 도 12b에 도시되며, 여기서 제1 픽셀은 휘도 바이트(1260) 및 청색-차이 크로마 바이트(1250)로 구성되는 한편, 인접한 제2 픽셀은 휘도 바이트(1280) 및 적색-차이 크로마 바이트(1270)로 구성된다. (크로마 서브샘플링이 없는) 픽셀이 일반적으로 24 비트의 정보(8 비트 Y 값, 8 비트 Cb 값 및 8 비트 Cr 값)로 구성되는 경우, 크로마 서브샘플링을 사용한 후, 각 픽셀은 16 비트 정보(8 비트 Y 값 및 8 비트 Cb 또는 Cr 값)만을 요구할 것이다. 남아 있는 8 비트는 깊이 평면 표시자 데이터로서 사용될 수 있다. 이 기법에 따르면, 1280x960 이미지 데이터의 경우, 각 서브-프레임에 대해 1280x960x2 바이트의 이미지 데이터 및 1280x960x1 바이트의 깊이 평면 표시자 데이터(또는 다른 제어 데이터)가 존재할 것이다. 깊이 평면 표시자 데이터는 적합한 시간에 표시될 적합한 깊이 평면들로 픽셀들을 분리하는 데 사용될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 임의의 데이터 압축 기법이 이미지 데이터를 압축하는 데 사용될 수 있다. 압축의 사용에 의해 확보되는 대역폭은 본원에서 논의된 제어 데이터 중 임의의 제어 데이터를 제공하는 데 사용될 수 있다.
[00255] 도 12a에 예시된 RGB 실시예 및 도 12b에 예시된 YCbCr 4:2:2 크로마 서브샘플링(chroma subsampling) 실시예 둘 모두에서, 깊이 평면 표시자 데이터는 본원에서 나중에 논의되는 가상 깊이 평면들 및/또는 시스템(80)에 의해 지원되는 실제 깊이 평면들을 특정할 수 있다. 만약 깊이 평면 표시자 데이터가 가상 깊이 평면을 특정한다면, 이는 또한, 아래에 논의된 바와 같이, 가상 깊이 평면을 생성하기 위해 혼합될 깊이 평면들의 가중치들을 특정할 수 있다.
[00256] 디스플레이 제어기에서의 임베딩된 깊이 평면 표시자 데이터의 사용은 도 14에 예시된다. 그러나 먼저, 단일 깊이 평면만이 존재할 때 디스플레이 제어기의 동작을 도시하기 위한 배경으로 도 13이 제공된다. 도 13은 연속적으로 디스플레이될 수 있는 컬러 컴포넌트들로 비디오 프레임이 어떻게 분리될 수 있는 지를 예시한다. 도 13의 왼쪽-손 패널(1310)은 120 fps(frame per second) 비디오의 하나의 프레임을 포함하는 이미지를 도시한다. 도 13의 오른쪽-손 패널(1330)에 의해 표시된 바와 같이, 이미지는, 1/120 초 (8.33ms) 동안 디스플레이 제어기에 의해 디스플레이 상에 순차적으로 플래시되는 적색, 녹색 및 청색 컬러 컴포넌트들로 분리된다. 단순화를 위해, 도 13은 컬러 컴포넌트들 각각이 한 번 플래시되고 그리고 컬러 컴포넌트들 각각이 동일한 양의 시간 동안 활성적임을 도시한다. 그러나, 플리커링(flickering)을 회피하기 위해, 컬러 컴포넌트들 각각은 한 번 초과 플래시될 수 있다. 그런다음, 인간 비전 시스템은 오른쪽-손 패널(1330)에 도시된 개별 컬러 컴포넌트 서브-프레임들을 왼쪽-손 패널(1310)에 도시된 오리지널 컬러 이미지로 융합(fuse)시킨다. 도 14는, 비디오 데이터의 각각의 프레임이 다수의 깊이 평면들을 포함할 때 이러한 프로세스가 어떻게 적응될 수 있는 지를 도시한다.
[00257] 도 14는, 깊이 평면 표시자 데이터를 사용하여, 다수의 깊이 평면들로 광 필드 비디오 데이터의 프레임이 어떻게 분리될 수 있는 지를 예시하며, 다수의 깊이 평면들은 디스플레이를 위해 컬러 컴포넌트들 서브-프레임들로 각각 분할될 수 있다. 일부 실시예들에서, 호스트는 광 필드 비디오 데이터의 스트림을 디스플레이 제어기에 송신한다. 이러한 광 필드 비디오 데이터의 스트림은 도 14의 왼쪽-손 패널(1410)의 이미지에 의해 표현된다. 디스플레이 제어기는, 광 필드 비디오 데이터의 스트림을 하나 이상의 RxGxBx 시퀀스들로 분리하기 위해, 임베딩된 깊이 평면 표시자 데이터(예컨대, 제어 데이터(1240)의 깊이 평면 표시자 데이터)를 사용할 수 있으며, 여기서, R0G0B0 시퀀스는 제1 깊이 평면에 대응하고, R1G1B1 시퀀스는 제2 깊이 평면에 대응하며, 그리고 R2G2B2 시퀀스는 제3 깊이 평면에 대응한다. 이러한 깊이 평면 분리는 각 픽셀 내의 2개의 최하위 청색 비트에 기반하여 수행될 수 있지만(즉, 도 12a에 도시된 바와 같음), 적색 및/또는 녹색 및/또는 청색 값들로부터의 비트가 또한 그리고/또는 대안적으로 사용될 수 있다. 결과는 도 14의 중간 패널(1420)에 도시되는바, 이는 3개의 별개의 깊이 평면 이미지들을 도시한다. 마지막으로, 도 14의 중간 패널(1420)에 도시된 3개의 별개의 깊이 평면 이미지들 각각은 그 구성 컬러 컴포넌트 서브-프레임들로 분리될 수 있다. 그런다음, 각각의 깊이 평면의 컬러 컴포넌트 서브-프레임들은, 도 14의 오른쪽-손 패널(1430)에 의해 예시된 바와 같이, 디스플레이에 순차적으로 플래시될 수 있다. 시퀀스 순서는, 예컨대, 도 14에 예시된 바와 같은 R0G0B0-R1G1B1-R2G2B2 또는 도 9에 예시된 바와 같은 G0R0B0-G1R1B1-G2R2B2일 수 있다.
[00258] 깊이 평면 표시자 데이터는, 사용하기 위한 RxGxBx 시퀀스들의 수와 그리고 어떤 픽셀들이 어떤 시퀀스에 대응하는 지를 결정하기 위해, 디스플레이 제어기에 의해 사용될 수 있다. 제어 데이터는 또한, 디스플레이에 플래시되는 RxGxBx 컬러 시퀀스들의 순서를 특정하기 위해 제공될 수 있다. 예컨대, 3개의 깊이 평면들(D0, D1, D2)을 포함하는 이미지 데이터의 경우, 개별 RxGxBx 시퀀스들이 디스플레이 패널에 플래시될 수 있는 6개의 가능한 순서들: D0, D1, D2; D0, D2, D1; D1, D0, D2; D1, D2, D0; D2, D0, D1; 및 D2, D1, D0 이 있다. 만약 제어 데이터에 의해 특정된 순서가 D0, D1, D2 라면, 제1 깊이 평면(D0)에 대응하는 깊이 평면 표시자 데이터(예컨대, 청색 LSB 비트) "0 0"을 갖는 픽셀들이, 나가는 제1 RxGxBx 컬러 시퀀스 이미지로서 선택될 수 있다. 제2 깊이 평면(D1)에 대응하는 깊이 평면 표시자 데이터(예컨대, 청색 LSB 비트) "0 1"을 갖는 픽셀들이, 나가는 제2 RxGxBx 컬러 시퀀스 이미지로서 선택될 수 있는 식이다.
[00259] 도 15는, 도 12a 및 12b의 깊이 평면 표시자 데이터가, 광 필드 비디오 데이터의 프레임의 하나 이상의 깊이 평면들이 비활성적임을 표시하는 예를 예시한다. 도 15는, 왼쪽-손 패널(1510)에 의해 표현되는 비디오 데이터의 스트림이 중간 패널(1520)에 의해 표현되는 깊이 평면들로 분리되고, 그런다음, 이러한 깊이 평면들이 오른쪽-손 패널(1530)에 의해 표현되는 컬러 컴포넌트 서브-프레임들로 각각 분리되는 것을 도시한다는 점에서, 도 14와 유사하다. 그러나, 도 15는 단일의 깊이 평면만이 활성적인 것으로 도시된다는 점에서 도 14와 구별된다.
[00260] 도 12a의 깊이 평면 표시자 데이터는 각각의 픽셀 내의 청색 값의 2개의 최하위 비트이다. 이들 2개의 비트는 최대 4개의 깊이 평면들을 특정할 수 있다. 그러나, 광 필드 비디오 데이터는 4개보다 적은 깊이 평면들을 포함할 수 있다. 예컨대, 이전의 예에서, 광 필드 비디오 데이터는 단지 3개의 깊이 평면들을 포함한다. 비디오 데이터가 특정가능한 깊이 평면들의 최대 수 미만을 포함하는 그러한 경우들에서, 깊이 평면 표시자 데이터는 하나 이상의 깊이 평면들이 비활성적임을 특정할 수 있다. 예컨대, 이전의 예를 계속하면, 만약 픽셀 내의 깊이 평면 표시자 데이터(예컨대, 2개의 청색 LSB 비트)가 "1 1"로 세팅된다면, 그 픽셀은 비활성적 제4 깊이 평면(D3)에 할당될 수 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, 3개의 RxGxBx 컬러 시퀀스들 중 단지 하나만이 출력 시퀀스에서 활성화되며; 비활성적 깊이 평면들은 도 15에서 블랭크 백색 프레임들로서 도시되고, 그리고 시스템(80)에 의해, 예컨대, 흑색 스크린으로서 디스플레이될 수 있다. 이전과 같이, 제어 데이터는 깊이 평면들이 디스플레이되는 순서를 특정하기 위해 제공될 수 있다. 도 15의 중간 패널(1520)에 도시된 바와 같이, 제어 데이터는 비활성적 깊이 평면(D3)이 시퀀스에서 첫 번째로 그리고 마지막으로 도시되도록 특정하였다. 따라서, 시퀀스의 중간 프레임만이, 디스플레이에 플래시되는 실제 이미지 데이터를 포함한다. (다른 시퀀스들이 또한 사용될 수 있다. 예컨대, 활성적 깊이 평면은 시퀀스에서 첫 번째에 또는 마지막에 순서화되거나, 시퀀스에서 한 번 초과로 반복될 수 있다.)
[00261] 디스플레이 제어기가 픽셀이 비활성적 깊이 평면에 할당되었다고 결정하는 경우, 그러면 디스플레이 제어기는 단순히 그 픽셀을 무시하고 디스플레이에 플래시하지 않을 수 있다. 게다가, 깊이 평면이 비활성적임을 제어 데이터가 표시할 때, 그 특정 깊이 평면에 대해 디스플레이에 광을 제공하는 광원(들)으로의 전력이 감소(예컨대, 중단)될 수 있고, 그에 의해 전력 소비를 감소시킬 수 있다. 이는 디스플레이 구동기에서의 스위칭 전력을 절약할 수 있다. 따라서, 이미지 데이터의 하나 이상의 깊이 평면들을 비활성적인 것으로 지정함으로써, 전력-절약 모드가 구현될 수 있다. 마찬가지로, 일부 실시예들에서, 제어 데이터는 깊이 평면 내의 하나 이상의 컬러 필드들이 비활성적인 동안, 깊이 평면 내의 하나 이상의 다른 컬러 필드들은 활성적임을 표시할 수 있다. 이러한 제어 데이터에 기반하여, 디스플레이 제어기는, 비활성적 컬러 필드 또는 필드들을 무시하고 그리고 비활성적 컬러 필드(들) 없이 하나 이상의 활성적 컬러 필드들로부터의 이미지 데이터를 디스플레이하도록 디스플레이를 제어할 수 있다. 예컨대, 컬러 필드가 비활성적임을 제어 데이터가 표시할 때, 그 특정 컬러 필드에 대해 디스플레이에 광을 제공하는 광원(들)으로의 전력이 감소(예컨대, 중단)될 수 있고, 그에 의해 전력 소비를 감소시킬 수 있다. 그에 따라서, 디스플레이에 조도를 제공하는 광원들, 이를테면 LED(light emitting diode)들, 레이저들 등은 비활성적 깊이 평면들 및/또는 비활성적 컬러 필드들에 대해 중단되거나 또는 자신들의 감소된 전력을 가질 수 있다.
제어 패킷
[00262] 위에서 설명된 제어 패킷이 이미지 데이터에 저장되기는 하지만, 다른 실시예들에서, 제어 패킷은 별개의 메모리 위치에 저장될 수 있고, 픽셀 프로세싱 파이프라인은 제어 패킷이 (예컨대, 디스플레이에 의해) 판독될 수 있도록 하기 위해 일시정지될 수 있다. 제어 패킷의 부분들은 전체 제어 패킷을 판독하지 않고 별개로 판독될 수 있다.
[00263] 제어 패킷은: 패킷 헤더 블록; "GPIO(general purpose input/output)" 블록; (컬러마다의) 확대 팩터 블록; (컬러마다의) 글로벌 픽셀 시프트 블록; (컬러마다의) 균일한 혼합 팩터 블록; 롤링 버퍼 시작 행 블록; 및 전유 데이터 블록 중에서 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 만약 패킷 헤더 블록이 예상된 헤더와 매칭하지 않는 것으로 디스플레이가 검출한다면, 디스플레이는 에러 플래그를 세팅하고, 제어 패킷의 이전 버전을 사용할 수 있다. GPIO 블록은, 디스플레이의 GPIO에게, 디스플레이/이미지 데이터와 완전히 동기화되어 그리고 제어된 시간에 발생하는 GPIO 변화들을 갖는 상태들로 변화할 것을 명령한다. 확대 팩터 블록은 컬러(예컨대, RGB)마다 디스플레이 확대를 제어한다. 글로벌 픽셀 시프트 블록은 컬러(예컨대, RGB)마다 하나 이상의 방향들로 픽셀들의 위치 시프트를 제어한다. 균일한 혼합 팩터 블록은 각각의 컬러(예컨대, RGB)의 혼합을 제어하는 팩터들을 포함한다. 롤링 버퍼 시작 행 블록은 (아래에서 설명되는) 롤링 버퍼에 대한 시작 행을 식별한다. 전유 데이터 블록은 다른 데이터를 저장하기 위해 선택적으로 사용된다.
다중-깊이 평면 이미지 압축
[00264] 일부 실시예들에서, 깊이 평면들 간의 정보의 리던던시를 제거함으로써 이미지 데이터의 양을 감소시키기 위해, 다수의 깊이 평면들에 걸쳐서 이미지 압축 기법들이 적용된다. 예컨대, 각각의 깊이 평면에 대한 이미지 데이터의 전체 프레임을 송신하기보다, 대신에, 깊이 평면들의 일부 또는 전부는 인접한 깊이 평면에 대한 변화들의 관점에서 표현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이는 시간상으로 인접한 순간들에서 프레임들 간에 시간적 기초로 이루어질 수 있다. 압축 기법은 손실이 없을 수 있거나 또는 손실이 있을 수 있으며, 그에 따라, 정해진 임계치 미만인, 인접한 깊이 평면 프레임들 간의 또는 시간적으로 인접한 프레임들 간의 변화들이 무시될 수 있으므로, 이미지 데이터의 감소를 초래한다. 게다가, 압축 알고리즘들은, 모션 벡터들을 사용하여, 단일 깊이 평면(X-Y 모션) 내의 및/또는 깊이 평면들(Z 모션) 간의 오브젝트들의 모션을 인코딩할 수 있다. 움직이는 오브젝트에 대한 이미지 데이터가 시간에 따라 반복적으로 송신되는 것을 요구하기보다, 본원에서 논의된 바와 같이, 픽셀 시프트 제어 정보로 오브젝트의 모션이 완전히 또는 부분적으로 달성될 수 있다.
동적으로 구성가능한 디스플레이 드로잉 영역들
[00265] 광 필드 비디오 데이터를 디스플레이하는 시스템들에서, 각각의 비디오 프레임에 대해 포함되는 비교적 많은 양의 정보(예컨대, 다수의 컬러 컴포넌트들을 각각 갖는 다수의 깊이 평면들)로 인해 높은 비디오 프레임 레이트들을 달성하는 것은 난제시될 수 있다. 그러나, 비디오 프레임 레이트들은, 특히 AR 모드에서, 컴퓨터-생성 광 필드 비디오 데이터가, 도 16에 도시된 바와 같이, 한 번에 디스플레이의 일부분만을 점유할 수 있음을 인식함으로써 개선될 수 있다.
[00266] 도 16은 증강 현실 시스템에서 컴퓨터-생성 이미저리의 프레임에 대한 예시적인 드로잉 영역들을 예시한다. 도 16은, 증강 현실 이미저리가 드로잉되는 디스플레이의 부분들만을 도시하는 것을 제외하고는 도 1과 유사하다. 이 경우, 증강 현실 이미저리는 로봇 동상(10) 및 호박벌 캐릭터(2)를 포함한다. AR 모드에서의 디스플레이의 나머지 영역은 단순히 사용자를 둘러싸는 실세계 환경의 뷰일 수 있다. 이로써, 디스플레이의 해당 영역들에 컴퓨터-생성 이미저리를 드로잉할 필요가 없을 수 있다. 컴퓨터-생성 이미저리가 한 번에 디스플레이 영역의 비교적 작은 부분만을 점유하는 경우가 종종 있을 수 있다. 컴퓨터-생성 이미저리가 보여질 필요가 없는 영역들을 제외하기 위해 프레임마다 리프레시되는 특정 드로잉 영역(들)을 동적으로 재구성함으로써, 비디오 프레임 레이트들이 개선될 수 있다.
[00267] 컴퓨터-생성 AR 이미저리는, 예컨대, 연관된 밝기 및 컬러를 각각 갖는 하나 이상의 픽셀들로서 표현될 수 있다. 비디오 데이터의 프레임은 그러한 픽셀들의 M x N 어레이를 포함할 수 있고, 여기서, M은 행들의 수를 표현하고, N은 열들의 수를 표현한다. 일부 실시예들에서, 시스템(80)의 디스플레이는 컴퓨터-생성 이미저리를 보여주는 것 외에도 사용자의 실세계 주변의 뷰를 제공할 수 있도록 적어도 부분적으로 투명하다. 만약 컴퓨터-생성 이미저리에서의 정해진 픽셀의 밝기가 0 또는 비교적 낮은 값으로 세팅된다면, 사용자(60)는 해당 픽셀 위치에서의 실세계 환경을 볼 것이다. 대안적으로, 만약 정해진 픽셀의 밝기가 더 높은 값으로 세팅된다면, 사용자는 해당 픽셀 위치에서의 컴퓨터-생성 이미저리를 볼 것이다. AR 이미저리의 임의의 정해진 프레임에 대해, 많은 픽셀들의 밝기는, 이들이 디스플레이 상에 도시될 필요가 없도록, 특정된 임계치 아래에 떨어질 수 있다. 이들 임계치-미만 픽셀들 각각에 대해 디스플레이를 리프레시하기 보다는, 디스플레이는 이러한 픽셀들을 리프레시하지 않도록 동적으로 구성될 수 있다.
[00268] 일부 실시예들에서, 시스템(80)은 디스플레이를 제어하기 위한 디스플레이 제어기를 포함한다. 디스플레이 제어기는 디스플레이의 드로잉 영역을 동적으로 구성할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 제어기는 프레임 내의 어떤 픽셀들이 임의의 정해진 리프레시 사이클 동안 리프레시되는 지를 동적으로 구성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디스플레이 제어기는 비디오의 제1 프레임에 대응하는 컴퓨터-생성 이미지 데이터를 수신할 수 있다. 본원에서 논의된 바와 같이, 컴퓨터-생성 이미지 데이터는 몇 개의 깊이 평면들을 포함할 수 있다. 비디오의 제1 프레임에 대한 이미지 데이터에 기반하여, 디스플레이 제어기는 깊이 평면들 각각에 대해 리프레시할 디스플레이 픽셀들을 동적으로 결정할 수 있다. 예컨대, 만약 디스플레이(62)가 스캐닝-타입 디스플레이 기술을 활용한다면, 제어기는 AR 이미저리가 리프레시될 필요가 없는 영역들(예컨대, AR 이미저리가 없거나 또는 AR 이미저리의 밝기가 특정된 임계치 아래로 떨어지는 프레임의 영역들)을 생략하도록 스캐닝 패턴을 동적으로 조정할 수 있다.
[00269] 이런 식으로, 수신된 각각의 프레임에 기반하여, 디스플레이 제어기는 AR 이미저리가 도시되어야 하는 디스플레이의 서브-부분을 식별할 수 있다. 그러한 각각의 서브-부분은 디스플레이 상의 (도 16에 도시된 바와 같은) 다수의 비-연속 영역들 또는 단일 연속 영역을 포함할 수 있다. 디스플레이의 그러한 서브-부분들은 광 필드 비디오 데이터 내의 각각의 깊이 평면들에 대해 결정될 수 있다. 그런다음, 디스플레이 제어기는 디스플레이로 하여금 그러한 특정 프레임에 대한 디스플레이의 식별된 서브-부분(들)만을 리프레시하게 할 수 있다. 이러한 프로세스는 각각의 프레임에 대해 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 디스플레이 제어기는 각각의 프레임의 처음에 리프레시될 디스플레이 영역들을 동적으로 조정한다.
[00270] 만약 리프레시되어야 하는 디스플레이의 영역이 시간이 지남에 따라 더 작아지고 있는 것으로 디스플레이 제어기가 결정한다면, 디스플레이 제어기는 AR 이미저리의 각각의 프레임을 드로잉하는 데 더 적은 시간이 필요할 것이므로 비디오 프레임 레이트를 증가시킬 수 있다. 대안적으로, 만약 리프레시되어야 하는 디스플레이의 영역이 시간이 지남에 따라 더 커지고 있는 것으로 디스플레이 제어기가 결정한다면, 디스플레이 제어기는 AR 이미저리의 각각의 프레임을 드로잉하는 데 충분한 시간을 허용하기 위해 비디오 프레임 레이트를 감소시킬 수 있다. 비디오 프레임 레이트의 변화는 이미저리로 채워질 필요가 있는 디스플레이의 비율에 반비례할 수 있다. 예컨대, 만약 디스플레이의 1/10만이 채워질 필요가 있다면, 디스플레이 제어기는 프레임 레이트를 10 배 증가시킬 수 있다.
[00271] 그러한 비디오 프레임 레이트 조정들은 프레임마다 수행될 수 있다. 대안적으로, 그러한 비디오 프레임 레이트 조정들은, 특정된 시간 인터벌들로 또는 리프레시될 디스플레이의 서브-부분의 사이즈가 특정된 양만큼 증가 또는 감소할 때 수행될 수 있다. 일부 경우들에서, 특정 디스플레이 기술에 따라, 디스플레이 제어기는 또한 디스플레이 상에 도시되는 AR 이미저리의 해상도를 조정할 수 있다. 예컨대, 만약 디스플레이 상의 AR 이미저리의 사이즈가 비교적 작다면, 디스플레이 제어기는 증가된 해상도로 이미저리가 디스플레이되게 할 수 있다. 반대로, 만약 디스플레이 상의 AR 이미저리의 사이즈가 비교적 크다면, 디스플레이 제어기는 감소된 해상도로 이미저리가 디스플레이되게 할 수 있다.
주변 조명을 기반으로 한 이미저리 컬러들의 조정
[00272] 일부 실시예들에서, 본원에서 설명된 시스템(80)은 주변 조명의 밝기 및/또는 색조를 검출하기 위한 하나 이상의 센서들(예컨대, 카메라)을 포함한다. 그러한 센서들은, 예컨대, 시스템(80)의 디스플레이 헬멧에 포함될 수 있다. 그런다음, 주변 조명에 관한 감지된 정보는 가상 오브젝트들(예컨대, VR, AR 또는 MR 이미저리)에 대해 생성된 픽셀들의 밝기 또는 색조를 조정하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 만약 주변 조명이 노란 빛을 띤 색조를 갖는다면, 컴퓨터-생성 가상 오브젝트들은 룸 내의 실제 오브젝트들의 것들과 더 근접하게 매칭하는 노란 빛을 띤 컬러 톤들을 갖도록 변경될 수 있다. 유사하게, 만약 룸 내의 광의 세기가 비교적 높다면, 컴퓨터-생성 가상 오브젝트들의 밝기가 주변 조명과 더 근접하게 매칭하도록, 디스플레이(62)의 광원(들)을 구동하는 데 사용되는 전류가 증가될 수 있다. 또는, 반대로, 더 어두운 주변 조명에 대한 응답으로, 디스플레이(62)의 광원(들)을 구동하는 데 사용되는 전류가 감소될 수 있다. 이는 또한, 전력을 절약하는 이익을 갖는다. 그러한 픽셀 조정들은 이미지가 GPU에 의해 렌더링될 때 이루어질 수 있다. 대안적으로, 및/또는 부가적으로, 그러한 이러한 픽셀 조정들은 본원에서 논의된 제어 데이터를 사용함으로써 렌더링 후에 이루어질 수 있다.
픽셀 프로세싱 파이프라인
[00273] 도 17은 시스템(80)의 디스플레이 제어기에 의해 구현되는 예시적인 픽셀 프로세싱 파이프 라인(1700)의 블록 다이어그램이다. 일부 실시예들에서, 픽셀 프로세싱 파이프 라인(1700)은 전용 하드웨어로서 구현된다. 디스플레이 제어기는 렌더링된 이미지 데이터를 (프레임 버퍼(1702)에서) GPU(graphics processing unit)로부터 수신하고, 그런다음, 렌즈 왜곡 보정, 리샘플링/이미지 스케일링, 글로벌 시프팅, 컬러 혼합, 평탄-필드 보정, 및 감마 보정을 비롯한 몇 개의 기능들을 수행한다. 이러한 기능들이 수행된 후, 디스플레이 제어기는 (컬러 필드 버퍼(1750)에서) 프로세싱된 이미지 데이터를 디스플레이(62)로 출력한다. 기능들의 예시적인 세트가 도 17에 예시되지만, 픽셀 프로세싱 파이프 라인(1700)의 다른 실시예들은 예시된 기능을 생략하거나 또는 본원에서 설명된 다른 기능들을 포함할 수 있다.
[00274] 도 17에서, 렌더링된 이미지 데이터는 GPU로부터 프레임 버퍼(1702)를 통해 픽셀 프로세싱 파이프 라인(1700)에 입력된다. 프레임 버퍼(1702)는, 예컨대, 하나의 프레임이 프로세싱되는 동안 다른 프레임이 메모리에 로딩될 수 있게 하는 핑퐁 버퍼(ping pong buffer)(더블 버퍼로 또한 알려짐)일 수 있다. 본원에서 논의된 바와 같이, 각각의 프레임은 디지털 이미저리의 하나 이상의 깊이 평면들 각각에 대한 하나 이상의 컬러 컴포넌트 서브-프레임들을 포함할 수 있다. 예컨대, 각각의 프레임은 2개 또는 3개의 깊이 평면들 각각에 대해 적색, 녹색, 및 청색 컬러 서브-프레임들로 이루어질 수 있다. 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)에 의해 수행되는 기능들은, 시스템(80)에 의해 디스플레이될 이미지 데이터의 각각의 깊이 평면의 컬러 컴포넌트 서브-프레임 각각에 대해 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이미지 데이터의 각각의 프레임은 1280 수평 픽셀들 × 960 수직 픽셀들의 해상도를 가질 수 있고 그리고 프레임 레이트는 초당 60, 80 또는 120 프레임일 수 있지만, 하드웨어의 능력들, 애플리케이션, 컬러 필드들 또는 깊이 평면들의 수 등에 의존하여, 다른 많은 해상도들 및 프레임 레이트들이 사용될 수 있다.
[00275] 일부 실시예들에서, 컬러 이미지 데이터의 비트 깊이는 24 비트이며, 이는 픽셀 당 8개의 적색 비트, 8개의 청색 비트 및 8개의 녹색 비트를 포함한다. 따라서, 컬러 이미지 데이터의 각각의 깊이 평면에 대해 프레임 버퍼(1702)에 입력되는 데이터의 양은, 1280x960x24 비트(30Mb)이다. 만약 각각이 3개의 컬러 서브-프레임들(예컨대, 적색, 녹색, 및 청색 서브-프레임들)로 이루어진 1280x960 풀 컬러 이미지 데이터의 3개의 깊이 평면들이 초당 80 프레임들의 레이트로 프로세싱될 것이라면, 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)은 일반적으로, 약 885 MB/s (1280x960x3x3x80)의 프로세싱 대역폭 성능을 가질 필요가 있다. 대안적으로, 일반적으로 동일한 계산 비용에 대해, 픽셀 프로세싱 파이프 라인(1700)은 초당 120 프레임들(1280x960x3x2x120은 885MB/s임)로 2개의 깊이 평면들에 대한 풀 컬러 이미지 데이터를 프로세싱할 수 있다. 깊이 평면들과 프레임 레이트들의 다른 조합들이 또한 가능하며, 그리고 일부 실시예들에서, 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)은 다양한 조합들 간에 동적으로 스위칭할 수 있다. 이러한 경우들 중 임의의 경우에서, 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)에서 프로세싱될 비교적 많은 양의 이미지 데이터로 인해, 프로세싱 대역폭 요건들을 충족시키기 위해 다수의 병렬 프로세싱 경로들이 구현될 수 있다. 예컨대, 만약 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700) 하드웨어가 125MHz에서 동작한다면, 전술한 예의 885MB/s 대역폭 요건을 달성하기 위해, 8개의 병렬 픽셀 프로세싱 경로들이 사용될 수 있다. 그러나, 병렬 프로세싱 경로들의 수는, 이미지 데이터의 해상도, 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700) 하드웨어의 스피드 등을 포함하는 많은 팩터들에 기반하여 변할 수 있다.
[00276] 렌더링된 이미지 데이터의 스트림이 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)의 프레임 버퍼(1702)에 입력됨에 따라, 디스플레이 제어기는 (본원에서 논의된 바와 같이) 임베딩된 제어 데이터를 사용하여, 각각의 깊이 평면의 컬러 컴포넌트들이 디스플레이(62)로 플래시될 순서를 결정할뿐만 아니라, 각각의 픽셀이 어떤 깊이 평면의 어떤 컬러 컴포넌트에 속하는 지를 결정할 수 있다. 이는 도 13-15와 관련하여 앞서 설명된 바와 같이 수행될 수 있다. 예컨대, 디스플레이 제어기는 렌더링된 이미지 데이터의 스트림을 하나 이상의 RxGxBx 시퀀스들로 분리하기 위해, 임베딩된 깊이 평면 표시자 데이터를 사용할 수 있으며, 여기서, R0G0B0 시퀀스는 제1 깊이 평면의 적색, 녹색, 및 청색 서브-프레임들에 대응하고, R1G1B1 시퀀스는 제2 깊이 평면의 적색, 녹색, 및 청색 서브-프레임들에 대응하며, 그리고 R2G2B2 시퀀스는 제3 깊이 평면의 적색, 녹색, 및 청색 서브-프레임들에 대응한다. 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)에서의 프로세싱 이후, 각각의 깊이 평면의 컬러 컴포넌트 서브-프레임들은 도 9와 관련하여 설명된 바와 같이 디스플레이(62)에 순차적으로 플래시될 수 있다.
[00277] 도 17의 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)에 의해 수행되는 기능들 중 하나는 컬러 혼합 블록(1704)에 의해 수행되는 컬러 혼합이다. 컬러 혼합 블록(1704)은 프레임 버퍼(1702)로부터, 렌더링된 이미지 데이터를 수신한다. 컬러 혼합 블록(1704)은 상이한 깊이 평면들에 대응하는 이미지 데이터를 혼합하여, 혼합된 이미지 데이터를 생성하며, 이러한 혼합된 이미지 데이터는, 본원에서 설명된 디스플레이(62)에 의해 디스플레이될 때, 혼합된 깊이 평면들 간의 가상 깊이 평면에 위치된 것으로 나타난다. 예컨대, 컬러 혼합 블록(1704)은 R0G0B0 시퀀스의 전부 또는 일부를 R1G1B1 시퀀스의 전부 또는 일부와 혼합할 수 있지만 (컬러 혼합 블록(1704)에 의해 깊이 평면 컬러 시퀀스들의 임의의 다른 쌍이 또한 혼합될 수 있다).
[00278] 가상 깊이 평면은, 2개의 깊이 평면 이미지들을 적합한 가중치들과 혼합함으로써, 시스템(80) 내의 2개의 정의된 깊이 평면들 간에 원하는 인터벌로 제공될 수 있다. 예컨대, 만약 가상 깊이 평면이 파 필드 깊이 평면(D0)과 미드 필드 깊이 평면(D1) 간의 중간에 요구된다면, 컬러 혼합 블록(1704)은 D0 이미지 데이터의 픽셀 값들을 50% 가중하면서, D1 이미지 데이터의 픽셀 값들을 또한 50% 가중할 수 있다. (가중치들의 합이 100% 이기만 하면, 이미지 데이터의 겉보기 밝기가 유지될 수 있다. 하지만, 반드시 가중치들의 합을 100%로 할 필요는 없으며; 임의의 가중치들이 사용될 수 있다.) 파 필드 이미지 데이터 및 미드 필드 이미지 데이터 둘 모두가 본원에서 설명된 디스플레이(62)에 의해 디스플레이될 때, 인간 시각적 시스템에 의해 해석되는 결과는 D0과 D1 사이에 위치된 것으로 나타나는 가상 깊이 평면이다. 가상 깊이 평면의 겉보기 깊이는 상이한 혼합 가중치들을 사용함으로써 제어될 수 있다. 예컨대, 만약 가상 깊이 평면이 D0보다 D1에 더 근접하게 나타날 것이 요구된다면, D1 이미지가 더 많이 가중될 수 있다.
[00279] GPU로부터 프레임 버퍼(1702)에 제공되는 렌더링된 이미지 데이터는, 컬러 혼합 블록(1704)에 의해 혼합 동작이 어떻게 수행되는 지를 결정하는 제어 데이터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 데이터는 깊이 평면 내의 모든 픽셀들에 대해 균일한 혼합이 수행되게 할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제어 데이터는 정해진 깊이 평면 내의 상이한 픽셀들에 대해 (혼합이 전혀 이루어지지 않는 것을 포함하여) 상이한 양(amount)들의 혼합이 수행되게 할 수 있다. 게다가, 제어 데이터는 정해진 깊이 평면 내의 상이한 픽셀들이 상이한 깊이 평면들로부터의 픽셀들과 혼합되게 할 수 있다. 이들 경우들에서, 도 18에 예시된 바와 같이, 각 픽셀은 그 특정 픽셀에 대해 수행될 혼합을 특정하기 위해 제어 데이터로 태깅될 수 있다.
[00280] 도 18은 다른 깊이 평면에 대응하는 픽셀과의 혼합 동작을 제어하기 위해 제어 데이터(1840)로 태깅된 픽셀(1800)에 대한 예시적인 포맷을 예시한다. 이러한 예에서, 제어 데이터(1840)는, 픽셀(1800)이 하나 이상의 상이한 가상 깊이 평면들 중 어느 것에 대응하는 지를 특정하는 가상 깊이 평면 표시자 데이터이다. 픽셀(1800)은 청색 값(1830)(바이트 0), 녹색 값(1820)(바이트 1), 및 적색 값(1810)(바이트 2)을 포함한다. 이 실시예에서, 가상 깊이 평면 표시자 데이터는 각 컬러 값의 2개의 최하위 비트(즉, B0, B1, G0, G1, R0 및 R1)로서 픽셀(1800)에 임베딩된다. 따라서, 각각의 컬러의 비트 깊이는 8 비트에서 6 비트로 감소된다. 따라서, 가상 깊이 평면 표시자 데이터는 픽셀에 대한 컬러 값(들)의 동적 범위를 희생시키면서 이미지 데이터의 픽셀들 내에 직접적으로 임베딩될 수 있다. 가상 깊이 평면 표시자 데이터의 총 6 비트는 26 = 64 가상 깊이 평면들의 규격을 허용한다. 예컨대, 이미지 데이터가 3개의 깊이 평면들(D0, D1, 및 D2)을 포함하는 경우, 깊이 평면 표시자 비트 중 하나는 픽셀(1800)이 D0 내지 D1의 범위 또는 D1 내지 D2의 범위의 가상 깊이 평면에 있어야 하는지 여부를 표시할 수 있는 한편, 나머지 5 비트는 선택된 범위에서 32개의 가상 깊이 평면들을 특정한다. 일부 실시예들에서, 가상 깊이 평면 표시자 데이터는, 가상 깊이 평면 표시자 비트(1840)에 의해 특정되는 가상 깊이 평면에 대응하는 혼합 승수 값(blending multiplier value)을 출력하는 하나 이상의 룩업 테이블들을 참조하는 데 사용된다. 도 18은 총 6 비트의 가상 깊이 평면 표시자 데이터를 예시하지만, 다른 실시예들은 상이한 수의 비트들을 포함할 수 있다. 게다가, 가상 깊이 평면 표시자 데이터는 도 18에 예시된 것 이외의 기법들을 사용하여 제공될 수 있다. 예컨대, 가상 깊이 평면 표시자 데이터는 도 12b에 도시된 YCbCr 4:2:2 기법을 사용하여 제공될 수 있다.
[00281] 도 19는 컬러 혼합 블록(1704)에 의해 수행될 수 있는 예시적인 혼합 동작을 예시한다. 이러한 혼합 동작은, 이하에서 설명되는, 도 20에 도시된 컬러 혼합 블록(1704)의 예시적인 실시예에 의해 수행된다. 도 19는 본원에서 설명되는 디스플레이(62)에 의해 디스플레이될 디지털 이미저리의 3개의 깊이 평면들을 도시한다. 파 필드 서브-프레임(1910)은 이 서브-프레임의 이미지 데이터가 파 필드 위치에 위치된 것으로 사용자(60)에게 나타나게 하는 디스플레이(62)의 광학력과 연관된다. 유사하게, 미드 필드 서브-프레임(1920)은 이 서브-프레임 내의 이미지 데이터가 미드필드 위치에 위치된 것으로 사용자(60)에게 나타나게 하는 디스플레이(62)의 광학력과 연관되는 한편, 니어 필드 서브-프레임(1930)은 이 서브-프레임 내의 이미지 데이터가 니어 필드 위치에 위치된 것으로 사용자(60)에게 나타나게 하는 디스플레이(62)의 광학력과 연관된다.
[00282] 도 19의 예시된 실시예에서, 미드 필드 서브-프레임(1920)은 로봇 가상 오브젝트(10) 및 호박벌 가상 오브젝트(2)를 포함한다. 한편, 파 필드 서브-프레임(1910)은 로봇 가상 오브젝트(10) 만을 포함하고, 니어 필드 서브-프레임(1930)은 호박벌 가상 오브젝트(2) 만을 포함한다. 이들 3개의 서브-프레임들에 대한 픽셀들은, 도 20에 도시된 컬러 혼합 블록(1704)에 의해 수행되는 혼합 동작들을 제어하는 임베딩된 가상 깊이 평면 표시자 데이터(예컨대, 도 18에 도시된 제어 데이터(1840))로 태깅된다.
[00283] 파 필드 서브-프레임(1910) 및 미드 필드 서브-프레임(1920)은, 도 19에 도시된 바와 같이, 파 필드 깊이와 미드 필드 깊이 사이에 위치된 가상 깊이 평면으로부터 발생하는 것처럼 사용자(60)에게 나타나는 이미저리를 생성하도록 혼합될 수 있다. 이는, 파 필드 서브-프레임(1910)의 로봇 가상 오브젝트(10)에 대응하는 픽셀들에 혼합 승수 값을 곱하고, 그리고 로봇 가상 오브젝트(10)에 대응하는 미드 필드 서브-프레임(1920)의 픽셀들에 대해 동일하게 수행함으로써, 달성된다. 로봇 가상 오브젝트(10)의 밝기를 유지하기 위해, 파 필드 및 미드 필드 서브-프레임들에서의 로봇 가상 오브젝트(10)에 대한 개개의 혼합 승수 값들은 합이 1 일 수 있지만, 이것이 반드시 요구되는 것은 아니다. 혼합 동작 동안 가상 오브젝트의 같은 부분들이 조합되도록, 혼합되는 깊이 평면들 둘 모두에서 가상 오브젝트가 실질적으로 동일한 사이즈이도록 보장하기 위해, 하나 이상의 스케일러들이 사용될 수 있다.
[00284] 유사하게, 미드 필드 서브-프레임(1920) 및 니어 필드 서브-프레임(1930)은 미드 필드와 니어 필드 깊이들 간에 위치된 가상 깊이 평면으로부터 발생하는 것으로 사용자(60)에게 나타나는 이미저리를 생성하도록 혼합될 수 있다. 이는 마찬가지로, 미드 필드 서브-프레임(1920)의 호박벌 가상 오브젝트(2)에 대응하는 픽셀들에 혼합 곱셈기 값을 곱함으로써, 그리고 호박벌 가상 오브젝트(2)에 대응하는 니어 필드 서브-프레임(1930)의 픽셀들에 대해 동일한 것을 수행함으로써 달성된다.
[00285] 도 20은 픽셀마다에 기반하여 이미지 데이터의 깊이 평면들 간의 혼합 동작들을 수행하는 컬러 혼합 블록(1704)의 일 실시예를 예시한다. 컬러 혼합 블록(1704)은 멀티플렉서(2010), 룩업 테이블들(2020) 및 곱셈기(2030)를 포함한다. 도 20에 도시된 바와 같이, 프레임 버퍼(1702)로부터의 렌더링된 이미지 데이터가 멀티플렉서(2010)에 제공된다. 프레임 버퍼(1702)에서 수신된 렌더링된 이미지 데이터는 도 18에 도시된 픽셀 포맷을 활용한다. 따라서 이 경우, 픽셀(1800)의 각각의 컬러 값(R, G 및 B)의 6 최상위 비트만이 실제 이미지 데이터를 표현한다. 이들은 멀티플렉서(2010)에 입력되는 비트이다. 멀티플렉서(2010)는 결국, 한 번에 컬러 값들 중 하나에 대응하는 6 비트를 곱셈기(2030)로 전달한다. 이러한 6 비트는 멀티플렉서(2010)에 대한 제어 입력에 의해 선택되는데, 제어 입력은 현재 활성적 컬러를 특정한다. 한편, 픽셀(1800)의 컬러 값들 중 최하위 6 비트(3개의 컬러 값들 각각에 대해 2)가 룩업 테이블들(2020)에 입력된다. 도 18과 관련하여 논의된 바와 같이, 이러한 비트는 64개의 가능한 가상 깊이 평면들 중 어느 것에 픽셀(1800)이 속하는지를 특정하는 가상 깊이 평면 표시자 데이터이다. 별개의 룩업 테이블(2020)이 각각의 깊이 평면의 각각의 컬러 필드에 제공된다. 따라서 각각 3개의 컬러 컴포넌트들을 갖는 3개의 깊이 평면들을 포함하는 이미지 데이터의 경우, 총 9개의 룩업 테이블들(2020)이 있다.
[00286] 일부 실시예들에서, 각각의 룩업 테이블(2020)은 64개의 혼합 곱셈기 값들을 홀딩하는데, 각각의 값은 64개의 가상 깊이 평면들 중 하나에 대한 혼합 가중치를 정의한다. 전형적으로, 룩업 테이블들(2020) 내의 혼합 곱셈기 값들은 (최종 디스플레이된 이미저리에 대한 정해진 픽셀의 최소 기여를 야기하는) 0에서 (최종 디스플레이된 이미저리에 대한 정해진 픽셀의 최대 기여를 야기하는) 1로 변한다. 가상 깊이 평면들 간의 간격들은 룩업 테이블들(2020) 내의 혼합 가중치들 간의 간격들에 의해 정의된다. 가상 깊이 평면들 간의 간격들은 선형일 수 있지만, 지수, 로그 등을 포함하여 가상 깊이 평면들 간에 임의의 맞춤 간격들이 제공될 수 있기 때문에 이러한 간격들이 반드시 선형일 필요는 없다.
[00287] 동작시, 현재 프로세싱되고 있는 컬러 컴포넌트 및 깊이 평면에 대응하는 특정 룩업 테이블(2020)이 선택되고, 가상 깊이 평면 표시자 데이터가 연관된 혼합 곱셈기 값을 출력하는데 사용된다. 그런다음, 혼합 곱셈기 값은 곱셈기(2030)로 전달되며, 여기서 곱셈기(2030)는 가상 깊이 평면 표시자 데이터에 의해 특정된 혼합 효과를 달성하도록 픽셀(1800)의 대응하는 컬러 값을 스케일링한다. 그런다음, 혼합된 이미지 데이터는 롤링 버퍼(1706)에 제공된다.
[00288] 도 21은 전체 깊이 평면에 대해 균일한 기준으로 이미저리 데이터의 깊이 평면들 간의 혼합 동작들을 수행하는 컬러 혼합 블록(1704)의 일 실시예를 예시한다. 다시 한번, 컬러 혼합 블록(1704)은 멀티플렉서(2110) 및 곱셈기(2130)를 포함한다. 이 실시예에서, 혼합 동작은 깊이 평면 내의 모든 각각의 픽셀에 대해 균일하게 수행되기 때문에, 픽셀들이 임베딩된 가상 깊이 평면 표시자 데이터로 개별적으로 태깅될 필요가 없다. 결과적으로, 각각의 픽셀의 각각의 컬러 값에 대해 8 비트의 최대 비트 깊이가 유지될 수 있다. 이러한 8-비트 컬러 값들은 멀티플렉서(2110)로 전달되며, 멀티플렉서(2110)는 결국 현재 활성적 컬러를 표시하는, 멀티플렉서에 대한 제어 입력에 기반하여 컬러 값들 중 하나에 대응하는 8 비트를 출력한다.
[00289] 이 경우에, 가상 깊이 평면 표시자 데이터는 깊이 평면 내의 모든 픽셀들에 공통이다. 다른 말로, 깊이 평면 내의 모든 픽셀들은 동일한 가상 깊이 평면에 혼합되도록 지정된다. 결과적으로, 동일한 혼합 곱셈기 값이 깊이 평면에서 픽셀들 각각을 스케일링하는데 사용된다. 일부 실시예들에서, 이 공통 가상 깊이 평면 표시자 데이터 및/또는 공통 혼합 곱셈기 값은 (도 10 및 도 11과 관련하여 논의된 바와 같이) 이미지 데이터의 라인들 중 하나 전에 또는 그 대신에 맞춤 패킷에 제공될 수 있다. 그런다음, 혼합 곱셈기 값은 프로세싱되고 있는 픽셀의 대응하는 컬러 값을 스케일링하기 위해 곱셈기(2130)에 의해 사용된다. 그런다음, 마지막으로, 혼합된 이미저리가 롤링 버퍼(1706)에 제공된다.
[00290] (아래에서 논의되는) 롤링 버퍼(1706)가 컬러 혼합 블록(1704)으로부터의 혼합된 이미지 데이터의 부분으로 채워진 후, (또한 아래에서 논의되는) 롤링 버퍼 페쳐(1708)가 픽셀 보간기(1710)에서의 사용을 위해 롤링 버퍼(1706)로부터 픽셀들의 그룹을 선택하여 페치한다. 픽셀 보간기(1710)는 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)의 렌즈 왜곡 보정 기능의 부분인 보간 계산들을 수행한다.
[00291] 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)의 렌즈 왜곡 보정 기능은 시스템(80)의 광학 경로에 존재하는 광학 왜곡들 및/또는 수차들을 보정한다. 이러한 광학 왜곡들 및/또는 광학 수차들은, 이미지 데이터가 디지털 전자 데이터로부터 광으로 변환되는 포인트와 광이 디스플레이(62)로부터 사용자(60)의 눈들을 향해 출력되는 포인트 간의 광학 경로 내의 임의의 위치에서 발생할 수 있다. 일부 실시예들에서, 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)은 사용자(60)에게 디스플레이될 이미지 데이터를 사전-왜곡함으로써 광학 왜곡들 및/또는 수차들을 보정한다. 예컨대, 이미지 데이터는 시스템(80)에 존재하는 광학 왜곡들 및/또는 수차들과 적어도 부분적으로, 그리고 바람직하게는 실질적으로 역으로 관련되는 방식으로 사전-왜곡될 수 있다. 이런 식으로, 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)에 의해 도입된 사전-왜곡은 광학 이미저리 신호들이 시스템(80)의 광학 경로를 통해 전파될 때 시스템(80)의 광학 컴포넌트들에 의해 적어도 부분적으로, 그리고 바람직하게는 실질적으로 취소된다.
[00292] 렌즈 왜곡 및/또는 수차를 보정하기 위해 사전-왜곡되지 않았던 픽셀들은 본원에서 비-왜곡-보정된 픽셀들 또는 이미지 데이터로서 지칭될 수 있는 한편, 사전-왜곡되었던 픽셀들은 왜곡-보정된 픽셀들 또는 이미지 데이터들로서 지칭될 수 있다. 픽셀 보간기(1710)는 롤링 버퍼(1706)로부터의 하나 이상의 비-왜곡-보정된 픽셀들(예컨대, GPU로부터 프레임 버퍼(1702)에서 수신된 렌더링된 이미지 데이터의 픽셀들)에 기반하여 각각의 왜곡-보정된 픽셀을 계산한다. 픽셀 보간기(1710)에 의해 출력되는 왜곡-보정된 이미지 데이터는 왜곡 보정 데이터를 사용하여 (예컨대, 프레임 버퍼(1702)로부터의) 비-왜곡-보정된 픽셀(들)이 임의의 정해진 왜곡-보정된 픽셀(예컨대, 픽셀 보간기(1710)에 의해 계산되고 궁극적으로 디스플레이(62)에 전송되는 픽셀)에 대한 값을 계산하는데 사용되어야 하는지를 표시함으로써 사전-왜곡될 수 있다. 예컨대, 디스플레이(62)에 출력된 이미지 데이터의 인덱싱된 포지션(x, y)에 위치된 왜곡-보정된 픽셀의 값은 입력된 이미지 데이터에서 상이한 포지션(x', y')에 또는 그 부근에 위치된 하나 이상의 비-왜곡-보정된 픽셀들(예컨대, GPU로부터 프레임 버퍼(1702)에서 수신된 픽셀들)을 사용하여 계산될 수 있다. 이는 디스플레이(62)에서의 광학 왜곡들 및/또는 수차들이 (x, y)의 픽셀에 대해 디스플레이(62)에 제공된 이미지 데이터를 나타내는 광의 광선들로 하여금 포지션(x', y')을 향해, 그 근방으로 또는 그 포지션으로 왜곡되게 할 것이라는 (실험 또는 이론에 기반한) 지식에 의해 이루어질 수 있다. 따라서 (x', y')에서의 비-왜곡-보정된 데이터로 (x, y)에서의 왜곡-보정된 픽셀 값을 우선적으로 계산함으로써, 디스플레이(62)의 광학 왜곡들 및/또는 수차들이 적어도 부분적으로 보상된다.
[00293] 일부 실시예들에서, 픽셀 보간기(1710)로부터의 각각의 왜곡-보정된 픽셀의 값(예컨대, RGB 값, YCbCr 값 등)은 다른 위치에서 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀로부터 취해지는데, 그 자체는 4개의 인접한 비-왜곡-보정된 픽셀들의 보간에 의존한다. 그러나 다른 실시예들은 픽셀 보간기(1710)에서 상이한 수의 비-왜곡-보정된 픽셀들을 사용할 수 있다. 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀의 위치 및 그에 따른 4개의 인접한 비-왜곡-보정된 픽셀들의 위치들은 메모리에 저장된 하나 이상의 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들(1712)을 사용하여 결정된다. 별개의 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블이 이미지 데이터의 각각의 깊이 평면의 각각의 컬러 필드에 대해 저장될 수 있는데, 이는 이들 각각이 디스플레이(62)를 통해 고유한 왜곡들 및/또는 수차들을 갖는 적어도 부분적으로 고유한 광학 경로를 가질 수 있기 때문이다. (예컨대, 도 6 내지 도 8과 관련하여 논의된 바와 같이, 별개의 도파관들이 각각의 깊이 평면의 각각의 컬러 컴포넌트에 대해 제공될 수 있다.) 이미지 데이터가 3개의 컬러 필드들로 각각 구성된 이미지 데이터의 3개의 깊이 평면들로 구성되는 경우, 9개의 별개의 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들이 있을 수 있다. 상이한 수들의 깊이 평면들 및/또는 컬러 필드들을 갖는 다른 실시예들은 더 많은 또는 더 적은 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들을 요구할 수 있다. 전형적으로, 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들(1712)은 호스트 프로세서로부터 디스플레이 제어기의 메모리로 로딩될 것이고, 시스템(80)의 정해진 사용 동안 변하지 않을 것이다. 그러나 일부 실시예들에서, 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들(1712)은 시스템(80)의 광학 왜곡들 및/또는 수차들이 변한다면 또는 이들에 대해 더 많은 정보가 학습된다면 동적일 수 있어, 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들(1712)에 대한 개선들을 허용할 수 있다.
[00294] 도 22는 도 17의 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)의 렌즈 왜곡 보정 기능성의 개략도이다. 도 22는 이미지 데이터의 픽셀들의 그리드(2200)를 도시한다. 픽셀들의 그리드(2200)는 이미지 데이터의 프레임의 부분을 표현한다. 픽셀들의 그리드(2200)는 디스플레이(62)로 출력될 이미지 데이터의 행에서 8개의 라벨링된 왜곡-보정된 픽셀들(P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7)을 포함한다. 이러한 왜곡-보정된 픽셀들 각각은 예컨대, 연관된 적색(R), 녹색(G) 및/또는 청색(B) 값들을 가질 수 있다. 왜곡-보정된 픽셀(P0)은 그리드 포인트(x, y)에 위치되는 한편, 왜곡-보정된 픽셀(P1)은 그리드 포인트(x+1, y)에 위치되고, 왜곡-보정된 픽셀(P2)은 그리드 포인트(x+2, y)에 위치되는 식이다.
[00295] 일부 실시예들에서, 인접한 8개의 왜곡-보정된 픽셀들(P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7)의 그룹은 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)의 전용 하드웨어에 의해 동시에 병렬로 모두 프로세싱된다. 이미지 데이터의 전체 프레임이 완료될 때까지 8개의 픽셀들의 별개의 블록들이 차례로 각각 프로세싱될 수 있다. 다른 실시예들에서, 병렬로 함께 프로세싱되는 픽셀들의 블록들은 다른 사이즈들 및/또는 디멘션들을 가질 수 있다. 게다가, 이미지 데이터의 프레임을 집합적으로 구성하는 픽셀들의 블록들은 임의의 순서 또는 패턴으로 프로세싱될 수 있다.
[00296] 각각의 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블(1712)은 이미지 데이터의 각각의 왜곡-보정된 픽셀에 대한 한 세트의 왜곡-보정 좌표들을 포함할 수 있다. 왜곡 보정 좌표들은 각각의 왜곡-보정된 픽셀(예컨대, 픽셀 보간기(1710)로부터 출력되며 궁극적으로 디스플레이(62) 상에 도시되는 픽셀)의 값을 계산하는데 사용되어야 하는 비-왜곡-보정된 픽셀들(예컨대, 프레임 버퍼(1702)에서 수신된 픽셀들)을 결정하는데 사용된다. 개념적으로, 이는 왜곡-보정된 픽셀들(P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7)의 값들을 각각 제공하는데 사용되는 개개의 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀들(P0', P1', P2', P3', P4', P5', P6', P7')을 도시함으로써 도 22에 예시된다. 도 22에 도시된 바와 같이, 픽셀 보간기(1710)로부터 출력되어 궁극적으로 디스플레이(62)에 전송되는 이미지 데이터의 (x, y)에 위치된 왜곡-보정된 픽셀(P0)은 (x', y')에 위치된 보간된 비-왜곡 보정된 픽셀(P0')로부터 결정된다. (x', y') 좌표들은 분수일 수 있는데, 이 경우 이 좌표들은 프레임 버퍼(1702)에서 수신된 이미지 데이터의 임의의 실제 비-왜곡-보정된 픽셀에 대응하지 않는다. 그에 따라서, 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(P0')의 값은 (x', y') 주위의 비-왜곡-보정된 이미지 데이터의 픽셀들의 그룹으로부터 보간을 통해 계산될 수 있다. 일부 실시예들에서, P0'의 값은 인접한 4개의 비-왜곡-보정된 픽셀들(A, B, C, D)의 세트(2210)로부터 계산된다. 도 22는 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(P0')의 값을 계산하는데 사용될 수 있는 비-왜곡-보정된 픽셀들의 예시적인 세트(2210)를 예시한다.
[00297] 각각의 왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0)에 대해 한 세트의 왜곡 보정 좌표들이 제공된다. 왜곡 보정 좌표들은 대응하는 왜곡-보정된 픽셀을 결정하는데 사용되어야 하는 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0')의 위치를 표시한다. 왜곡 보정 좌표들은 결정될 왜곡-보정된 픽셀의 인덱스들 또는 좌표들에 대하여 상대적인 의미로 표현될 수 있다. 예컨대, 이러한 경우, 왜곡 보정 좌표들은 정해진 왜곡-보정된 픽셀에 대한 x(수평) 인덱스 또는 좌표를 +/- x-방향으로 변위시킬 양뿐만 아니라, 왜곡-보정된 픽셀의 y(수직) 인덱스 또는 좌표를 +/- y-방향으로 변위시킬 양을 표시할 수 있다. 대안적으로, 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들(1712)은 각각의 왜곡-보정된 픽셀에 대한 절대 왜곡 보정 좌표 값들을 포함할 수 있다. 예컨대, 이러한 경우, 절대 좌표 값들은 정해진 왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0)을, 그 왜곡-보정된 픽셀의 위치에 대한 참조없이, 계산하는데 사용되어야 하는 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0')의 특정한 좌표를 표시할 수 있다. 그러나 각각의 비-왜곡-보정된 픽셀의 위치를 특정하기 위해 더 적은 비트를 요구할 수 있어, 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들(1712)의 사이즈들을 감소시킬 수 있기 때문에, 상대적 변위들을 사용하는 접근법이 유리할 수 있다. 어느 경우에서든, 왜곡 보정 좌표들이 정수들이 될 필요는 없다는 점을 다시 한번 주목하는 것이 중요하다. 예컨대, 왜곡 보정 좌표들은 임의의 정해진 왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0)이 부분 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0')을 사용하여 결정되어야 함을 표시할 수 있다.
[00298] 각각의 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블(1712)의 특정한 왜곡 보정 좌표들은 실험적으로(예컨대, 알려진 교정 이미지를 시스템(80)에 입력하고 디스플레이된 이미지를 교정 이미지와 비교함으로써) 또는 이론적으로(예컨대, 광선 추적 알고리즘들을 사용하여 시스템(80)의 광학 경로의 왜곡들 및/또는 수차들을 결정함으로써) 결정될 수 있다. 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들(1712)은 선형적인, 규칙적인, 불규칙적인, 복잡한 왜곡들 및/또는 수차들, 그리고/또는 예컨대, 수학 공식을 사용하여 보정하기가 어렵거나 불가능할 비-선형적인 왜곡들 및/또는 수차들을 보정하는데 사용될 수 있기 때문에 이들은 유리하다. 디스플레이(62)가 불규칙적인 형상들 및 회절 광학 엘리먼트들을 갖는 도파관들의 스택을 포함하는 복잡한 세트의 광학 컴포넌트들을 포함하고, 이는 복잡한 광학 왜곡들 및/또는 수차들을 야기할 수 있으므로, 이 접근법은 본원에 설명된 시스템(80)에서 특히 유리하다.
[00299] 일부 실시예들에서, 각각의 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블(1712)은 이미지 데이터의 컬러 서브-프레임에서 1280x960 픽셀들 각각에 대해 22 비트로 구성되며, 여기서 22 비트는 7 정수 비트 및 4 소수 비트로서 포맷된 2개의 싸인된 수들―수평 및 수직 왜곡 보정 좌표들에 각각에 대해 하나씩―을 표현한다. 각각의 프레임의 픽셀들의 수 및 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들(1712)의 수가 정해지면, 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들(1712)을 저장하기 위해 비교적 많은 양의 메모리가 요구될 수 있다. 메모리 요건들을 완화시키기 위해, 각각의 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블(1712)은 감소된 해상도로 디스플레이 제어기의 메모리에 저장될 수 있다. 예컨대, 각각의 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블(1712)은 1280x960보다는 80x60 해상도(또는 룩업 테이블의 외부 그리드를 고려하여 81x61)로 저장될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블 보간기(1714)는 각각의 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블(1712)을 그 최대 1280×960 해상도로 보간한다. 이것은 예컨대, 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들(1712)의 데이터 포인트들 간의 값들을 채우기 위해 이중선형 보간을 사용하여 수행될 수 있다. 그러나 다른 타입들의 보간이 또한 사용될 수 있다. 게다가, 메모리 내의 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들의 사이즈를 줄이기 위해 다른 압축 기법들이 사용될 수 있고, 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들을 최대 사이즈로 확장시키기 위해 픽셀 프로세싱 파이프라인에서 대응하는 확장 기법들이 사용될 수 있다.
[00300] 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블 보간기(1714)가 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들(1714)을 최대 해상도로 확장시키는데 사용되는 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)의 실시예들에서, 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블 보간기(1714)는 전형적으로, 각각의 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블(1712)을 어느 정도로 확장시키는지를 표시하는 확장 비율 입력을 수신한다. 예컨대, 80x60 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블 및 1280x960 이미저리의 경우, 확장 비율은 80/1280 = 60/960 = 0.0625가 될 것이다.
[00301] 결정될 왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0)의 (x, y) 인덱스들 또는 좌표들을 사용하여, 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블(1712)이 대응하는 왜곡 보정 좌표들을 출력하는데 사용된다. 그러한 왜곡 보정 좌표들은 그 값이 왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0)의 값을 결정할 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0')의 위치를 결정하는데 사용된다. (절대적인 것이 아닌) 상대적인 왜곡 보정 좌표들을 저장하는 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들(1712)의 경우, 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)은 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들(1712)을 사용하여 결정된 개개의 왜곡 보정 좌표들을 결정될 왜곡-보정된 픽셀의 대응하는 인덱스들/좌표들에 부가하는 가산기들(1716a, 1716b)을 포함한다. 가산기(1716a)에서, 왜곡-보정된 픽셀의 x 인덱스/좌표에 수평 렌즈 왜곡 보정 좌표가 부가된다. 마찬가지로, 가산기(1716b)에서, 왜곡-보정된 픽셀의 y 인덱스/좌표에 수직 렌즈 왜곡 보정 좌표가 부가된다. 도 22에 도시된 도면을 참조하면, 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)에서 일어나고 있는 것은 왜곡-보정된 픽셀(P0)의 (x, y) 좌표들이 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블(1712)로부터 한 세트의 대응하는 상대적인 왜곡 보정 좌표들을 탐색하는데 사용되는 것이다. 그 값이 왜곡-보정된 픽셀(P0)의 값으로서 사용되어야 하는 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(P0')의 (x', y') 좌표들을 결정하기 위해 가산기들(1716a, 1716b)에 의해 P0의 (x, y) 좌표들에 이러한 상대적인 왜곡 보정 좌표들이 부가된다.
[00302] 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0')의 좌표들이 가산기들(1716a, 1716b)에 의해 계산된 후, 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)의 다음 스테이지는 리샘플링 및 이미지 와핑 동작들, 이를테면 이미지 시프팅을 수행한다. 이것은 수직 및 수평 이미지 스케일링 및 수평 및/또는 수직 방향들로 글로벌 시프트를 적용하는 것으로 이루어질 수 있다. 예시되지는 않았지만, 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)의 이 스테이지는 또한 이미지 회전들을 수행할 수 있다. 이미지 와핑 동작들은 아래에서 보다 상세히 논의된다.
[00303] 스케일링 팩터(K)뿐만 아니라 글로벌 시프트 값들(GS(x) 및 GS(y))은 본원에서 설명된 제어 데이터를 통해 디스플레이 제어기로 전달될 수 있다. 이미지 회전 정보는 또한 제어 데이터를 통해 디스플레이 제어기로 전달될 수 있다. 시프팅 또는 스케일링 절차들이 이미지 프레임의 경계들 외부의 이미지 데이터(예컨대, 1280x960 픽셀들)에 액세스한다면, 프레임 외부의 픽셀들은 0(흑색)인 것으로 가정될 수 있다. 그러한 실시예들에서는 픽셀 랩어라운드가 요구되지 않는다. 또한, 이미지 데이터의 각각의 출력 프레임은 일반적으로 K 스케일링 팩터 및/또는 글로벌 시프트들을 적용한 후에도 입력 프레임과 동일한 해상도(예컨대, 1280x960)로 이루어질 것이다.
[00304] 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)은, 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들(1712) 및 가산기들(1716a, 1716b)을 사용하여 결정된 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0')의 좌표들을 수신하고 픽셀 시프팅 및/또는 이미지 리샘플링(확대/축소)을 적용하는 이미지 스케일링/시프팅 블록들(1720a, 1720b)을 포함한다. 이 능력의 이익은, 디스플레이 제어기에 의해 픽셀 시프트들, 이미지 회전들 및/또는 이미지 재사이즈 설정 동작들이 수행되어, 이미지 데이터를 GPU에 의해 재-렌더링될 필요 없이 조정할 수 있다는 점이다.
[00305] 최상부 이미지 스케일링/시프팅 블록(1720a)은 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0')의 수평 좌표에 대해 동작하는 한편, 최하부 스케일링/시프팅 블록(1720b)은 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀의 수직 좌표에 대해 동작한다. 이미지 스케일링/시프팅 블록들(1720a, 1720b)은 스케일링 및 시프팅이 적용될 수 있도록, 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀 좌표들의 중심을 포인트(0, 0)에 두는데 사용되는 가산기들(1722a, 1722b)을 포함한다. 최상부 블록(1720a)의 제1 가산기(1722a)는 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀의 수평 좌표로부터 이미지 데이터의 폭을 2로 나눈 것과 동일한 값(HOR/2)을 차감함으로써 이 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀의 수평 좌표에 중심을 둔다. 유사하게, 최하부 블록(1722b)의 제1 가산기(1722b)는 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀의 수직 좌표로부터 이미지 데이터의 높이를 2로 나눈 것과 동일한 값(VER/2)을 차감함으로써 이 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀의 수직 좌표에 중심을 둔다.
[00306] 그런다음, 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(P0')의 중심이 되는 좌표들은 스케일러들(1724a, 1724b)로 전달된다. 스케일러들(1724a, 1724b)은 이미지 리샘플링(확대 또는 축소)을 수행한다. 이는 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0')의 중심이 되는 좌표들에 곱해진 배율인 (본원에서 논의된 제어 데이터에서 제공되는) 스케일링 팩터(K)를 사용하여 수행된다. 일부 실시예들에서, 스케일링 팩터(K)는 현저한 이미지 아티팩트들을 유발할 수 있는 이미지 재사이즈 설정 동작들을 회피하도록 0.9 내지 1.1의 범위로 제한되지만, 다른 실시예들에서는 스케일링 팩터가 더 큰 범위로 제공될 수 있다. 최상부 블록(1720a) 내의 스케일러(1724a)는 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀의 수평 좌표를 스케일링 팩터(K)에 곱하는 한편, 최하부 블록(1720b) 내의 스케일러(1724b)는 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀의 수직 좌표와 동일하게 한다. 일부 실시예들에서, 이미지 데이터의 종횡비를 유지하기 위해 수평 및 수직 좌표들 둘 모두에 대해 동일한 스케일링 팩터(K)가 사용될 것이지만, 다른 실시예들에서는 상이한 스케일링 팩터들이 사용될 수 있다.
[00307] 이미지 스케일링/시프팅 블록들(1720a, 1720b)은 또한 픽셀 시프팅을 수행하는 가산기들(1726a, 1726b)을 포함한다. 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, 제어 데이터는 이미지 데이터로 하여금 수평으로 그리고/또는 수직으로 시프팅되게 하는 픽셀 시프트 값들을 포함할 수 있다. 최상부 블록(1720a) 내의 제2 가산기(1726a)는 수평 글로벌 시프트 값인 GS(x)와 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0')의 스케일링된 수평 좌표를 합산한다. 이는 또한 이러한 값들에 HOR/2를 부가하여, 최상부 이미지 스케일링/시프팅 블록(1720a)에서 이전에 수행된 수평 중앙화 동작을 취소한다. 유사하게, 최하부 블록(1720b) 내의 제2 가산기(1726b)는 수직 글로벌 시프트 값인 GS(y)와 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀의 스케일링된 수직 좌표를 합산한다. 이는 마찬가지로, 이러한 값들에 VER/2를 부가하여 수직 중앙화 동작을 취소한다. 일부 실시예들에서, 이미지 데이터의 각각의 컬러 컴포넌트에 대한 글로벌 시프트 양들은 4개의 서브-픽셀 정밀도 비트를 갖는, 예컨대 +/-128까지의 픽셀들의 싸인된 수일 수 있다. 그러므로 GS(x) 및 GS(y)는 12 비트 양들이 될 수 있다.
[00308] 도 17은 이미지 스케일링 및 와핑 동작들이 렌즈 왜곡 룩업 테이블들(1712)을 사용한 후에 수행되는 것을 도시하지만, 다른 실시예들에서는 이러한 동작들이 상이한 순서들로 수행될 수 있다. 예컨대, 이미지 스케일링 및 이미지 와핑은 렌즈 왜곡 룩업 테이블들(1712)을 사용하기 전에 또는 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700) 내의 다른 위치들에 적용될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 이미지 와핑 동작들은 렌즈 왜곡 룩업 테이블들(1712)에 직접 통합될 수 있다. 예컨대, 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)은 이미지 데이터에 대해 수행할 적합한 이미지 와핑 동작들을 결정하는데 사용되는 머리 포즈 정보를 수신할 수 있다. 그런다음, 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)은 이미지 데이터에 부과될 하나 이상의 이미지 와핑 동작들을 반영하도록 렌즈 왜곡 룩업 테이블들(1712)을 변경할 수 있다. 이는 렌즈 왜곡 룩업 테이블들(1712)이 프레임 버퍼(1702)에서 수신된 비-왜곡-보정된 픽셀들을 디스플레이(62) 상에 도시될 새로운 왜곡-보정된 픽셀 위치들에 맵핑하기 때문에 가능하다. 유사하게, 이미지 와핑은 또한 픽셀들을 새로운 위치들에 맵핑하는 것을 수반한다. 따라서 렌즈 왜곡 보정 맵핑들은 동일한 테이블의 이미지 와핑 맵핑들과 조합될 수 있다. 이런 식으로, 렌즈 왜곡 보정 및 이미지 와핑이 동시적으로 수행될 수 있다.
[00309] 스케일링 및/또는 시프팅된 후에, 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0')의 좌표들(예컨대, (x', y'))은 다음에, 롤링 버퍼 페쳐(1708)에 제공된다. (롤링 버퍼(1706)와 연동하여) 롤링 버퍼 페쳐(1708)는 각각의 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0'), 그리고 이에 따라 각각의 왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0)을 계산하기 위해 필요한 특정 비-왜곡-보정된 픽셀들을 픽셀 보간기(1710)에 공급한다. 이러한 특정 비-왜곡-보정된 픽셀들은 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0')의 좌표들(예컨대, (x', y'))에 기반하여, 프레임 버퍼(1702)에서 수신된 모든 입력 픽셀들 중에서 결정된다. 좌표들(예컨대, (x', y')을 사용하여, 롤링 버퍼(1706)로부터 하나 이상의 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀들(예컨대, P0')을 계산하는데 필요한 비-왜곡-보정된 픽셀들을 식별하고 페치한 후, 롤링 버퍼 페쳐(1708)는 다음에, 본원에서 설명된 렌즈 왜곡 보정 기법에 따라 왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0)의 결정에 사용하기 위해 페치된 픽셀들을 픽셀 보간기(1710)에 전달한다.
[00310] 도 23은 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(P0')의 값을 계산하기 위해, 그리고 이에 따라 왜곡-보정된 픽셀(P0)의 값을 결정하기 위해 픽셀 보간기(1710)에 의한 4개의 비-왜곡-보정된 픽셀들(A, B, C, D)의 보간을 예시한다. 4개의 비-왜곡-보정된 픽셀들(A, B, C, D)은 렌즈 왜곡 보정 룩업 테이블들(1712)을 사용하여 결정되는 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(P0')에 대한 좌표들(x', y')에 기반하여 특정될 수 있다. 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(P0')의 (x', y') 좌표는 다음의 4개의 값들: x-방향 좌표의 정수 부분인 x_floor; x 좌표의 소수 부분인 x_fraction; y-방향 좌표의 정수 부분인 y_floor; 및 y 좌표의 소수 부분인 y_fraction을 결정하는데 사용될 수 있다. 도 23에 도시된 바와 같이, 보간 프로세스에 사용되는 픽셀 A는 좌표들(x_floor, y_floor)에 의해 특정된다. 픽셀 B는 좌표들(x_floor + 1, y_floor)에 의해 특정된다. 픽셀 C는 좌표들(x_floor, y_floor + 1)에 의해 특정된다. 그리고 픽셀 D는 좌표들(x_floor + 1, y_floor + 1)에 의해 특정된다. 이러한 비-왜곡-보정된 픽셀들(A, B, C, D)은 롤링 버퍼 페쳐(1708)에 의해 픽셀 보간기(1710)에 공급되는 픽셀들이다. 도 22에 도시된 바와 같이, 비-왜곡-보정된 픽셀들(A, B, C, D)은 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(P0')의 위치(x', y')를 둘러싸는 픽셀들이다. 그런다음, (이 예에서는, 식들에서 P0 = P0'= P(out)인) 도 23에 도시된 식들에 따라, 픽셀 보간기(1710)에 의해 이중선형 보간 프로세스가 수행되어, 보간된 픽셀(P0')의 값을 계산하는데, 이 값은 결국 왜곡-보정된 픽셀(P0)의 값으로서 사용될 것이다.
[00311] 이미지 데이터의 프레임에서 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(P0')의 위치에 의존하여, 픽셀들(A, B, C, D) 중 하나 이상이 이미지 데이터의 경계들(예컨대, 실시예에 의존하여 0-1279 및 0-959 또는 1-960) 외부에 있게 되는 것이 가능하다. 그러한 제한된 경우들에, 문제의 경계들을 벗어난 픽셀들은 흑색 픽셀들로 고려될 수 있다. 도 23에는 인접한 4개의 픽셀들의 이중선형 보간이 예시되지만, 다른 타입들의 보간이 또한 사용될 수 있다. 또한, 왜곡-보정된 픽셀의 값을 계산하기 위해 상이한 수의 비-왜곡-보정된 픽셀들이 보간 프로세스에 사용될 수 있다. 게다가, 도 23은 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(P0')의 좌표들로부터 보간 프로세스에서 사용되는 픽셀들의 그룹(2210)(예컨대, 픽셀들(A, B, C, D))을 선택하는 단 하나의 방법을 예시하는데; 보간을 위한 픽셀들을 선택하는 다른 방법들이 또한 사용될 수 있다.
[00312] 롤링 버퍼(1706) 및 롤링 버퍼 페쳐(1708)가 이제 상세히 논의될 것이다. 이미 언급된 바와 같이, 이러한 컴포넌트들의 목적은 렌즈 왜곡 보정 계산들에서 사용하기 위해 비-왜곡-보정된 픽셀들을 (예컨대, 프레임 버퍼(1702)로부터) 픽셀 보간기(1710)에 공급하는 것이다. 이들은, 더 높은 스피드들 및 더 큰 스루풋들을 달성하기 위해 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)이 전형적으로 소프트웨어보다는 전용 하드웨어로 구현된다는 사실로부터 기인하는 소정의 제약들에도 불구하고 이러한 목적을 달성한다. 예컨대, 하기 제약들이 적용가능할 수 있어서: 픽셀 보간기(1710)에 의해 수행되는 보간 기능에 필요한 모든 픽셀들은 하나의 클록 사이클(또는 일부 다른 제한된 수의 클록 사이클들)에서 함께 판독될 필요가 있을 수 있고; 이용가능한 메모리가 제한될 수 있고; 픽셀 보간기(1710)는 세팅된 사이즈/형상의 픽셀들의 그룹 상에서 동작하도록 하드와이어링될 수 있다.
[00313] 롤링 버퍼(1706)는, 픽셀 보간기(1710)에 의해 필요할 수 있는 비-왜곡-보정된 픽셀들을 저장하기 위해 필요한 메모리의 양을 감소시키기 때문에 유리하다. 구체적으로, 롤링 버퍼(1706)는 임의의 정해진 시간에 비디오 데이터의 프레임의 오직 서브세트만을 저장하고 롤링 기반으로 이를 수행한다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 롤링 버퍼(1706)는 비-왜곡-보정된 이미지 데이터의 48개의 행들의 스와쓰(swath)를 저장한다. 각각의 행은 예컨대, 1280개의 픽셀들로 이루어질 수 있다. 비록 롤링 버퍼(1706)가 비-왜곡-보정된 이미지 데이터의 48개의 행들을 저장하는 것으로 설명될지라도, 다른 실시예들에서 롤링 버퍼(1706)는 상이한 양(예컨대, 행들의 수)의 비-왜곡-보정된 이미지 데이터를 저장하는 것으로 이해되어야 한다. 비-왜곡-보정된 이미지 데이터의 각각의 새로운 행이 롤링 버퍼(1706)로 판독될 때, 이는 FIFO(first in, first out) 기반으로 롤링 버퍼(1706)에 이전에 저장된 행을 대체한다. 예컨대, 만약 롤링 버퍼(1706)가 현재 행들(0-47)을 저장하고 있다면, 행(48)이 버퍼로 판독될 때 행(0)은 축출될 수 있다. 비-왜곡-보정된 이미지 데이터의 새로운 행들은 한번에 하나씩 또는 한번에 다수의 행들이 롤링 버퍼(1706)로 판독될 수 있다.
[00314] 롤링 버퍼(1706)는 또한 전력을 감소시키고 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)의 스루풋을 개선하는 것을 돕는다. 이는, 프레임 버퍼(1702)로부터 비-왜곡-보정된 픽셀들의 임의의 정해진 행이 (시스템(80)의 광학 왜곡들/수차들에 의존하여) 다양한 상이한 왜곡-보정된 픽셀들의 계산을 위해 많은 상이한 시간들에 픽셀 보간기(1710)에서 사용되도록 호출될 수 있기 때문이다. 롤링 버퍼(1706) 없이, 비-왜곡-보정된 픽셀들의 정해진 행이 판독될 수 있고 다수의 시간들에 폐기될 수 있다. 그러나 롤링 버퍼(1706)가 이미지 데이터의 스와쓰를 홀딩하기 때문에, 이는 동일한 픽셀들에 대한 프레임 버퍼(1702)로부터 반복된 판독 동작들을 수행할 필요성을 회피하도록 돕는다.
[00315] 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)이 비디오 데이터의 정해진 프레임에 대한 렌즈 왜곡 보정을 수행하기 시작할 때, 롤링 버퍼(1706)는 비-왜곡-보정된 이미지 데이터가 시작하는 48개의 행들, 예컨대 본원에서 설명된 제어 데이터에서 특정된 행으로 채워질 수 있다. 렌즈 왜곡 보정이 왜곡-보정된 이미지 데이터의 제1 행(즉, 행(0))으로 시작할 것이라고 제어 데이터가 표시하는 경우에, 비-왜곡-보정된 이미지 데이터의 행들(0-47)은 롤링 버퍼(1706)로 로딩된다.
[00316] 그런다음 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)은 본원에 설명된 기법들에 따라 왜곡-보정된 픽셀들의 값들을 계산하기 시작한다. 이를 수행할 때, 왜곡-보정된 픽셀들의 제1 행(즉, 행(0))은 롤링 버퍼(1706)로 로딩되는 비-왜곡-보정된 이미지 데이터의 제1의 48개의 행들(즉, 행들(0-47)) 중 임의의 것에 의존할 수 있다. 다른 말로, 시스템(80)은 이미지 데이터로 하여금 48개의 행들만큼 먼 위치로 왜곡되게 하는 광학 왜곡들을 다룰 수 있다. 롤링 버퍼(1706)의 사이즈는 시스템(80)에 존재하는 광학 왜곡들의 전형적인 크기에 기반하여 선택될 수 있고, 더 큰 롤링 버퍼는 더 큰 광학 왜곡들의 보정을 허용하지만 부가적인 메모리 자원들을 요구하는 비용을 초래한다.
[00317] 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)은, 왜곡-보정된 픽셀들의 제1 행(즉, 행(0))이 계산된 후 롤링 버퍼(1706)를 그 위치에 유지할지(즉, 임의의 새로운 비-왜곡-보정된 이미지 데이터를 로딩하지 않음) 또는 롤링 버퍼(1706)를 아래로 슬라이딩할지(예컨대, 비-왜곡-보정된 이미지 데이터의 하나 또는 2개의 새로운 행들을 로딩함) 여부를 결정하는 로직을 포함한다. 이러한 로직은, 롤링 버퍼(1706)가 요청된 비-왜곡-보정된 픽셀들을 포함할 가능성을 향상시키기 위해 필요한 임의의 방식으로 계산되는 왜곡-보정된 픽셀들의 현재 행에 대해 48개의 행의 롤링 버퍼(1706)를 포지셔닝하는 유동성을 갖는다. 예컨대, 이미지 데이터의 프레임의 최상부 근처의 왜곡-보정된 픽셀이 컴퓨팅되고 있을 때, 롤링 버퍼(1706)는 계산에서 사용될 이미지 데이터의 후속 47개 행들 내의 임의의 비-왜곡-보정된 픽셀을 허용하도록 포지셔닝될 수 있다. 이미지 데이터의 프레임의 중간 근처의 왜곡-보정된 픽셀이 컴퓨팅되고 있을 때, 롤링 버퍼(1706)는 임의의 비-왜곡-보정된 픽셀을 컴퓨테이션에서 사용될 왜곡-보정된 픽셀의 포지션의 대략 24개 행들 위 또는 아래로 허용하도록 포지셔닝될 수 있다. 마지막으로, 이미지 데이터의 마지막 행의 왜곡-보정된 픽셀이 컴퓨팅되고 있을 때, 롤링 버퍼(1706)는 선행 47개 행들의 임의의 비-왜곡-보정된 픽셀에 대한 액세스를 허가하도록 포지셔닝될 수 있다. 이러한 방식으로, 롤링 버퍼(1706)의 포지션은 컴퓨팅되고 있는 왜곡-보정된 픽셀들의 현재 행에 대해 변경될 수 있다. 일부 구성들에서, 롤링 버퍼(1706)의 포지션은 왜곡-보정된 픽셀들을 컴퓨팅할 때 비-왜곡-보정된 이미지 데이터의 제1 행과 마지막 행 간에서 원활하게 변경될 수 있다.
[00318] 일부 실시예들에서, 왜곡-보정된 픽셀들의 각각의 행의 컴퓨테이션을 마감한 후, 롤링 버퍼(1706)를 업데이트하기 위해 3개의 가능한 옵션들: 즉, 1) 롤링 버퍼(1706)에 대한 업데이트 없음(즉, 비-왜곡-보정된 이미지 데이터의 제로의 부가적인 행들이 부가됨); 2) 비-왜곡-보정된 이미지 데이터의 하나의 부가적인 행만큼 롤링 버퍼(1706)를 업데이트함; 또는 3) 비-왜곡-보정된 이미지 데이터의 2개의 부가적인 행들만큼 롤링 버퍼(1706)를 업데이트함이 존재한다. 다른 실시예들에서, 알고리즘은 비-왜곡-보정된 이미지 데이터의 다른 수들의 부가적인 행들이 롤링 버퍼(1706)로 판독되게 할 수 있다.
[00319] 액션의 이러한 3개의 과정들 중 어느 것을 취할지를 결정하기 위한 예시적인 알고리즘이 아래에서 개략된다. 첫째로, 비-왜곡-보정된 이미지 데이터(예컨대, 제어 데이터의 구성에 의존하는 행(959 또는 960))의 마지막 행이 이미 롤링 버퍼(1706)로 로딩되었는지 여부 또는 로딩되도록 이용가능한 비-왜곡-보정된 이미지 데이터의 부가적인 행들이 존재하는지 여부를 결정한다. 둘째로, 왜곡-보정된 이미지 데이터의 현재 행을 생성하기 위해 필요한 비-왜곡-보정된 이미지 데이터의 최소 행으로서 정의된 제1 변수를 결정한다. 셋째로, 왜곡-보정된 이미지 데이터의 이전 행을 생성하기 위해 필요한 비-왜곡-보정된 이미지 데이터의 최소 행으로서 정의된 제2 변수를 결정한다. 만약 2개의 변수들 간의 차이가 제로라면, 롤링 버퍼(1706)를 업데이트하지 않는다. 만약 2개의 변수들 간의 차이가 1이라면, 비-왜곡-보정된 이미지 데이터 중 하나의 부가적인 행을 부가함으로 롤링 버퍼(1706)를 업데이트한다. 만약 2개의 변수들 간의 차이가 2 이상이라면, 비-왜곡-보정된 이미지 데이터 중 2개의 부가적인 행들을 부가함으로 롤링 버퍼(1706)를 업데이트한다. 다른 알고리즘들이 또한 롤링 버퍼(1706)를 포지셔닝하기 위해 사용될 수 있다.
[00320] 롤링 버퍼(1706)는, 정해진 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0')의 값 및 그에 따른 대응하는 왜곡-보정된 픽셀(예컨대 P0)을 결정하기 위해 픽셀 보간기(1710)에 의해 필요한 비-왜곡-보정된 픽셀들 모두를 저장할 때 잘 수행된다. 그러나, 일부 경우들에서, 좌표들(x', y')의 특정 세트는 롤링 버퍼(1706)에서 이용가능하지 않은 비-왜곡-보정된 픽셀을 요청할 수 있다. 이는 통상적이지 않은 큰 왜곡의 경우에 발생할 수 있다. 이러한 경우들에서, 요청되지만 롤링 버퍼(1706)에 존재하지 않는 비-왜곡-보정된 픽셀이 흑색 픽셀로서 처리될 수 있거나, 또는 롤링 버퍼(1706)에서 이용가능한 가장 가까운 픽셀이 대신 사용될 수 있다.
[00321] 롤링 버퍼 페쳐(1708)는 결정되고 있는 현재 왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0)의 값을 계산하기 위해 필요한 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0')에 대한 좌표들(예컨대, (x', y'))을 수신하고, 그런다음 롤링 버퍼(1706)로부터 렌즈 왜곡 보정 계산을 위해 필요한 비-왜곡-보정된 픽셀들을 식별 및 페치한다. 이러한 프로세스는, 컴퓨테이셔널 스루풋을 증가시키기 위해 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)이 전형적으로 다수의 병렬적 프로세싱 경로들을 가질 수 있다는 사실에 의해 복잡해진다. 앞서 논의된 바와 같이, 다수의 병렬적 경로들에 대한 필요성은 비교적 많은 양의 이미지 데이터(예컨대, 3개의 컬러 서브-프레임들을 각각 포함하는 3개의 깊이 평면들) 및 비교적 높은 프레임 레이트들(예컨대, 초당 80 또는 120 프레임)로 인해 발생한다. 일부 실시예들에서, 8개의 병렬적인 프로세싱 경로들이 존재한다. 이는 동시에(예컨대, 하나의 클록 사이클에서) 보간기(1710)에 의해 8개의 왜곡-보정된 픽셀들이 결정됨을 의미하고, 이는 결국, 롤링 버퍼 페쳐(1708)가 그러한 8개의 왜곡-보정된 픽셀들을 결정하기 위해 필요한 비-왜곡-보정된 픽셀들 모두를 동시에(예컨대 하나의 클록 사이클에) 제공하도록 요구한다. 롤링 버퍼 페쳐(1708)의 작업은, 픽셀 보간기(1710)가 세팅된 사이즈 및 형상을 갖는 비-왜곡-보정된 픽셀들의 그룹을 수락하도록 하드와이어링될 수 있다는 사실에 의해 추가로 복잡해진다. 따라서, 롤링 버퍼 페쳐(1708)는, 픽셀 보간기(1710)가 수락하도록 하드와이어링되는 세팅된 사이즈 및 형상에 매칭하는 비-왜곡-보정된 픽셀들의 매크로블록을 롤링 버퍼(1706) 내에서 식별한다. 롤링 버퍼 페쳐(1708)는 하나의 클록 사이클에서 롤링 버퍼(1706)로부터 비-왜곡-보정된 픽셀들의 매크로블록을 함께 판독하고 매크로블록을 픽셀 보간기(1710)에 공급한다. 이러한 매크로블록(2220)의 예는 도 22에 도시된다. 예시된 실시예에서, 비록 매크로블록(2220)이 비-왜곡-보정된 픽셀들의 3x11 그룹일지라도 다른 실시예들에서는 상이한 디멘션들을 가질 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들은 6x4 매크로블록을 사용할 수 있다.
[00322] 도 24a는 롤링 버퍼(1706) 내의 예시적인 매크로블록(2220)을 예시한다. 이미 논의된 바와 같이, 롤링 버퍼(1706)는 렌즈 왜곡 보정 계산들에서 사용되도록 이용가능한 비-왜곡-보정된 이미지 데이터의 48개의 행들을 포함한다. 한편, 매크로블록(2220)은, 왜곡-보정된 픽셀들을 결정하기 위해 정해진 클록 사이클 동안 롤링 버퍼(1706)로부터 실제로 판독되고 픽셀 보간기(1710)에 제공되는 그러한 비-왜곡-보정된 픽셀들을 예시한다. 일부 실시예들에서, 다수의 판독 사이클들을 수행하는 것이 픽셀 프로세싱 파이프라인(1700)을 느리게 할 가능성이 있기 때문에, 비-왜곡-보정된 픽셀들의 매크로블록(2220)을 그룹으로서 함께 페치하는 것은 픽셀 보간기(1710)에서 필요한 픽셀들을 페치하기 위해 다수의 판독 사이클들을 수행할 필요성을 회피하는 것을 돕는다. 그러나, 이는, 롤링 버퍼 페쳐(1708)가 모든 8개의 왜곡-보정된 픽셀들(예컨대, P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6 및 P7)의 결정을 위해 필요한 비-왜곡-보정된 픽셀들 모두를 포함할 가능성을 갖는 매크로블록(2220)을 선택하기 위한 로직을 포함해야 하는 것을 의미한다.
[00323] 도 22에서 자명한 바와 같이, 매크로블록(2220)이 왜곡-보정된 픽셀들(즉, P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6 및 P7)의 결정을 위해 필요한 비-왜곡-보정된 픽셀들 모두를 포함하는지 여부는, 왜곡-보정된 픽셀들을 결정하기 위해 필요한 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀들(즉, P0', P1', P2', P3', P4', P5', P6' 및 P7')의 확산 또는 로컬 왜곡에 의존한다. 만약 어떠한 로컬 왜곡도 존재하지 않으면(즉, 픽셀들(P0', P1', P2', P3', P4', P5', P6' 및 P7') 모두가 단지 P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6 및 P7처럼 8개의 연속적인 픽셀들 행에 속하면), 8개의 왜곡-보정된 픽셀들은 각각의 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(즉, P0', P1', P2', P3', P4', P5', P6' 및 P7')에 대한 4개의 픽셀들(즉, A, B, C, 및 D)의 오버랩핑 그룹들의 이중선형 보간으로 인해 비-왜곡-보정된 픽셀들의 2x9 블록에 의존할 것이다. 예시된 실시예에서, 3x11 매크로블록(2220)은 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀들(P0', P1', P2', P3', P4', P5', P6' 및 P7') 간의 일부 로컬 왜곡을 허용하기 위해 하나의 가외 행 및 2개의 가외 열들을 갖는다. 그러나, 3x11 매크로블록(2220)은 단지 하나의 예이고, 다른 예들은 상이한 디멘션들을 갖는 매크로블록들을 사용할 수 있음이 이해되어야 한다. 다른 실시예들에서, 매크로블록(2220)의 사이즈는 시스템(80)에 전형적으로 존재하는 로컬 광학 왜곡의 양에 기반하여 결정될 수 있다. 매크로블록(2220)의 사이즈가 증가되면, 더 큰 로컬 왜곡들이 처리될 수 있다. 그러나, 매크로블록(2220)의 사이즈를 증가시키는 것은 또한, 더 많은 수의 픽셀들의 입력을 수용하기 위해 보간기(1710)의 사이즈가 증가되도록 요구할 수 있다.
[00324] 도 22를 다시 참조하면, P0', P1', P2', P3', P4', P5', P6' 및 P7'에 대한 8개의 좌표들의 세트 모두는 함께 롤링 버퍼 페쳐(1708)에 제공된다. 롤링 버퍼 페쳐(1708)의 제1 임무는 픽셀들(P0', P1', P2', P3', P4', P5', P6' 및 P7')을 계산하기 위해 어느 비-왜곡-보정된 픽셀들이 요구되는지를 결정하는 것이다. 롤링 버퍼(1706)로부터 정확한 3x11 매크로블록(2220)을 페치하기 위해, 롤링 버퍼 페쳐(1708)는 예컨대, 존재하는 수평 및 수직 좌표들을 결정하고 매칭하는 최소 수평 및 수직 좌표들로 매크로블록(2220)을 페치함으로써 P0', P1', P2', P3', P4', P5', P6' 및 P7'의 좌표들을 분석할 수 있다. 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀들에 대한 좌표들의 세트로부터 이러한 최소 수평 및 수직 좌표들에 기반하여, 롤링 버퍼 페쳐(1708)는 원하는 매크로블록(2220)의 어드레스를 롤링 버퍼(1706)에 전송한다. 이는 도 20 및 도 21에 도시된다. 롤링 버퍼(1706)는 비-왜곡-보정된 픽셀들의 선택된 매크로블록(2220)을 롤링 버퍼 페쳐(1708)에 제공함으로써 응답한다. 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이, 3x11 매크로블록(2220)의 경우, 롤링 버퍼(1706)로부터의 출력은 88 비트 또는 11 바이트(각각의 픽셀에 대해 하나)를 각각 제공하는 3개의 신호 라인들(매크로블록(2220)의 각각의 행에 대해 하나)로 이루어진다. 그런다음 롤링 버퍼 페쳐(1708)는 왜곡-보정된 픽셀들을 결정하기 위해 매크로블록(2220)의 픽셀들을 픽셀 보간기(1710)에 전달한다.
[00325] 픽셀 보간기(1710)는 8개의 왜곡-보정된 픽셀들이 동시에 결정될 수 있게 하기 위해, 예컨대, 8개의 별개의 보간 유닛들을 포함할 수 있다. 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀들(P0', P1', P2', P3', P4', P5', P6' 및 P7') 각각을 계산하고 따라서 대응하는 왜곡-보정된 픽셀들(P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6 및 P7)의 값들을 결정하는 하나의 보간 유닛이 존재한다. 이미 논의된 바와 같이, 각각의 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀은, 비-왜곡-보정된 픽셀의 위치를 둘러싸는 4개의 인접한 픽셀들(예컨대, A, B, C, D)의 그룹(2210) 간을 보간함으로써 계산될 수 있다. 매크로블록(2220)은 선정할 4개의 인접한 픽셀들의 다수의 상이한 가능한 그룹들(2210)을 포함하기 때문에, 각각의 보간 유닛은 보간 유닛에 의해 필요한 4개의 인접한 픽셀들의 특정 그룹(2210)을 선택하는 것을 담당하는 대응하는 멀티플렉서를 가질 수 있다. 이러한 멀티플렉서들 각각은 매크로블록(2220)으로부터 4개의 인접한 픽셀들의 다수의 그룹들(2210)을 수신하기 위해 하드-와이어링될 수 있다. 각각의 멀티플렉서들은 입력들로서 대응하는 보간기 유닛에 전달할 하나의 이러한 그룹(2210)을 선택한다. 각각의 멀티플렉서는 또한, 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀들 중 하나를 계산하고 따라서 대응하는 왜곡-보정된 픽셀을 결정하기 위해 4개의 인접하는 픽셀들의 다수의 그룹들(2210)을 어느 것을 대응하는 보간기 유닛에 전달할지를 선택하기 위한 로직을 포함할 수 있다.
[00326] 도 24b는 매크로블록(2220)으로부터의 픽셀들을 픽셀 보간기(1710) 내의 8개의 보간 유닛들에 전달하기 위한 예시적인 멀티플렉서 로직(2400)을 예시한다. 8개의 보간 유닛들은 bilerp0, bilerp1, bilerp2 등으로 라벨링된다. 도 24b는 또한 매크로블록(2220)을 도시하고, 이의 33개의 픽셀들 각각을 라벨링한다. 라인(0)의 픽셀들은 P0, P1, P2 등으로 라벨링된다. 라인(1)의 픽셀들은 Q0, Q1, Q2 등으로 라벨링된다. 라인(2)의 픽셀들은 R0, R1, R2 등으로 라벨링된다. 멀티플렉서 로직(2400)은 보간 유닛들 각각에 대응하는 멀티플렉서에 제공되는 4개의 인접 픽셀들의 몇몇 후보 그룹들(2210)을 도시한다. 예컨대, 제1 보간 유닛 bilerp0에 대한 멀티플렉서는 P0, P1, Q0 및 Q1로 이루어진 매크로블록(2220)의 4개의 인접하는 픽셀들의 제1 그룹과 Q0, Q1, R0 및 R1로 이루어진 매크로블록(2220)의 4개의 인접하는 픽셀들의 제2 그룹 간에 선택할 수 있다. 계산될 각각의 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(예컨대, P0', P1', P2', P3', P4', P5', P6' 및 P7')의 좌표들은 멀티플렉서들 중 하나의 선택 라인들을 처리하기 위해 사용될 수 있다. 멀티플렉서들의 선택 라인들을 정확하게 처리하기 위해, 각각의 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀의 좌표들은 (롤링 버퍼 페쳐(1708)에 의해 이전에 결정된 바와 같이) 매크로블록(2220)의 최소 수평 및 수직 좌표들을 차감함으로써 3x11 매크로블록(2220)의 좌표 공간에 맵핑될 수 있다. 멀티플렉서 선택 라인들에 대한 이러한 입력들에 기반하여, 멀티플렉서들은 결국, 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀들(P0', P1', P2', P3', P4', P5', P6' 및 P7')을 계산하고 따라서 대응하는 왜곡-보정된 픽셀들(P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6 및 P7)을 결정하기 위해 보간 유닛들에 정확한 비-왜곡-보정된 픽셀 데이터를 전달한다.
[00327] 일부 실시예들에서, 매크로블록(2220)에서 4개의 인접하는 픽셀들의 모든 가능한 그룹들(2210)은 8개의 보간 유닛들 각각에 대한 가능한 입력들로 기능하도록 8개의 멀티플렉서들 각각에 제공된다. 그러나, 픽셀 보간기(1710)의 로직의 사이즈는, 각각의 왜곡-보정된 픽셀이 오직 매크로블록(2220)의 서브-부분으로부터의 픽셀들만을 요청할 가능성이 있음을 인식함으로써 감소될 수 있다. 예컨대, 도 22를 참조하면, 왜곡-보정된 픽셀(P7)은 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀(P7')에 대응하고, 이는 매크로블록(2220)의 오른쪽을 향해 위치될 가능성이 있다. 따라서, P7을 결정하는 것을 담당하는 보간 유닛은 P7의 값을 결정하기 위해 매크로블록(2220)의 왼쪽을 향해 위치된 비-왜곡-보정된 픽셀들을 요구할 가능성이 없을 것이다. 유사하게, 왜곡-보정된 픽셀들(P3 및 P4)의 값들은, 매크로블록(2220)의 중간 근처에 위치될 가능성이 있고 따라서 매크로블록(2220)의 측들 근처에 위치된 비-왜곡-보정된 픽셀들의 값들에 의존할 가능성이 없는 비-왜곡-보정된 픽셀들(P3' 및 P4')에 대응한다. 그에 따라서, 멀티플렉서 로직(2400)은 각각의 멀티플렉서가 오직 매크로블록(2220)의 관련된 서브-부분으로부터의 비-왜곡-보정된 픽셀들을 수신하도록 구성될 수 있다. 멀티플렉서들 각각에 대한 관련 서브-부분은, 대응하는 왜곡-보정된 픽셀을 계산하기 위해 의존될 매크로블록(2220)의 가능성 있는 부분에 대응하도록 선택될 수 있다. 예컨대, 도 24b에 도시된 바와 같이, bilerp1에 대한 멀티플렉서는 오직 매크로블록(2220)의 열들(0-4)로부터의 픽셀들을 수신할 수 있다. bilerp2에 대한 멀티플렉서는 오직 매크로블록(2220)의 열들(1-5)로부터의 픽셀들을 수신할 수 있다. bilerp3에 대한 멀티플렉서는 오직 매크로블록(2220)의 열들(2-4)로부터의 픽셀들을 수신할 수 있다. 기타 등등이다.
[00328] 롤링 버퍼 페쳐(1708)는, 대응하는 8개의 왜곡-보정된 픽셀들(예컨대, P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6 및 P7)의 값들로서 사용될 모두 8개의 보간된 비-왜곡-보정된 픽셀들(예컨대, P0', P1', P2', P3', P4', P5', P6' 및 P7')의 값들을 계산하기 위해 필요한 롤링 버퍼(1706)로부터의 픽셀들 모두를 판독할 때 잘 수행하고 있다. 그러나, 일부 경우들에서, 좌표들(x', y')의 세트는 롤링 버퍼(17706)로부터 판독된 매크로블록(2220)에 존재하지 않는 비-왜곡-보정된 픽셀을 요청할 수 있다. 이러한 경우들에서, 손실된 픽셀이 흑색 픽셀로서 처리될 수 있거나 또는 매크로블록(2220)에 존재하는 가장 가까운 픽셀이 대신 사용될 수 있다.
[00329] 왜곡-보정된 픽셀들(예컨대, P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6 및 P7)이 픽셀 보간기(1710)에 의해 결정되면, 이들은 평탄 필드 보정 블록(1730)에 전달된다. 평탄 필드 보정 블록(1730)은 본원에서 설명된 디스플레이(62)에 걸쳐 제공될 수 있는 밝기에서의 원하지 않는 변동들을 적어도 부분적으로 보정할 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 디스플레이(62)는 이미저리의 다양한 깊이 평면들의 다양한 컬러 필드들에 대응하는 광을 사용자(60)의 눈들에 분배하는 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)의 스택을 포함할 수 있다. 디스플레이(62)는 또한, 광 재지향 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290), 이를테면 각각의 특징과의 인터섹션에서, 광의 오직 일부만이 사용자(60)의 눈 쪽으로 지향되는 한편 나머지는 전반사를 통한 도파관을 통해 계속해서 움직이도록, 비교적 낮은 회절 효율성을 갖는 회절 특징들을 포함할 수 있다. 따라서 이미지 데이터를 반송하는 광은 다수의 위치들에서 도파관들을 빠져나가는 다수의 관련된 출사 빔들로 분할된다. 비록 도파관들 및 회절 특징들이 출사 빔들의 비교적 균일한 패턴을 사용자(60)의 눈 쪽으로 제공하도록 전형적으로 설계될지라도, 디스플레이(62)의 광학 복잡도는 상이한 위치들에서 출력되는 광의 양에서 일부 불균형들을 초래할 수 있다. 이러한 불균형들은, 동일한 컬러 및/또는 밝기를 갖도록 의도될 수 있는 2개의 픽셀들로 하여금 디스플레이(62)의 상이한 부분들 상에 도시되면 다르게 나타나게 할 수 있다. 이러한 불균형들은 평탄 필드 보정 블록(1730)에 의해 보정될 수 있다.
[00330] 일부 실시예들에서, 평탄 필드 보정 블록(1730)은 밝기 보정 값을 이미지 데이터의 각각의 픽셀에 적용한다. 밝기 보정 값들은 대응하는 픽셀 값들과 각각 곱해진 팩터들일 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 비록 밝기 보정 값들이 제로 내지 2의 범위일지라도, 다른 범위들이 또한 사용될 수 있다. 밝기 보정 값들에 대한 범위는, 디스플레이(62)에 내재할 수 있는 밝기 불균형들을 보상하기 위해 필요한 범위까지 임의의 정해진 픽셀의 밝기를 동적으로 증가 또는 감소시키기 위한 유동성을 제공하도록 선택될 수 있다. 밝기 팩터들은, 이미지 데이터가 디스플레이(62) 상에 도시되면 원하지 않는 밝기 변동들을 감소시키기 위해, 실험적으로(예컨대, 알려진 교정 이미지를 시스템(70)에 입력하고 디스플레이된 이미지를 교정 이미지와 비교함으로써) 또는 이론적으로(예컨대, 광선 트레이싱 알고리즘들을 사용함으로써) 결정될 수 있다.
[00331] 밝기 보정 값들은 디스플레이 제어기에 업로드되는 룩업 테이블들에 저장될 수 있다. 이미지 데이터의 각각의 깊이 평면의 각각의 컬러 필드는 밝기 보정 값들의 고유의 세트를 가질 수 있다. 따라서, 3개의 컬러 필드들을 각각 갖는 3개의 깊이 평면들로 이루어진 이미지 데이터에서, 구성 동안 총 9개의 룩업 테이블들이 제공될 수 있다. 고-해상도 이미지 데이터의 경우, 9개의 최대-해상도 룩업 테이블들을 저장하기 위해 요구되는 메모리의 양은 상당할 수 있다. 그에 따라서, 밝기 보정 값들에 대한 룩업 테이블들은 감소된 해상도로 저장될 수 있다. 예컨대, 1280x960의 해상도를 갖는 이미지 데이터의 경우, 룩업 테이블들은 80x60(또는 룩업 테이블의 외부 그리드를 고려하기 위한 81x61)의 감소된 해상도를 가질 수 있다. 감소된 해상도 테이블들은 예컨대 이중선형 보간을 사용하는 동작 동안 최대 사이즈로 확장될 수 있다.
[00332] 평탄 필드 보정 블록(1730)으로부터 출력된 픽셀들은 종래의 감마 보정을 적용하는 감마 보정 블록(1740)으로 전달될 수 있다. 마지막으로, 감마 보정 블록(1740)으로부터 출력된 픽셀들은 도 9와 관련하여 설명된 바와 같이, 디스플레이(62)로의 컬러 순차적 출력을 위해 컬러 필드 버퍼들(1750)에 전달될 수 있다.
[00333] 도 61은 2개의 실시예들에 따른 시스템 어레인지먼트들을 묘사한다. 제1 실시예는, 이미지 생성기로부터 이미지 데이터를 수신하고, 이미지 데이터를 조작하고(예컨대, 제어 데이터를 제거하고), 오직 이미지 데이터를 디스플레이 패널들에 송신하는 VR/AR/MR 시스템의 디스플레이 제어기에 의해 구현되는 픽셀 프로세싱 파이프라인을 묘사한다. 그러나, 도 61에 도시된 바와 같이, 픽셀 프로세싱 파이프라인은 또한 원격 프로세서("벨트팩 프로세서") 및/또는 DP 대 MPI 브리지(제2 실시예)에 의해 구현될 수 있다. 이러한 픽셀 프로세싱 파이프라인 위치들은 오직 예시적이며, 픽셀 프로세싱 파이프라인은 VR/AR/MR 시스템의 다양한 다른 컴포넌트들에 의해 구현될 수 있다.
머리 포즈 데이터에 기반한 늦은 이미지 와핑
[00334] 본원에서 논의된 바와 같이, 시스템(80)은 신체-장착된 디스플레이들, 이를테면 헬멧, 안경, 고글 등을 포함할 수 있다. 게다가, 시스템(80)은, 3차원으로 사용자(60)의 머리의 포지션, 배향, 속도 및/또는 가속도를 추정 및 추적하기 위해 사용될 수 있는 측정들을 수행하는 센서들, 이를테면 자이로스코프들, 가속도계들 등을 포함할 수 있다. 센서들은 사용자(60)에 의해 자신의 머리 상에 착용된 관성 측정 유닛에 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자(60)의 머리 포즈는, 예컨대, 머리의 배향을 표시하는 벡터로서 추정될 수 있다. 이와 같은 머리 포즈 정보는 사용자(60)가 VR/AR/MR 장면과 상호작용할 수 있게 하는 수단으로서 사용될 수 있다. 예컨대, 만약 사용자(60)가 자신의 머리를 돌리거나 기울이면, 장면은 대응하는 방식으로 와핑되거나 조정될 수 있다(예컨대, 장면의 시야가 시프트되거나 기울어질 수 있다).
[00335] 도 25a는 머리 포즈 정보에 기반하여 이미지 데이터를 와핑하기 위한 예시적인 시스템(2500a)을 예시한다. 시스템(2500a)은 사용자(60)의 머리 포즈를 계산하기 위해 사용될 수 있는 측정들을 취하고 추적하는 관성 측정 유닛(2510a)을 포함한다. 이는 또한 사용자(60)의 머리의 포지션 및 배향을 검출하기 위해 사용될 수 있는 다른 타입들의 센서들을 포함할 수 있다. 이들은 예컨대, 외향 비디오 카메라들을 포함할 수 있다. 관성 측정 유닛(2510a) 및 다른 센서들로부터의 데이터는 머리 포즈 프로세서(2512a)에 전달된다. 머리 포즈 프로세서(2512a)는 사용자(60)의 현재 머리 포즈를 결정하기 위해 모든 소스들로부터의 머리 포즈 측정 데이터를 분석한다. 대안적으로 및/또는 부가적으로, 머리 포즈 프로세서(2512a)는 미래에 하나 이상의 인스턴트들에서 사용자(60)의 머리 포즈를 예측하기 위해 현재 및 과거 머리 포즈 측정 데이터를 사용할 수 있다.
[00336] 시스템(2500a)은 또한 GPU(2520a)를 포함한다. GPU(2520a)는 사용자(60)에게 디스플레이될 가상, 증강 및/또는 혼합 현실 이미지 데이터를 렌더링하는 것을 담당한다. 머리 포즈 프로세서(2512a)에 의해 결정된 바와 같은 사용자(60)의 현재 및/또는 예측된 머리 포즈는 GPU(2520a)에 입력될 수 있다. 이러한 머리 포즈 정보는 렌더링될 이미지 데이터에 대한 뷰잉 절두체를 결정하기 위해 GPU(2520a)에 의해 사용될 수 있다. 게다가, GPU(2520a)는 사용자(60)의 머리의 포지션, 배향 및/또는 움직임에 기반한 적합한 이미지 와핑 동작들을 수행하기 위해 머리 포즈 정보를 사용하는 와핑 프로세서(2524a)를 포함한다. 이미지 와핑 동작들은, 예컨대, 사용자(60)의 머리 포즈에서의 변화들을 보상하는 회전들, 병진운동 시프트들, 및 임의의 다른 변환을 포함할 수 있다.
[00337] 그런다음 GPU(2520a)로부터 렌더링된 이미지 데이터는 디스플레이 제어기(2530a)에 전달된다. 본원에서 논의된 바와 같이, 디스플레이 제어기(2530a)는 렌더링된 이미지 데이터를, 함수들, 이를테면 깊이 평면들의 혼합 및 광학 왜곡들에 대한 보정으로 프로세싱할 수 있다. 그런다음 디스플레이 제어기(2530a)는 이미지 데이터를 디스플레이 구동기(2540a)에 스캔 아웃하고, 그런다음 디스플레이 구동기(2540a)는 이미지 데이터로 하여금 디스플레이(2550a) 상에 도시되게 한다.
[00338] 비록 도 25a에 도시된 시스템(2500a)의 타입이 머리 포즈에 기반하여 이미지 데이터를 와핑할 수 있을지라도, 이를 수행할 때 일부 제한들을 갖는다. 예컨대, GPU(2520a) 및 디스플레이 제어기(2530a)에 프로세싱 지연이 존재한다. 또한, 이미지 데이터를 디스플레이 구동기(2550a)에 제공하기 위한 스캔 아웃 시간과 연관된 지연이 존재한다. 스캔 아웃 시간은 전형적으로 시스템(2500a)의 프레임 레이트에 의존한다. 예컨대, 60 fps의 프레임 레이트는 전형적으로 약 1/60 = 16 ms의 스캔 아웃 시간을 수반하는 한편, 120 fps의 프레임 레이트는 전형적으로 약 1/120 = 8 ms의 스캔 아웃 시간을 수반하고, 240 fps의 프레임 레이트는 전형적으로 약 1/240 = 4 ms의 스캔 아웃 시간을 수반한다. 따라서, 만약 GPU(2520a)가 사용자(60)의 당시의 머리 포즈에 기반하여 이미지 와핑을 수행하면, 이미지 데이터가 실제로 디스플레이(2550a) 상에 도시되기 전에 머리 포즈가 변하기 쉽다. 대안적으로, GPU(2520a)는 사용자(60)의 예측된 미래 머리 포즈에 기반하여 이미지 와핑을 수행할 수 있지만, 예측된 머리 포즈까지의 시간에 따라 예측 에러가 증가할 수 있기 때문에 예측된 미래 머리 포즈의 정확도는 부적절할 수 있다. 이와 관련하여 VR 시스템들은 일부 지연 및/또는 부정확도를 용인할 수 있는데, 이는 사용자(60)가 전형적으로 오직 자신에게 제공되는 가상 이미지 데이터만을 볼 수 있기 때문이다. 그러나, AR 및 MR 시스템들은 전형적으로 머리 포즈-기반 이미지 데이터 와핑에서의 지연 및/또는 부정확도에 더 민감하다. 이는, 사용자(60)가 자신의 실세계 주변들과 함께 가상 이미지 데이터를 본다는 사실 때문이다.
[00339] GPU로 머리 포즈-기반 이미지 와핑을 수행하는 것과 연관된 문제점들 중 일부는 이미지 와핑 중 일부 또는 전부를 디스플레이 제어기로 대신 수행함으로써 완화될 수 있다.
[00340] 도 25b는 머리 포즈 정보에 기반하여 와핑 이미지 데이터에 대한 개선된 시스템(2500b)을 예시한다. 개선된 시스템(2500b)은, 다른 선택적인 포지션 검출 센서들과 함께, 머리 포즈 측정 데이터를 캡처하는 관성 측정 유닛(2510b)을 포함한다. 머리 포즈 측정 데이터는 관성 측정 유닛(2510b)에 의해 머리 포즈 프로세서(2512b)에 제공된다. 머리 포즈 프로세서(2512b)는 사용자(60)의 현재 및/또는 예측된 머리 포즈를 결정하기 위해 머리 포즈 측정 데이터를 사용한다. 머리 포즈 프로세서(2512b)에 의해 계산된 머리 포즈 정보는 GPU(2520b)에 입력된다. GPU(2520b)는, 사용자(60)에게 디스플레이될 가상 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 뷰잉 절두체를 결정하기 위해 이러한 머리 포즈 정보를 사용한다. GPU(2520b)는 또한, 머리 포즈 프로세서(2512b)로부터 제공된 머리 포즈 정보에 기반하여 이미지 데이터에 대해 하나 이상의 이미지 와핑 동작들을 수행하기 위한 와핑 프로세서(2524b)를 포함한다. 그런다음, GPU(2520b)는 렌더링된 이미지 데이터를 디스플레이 제어기(2530b)에 제공한다.
[00341] 본원에서 논의된 바와 같이, 이미지 와핑 동작들, 이를테면, 이미지 회전들 및 픽셀 시프트들은 다수의 이유들로 디스플레이 제어기(2530b)에 의해 수행될 수 있다. 픽셀 시프트들 및 이미지 회전들은, 예컨대, 사용자(60)에 의한 머리 움직임들로 인해, 이미지 데이터가 디스플레이(2550b) 상에서 이동될 필요가 있는 경우들에서 수행될 수 있다. 이러한 경우들에서, 이미지 데이터의 콘텐츠는 동일할 수 있지만, 디스플레이(62) 상의 뷰잉 영역 내의 그의 위치는 시프팅될 필요가 있을 수 있다. GPU(2520b)에서 이미지 데이터를 렌더링하고, 픽셀들의 전체 세트를 디스플레이 제어기(2530b)로 다시 전송하기보다는, 픽셀 시프트 및/또는 이미지 회전은 이미지 와핑 제어 데이터를 사용하여 이미지 데이터에 적용된다. 도 10 및 11에 예시된 바와 같이, 이미지 와핑 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터는 프레임의 처음에 포함될 수 있다. 대안적으로, 그리고/또는 부가적으로, 이미지 와핑 제어 데이터는 프레임 내에서(예컨대, 제1 행 후에) 또는 프레임의 마지막에 전송될 수 있다. 이것은, 예컨대, MIPI(Mobile Industry Processor Interface) DSI(Display Serial Interface) 가상 채널을 사용하여 이루어질 수 있다.
[00342] 픽셀 시프트들 및/또는 이미지 회전들은 또한, 사용자(60)가 자신의 머리를 움직이고 픽셀들의 더 정확한 표현이 요구되는 경우들에서 수행될 수 있다. GPU(2520b)가 이미지를 재-렌더링하게 하기보다는, 디스플레이 제어기(2530b)에 의해 상당히 더 적은 지연으로 늦은 이미지 와핑 동작이 적용될 수 있다. 본원에서 설명된 임의의 픽셀 시프트 및/또는 이미지 회전은 단일 깊이 평면 또는 다수의 깊이 평면들에 영향을 줄 수 있다. 본원에서 이미 논의된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 다양한 깊이 평면들이 디스플레이될 때 간의 시간의 차이들이 존재한다. 이러한 시간 차이들 동안에, 사용자(60)는, 뷰잉 절두체가 시프팅될 필요가 있을 수 있도록 자신의 눈들을 시프팅할 수 있다. 이것은 깊이 평면들 중 임의의 평면에 대해 픽셀 시프트를 사용하여 달성될 수 있다.
[00343] 이미지 와핑 제어 데이터는 단일 깊이 평면의 프레임 내에서 X-Y 방향의 픽셀 시프트를 표시할 수 있다. 대안적으로, 그리고/또는 부가적으로, 픽셀 시프트 제어 데이터는 깊이 평면 버퍼들 간의 Z 방향의 시프트를 표시할 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 깊이 평면들에서 이전에 디스플레이된 오브젝트는 Z-픽셀 시프트로 다른 깊이 평면 세트로 움직일 수 있다. 이러한 타입의 시프트는 또한 각각의 깊이에 대해 부분적인 이미지를 확대 또는 감소시키기 위한 스케일러를 포함할 수 있다. 예컨대, 디스플레이된 캐릭터가 2개의 깊이 평면들 간에 부유하고, 다른 오브젝트에 의해 그 캐릭터의 어떠한 폐색도 없다고 가정된다. 깊이 방향의 캐릭터의 분명한 움직임은 Z-픽셀 시프트 및 스케일러를 사용하여 하나 이상의 깊이 평면들 상의 캐릭터를 전방향 또는 후방향으로 재-드로잉함으로써 달성될 수 있다. 이것은, 캐릭터를 재-렌더링하고 프레임 업데이트를 디스플레이 제어기(2530b)에 전송하지 않고서 달성될 수 있어서, 훨씬 더 낮은 계산적 비용으로 더 원활한 모션 성능을 발생시킨다.
[00344] 스케일러는 또한, 예컨대, 렌즈들(192, 194, 196, 198)의 결과로서 디스플레이 내에서 발생하는 확대 효과들을 보상하는 데 사용될 수 있다. 그러한 렌즈들은, 사용자에 의해 관찰될 수 있는 가상 이미지들을 생성할 수 있다. 가상 오브젝트가 하나의 깊이 평면으로부터 다른 깊이 평면으로 움직일 때, 가상 이미지의 광학 확대는 실제로 물리적 세계에서 예상될 광학 확대와 반대일 수 있다. 예컨대, 물리적 세계에서, 오브젝트가 뷰어로부터 추가의 깊이 평면에 위치될 때, 오브젝트는, 더 근접한 깊이 평면에 위치된 경우에서 오브젝트가 보이는 것보다 더 작게 보일 것이다. 그러나, 가상 오브젝트가 디스플레이에서 더 가까운 깊이 평면으로부터 더 먼 깊이 평면으로 움직일 때, 렌즈들은 실제로 오브젝트의 가상 이미지를 확대할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 스케일러는 디스플레이의 광학 확대 효과들을 보상하는 데 사용된다. 광학기에 의해 발생되는 확대 효과들을 보정하기 위해, 각각의 깊이 평면에 대해 스케일러가 제공될 수 있다. 게다가, 컬러마다 임의의 스케일링 이슈들이 해결되면, 각각의 컬러에 대해 스케일러가 제공될 수 있다.
[00345] 일부 실시예들에서, 최대 수평 픽셀 시프트는 전체 패널 폭에 대응할 수 있는 반면에, 최대 수직 픽셀 시프트는 전체 패널 높이에 대응할 수 있다. 포지티브 및 네거티브 시프트들 둘 모두는 제어 데이터에 의해 표시될 수 있다. 이러한 픽셀 시프트 정보를 사용하면, 디스플레이 제어기는 깊이 평면들 간에 비디오 데이터의 프레임을 왼쪽 또는 오른쪽, 위 또는 아래 그리고 전방향 또는 후방향으로 시프팅할 수 있다. 픽셀 시프트 정보는 또한 비디오 데이터의 프레임으로 하여금 왼쪽-눈 디스플레이 패널로부터 오른쪽-눈 디스플레이 패널로 또는 그 역으로 완전히 또는 부분적으로 시프팅되게 할 수 있다. 광 필드 비디오 데이터에서 깊이 평면들 각각에 대해 픽셀 시프트 정보가 포함될 수 있다.
[00346] 일부 실시예들에서, 이를테면, 스캐닝-기반 디스플레이들이 사용되는 실시예들에서, 증분 분산형 이미지 와핑 동작들(예컨대, 픽셀 시프트들 및/또는 이미지 회전들)이 수행될 수 있다. 예컨대, 비디오 데이터의 프레임에 대한 상이한 컬러 컴포넌트 서브-프레임 이미지 데이터에 대해, (예컨대, 각각의 서브-프레임 이미지가 프로세싱될 때 이용가능한 현재 머리 포즈 정보에 기반하여) 상이한 이미지 와핑 동작들이 수행될 수 있다. 예컨대, 먼저 프로세싱 및/디스플레이된 픽셀들은, 미드-프레임 머리 움직임을 보상하기 위해 또는 가상 오브젝트의 모션을 시뮬레이팅하기 위해, 프레임 내의 나중에-프로세싱/디스플레이되는 픽셀들보다 더 많이 또는 더 적게 시프팅될 수 있다. 유사하게, 상이한 깊이 평면들에 대해, (예컨대, 각각의 깊이 평면이 프로세싱될 때 이용가능한 현재 머리 포즈 정보에 기반하여) 상이한 이미지 와핑 동작들이 수행될 수 있다. 예컨대, 하나의 깊이 평면의 픽셀들은 다른 깊이 평면의 픽셀들보다 더 많이 또는 더 적게 시프팅될 수 있다. 일부 실시예들에서, 눈 추적 기술은, 사용자(60)가 디스플레이 스크린의 어느 부분을 응시하는지를 결정하는 데 사용된다. 상이한 깊이 평면들에서 또는 심지어 단일 깊이 평면 내의 상이한 위치들에서 가상 오브젝트들은, 사용자(60)가 디스플레이 해당 부분을 응시하든지 아니든지 간에 픽셀 시프팅될(또는 시프팅되지 않을) 수 있다(또는 이에 의존하여 시프팅되지 않고 그리고/또는 회전됨). 사용자가 응시하지 않는 오브젝트들이 존재하면, 그러한 오브젝트들에 대한 이미지 와핑 제어 데이터는, 사용자가 응시하는 이미지 데이터를 와핑하기 위한 성능을 개선하기 위해 무시될 수 있다. 다시, 눈 추적기는, 디스플레이(62) 상에 사용자(60)가 어디를 보고 있는지를 결정하는 데 사용될 수 있다.
[00347] 도 25b를 다시 참조하면, GPU(2520b)로부터 렌더링된 이미지 데이터는 제어 데이터와 함께 디스플레이 제어기(2530b)에 제공될 수 있다. 개선된 시스템(2500b)의 실시예에서, 렌더링된 이미지 데이터가 제공된 제어 데이터는, 이미지 와핑 동작들을 수행하기 위해 GPU(2520b)에 의해 사용된 머리 포즈 정보를 포함할 수 있다. 제어 데이터는 또한, GPU(2520b)가 이미지 와핑 동작들을 수행하는 데 사용한 머리 포즈 정보에 대응하는 시간의 순간(예컨대, 머리 포즈 정보를 결정하는 데 사용된 측정들이 캡처된 시간의 순간)을 표시하는 타임스탬프를 포함할 수 있다. 타임스탬프는 클록(2560b)으로부터의 클록 신호를 사용하여 생성될 수 있다.
[00348] 디스플레이 제어기(2530b)는 GPU(2520b)로부터 렌더링된 이미지 데이터를 수신하고, 광학 왜곡, 보정, 깊이 평면 혼합 등을 포함하는 본원에 논의된 프로세싱 임무들 중 임의의 것을 수행할 수 있다. 게다가, 개선된 시스템(2500b)에서, 관성 측정 유닛(2510b)은, 이미지 데이터가 GPU(2520b)에 의해 프로세싱되는 시간 기간 동안 그리고 그 후에 바로, 업데이트된 머리 포즈 측정 데이터를 디스플레이 제어기(2530b)에 제공할 수 있다. 이것은, 도 25b에 도시된 바와 같이, 전용 채널을 사용하여 이루어질 수 있다. 또는, 업데이트된 머리 포즈 측정 데이터는, 렌더링된 이미지 데이터가 GPU(2520b)로부터 디스플레이 제어기(2530b)에 제공되기 바로 전에, 렌더링된 이미지 데이터로 삽입되는 제어 데이터로서, 디스플레이 제어기(2530b)에 제공될 수 있다. 이러한 제어 데이터는, 이미지 데이터의 마지막 행이 전송된 후에, 가장 최신의 머리 포즈 측정 데이터가 버퍼 오른쪽에 기록되는 것을 소프트웨어가 보장할 수 없는 경우에, 전용 하드웨어에 의해 부가될 수 있다. 업데이트된 머리 포즈 측정 데이터를 전용 채널을 통해 전달하거나, 첨부된 제어 데이터를 전달하는 경우에, 디스플레이 제어기(2530b)에 제공된 업데이트된 머리 포즈 측정 데이터는 타임스탬핑될 수 있다. 타임스탬프는 클록(2560b)으로부터의 클록 신호를 사용하여 생성될 수 있다. 예시된 바와 같이, 클록(2560b)은 동일한 클록 신호를 관성 측정 유닛(2510b), 머리 포즈 프로세서(2512b), GPU(2520b) 및 디스플레이 제어기(2530b)에 제공할 수 있다. 이러한 공통 클록 신호를 사용하여, 이들 디바이스들 각각은 시간-기반 머리 포즈-관련 이미지 와핑 동작들을 수행하기 위해 공통 참조 프레임을 가질 수 있다.
[00349] 디스플레이 제어기(2530b)는 머리 포즈 프로세서(2532b) 및 와핑 프로세서(2534b)를 포함한다. 머리 포즈 프로세서(2532b)는, 현재 머리 포즈 정보를 결정하기 위해 관성 측정 유닛(2510b)에 의해 제공된 업데이트된 머리 포즈 측정들을 사용할 수 있다. 전형적으로, 디스플레이 제어기(2530b) 내부의 머리 포즈 프로세서(2532b)에 의해 생성된 머리 포즈 정보는 이미지 와핑 동작들을 수행하기 위해 GPU(2520b)에 의해 사용되는 머리 포즈 정보보다 더 최신이다. 이것은, 관성 측정 유닛(2510b)이 전형적으로 이미지 데이터를 렌더링하기 위해 GPU(2520b)에 의해 요구된 시간보다 더 빠른 레이트로 머리 포즈 측정들을 캡처할 수 있기 때문이다. 다른 말로, 이미지 데이터가 GPU(2520b)에 의해 렌더링되고, 그런다음 디스플레이 제어기(2530b)로 전달되는 동안, 관성 측정 유닛(2510b)은 업데이트된 머리 포즈 측정 데이터를 계속해서 수집한다. 이것은, 디스플레이 제어기(2530b)에 제공된 업데이트된 머리 포즈 측정 데이터이다.
[00350] 관성 측정 유닛(2510b)으로부터 제공된 업데이트된 머리 포즈 측정들은, 현재 머리 포즈 정보(예컨대, 현재 머리 포즈 벡터)를 생성하기 위해 디스플레이 제어기(2530b) 내의 머리 포즈 프로세서(2532b)에 의해 사용된다. 그런다음, 이러한 현재 머리 포즈 정보는 이미지 와핑을 수행하기 위해 GPU(2520b)에 의해 사용되는 머리 포즈 정보와 비교될 수 있다. 게다가, 머리 포즈 정보의 이러한 세트들 각각에 대한 타임스탬프들이 비교될 수 있다. 개개의 타임스탬프들 간의 차이들과 함께, 머리 포즈 정보의 이러한 개개의 세트들 간의 차이들은 델타 머리 포즈 정보를 결정하는 데 사용될 수 있다. 델타 머리 포즈 정보는, 예컨대, GPU(2520b)에 의해 이미지 와핑 동작들에서 사용하기 위한 머리 포즈 정보가 결정되는 시간부터, 디스플레이 제어기(2530b)에 의해 수행될 이미지 와핑 동작들에서 사용하기 위한 더 최신의 머리 포즈 정보가 결정되는 시간까지, 사용자(60)의 머리 포즈의 변화를 나타내는 델타 머리 포즈 벡터일 수 있다.
[00351] 디스플레이 제어기(2530b)는 와핑 프로세서(2534b)를 포함하고, 그런다음 와핑 프로세서(2534b)는 델타 머리 포즈 정보에 기반하여 하나 이상의 이미지 와핑 동작들을 수행할 수 있다. 델타 머리 포즈 정보를 사용하여 디스플레이 제어기(2530b)에서 이미지 와핑 동작들을 수행하기 위한 대안으로서, GPU(2520b)는 임의의 이미지 와핑 동작들을 수행하는 것을 포기할 수 있고, 대신에 와핑 프로세서(2534b)는 디스플레이 제어기(2530b) 내부의 머리 포즈 프로세서(2532b)에 의해 결정된 현재 머리 포즈 정보에만 기반하여 이미지 와핑 동작들을 수행할 수 있다. 그러나, GPU(2520b)로 초기의 이미지 와핑 동작들을 수행하고, 그런다음 델타 머리 포즈 정보를 사용하여 디스플레이 제어기(2530b)로 부가적인 이미지 와핑 동작들을 수행하는 접근법이 유리할 수 있는데, 왜냐하면 이는 디스플레이 제어기(2530b)에 의해 수행되는 이미지 와핑 동작들로 하여금 더 작은 크기들을 갖게 할 수 있기 때문이다.
[00352] 일부 실시예들에서, GPU(2520b)에 의해 디스플레이 제어기(2530b)에 제공된 이미지 데이터는 디스플레이(2550b)의 디스플레이 해상도에 대하여 오버-사이징될 수 있다. 예컨대, 디스플레이(2550b)가 1280x960 이미지 데이터를 도시하도록 설계되면, 더 많은 수의 행들 및/또는 열들을 갖는 이미지 데이터가 디스플레이 제어기(2530b)에 제공될 수 있다. 이미지 데이터의 이러한 과도한 행들 및/또는 열들은 이미지 데이터의 모든 4개의 측들에 대해 버퍼 구역들로 기능을 할 수 있다. 버퍼 구역들은 디스플레이 제어기(2530b)가 에지들에서 이미지 데이터를 소진하지 않고서 머리 포즈-기반 이미지 와핑(예컨대, 회전들 및/또는 병진운동 시프트들)을 수행할 수 있게 한다. 예컨대, 사용자(60)의 머리 포즈가 이미지 데이터 X 열들을 오른쪽으로 시프팅하는 것을 요청하면, 왼쪽 손 버퍼 구역의 이미지 데이터의 X 열들은 디스플레이될 이미지로 이동될 수 있다. 이러한 식으로, 디스플레이 제어기(2530b)에 제공된 오버-사이즈 이미지는, 이미지 데이터의 부재로 인해 또는 손실된 이미지 데이터 대신에 흑색 픽셀들을 삽입할 필요가 없기 때문에, 이미지 와핑 동작을 완료할 수 없다는 위험요소를 회피하거나 감소시킨다.
[00353] 본원에서 논의된 바와 같이, 디스플레이 제어기(2530b)는, 디스플레이 제어기(2530b)가 이미지 데이터를 프로세싱하는 때에 현재인 머리 포즈 정보에 기반하여 이미지 와핑 동작들, 이를테면, 이미지 스케일링, 병진운동 시프트들, 및 이미지 회전들을 실행할 수 있다. 이것은 개선된 시스템(2500b)의 디스플레이 제어기(2530b)가 사용자(60)의 머리 포즈의 변화들을 더 양호하게 보상할 수 있게 한다. 그런다음, 이미지 데이터는 디스플레이 제어기(2530b)로부터 디스플레이 구동기(2540b)로 판독되고, 디스플레이 구동기(2540b)는 궁극적으로 디스플레이(2550b) 상에 이미지 데이터를 도시한다. 그러나, 개선된 시스템(2500b)에서조차, 머리 포즈-기반 이미지 와핑이 디스플레이 제어기(2530b)에 의해 적용될 때와 사용자(60)가 실제로 이미저리를 볼 때 사이에 - 스캔 아웃 시간으로 인해 - 잠재적으로 상당한 양의 지연이 여전히 남아있다. 스캔 아웃 지연은, 시스템(2500b)을 비교적 높은 프레임 레이트들(예컨대, 240 이상의 fps)로 동작시킴으로써 감소될 수 있지만, 이것은 상당한 계산 비용 및 연관된 전력 증가들을 수반한다. 그러나, 이들 문제점들 중 일부 또는 전부는 도 25c에 도시된 개선된 시스템에서 해결된다.
[00354] 도 25c는, 머리 포즈 정보에 기반하여 이미지 데이터를 와핑하기 위한 또 다른 개선된 시스템(2500c)을 예시한다. 도 25b의 시스템(2500b)과 같이, 도 25c의 개선된 시스템(2500c)은 관성 측정 유닛(2510c), 머리 포즈 프로세서(2512c), GPU(2520c)(와핑 프로세서(2524c)를 가짐), 디스플레이 제어기(2530c)(머리 포즈 프로세서(2532c) 및 와핑 프로세서(2534c)를 가짐), 디스플레이 구동기(2540c), 및 디스플레이(2550c)를 포함할 수 있다. 이들 컴포넌트들 각각은 도 25b의 시스템(2500b)에 대하여 앞서 논의된 바와 같이 동작할 수 있다. 그러나, 개선된 시스템(2500c)에서, 디스플레이 구동기(2540c)는 머리 포즈 프로세서(2542c) 및 와핑 프로세서(2544c)를 포함하도록 맞춤화된다. 디스플레이 구동기(2540c)의 머리 포즈 프로세서(2542c) 및/또는 와핑 프로세서(2544c)는 디스플레이 브리지 칩(미도시), 이를테면, MIPI(Mobile Industry Processor Interface) 브리지에 대한 디스플레이 포트 상에 상주할 수 있다.
[00355] 관성 측정 유닛(2510c)(및 가능하게는 다른 포지션 검출 센서들)로부터의 머리 포즈 측정 데이터가 디스플레이 구동기(2540c)에 제공된다. 클록(2560c)으로부터의 클록 신호는 또한 디스플레이 구동기(2540c)에 제공된다. 이러한 아키텍처에 기반하여, 하나 이상의 머리 포즈-기반 이미지 와핑 동작들은, 더 최신의 머리 포즈 정보에 기반하여, 디스플레이 제어기(2530c)로부터의 이미지 스캔 아웃 이후에 수행될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 디스플레이 구동기(2540c)는, 겨우 1ms 지난 머리 포즈 정보에 기반하여 하나 이상의 이미지 와핑 동작들을 수행한다.
[00356] 개선된 시스템(2500c)에서, 디스플레이 제어기(2530c)는, 이미 논의된 바와 같이, 이미지 데이터를 디스플레이 구동기(2540c)로 스캔하지만, 이러한 실시예에서, 스캔된 이미지 데이터는 제어 데이터를 포함한다. 스캔된 이미지 데이터가 제공된 제어 데이터는, 이미지 와핑 동작들을 수행하기 위해 디스플레이 제어기(2530c)에 의해 사용된 머리 포즈 정보를 포함할 수 있다. 게다가, 제어 데이터는 또한, 그 머리 포즈 정보에 대응하는 시간의 순간(예컨대, 이미지 와핑을 수행하기 위해 디스플레이 제어기(2530c)에 의해 사용되는 머리 포즈 측정들이 캡처된 시간의 순간)을 표시하는 타임스탬프를 포함할 수 있다. 타임스탬프는 클록(2560c)으로부터의 클록 신호를 사용하여 생성될 수 있다.
[00357] 한편, 이미지 데이터가 디스플레이 제어기(2530c)에 의해 프로세싱되는 시간 기간 동안 그리고 그 후에, 관성 측정 유닛(2510c)은 업데이트된 머리 포즈 측정 데이터를 디스플레이 구동기(2540c)에 계속 제공할 수 있다. 이러한 머리 포즈 측정 데이터에는 타임스탬프가 제공될 수 있다. 업데이트된 머리 포즈 측정 데이터는, 도 25c에 도시된 바와 같이, 전용 채널을 사용하여 관성 측정 유닛(2510c)으로부터 디스플레이 구동기(2540c)에 제공될 수 있다. 또는, 업데이트된 머리 포즈 측정 데이터는, 디스플레이 제어기(2530b)로 스캔 아웃되기 바로 전에, 프레임의 마지막에 삽입되는 제어 데이터로서 디스플레이 구동기(2540c)에 제공될 수 있다. 이러한 제어 데이터는, 이미지 데이터의 마지막 행이 전송된 후에, 가장 최신의 머리 포즈 측정 데이터가 버퍼 오른쪽에 기록되는 것을 소프트웨어가 보장할 수 없는 경우에, 전용 하드웨어에 의해 부가될 수 있다. 업데이트된 머리 포즈 측정 데이터를 전용 채널을 통해 전달하거나, 첨부된 제어 데이터를 전달하는 경우에, 디스플레이 구동기(2540c)는, 관성 측정 유닛(2510c)에 의해 제공된 업데이트된 머리 포즈 측정들에 기반하여 머리 포즈 정보를 결정하기 위해 머리 포즈 프로세서(2542c)를 사용할 수 있다. 전형적으로, 디스플레이 구동기(2540c) 내부의 머리 포즈 프로세서(2542c)에 의해 생성된 머리 포즈 정보는 디스플레이 제어기(2530c)에 의해 제공되는 머리 포즈 정보보다 더 최신이다. 이것은, 이미지 데이터가 디스플레이 제어기(2530c)에 의해 프로세싱되는 동안, 관성 측정 유닛(2510c)이 업데이트된 머리 포즈 측정 데이터를 계속 수집하기 때문이다. 이것은, 디스플레이 구동기(2530c)에 제공된 이러한 더 업데이트된 머리 포즈 측정 데이터이다.
[00358] 그런다음, 디스플레이 구동기(2540c) 내의 머리 포즈 프로세서(2542c)에 의해 생성된 더 최신의 머리 포즈 정보는 이미지 와핑 동작들을 수행하기 위해 디스플레이 제어기(2530c)에 의해 사용되는 머리 포즈 정보와 비교될 수 있다. 게다가, 머리 포즈 정보의 이러한 세트들 각각에 대한 타임스탬프들이 비교될 수 있다. 개개의 타임스탬프들 간의 차이들과 함께, 머리 포즈 정보의 이러한 개개의 세트들 간의 차이들은 델타 머리 포즈 정보를 결정하는 데 사용될 수 있다. 델타 머리 포즈 정보는, 예컨대, 디스플레이 제어기(2530c)에 의해 이미지 와핑 동작들에서 사용하기 위한 머리 포즈 정보가 결정된 시간부터, 디스플레이 구동기(2540c)에 의해 수행될 이미지 와핑 동작들에서 사용하기 위한 더 최신의 머리 포즈 정보가 결정된 시간까지, 사용자(60)의 머리 포즈의 변화를 나타내는 델타 머리 포즈 벡터일 수 있다.
[00359] 디스플레이 구동기(2540c)는 와핑 프로세서(2544c)를 포함하고, 그런다음 와핑 프로세서(2544c)는 델타 머리 포즈 정보에 기반하여 하나 이상의 이미지 와핑 동작들을 수행할 수 있다. 델타 머리 포즈 정보를 사용하여 디스플레이 구동기(2540c)에서 이미지 와핑 동작들을 수행하기 위한 대안으로서, GPU(2520c) 및/또는 디스플레이 제어기(2530c)는 임의의 이미지 와핑 동작들을 수행하는 것을 포기할 수 있고, 대신에 와핑 프로세서(2544c)는 디스플레이 구동기(2540c) 내부의 머리 포즈 프로세서(2542c)에 의해 결정된 현재 머리 포즈 정보에만 기반하여 이미지 와핑 동작들을 수행할 수 있다. 그러나, GPU(2520c) 및/또는 디스플레이 제어기(2530c)로 초기의 이미지 와핑 동작들을 수행하고, 그런다음 델타 머리 포즈 정보를 사용하여 디스플레이 구동기(2540c)로 부가적인 이미지 와핑 동작들을 수행하는 접근법이 유리할 수 있는데, 왜냐하면 이는 디스플레이 구동기(2540c)에 의해 수행되는 이미지 와핑 동작들로 하여금 더 작은 크기들을 갖게 할 수 있기 때문이다.
[00360] 디스플레이 구동기(2540c)에 의해 수행된 이미지 와핑 동작들이 사용자(60)가 실제로 이미지 데이터를 볼 때에 시간상으로 더 근접하기 때문에, 그리고 그러한 동작들이 더 최신의 머리 포즈 정보에 기반하기 때문에, 사용자(60)는 더 적은 머리 포즈-관련 레이턴시로 더 양호한 경험을 즐긴다.
[00361] 일부 실시예들에서, GPU(2520c) 및 디스플레이 제어기(2530c)에 의해 디스플레이 구동기(2540c)에 제공된 이미지 데이터는 디스플레이(2550c)의 디스플레이 해상도에 대하여 오버-사이징될 수 있다. 예컨대, 디스플레이(2550c)가 1280x960 이미지 데이터를 도시하도록 설계되면, 더 많은 수의 행들 및/또는 열들을 갖는 이미지 데이터가 디스플레이 구동기(2540c)에 제공될 수 있다. 이미지 데이터의 이러한 과도한 행들 및/또는 열들은 이미지 데이터의 모든 4개의 측들에 대해 버퍼 구역들로 기능을 할 수 있다. 버퍼 구역들은 디스플레이 구동기(2540c)가 에지들에서 이미지 데이터를 소진하지 않고서 머리 포즈-기반 이미지 와핑(예컨대, 회전들 및/또는 병진운동 시프트들)을 수행할 수 있게 한다. 예컨대, 사용자(60)의 머리 포즈가 이미지 데이터 X 열들을 오른쪽으로 시프팅하는 것을 요청하면, 왼쪽 손 버퍼 구역의 이미지 데이터의 X 열들은 디스플레이될 이미지로 이동될 수 있다. 이러한 식으로, 디스플레이 구동기(2540c)에 제공된 오버-사이즈 이미지는, 이미지 데이터의 부재로 인해 또는 손실된 이미지 데이터 대신에 흑색 픽셀들을 삽입할 필요가 없기 때문에, 이미지 와핑 동작을 완료할 수 없다는 위험요소를 회피하거나 감소시킨다.
[00362] 도 25b 및 25c에 도시된 개선된 시스템들(2500b 및 2500c)의 일부 실시예들에서, 하나 이상의 이미지 와핑 동작들은, 이미지 데이터의 깊이 평면들 및/또는 컬러 필드들 모두에 대한 동일한 머리 포즈 측정들 및/또는 다른 머리 포즈 정보에 함께 기반하여, 디스플레이 제어기(2530b, 2530c) 및/또는 디스플레이 구동기(2540c)에 의해 수행될 수 있다. 또는, 일부 실시예들에서, 디스플레이 제어기(2530b, 2530c) 및/또는 디스플레이 구동기(2540c)는, 상이한 머리 포즈 측정들 및/또는 다른 머리 포즈 정보에 기반하여, 이미지 데이터의 컬러 필드들 및/또는 깊이 평면들 중 상이한 것들에 대해 하나 이상의 이미지 와핑 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 제1 이미지 와핑 동작은 제1 시간에 대응하는 제1 머리 포즈 측정들 및/또는 다른 머리 포즈 정보를 사용하여 이미지 데이터의 제1 컬러 필드 및/또는 깊이 평면에 대해 수행될 수 있다. 그런다음, 제2 이미지 와핑 동작은 후속적 제2 시간에 대응하는 업데이트된 제2 머리 포즈 측정들 및/또는 다른 머리 포즈 정보를 사용하여 이미지 데이터의 제2 컬러 필드 및/또는 깊이 평면에 대해 수행될 수 있다. 이것은 각각의 시간의 업데이트된 머리 포즈 측정들 및/또는 다른 머리 포즈 정보에 기반하여 이미지 데이터의 각각의 컬러 필드 및/또는 깊이 평면에 대해 반복될 수 있다.
[00363] 게다가, 일부 실시예들에서, 디스플레이 제어기(2530b, 2530c) 및/또는 디스플레이 구동기(2540c)는, 상이한 머리 포즈 정보에 기반하여, 이미지 데이터의 컬러 필드 또는 다른 서브-프레임의 상이한 부분들에 대해 하나 이상의 이미지 와핑 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 제1 이미지 와핑 동작은 제1 시간에서의 머리 포즈 측정들에 대응하는 제1 머리 포즈 정보를 사용하여 이미지 데이터의 컬러 필드 또는 다른 서브-프레임의 제1 부분에 대해 수행될 수 있다. 그런다음, 제2 이미지 와핑 동작은 후속적 제2 시간에서의 머리 포즈 측정들에 대응하는 업데이트된 제2 머리 포즈 정보를 사용하여 이미지 데이터의 컬러 필드 또는 다른 서브-프레임의 제2 부분에 대해 수행될 수 있다. 이것은 각각의 시간에 업데이트된 머리 포즈 정보에 기반하여 이미지 데이터의 컬러 필드의 각각의 부분 또는 다른 서브-프레임에 대해 반복될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 이미지 데이터는 블록들로 분할될 수 있고, 머리 포즈 측정들 및/또는 다른 머리 포즈 정보를 포함하는 제어 데이터는 블록들 간에 이미지 데이터가 배치된 다양한 행들 및/또는 열들에 제공될 수 있다. 각각의 블록에 대한 머리 포즈 측정들 및/또는 다른 머리 포즈 정보는 이전 블록에 대하여 업데이트될 수 있다. 각각의 블록에 대한 업데이트된 머리 포즈 측정들 및/또는 다른 머리 포즈 정보는 대응하는 블록에 대한 하나 이상의 이미지 와핑 동작들을 수행하는 데 사용될 수 있다.
[00364] 도 25b 및 도 25c에 도시된 개선된 시스템들(2500b 및 2500c)은, 동시보다는 (도 9에 도시된 바와 같이) 연속적으로 상이한 컬러 필드들을 디스플레이하는 컬러 순차적 디스플레이 기술들에 대해 특히 유리하다. 이것은, 컬러 순차적 디스플레이들에서, 이미저리의 각각의 프레임의 개개의 컬러 필드들이 프로세싱되거나 디스플레이될 때의 시간들 사이에 일부 지연이 있다는 사실로 인한 것이다. 이러한 지연 동안 사용자(60)의 머리의 움직임은 에러들, 이를테면, 색분해를 발생시킬 수 있고, 여기서 중첩되도록 의도된 이미지 데이터의 상이한 컬러들이 대신에 공간적으로 분리된다. 그에 따라서, 일부 실시예들에서, 개선된 시스템(2500b)의 디스플레이 제어기(2530b) 및/또는 개선된 시스템(2500c)의 디스플레이 구동기(2540c)는 컬러 필드마다 머리 포즈-기반 이미지 와핑을 수행할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 제어기(2530b) 및/또는 디스플레이 구동기(2540c)는 관성 측정 유닛(2510c)으로부터 머리 포즈 측정들을 계속해서 수신할 수 있고, 업데이트된 머리 포즈 정보를 계속해서 계산할 수 있다. 그런다음, 디스플레이 제어기(2530b) 및/또는 디스플레이 구동기(2540c)는, 각각의 개개의 컬러 필드가 프로세싱되거나 디스플레이 상에 도시되기 바로 전에, 이미저리의 각각의 컬러 필드에 대한 이미지 데이터를 와핑하기 위해, 업데이트된 머리 포즈 정보를 사용할 수 있다.
[00365] 도 25b 및 도 25c에 도시된 개선된 시스템들(2500b 및 2500c)은 또한, 다중-깊이 평면 이미저리, 이를테면, 본원에서 설명된 분류를 사용하는 시스템(80)에 대해 특히 유리하다. 이것은, 이미지 데이터의 정해진 프레임에 대한 상이한 깊이 평면들이 프로세싱 또는 디스플레이될 때의 시간들 간에 전형적으로 일부 지연이 존재하기 때문이다. 예컨대, 파 필드 깊이 평면과 연관된 이미지 데이터는 제1 시간에 프로세싱되거나 디스플레이될 수 있는 반면에, 니어 필드 깊이 평면과 연관된 이미지 데이터는 후속적 제2 시간에 프로세싱되거나 디스플레이될 수 있다. 이러한 지연 동안 사용자(60)의 머리의 움직임은, 에러들, 이를테면, 깊이 평면 분해를 발생시킬 수 있고, 여기서, 예컨대, 니어 필드 깊이 평면에 위치된 다른 가상 오브젝트에 의해 가려지도록 의도된 파 필드 깊이 평면에 위치된 가상 오브젝트는, 가까운 오브젝트가 먼 오브젝트를 더 이상 적절히 가리지 않도록 시프팅되게 한다. 그에 따라서, 일부 실시예들에서, 개선된 시스템(2500b)의 디스플레이 제어기(2530b) 및/또는 개선된 시스템(2500c)의 디스플레이 구동기(2540c)는 깊이 평면마다 머리 포즈-기반 이미지 와핑을 수행할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 제어기(2530b) 및/또는 디스플레이 구동기(2540c)는 관성 측정 유닛(2510c)으로부터 머리 포즈 측정들을 계속해서 수신할 수 있고, 업데이트된 머리 포즈 정보를 계속해서 계산할 수 있다. 그런다음, 디스플레이 제어기(2530b) 및/또는 디스플레이 구동기(2540c)는, 각각의 개개의 깊이 평면이 프로세싱되거나 디스플레이(2550c) 상에 도시되기 바로 전에, 이미지 데이터의 각각의 깊이 평면에 대해 이미지 데이터를 와핑하기 위해, 업데이트된 머리 포즈 정보를 사용할 수 있다.
[00366] 다른 예에서, 디스플레이 제어기(2530b) 및/또는 디스플레이 구동기(2540c)는 컬러 필드마다뿐만 아니라 깊이 평면마다 머리 포즈-기반 이미지 와핑을 수행할 수 있다. 예컨대, 도 9에 도시된 컬러 순차적 디스플레이 방식을 참조하여, 디스플레이 제어기(2530b) 및/또는 디스플레이 구동기(2540c)는, D0 깊이 평면의 녹색 컬러 필드인 G0 필드에 대한 제1 머리 포즈 정보를 계산할 수 있다. 그런다음, 디스플레이 구동기(2540c)는, G0 필드를 프로세싱하거나 이를 디스플레이(2550c) 상에 도시하기 바로 전에(예컨대, 1ms 내에서), G0 필드를 와핑할 수 있다. 후속적으로, 디스플레이 제어기(2530b) 및/또는 디스플레이 구동기(2540c)는, D0 깊이 평면의 적색 컬러 필드인 R0 필드에 대한 제2 머리 포즈 정보를 계산할 수 있다. 그런다음, 디스플레이 제어기(2530b) 및/또는 디스플레이 구동기(2540c)는, R0 필드를 프로세싱하거나 이를 디스플레이(2550c) 상에 도시하기 바로 전에, R0 필드를 와핑할 수 있다. 그런다음, 이러한 동일한 절차는 B0, G1, R1, B1, G2, R2, 및 B2 컬러 필드들에 대해 순차적으로 반복될 수 있다.
[00367] 도 62 내지 도 64는 GPU에서 와핑 동작을 수행하기 위한 다양한 실시예들에 따른 다양한 방법들을 도시한다. 이것은 와핑 동작을 픽셀 프로세싱/디스플레이 파이프라인으로 푸시 다운(push down)한다. 제1의 최신의 머리 포즈 추정은 (예컨대, 디스플레이 버퍼 내의 이미지 데이터의 마지막 행에서) 디스플레이 제어기에 전송된다. 단일 프레임에 대해 깊이 평면들을 디스플레이하기 위해 8.33ms가 이용가능하지만, 최신의 머리 포즈 추정은, 포즈 예측 지연을 디스플레이 시간의 약 50%로 삭감하는 4ms 지난 것일 수 있다. 이것은 예측 에러를 감소시킨다. 와핑 동작이 디스플레이 파이프라인에 대해 수행될 때, 이것은 이미지 프로세싱과 병렬로 발생하고, 이로써 더 많은 GPU 사이클들이 다른 이미지 프로세싱 기능에 이용가능하게 한다.
[00368] 도 62는 (도 63 및 도 64에 대해) 제1 실시예를 예시한다. 제1 실시예에서, 이전 필드 상에서 병렬로 발생하는 디스플레이 파이프라인 상에서 와핑 동작을 수행하는 것은 그 동작으로부터 GPU를 확보할 뿐만 아니라, 동작의 레이턴시를 감소시키는데, 그 이유는 그것이 제2 실시예에서 도시된 바와 같이 직렬이 아니기 때문이다.
[00369] 도 63은 IMU 업데이트 레이트가 대략 300Hz로 증가되고 데이터가 디스플레이 파이프라인과 직접적으로 공유되는 제2 실시예를 묘사한다. 이 실시예에서, 새로운 IMU 데이터는 각각의 와핑에 대해(예컨대, 컬러 필드당) 사용될 수 있다. 이는 포즈 결정과 와핑 사이의 시간을 감소시킨다(예컨대, 6.77-12.3ms로부터 2.77ms로). 결과적으로, 이는 오핑 에러들 및 색분해를 감소시킨다.
[00370] 이 실시예에서, 디스플레이 파이프라인은 시스템의 마지막 행 상에 제공된 최신 포즈, GPU 콘텐츠가 생성되었을 때 사용된 포즈 및 최신 IMU 샘플을 분석하여 와핑을 수행한다. 이는, 필드가 제1 실시예에서와 같이 21ms까지 보다는, IMU 샘플의 3ms 내에서 렌더링될 것이므로 예측 시간을 상당히 감소시킨다. 더 낮은 예측 시간은 직접적으로, 상당히 더 낮은 에러 및 더 낮은 색분해로 치환된다.
[00371] 도 64는 제3 실시예를 묘사하며, 여기서 대형 와핑이 GPU에서 수행되고 나서, (예컨대, 컬러 필드 당) 디스플레이 파이프라인 보다 아래에서, 후속적 IMU 측정들 및 더 작고 더 빠른 와핑들이 이어진다. (도 63에 묘사된 제2 실시예에서와 같이) 각각의 컬러 필드에 대해 업데이트된 IMU 샘플을 사용하는 것은, 정해진 머리 포즈를 사용하는 GPU의 렌더링 이벤트와 디스플레이에 부딪치는 실제 광자 간에 여전히 0이 아닌 시간량을 남긴다. 제3 실시예에서, 픽셀 파이프라인은 맞춤 블록으로서 브리지 또는 GPU 상에 상주한다. 이 실시예는 프로세서 제어기 상의 대형 디스플레이 버퍼를 사용하여, 스크린 업데이트 당 3번 DRAM으로부터 프레임 버퍼를 판독해야 할 필요성(이는 대역폭을 소비할 수 있음)을 회피할 수 있다. 이 실시예는 또한 버퍼 사이즈들을 감소시키기 위해 데이터 압축을 사용할 수 있다. 픽셀 파이프라인이 브리지 상에 있는 경우 와핑 동작은 또한 왜곡 보상의 부분일 수 있다.
컬러 룩업 테이블 혼합 모드
[00372] 도 26은 컬러 룩업 테이블 혼합 동작 모드를 구현하기 위한 시스템(2600)의 예시적인 실시예를 예시한다. 시스템(2600)은 3-대-1 멀티플렉서(2640) 및 하나 이상의 룩업 테이블들(2650)을 포함한다. 멀티플렉서(2640)에 대한 입력은 적색, 녹색 및 청색 컬러 필드들을 포함하는 이미지 데이터이다. 이미지 데이터의 각각의 픽셀은 8 비트 적색 값(2610), 8 비트 녹색 값(2620) 및 8 비트 청색 값(2630)을 갖는다. 이러한 컬러 값들에 대한 비트 중 일부는 본원의 다른 곳에서 논의되는 바와 같이 제어 데이터를 포함할 수 있다. 예컨대, 예시된 실시예에서, 각각의 컬러 필드에 대한 픽셀 값은 8 비트를 포함하며, 그의 6 최상위 비트는 컬러를 특정하는 데 사용되는 반면, 2 최하위 비트는 제어 데이터로서 따로 세팅된다. 일부 실시예들에서, 제어 데이터는 이미지 데이터의 각각의 픽셀이 대응하는 깊이 평면(도 26에서 RGBx 시퀀스로서 지칭됨)을 특정할 수 있다.
[00373] 도 26에 도시된 바와 같이, 멀티플렉서(2640)는 3개의 입력들, 즉 적색 값(2610)의 최상위 6 비트, 녹색 값(2620)의 최상위 6 비트 및 청색 값(2630)의 최상위 6 비트를 수신한다. 멀티플렉서(2640)는 룩업 테이블(들)(2650)로 전달하기 위해 이들 입력들 중 하나를 선택하는 데 사용되는 현재 활성 컬러 제어 라인을 갖는다. 일부 실시예들에서, 현재의 활성 컬러 제어 라인은 0, 1 또는 2의 값을 가질 수 있으며, 이들 값들 각각은 3개의 컬러 필드들 중 하나에 대응한다. 예시된 실시예에서, 현재 활성 컬러는 적색이다. 따라서, 멀티플렉서(2640)는 적색 값(2610)의 최상위 6 비트를 룩업 테이블(들)(2650)에 전달한다.
[00374] 현재 활성 컬러의 6 최상위 비트를 수신하는 것 외에도, 룩업 테이블(들)(2650)은 또한 컬러 필드들 중 하나 이상으로부터 제어 데이터를 수신한다. 예시된 실시예에서, 각각의 컬러 값의 2 최하위 비트들은 제어 데이터로 기능하고, 이들 비트 모두는 부가적인 입력으로서 룩업 테이블(들)(2650)에 전달된다. 또한, 룩업 테이블(들)(2650)은 입력으로서 현재 활성 컬러를 수신한다. 최종적으로, 룩업 테이블(들)(2650)은 입력으로서 현재 깊이 평면을 수신한다. 일부 실시예들에서, 현재 깊이 평면은 제어 데이터에 의해 특정된 3개의 깊이 평면들 중 하나이다.
[00375] 룩업 테이블(들)(2650)은 전술한 입력들 모두에 기반하여 현재 활성 컬러에 대한 최종 컬러 값을 특정하는 데 사용된다. 예시된 실시예에서, 현재 활성 컬러는 적색이고, 적색 값(2610)의 6 최상위 비트, 적색 값(2610)의 2 최하위 비트, 녹색 값(2620)의 2 최하위 비트 및 청색 값(2630)의 2 최하위 비트(즉, 총 12 비트)는 4 킬로바이트 룩업 테이블(2650)로 인덱싱하는 데 사용된다. 인덱싱될 수 있는 9개의 그러한 룩업 테이블들(2650)이 존재한다. 테이블 선택은 현재 활성 컬러(3개의 옵션들) 및 현재 활성 깊이 평면(3개의 옵션들)을 기반으로 한다. 이러한 접근법은 여러 깊이 평면들에 걸쳐 픽셀 컬러들의 선형, 맞춤 및 비-선형 혼합을 허용하고, 이에 따라 디스플레이(62)의 출력에 있어 대량의 유연성을 제공한다.
통과 가능한 세계
[00376] 도 27은 일 실시예에 따라 MR 경험을 생성하기 위한 방법(3700)을 개략적으로 예시한다. 단계(3702)에서, MR 시스템들을 착용하는 사용자들은 실제 물리적 세계 주위를 이동한다. 사용자들이 세계 주위를 이동함에 따라, 그의 개개의 MR 시스템들은 이미지들 및 깊이 정보를 캡처한다. 선택적으로, 캡처된 이미지들 및 깊이 정보는, MR 시스템이 이미지들 및 깊이 정보를 캡처한 시간에 그 MR 시스템의 포지션 및 배향을 설명하는 포즈 정보로 태깅될 수 있다. 다양한 사용자들이 실제 물리적 세계에 대해 상이한 포지션들 및 배향들을 갖기 때문에, 다양한 사용자들로부터의 캡처된 이미지들 및 깊이 정보는 다수의 포지션들 및 배향들로부터 보다 정확한 실제 물리적 세계의 보다 완벽한 표현을 구축하는 데 사용될 수 있다.
[00377] 단계(3704)에서, 캡처된 이미지들 및 깊이 정보로부터 생성되고 실제 물리적 세계를 표현하는 "통과 가능한 세계"가 영구 데이터에 저장된다. 일 실시예에서, 통과 가능한 세계는 사용자들에 의해 착용되는 MR 시스템들에 동작 가능하게 커플링된 서버 상에 저장된다.
[00378] 단계(3706)에서, 이미지 데이터를 분석하고 그로부터 오브젝트들을 식별하도록 구성된 소프트웨어 및/또는 애플리케이션인 "객체 인식기"는 통과 가능한 세계를 분석한다. 테이블들과 같은 오브젝트들은 오브젝트 인식기들에 의해 식별된다. 오브젝트 인식기들은 MR 시스템들 및/또는 이에 연결된 서버들 상에서 구동될 수 있다.
[00379] 단계(3708)에서, MR 시스템 및/또는 이에 연결된 서버들은 점유된 통과 가능한 세계의 부분들을 결정한다. 예컨대, 테이블이 배치되는 통과 가능한 세계의 부분은 점유되는 것으로 결정되어서, 가상 오브젝트들이 통과 가능한 세계의 부분으로 스폰되거나 움직이지 않게 되며, 이는 MR 경험을 약화시킬 것이다.
[00380] 단계(3710)에서, MR 시스템 및/또는 이에 연결된 서버들은 통과 가능한 세계에서 오브젝트들의 표면들을 정의하기 위해 하나 이상의 메시들을 생성한다. 단계(3712)에서, MR 시스템 및/또는 이에 연결된 서버들은 통과 가능한 세계에서 오브젝트들의 표면들을 정의하기 위해 하나 이상의 평면들을 형성한다. 이러한 메시들 및 평면들은 보다 현실적인 MR 경험을 가능하게 하고 애플리케이션 개발(예컨대, 게임 개발)을 단순화한다.
[00381] 단계(3714)에서, MR 시스템 및/또는 이에 연결된 서버들은 통과 가능한 세계(인식된 오브젝트들, 점유 옥트리들, 메시들 및 평면들을 포함함)를 다양한 MR 애플리케이션들에 송신한다. 이러한 애플리케이션들은 통과 가능한 세계에 가상 오브젝트들 또는 픽셀들을 배치하거나 "고정"하는 것을 포함하는 다양한 기능들을 위해 통과 가능한 세계를 사용할 수 있다. 또한, 애플리케이션은 통과 가능한 세계에서 표면들 및 오브젝트들의 폐색들, 충돌들 및 거동을 결정하기 위해 통과 가능한 세계를 사용될 수 있다.
무선 데이터 전달
[00382] MR 머리 장착 디스플레이, 모바일 컴퓨팅 지원 시스템 및 토템 제어기 간의 무선 연결은 MR 시스템을 보다 쉽고 자연스럽게 사용 가능하게 할 것이다. 그러나 사용자의 신체는 무선 신호들을 감쇠시켜서, 용인가능한 품질의 MR 경험을 생성하는 데 요구되는 데이터 양을 효과적으로 송신하기에는 신호 손실이 너무 높고 그리고/또는 현재 무선 연결성에 대한 대역폭이 너무 낮게 된다.
[00383] (예컨대, MR 대역폭 요건들을 충족시키기 위해) 보다 높은 대역폭들에서 데이터를 송신하기 위한 일부 실시예들에서, MR 시스템들은 대역폭을 증가시키기 위해 안테나들, 수신기들 및 송신기들을 포함한다. 일부 실시예들에서, MR 시스템들은 대역폭 요구를 감소시키도록 데이터 압축을 활용한다. 일부 실시예들에서, MR 시스템들은 각각의 주요 컴포넌트(예컨대, MR 머리 장착 디스플레이, 모바일 컴퓨팅 지원 시스템 및/또는 토템 제어기) 상에 분배된 GPU들을 포함한다. 이러한 실시예들에서, 최소의 낮은 비트 레이트 그래픽 데이터(예컨대, OpenGL)가 (압축의 유무에 관계없이) 송신된다. 그런다음, 수신 컴포넌트는 수신된 최소의 낮은 비트 레이트 그래픽 데이터에 기반하여 이미지들을 렌더링한다.
[00384] 도 28에 묘사된 실시예에서, MR 시스템(3800)은 MR 시스템의 다양한 컴포넌트들(예컨대, MR 머리 장착 디스플레이(3802), 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3804) 및 토템 제어기(3806)) 간의 데이터 송신을 위해 2.4GHz 고속 무선 링크를 포함한다. 2.4GHz 고속 무선 링크는 다른 무선 통신 링크들과 비교하여 비교적 저 레이턴시로 (예컨대, 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3804)과 토템 제어기(3806)의 IMU 간에) 데이터를 송신한다. MR 시스템(3800)은 또한 블루투스(IEEE 802.15.1) 및 WiFi(IEEE 802.11) 무선 링크를 포함하여, 다양한 MR 시스템 컴포넌트들 간에 데이터를 전달하는 3개의 무선 링크들을 발생시킨다.
[00385] 2.4GHz 고속 무선 링크는 MR 머리 장착 디스플레이(3802), 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3804) 및 토템 제어기(3806) 각각에서 2.4GHz 고속 무선 링크 트랜시버들(3808)로 구현된다. 블루투스 무선 링크는 MR 머리 장착 디스플레이(3802), 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3804) 및 토템 제어기(3806) 각각에서 블루투스 트랜시버들(3808)로 구현된다. WiFi 무선 링크는 MR 머리 장착 디스플레이(3802), 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3804) 및 토템 제어기(3806) 각각에서 WiFi 트랜시버들(3812)로 구현된다.
[00386] 무선 트랜시버들의 수를 증가시키는 것은 안테나들 수를 증가시킨다. 일부 실시예들에서, 각각의 MR 시스템 컴포넌트 상의 다양한 무선 트랜시버들(2.4GHz 고속, 블루투스, WiFi)에 대한 안테나들은 다양한 무선 트랜시버들(3808, 3810, 3812) 간의 간섭을 최소화하도록 서로 물리적으로 분리된다. 일 실시예에서, 안테나는 가요성 회로에 리드를 부가함으로써 모바일 컴퓨팅 지원 시스템(3804)에 부가되며, 이는 간섭으로부터 그 특정 안테나를 절연시킬 수 있다.
[00387] 무선 트랜시버들의 수를 증가시키는 것은 또한 다수의 MR 시스템들이 서로 근접하여 동작할 때 (예컨대, 주파수 오버랩으로부터) 간섭의 가능성을 증가시킨다. 이러한 이슈를 해결하기 위한 일 실시예에서, 각각의 MR 시스템의 각각의 무선 트랜시버는 그것이 시작 시에 개방 주파수를 선택하도록 동작하는 주파수들을 스캔하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 각각의 MR 시스템의 각각의 무선 트랜시버는 (예컨대, 니어 필드 통신을 사용하여) 다른 MR 시스템과 협상하여 개방 주파수를 선택하도록 구성된다. 또 다른 실시예에서, 각각의 MR 시스템 상의 무선 트랜시버에 대한 주파수는 MR 시스템의 고유한 식별 번호에 기반하여 약간 수정되어서 주파수들이 그 자체로 MR 시스템에 고유하게 된다.
[00388] 주파수 오버랩 및 다수의 MR 시스템들과의 간섭의 가능성을 감소시키는 방법들은 또한 MR 시스템들과 물리적 위치를 갖는 공유 자원(예컨대, 룸 내의 무선 기지국) 간의 무선 통신들에 적용될 수 있다. 예컨대, 각각의 MR 시스템의 각각의 무선 트랜시버는, 그것이 시작 시에 무선 기지국과의 통신을 위해 개방 주파수를 선택하도록 동작하는 주파수들을 스캔하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 각각의 MR 시스템의 각각의 무선 트랜시버는 (예컨대, 니어 필드 통신을 사용하여) 무선 기지국 및/또는 다른 MR 시스템들과 협상하여 개방 주파수를 선택하도록 구성된다. 또 다른 실시예에서, 각각의 MR 시스템 상의 무선 트랜시버에 대한 주파수들은 MR 시스템의 고유한 식별 번호에 기반하여 약간 수정된다.
시간 도메인 전력 관리
[00389] 또 다른 실시예는 증가된 전력 소비 및 프로세서 사이클로 시스템 전력 소비 및 시스템 가열의 관련 문제들을 해결한다.
[00390] 도 29는 일 실시예에 따라, MR 시스템이 고품질의 MR 경험을 생성하는 데 요구되는 프로세서 사이클들을 제공하면서, 저-전력 모드와 정상 전력 모드 간을 스위칭하는 방법(4000)을 예시하는 흐름도이다. 단계(4002)에서, MR 시스템은 저-전력 모드에서 동작한다. 이 모드에서, 대량의 배터리 전력을 소비하는 다수의 컴포넌트들이 스위치 오프되거나 빠른 웨이크-업 옵션을 갖는 대기 모드에 들어간다. 일 실시예에서, MR 시스템은 사용자가 포즈를 변화시키지 않고 책상에 앉아 있을 때 저-전력 모드에 있다.
[00391] 단계(4004)에서, 저-전력 모드의 MR 시스템은 저 레이턴시 통신 채널을 통해 정상 프로세서 모드에 대한 요청을 수신한다. 예컨대, MR 시스템은 저전력 센서를 사용하여, 사용자의 포즈가 소정의 임계 레벨을 넘어 변하였음을 검출할 수 있다.
[00392] 단계(4006)에서, MR 시스템은 이전에 스위치 오프되거나 대기 모드에 있던 시스템 컴포넌트들에 전력 업함으로써 정상 전력 모드로 스위칭한다. MR 시스템은, 배터리로부터 인출되는 총 전류량 및 시스템 컴포넌트들에 전력 업함으로써 생성되는 열을 제어하도록 정상 프로세서 모드에 대한 특정 요청에 기반하여 시스템 컴포넌트들의 전력 업을 관리한다.
[00393] 단계(4008)에서, MR 시스템은 시스템이 저 프로세서 전력 모드에서 기능할 수 있다는 표시자를 수신한다. 예컨대, MR 시스템은 사용자의 포즈가 소정의 임계량의 시간 동안 비교적 일정하게 유지되었음을 검출할 수 있다.
[00394] 단계(4010)에서, MR 시스템은 저-전력 모드로 리턴한다. MR 시스템이 저-전력 모드에서 동작하는 시간 양을 증가시키는 것은, 배터리 전력 소비 및 프로세서들과 같은 시스템 컴포넌트들에 의해 생성되는 열 둘 모두를 감소시킨다.
[00395] 도 30은 일 실시예에 따라, MR 시스템이 고품질의 MR 경험을 생성하는 데 요구되는 프로세서 사이클들을 제공하면서, 정상-전력 모드와 버스트 또는 고 전력 모드 간을 스위칭하는 방법(4100)을 예시하는 흐름도이다. 단계(4102)에서, MR 시스템은 정상-전력 모드에서 동작한다. 일 실시예에서, MR 시스템은, 가상 오브젝트들을 렌더링 및 디스플레이하는 것과 같은 다른 MR 시스템 기능들 없이 사용자가 자신의 신체 및 시선을 시프팅할 때 정상-전력 모드에 있다.
[00396] 단계(4104)에서, 정상-전력 모드의 MR 시스템은 고 프로세서 모드에 대한 요청을 수신한다. 예컨대, MR 시스템은 가상 오브젝트들을 렌더링 및 디스플레이하는 것에 대한 요청을 수신할 수 있다.
[00397] 단계(4106)에서, MR 시스템은 대량의 전력을 요구하는 소정의 시스템 컴포넌트들을 동작시킴으로써 버스트 또는 고전력 모드로 스위칭한다. MR 시스템은, 배터리로부터 인출되는 총 전류량 및 버스트 모드에서 동작하는 시스템 컴포넌트들에 의해 생성되는 열을 제어하도록 고 프로세서 모드에 대한 특정 요청에 기반하여 시스템 컴포넌트들의 제1 모드를 관리한다.
[00398] 단계(4108)에서, MR 시스템은 시스템이 정상 프로세서 모드에서 기능할 수 있다는 표시자를 수신한다. 예컨대, MR 시스템은 그것이 더 이상 가상 오브젝트들을 렌더링 및 디스플레이할 필요가 없음을 검출할 수 있다.
[00399] 단계(4110)에서, MR 시스템은 정상-전력 모드로 리턴한다. MR 시스템이 버스트 모드에서 동작하는 시간 양을 감소시키는 것은, 배터리 전력 소비 및 프로세서들과 같은 시스템 컴포넌트들에 의해 생성되는 열 둘 모두를 감소시킨다.
이산 이미징 모드
[00400] 이산 이미징 모드는 다수의 평면들을 갖는 MR 시스템에 대한 특정 절전 및 열 감소 모드이다. 이산 이미징 모드에서, 콘텐츠 전부 또는 대부분은 하나의 평면에 있다. 이산 이미징 모드의 MR 시스템은 하나의 평면에서 이미지들을 렌더링 및 투사하도록 그의 자원들에 지시함으로써 전력을 절감하고 열을 감소시킨다. 다른 평면들의 이미지들에는 (예컨대, 블러링(blurring)함으로써, 업데이트 빈도를 감소시킴으로써, 기타 등등에 의해) 훨씬 더 적은 프로세싱이 제공된다. 단일 깊이 평면 상에 이미지들을 제공하는 것은 혼합 이슈들을 감소시키며, 이는 다수의 프로세서 사이클들을 요구할 수 있다.
[00401] 도 31a는 일 실시예에 따라, 고-품질 MR 경험을 유지하면서, 다중 평면 디스플레이 모드와 이산 이미징 모드 간을 스위칭하는 방법(4200)을 예시하는 흐름도이다. 단계(4202)에서, MR 시스템은 다중 평면 모드에서 동작한다. 다중 평면 모드에서, MR 시스템은 다수의 깊이 평면에 있는 이미지들을 렌더링 및 투사한다. 이미지들을 렌더링 및 투사하는 것은 상당한 양의 프로세서 사이클들 및 배터리 전력을 요구하고, 그리하여 상당한 양의 열을 생성한다.
[00402] 단계(4204)에서, MR 시스템은 단일 평면 활동의 표시자를 수신한다. 단일 평면 활동의 표시자들은 사용자가 MR 시스템을 사용하여 가상 스크린 상에 영화가 디스플레이되도록 요청하는 것 및 사용자가 MR 시스템을 사용하여 2D 애플리케이션을 개방하는 것을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음). 단일 평면 활동의 다른 표시자들은, 사용자의 시선이 임계량의 시간 동안 특정 평면으로 수렴하고 있음을 표시하는 눈 또는 시선 추적 결과들을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음.
[00403] 단계(4206)에서, MR 시스템은 단일 평면 활동의 표시자의 수신에 대한 응답으로 이산 이미징 모드로 스위칭한다. 갑작스런 모드 스위칭 아티팩트들을 방지하기 위해, 사용자의 눈들이 추적되어 깜박임을 검출 및/또는 예측할 수 있고, MR 시스템은 깜박임 동안 다중 평면 모드로부터 이산 이미징 모드로 변경하도록 구성될 수 있다. MR 시스템은 비-충격적 트랜지션(non-jarring transition)을 생성하도록 검출된 또는 예측된 눈 움직임(예컨대, 단속적 운동) 동안 모드들을 변경하도록 구성될 수 있다. MR 시스템은, 시스템이 현재 렌더링하고 있는 평면과 상이한 평면 상에 가상 오브젝트가 제공될 때 눈 움직임을 검출 또는 예측할 수 있다.
[00404] 단계(4208)에서, 시스템은 다중 평면 활동의 표시자를 수신한다. 다중 평면 활동의 표시자들은, 사용자가 임계량 초과의 시간 초과 동안 이산 이미징 모드의 평면으로부터 눈길을 돌리는 것을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음). 다중 평면 활동의 다른 표시자들은, 사용자가, 이산 이미징 모드의 평면 상에 디스플레이되는 영화 또는 애플리케이션이 정지되도록 요청하는 것을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음).
[00405] 단계(4210)에서, 시스템은 다중 평면 활동의 표시자의 수신에 대한 응답으로 다중 평면 모드로 리턴한다. 단계(4206)에서와 같이, MR 시스템은 비-충격적 트랜지션을 생성하도록 검출된 또는 예측된 깜박임 또는 단속적 운동 동안 모드들을 스위칭하도록 구성될 수 있다.
[00406] 도 31b는 다른 실시예에 따라, 고-품질 MR 경험을 유지하면서, 다중 평면 디스플레이 모드와 이산 이미징 모드 간을 스위칭하는 방법(4200)을 예시하는 흐름도이다. 단계(4202)에서, MR 시스템은 다중 평면 모드에서 동작한다. 다중 평면 모드에서, MR 시스템은 다수의 깊이 평면에 있는 이미지들을 렌더링 및 투사한다. 이미지들을 렌더링 및 투사하는 것은 상당한 양의 프로세서 사이클들 및 배터리 전력을 요구하고, 그리하여 상당한 양의 열을 생성한다.
[00407] 단계(4204')에서, MR 시스템은 미리 결정된 임계치에 접근하는 MR 시스템의 표시자를 수신한다. 본 출원에서 사용된 바와 같이, 수치 임계치에 "접근"한다는 것은 시스템 특성/통계가 수치 임계치의 미리 결정된 양 또는 퍼센티지 내에 있게 된다는 것을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음). 미리 결정된 임계치들은 시스템 온도 제한들 및 배터리 전력 제한들을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음). 예컨대, MR 시스템은 시스템이 미리 결정된 최대 온도 임계치에 접근하거나 도달할 때 표시자를 수신할 수 있다. 다른 실시예에서, MR 시스템은 시스템이 미리 결정된 최소 배터리 전력 임계치에 접근하거나 도달할 때 표시자를 수신할 수 있다. 임계치는 시스템 기능에 중요할 수 있어서, 이러한 임계치들에 도달하거나 통과하는 것은 시스템으로 하여금 중단되게 할 수 있다. 대안적으로, 임계치는 시스템으로 하여금 차선의 레벨에서 기능하게 하는 상태을 표시하기 위해 세팅되거나 미리 결정될 수 있다.
[00408] 단계(4206)에서, MR 시스템은 미리 결정된 임계치에 접근하는 MR 시스템의 표시자의 수신에 대한 응답으로 이산 이미징 모드로 스위칭한다. 갑작스런 모드 스위칭 아티팩트들을 방지하기 위해, 사용자의 눈들이 추적되어 깜박임을 검출 및/또는 예측할 수 있고, MR 시스템은 깜박임 동안 다중 평면 모드로부터 이산 이미징 모드로 변경하도록 구성될 수 있다. MR 시스템은 비-충격적 트랜지션(non-jarring transition)을 생성하도록 검출된 또는 예측된 눈 움직임(예컨대, 단속적 운동) 동안 모드들을 변경하도록 구성될 수 있다. MR 시스템은, 시스템이 현재 렌더링하고 있는 평면과 상이한 평면 상에 가상 오브젝트가 제공될 때 눈 움직임을 검출 또는 예측할 수 있다.
[00409] 단계(4208')에서, 시스템은 정상 시스템 동작의 표시자를 수신한다. 정상 시스템 동작의 표시자들은 어떠한 시스템 특성/통계도 수치 임계치의 미리 결정된 양 또는 퍼센티지 내에 있지 않은 시스템을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음). 정상 시스템 동작의 다른 표시자들은, 시스템이 전력 충전 소스에 연결되는 것을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음).
[00410] 단계(4210)에서, 시스템은 정상 시스템 동작의 표시자의 수신에 대한 응답으로 다중 평면 모드로 리턴한다. 단계(4206)에서와 같이, MR 시스템은 비-충격적 트랜지션을 생성하도록 검출된 또는 예측된 깜박임 또는 단속적 운동 동안 모드들을 스위칭하도록 구성될 수 있다.
눈/시선 추적 기반 렌더링 수정
[00411] 눈 및 시선 추적은 프로세서 사이클들 및 배터리 전력 소비 및 열의 생성을 감소시키기 위해 오브젝트의 렌더링을 수정하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 눈 및/또는 시선 추적은, 사용자가 자신의 FOV 내의 특정 영역에 초점을 맞추고/이를 보고 있다는 것을 표시하며, 이미지들의 렌더링은 사용자의 초점에 집중/포비티드 센터링(foveated centered)될 수 있다. 이는 X 및 Y 방향들뿐만 아니라, 광축을 따라 Z 방향(예컨대, 특정 깊이 평면)에서 행해질 수 있다. 사용자의 초점은 또한, (예컨대, 딥 학습 네트워크를 사용하여) 사용자의 눈 움직임들을 예측함으로써 예측될 수 있다. 사용자의 눈 움직임들은 또한, MR 시스템(예컨대, IMU들, 마이크로폰들, 카메라들 등)에 동작 가능하게 커플링된 다양한 센서의 센서 융합을 사용하여 예측될 수 있다.
[00412] 일 실시예에서, MR 시스템은 이미지들을 사용자의 FOV의 특정 사분면으로 포비팅(foveate)하도록 구성된다. 이는 눈 및 시선 추적/예측의 정확도에 대한 요구들을 감소시킨다. 앞서 논의된 바와 같은, 사용자가 자신의 시선을 초점을 맞추는 특정 사분면들 외부의 이미지들은 더 적은 프로세서 사이클을 요구하는 방법들을 사용하여 렌더링될 수 있다.
[00413] 일 실시예에서, 포비에이션 동안 선명한 렌더링 영역은 더 많은 전력 및/또는 프로세서 용량이 이용 가능할 때(예컨대, MR 시스템이 전력 소스에 연결되고 프로세서 사용이 임계 레벨 아래일 때) 증가/확대될 수 있다. 이 실시예는 전력을 보존하고, 사용자의 초점의 오브젝트가 MR 시스템에 의해 달성 가능한 최고 레벨로 렌더링되도록 보장한다. 포비에이션 동안 선명한 렌더링의 영역을 증가시키는 것은 또한 사용자에 대한 트랜지션을 보다 자연스럽게 한다. MR 시스템은 눈 움직임들의 양, 시스템 온도, 사용자 선호도들 등을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)하는 다른 팩터들에 기반하여 포비에이션 동안 선명한 렌더링의 영역을 수정할 수 있다.
[00414] 다른 실시예에서, 사용자의 눈들의 포지션을 예측하는 데 사용되는 모델은 모델이 사용자의 현재 초점에 중심을 두는 포비티드 영역에서 보다 정확하게 되도록 수정될 수 있다. 포비티드 영역 외부의 영역들에 대해, 모델은 정확도가 더 낮거나 심지어 틀릴 수 있다.
[00415] 사용자의 눈들이 관찰 벡터가 아닌 눈의 회전의 중심의 계산된 위치에 기반하여 추적될 수 있다. 눈의 회전의 중심은 시간이 지남에 따라 상당히 변하지 않는다. 따라서, 사용자의 눈들의 회전의 중심에 기반하여 이미지들을 렌더링하는 것은 덜 프로세서 집약적일 수 있다.
[00416] 도 32는 일 실시예에 따라 렌더링 프로세서 요건들을 감소시키기 위해 추적된 및/또는 예측된 눈 또는 시선 포지션을 사용하는 방법(4300)을 예시하는 흐름도이다.
[00417] 단계(4302)에서, MR 시스템은 그의 사용자의 눈 포지션을 추적 및/또는 예측한다.
[00418] 단계(4304)에서, MR 시스템은 추적된 또는 예측된 눈 포지션에 기반하여 사용자의 현재 초점을 계산한다.
[00419] 단계(4306)에서, MR 시스템은 사용자의 현재 초점을 중심에 둔 포비티드 영역을 생성한다. MR 시스템은 현재 시스템 상태 및/또는 사용자 선호도들에 기반하여 포비티드 영역을 생성할 수 있다.
[00420] 단계(4308)에서, MR 시스템은, 포비티드 영역의 그러한 이미지들의 부분이 보다 정확히(더 높은 프로세서 비용으로) 렌더링되고 포비티드 영역 외부의 그러한 이미지들의 부분들이 덜 정확히(더 낮은 프로세서 비용으로) 렌더링되도록 하나 이상의 가상 이미지들을 렌더링한다.
[00421] 단계(4310)에서, MR 시스템은 렌더링된 가상 이미지들을 사용자에게 디스플레이한다.
장면 증강
[00422] 도 33은 AR/MR 시스템들에서 사용되는 바와 같은 실세계 장면과 연동하여 장면 증강을 도시하는 3D 장면(1)을 묘사한다. 옵션으로서, 3D 장면(1)의 하나 이상의 변동들 또는 그의 임의의 양상은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다.
[00423] 도 35에 도시된 실시예는 단지 하나의 예이다. 도시된 바와 같이, 3D 장면(1)은 캐릭터(2)의 형태의 장면 증강(8)을 포함한다. 캐릭터(2)는 깊이(즉, 캐릭터(2)는 그것이 다수의 깊이 평면들을 통과하도록 배향됨)를 포함하는 3차원을 갖는 것으로 묘사된다. 본원에서 논의된 기법들 중 일부는 깊이의 지각을 시뮬레이팅하기 위해 그래픽 프로세서와 연동하여 지각 프로세서/CVPU의 사용을 포함한다. 본원에서 논의된 실시예들 중 일부는 깊이와 관련한 양상들을 디스플레이하거나 시뮬레이팅하는 데 사용되는 깊이 평면들의 고속 및 저전력 관리를 포함한다. 보다 구체적으로, 깊이와 관련한 양상들을 디스플레이하거나 시뮬레이팅하는 것을 포함하는 장면 증강은 다음 도면들에 묘사된 바와 같이 가능하게는, 부가적인 모듈들을 포함하는 HMD(head mounted display)에 의해 구현될 수 있다.
[00424] 일부 구현들에서, 앞서 언급된 투사기는 다수의 평면들로 형성되며, 이들 각각은 대응하는 깊이 평면과 연관된다. 깊이 평면들은 다양한 구성들로 구성될 수 있으며, 이들 중 하나가 도 34와 관련하여 도시 및 논의된다.
동공 추적에 기반한 깊이 평면 스위칭
[00425] 도 34는 VR/AR/MR 시스템들을 구현하는 컴포넌트들에서 사용되는 바와 같은 연속적으로 더 먼(사용자로부터 1 디옵터 내지 6 디옵터 먼) 깊이 평면들(4500)의 구성을 묘사한다. 옵션으로서, 깊이 평면들(4500) 또는 그들의 임의의 양상의 하나 이상의 변동들은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다.
[00426] 디스플레이 유닛(81)은 이미저리를 사용자에게 제공하기 위해 사용된다. 이미저리는 장면 증강을 포함할 수 있으며, 결국 그 장면 증강은 3차원으로 존재하도록 나타나는 하나 이상의 캐릭터들 또는 오브젝트들을 제공할 수 있다. VR/AR/MR과의 임의의 세션 동안, 사용자는 하나 또는 다른 깊이 평면에 비교적 더 많이 또는 비교적 더 적게 관심이 있을 수 있다. 예컨대, 사용자는 전경 이미저리의 멋진 특징들에 관심이 있거나 또는 가능하게는 배경 이미저리에 관심이 없을 수 있다. 일부 경우들에서, 특정 깊이 평면과 관련한 사용자의 관심 레벨이 (예컨대, 도시된 바와 같이 동공 배향 검출기(4502)에 의해) 검출될 수 있다. 동공 움직임 및 그로부터의 추론들을 수용하기 위해 관심대상은 전경(또는 임의의 다른 깊이 평면)에 의도적으로 유지될 수 있고 그리고/또는 깊이 평면은 의도적으로 프로세싱(예컨대, 블랭킹, 블러링, 컬러 채도 감소 등)될 수 있다. 일부 경우들에서, 관심대상/비관심대상의 검출 및/또는 관심대상/비관심대상의 추론 및/또는 명시적인 커맨드들에 의해, 하나 이상의 깊이 평면들은 디스에이블링되거나 또는 그렇지 않으면 많은 프레임들에 걸쳐있는 패턴에서 제어될 수 있다. 깊이 평면 스위칭 기법의 하나의 예는 다음과 같이 정해진다.
[00427] 도 35는 저전력 VR/AR/MR 시스템들을 구현하기 위해 사용되는 깊이 평면 스위칭 기법(4600)을 묘사한다. 옵션으로서, 깊이 평면 스위칭 기법(4600) 또는 그의 임의의 양상의 하나 이상의 변동들은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. 둘 이상의 깊이 평면들 간에 스위칭하기 위한 깊이 평면 스위칭 기법(4600) 또는 그의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00428] 도시된 바와 같이, 흐름은 (존재한다면) 각각의 평면의 콘텐츠를 결정하기 위해 단계(4602)로부터 개시된다. 단계(4604)는 동공 배향을 결정하고, 그 이후, 디스플레이 애플리케이션 또는 서비스는, 스위칭 패턴을 디스플레이의 평면들에 적용(단계(4608))하기 전에 (단계(4606)에서) 스위칭 패턴을 자동으로 결정하도록 깊이 평면 정보를 동공 정보와 조합한다. 엄밀하게 일 예로서, 하나의 깊이 평면이 블랭킹될 수 있다. 다른 예로서, 다수의 깊이 평면들이 블랭킹될 수 있다. 또 다른 예로서, 디스플레이된 프레임들의 시퀀스의 디스플레이 또는 블랭킹은 자동 스위칭 패턴에 의해 개별적으로 제어될 수 있다.
[00429] 종종 스위칭 패턴들은 높은 레이트의 스피드, 이를테면 초당 30 프레임, 또는 초당 60 프레임, 또는 6개의 평면들 각각에 대해 초당 60 프레임(초당 360개의 개별적으로-제어가능 프레임들의 총 레이트가 됨)으로 동작한다. 그에 따라서, 스위칭 패턴들을 구현하기 위한 소정의 기법들은 비교적 더 적절하고, 다른 기법들은 덜 적절하다. 적어도 빠른 스위칭 및 저전력 소비의 목적들을 위해, 아날로그 스위치들의 뱅크는 빠른 스위칭 시퀀스에서 개별 깊이 평면들을 개별적으로 스위칭 온 또는 오프하도록 기능할 수 있다.
[00430] 깊이 평면 스위칭에 대한 일반적인 접근법들에 관한 추가적인 세부사항들은, 발명의 명칭이 "SEPARATED PUPIL OPTICAL SYSTEMS FOR VIRTUAL AND AUGMENTED REALITY AND METHODS FOR DISPLAYING IMAGES USING SAME"으로 2016년 5월 4일자로 출원된 미국 출원 시리얼 넘버 제15/146,296호(대리인 문서 번호 제 ML.20058.00)에서 설명되며, 그로써 그 출원은 그 전체가 인용에 의해 포함된다.
저전력 깊이 평면 스위칭
[00431] 도 36은 VR/AR/MR 시스템들에서 저전력 깊이 평면 스위칭 기법(4700)을 구현하기 위한 아날로그 스위치들(4708)의 사용을 묘사한다. 옵션으로서, 저전력 깊이 평면 스위칭 기법(4700) 또는 그의 임의의 양상의 하나 이상의 변동들은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. 저전력 깊이 평면 스위칭 기법(4700) 또는 그의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00432] 도시된 바와 같이, 디스플레이 유닛(81)은 하나 이상의 디스플레이 평면들(82)로 구성된다. 하나 이상의 디스플레이 평면들(82)의 각각의 개별 디스플레이 평면은 임의의 개별 깊이 평면을 개별적으로 블랭킹(예컨대, 턴 오프)하거나 채도 감소시키거나 어둡게(예컨대, 전력 감소) 하기 위해 개별적으로 제어될 수 있다. 스위치 세팅들의 시변 세트는 애플리케이션 또는 서비스(4712)에 의해 결정될 수 있다. 결국, 애플리케이션 또는 서비스(4712)는 (경로(4711)를 통해) 아날로그 스위치들(4708)로 전달될 동적으로-결정된 스위치 패턴들의 형성을 구현할 수 있다.
[00433] 스위칭 패턴은 일련의 판단들에 의해 적어도 부분적으로 정의될 수 있다. 도시된 바와 같이, 그러한 판단들은 동적으로-결정된 스위치 패턴들을 형성할 때, 깊이 평면들을 재정렬하는 것, 깊이 평면들을 블랭킹하는 것, 하나 이상의 프레임들을 생략하는 것, 하나 이상의 프레임들을 스와핑하는 것, 및/또는 컬러 시퀀싱을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 블랭킹 또는 생략 또는 스와핑 또는 재정렬 또는 컬러-와이즈 시퀀싱은 (예컨대, 중단들 없이 또는 시각적 시퀀스에서 가시적인 감쇠된 중단들로) 더 만족스럽고 더 현실적인 장면 증강을 전달하도록 기능할 수 있다. 프레임 시퀀스에 대한 하나 이상의 평면들을 생략하는 것은 또한, 더 만족스럽고 더 현실적인 장면 증강을 전달하기 위해 사용될 수 있다.
다수의 구현 구성들
[00434] LED들의 다중화("MUXing")를 이용하기 위한 하나의 방식은 2개의 깊이 평면들 간에 스위칭하기 위해 앞서 언급된 아날로그 스위치들을 사용하는 하나의 RBG 구동기 및 시간 도메인 MUX를 사용하는 것이다. 이것은 매우 높은 레이트의 스위칭을 지원하며, 또한, 특정 평면에 어떠한 데이터도 존재하지 않으면, 레이저들을 자동으로 디스에이블링시킬 수 있다. 다른 방식은 "컬러 순차적" 패턴을 구현하는 것이다. RGB 평면 1을 디스플레이하고, 그런다음 RGB 평면 2를 디스플레이하는 것 등보다는 R, G, 및 그런다음 B를 플래시하는 것이 가능하다. 시간 MUXing 접근법을 사용하여 컬러 순차적 동작들을 스와핑 및 수행하는 것이 가능하다. 이러한 기법은, 사용자가 자신의 머리를 움직임에 따라 (예컨대) 평면 1과 평면 2 간의 컬러 분리를 감소시킨다. 프레임마다 컬러 순차적 컬러 스와핑을 가능하게 하기 위해 스와핑 명령들을 프레임 데이터로 코딩하는 것이 가능하다.
[00435] 일부 실시예들은 비어있는 평면들 상에서 LED들을 중단시킨다. 이것은 콘트라스트를 개선하고 전력을 절약하도록 기능할 수 있다. 이들 기법들은, (1) LED들을 선택적으로 중단시키는 것, 및 (2) 프레임들을 시퀀싱하는 것과 함께 사용될 수 있다.
[00436] 예로서, 3개의 깊이 평면들을 갖는 프레임 및 1개의 깊이 평면만을 갖는 다음의 프레임을 고려한다. 이러한 상황은 불필요한 기능성(예컨대, 전력, 콘트라스트 손실 등)을 중단시킴으로써 제어될 수 있다. 이것은 "제1 행 패킷"을 사용하여 프레임마다 제어될 수 있으며, 여기서 제어 정보의 80 또는 90 바이트는 패킷으로 인코딩되고, 디스플레이들을 동기화시키기 위해 사용된다.
[00437] 일 구현에서, 관리 프로세서는 벨트팩 연결로 헤드셋을 통해 진행되는 핀들의 수를 감소시키기 위해 제어 데이터를 직렬화하는 데 사용된다. 그러한 직렬화는, LVDS(low voltage differential signaling)를 사용할 때 더 긴 케이블이 증가된 잡음 면역 및 신호 무결성을 전달하는 것을 지원한다.
부가적인 깊이 평면 프로세싱
[00438] 이미저리 데이터의 시간-MUXing는 관심있는 효과들을 가능하게 한다. 하나의 깊이 평면, 그런다음 다른 깊이 평면, 그런다음 다른 깊이 평면 등의 식으로 전송할 때, 발생하는 짧은 버스트들로 구성되는 "시간의 광 필드"를 생성하는 것이 가능하다. 더욱 더 흥미롭게도, 컬러 순차적 디스플레이(제1 평면에 대해 R, G, 그런다음 B; 제2 평면에 대해 R, G, 그런다음 B)를 사용할 때, 스위칭이 빨라질수록, 프레임마다의 분해들이 사용자에 의해 인식될 것이 더 적어진다.
[00439] 초고속 스위칭을 달성하기 위해, 깊이 평면 정보가 제공될 때, 머리 포지션 데이터는 GPU에서 실시간으로 업데이트될 수 있다. 예컨대, 포즈 정보는 프레임 행 데이터로(예컨대, 데이터의 마지막 행으로) 인코딩될 수 있다. 이로써, 디스플레이 제어기는 와핑을 로컬적으로 프로세싱할 수 있다. 또한, GPU는 (1) 한번에 하나의 컬러 그리고 (2) 한번에 하나의 깊이 평면으로 디스플레이 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다. 레이턴시는 인간의 지각을 넘어 상당히 감소 또는 제거된다. 이로써, 실시간 포즈 데이터는 디스플레이 제어기에게 실시간으로 조정하도록 명령하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, RGB 데이터의 하나의 특정 평면을 프로세싱할 때, 변환 조정이 다른 평면들과 독립적으로 그 데이터에 대해 와핑을 수행할 수 있다. 인입 데이터를 재정렬하여, 그것이 필드 순차적 순서로 디스플레이 픽셀들을 향해 나아가게 하는 것이 또한 가능하다. 둘 이상의 깊이 평면들을 맞추는 것은 전술한 것을 사용하여 효율적으로 달성될 수 있다. 일부 경우들에서, 이미지 및 제어 데이터는 재정렬을 위해 필요한 일시적인 스토리지 및 대역폭을 감소시키기 위해 압축된다.
[00440] 도 37은 VR/AR/MR 시스템들에서 사용되는 바와 같이 프레임마다의 저전력 깊이 평면 스위칭 기법(4800)을 구현하기 위한 아날로그 스위치들의 사용을 묘사한다. 옵션으로서, 기법(4800) 또는 그의 임의의 양상의 하나 이상의 변동들은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. 기법(4800) 또는 그의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00441] 빠른 스위칭이 아날로그 스위치들(4708)을 사용하여 구현될 수 있다. 깊이 평면 블랭킹 명령들의 시퀀스를 홀딩하기 위한 프레임마다의 버퍼는 시간-정렬된 FIFO(first-in-first out) 버퍼로서 또는 원형 버퍼로서 또는 일련의 메모리 위치들 또는 레지스터들로서 구현될 수 있다. 그에 따라서 그리고 도시된 바와 같이, 스위칭 패턴(예컨대, 스위칭 패턴(48100), 스위칭 패턴(48101), 및 스위칭 패턴(48102))이 일련의 프레임들에 걸쳐 적용될 수 있다. 게다가, 임의의 정해진 프레임은 각각의 개별 깊이 평면과 관련한 블랭킹 명령들의 연관된 세트를 가질 수 있다.
[00442] 도시된 바와 같이, 값들(예컨대, 블랭킹 비트 값들, 컬러 또는 휘도 비트 필드 값들 등)은 6개의 깊이 평면들(예컨대, DP1, DP2, DP3, DP4, DP5, 및 DP6)에 대한 스위칭 패턴들을 구현하기 위해 사용된다. 더 구체적으로, 각각의 프레임 클록에 대해(예컨대, 프레임 클록의 포지티브 에지 상에서 또는 프레임 클록의 네거티브 에지 상에서), 값들의 다음 세트는 원하는 블랭킹 및/또는 컬러 또는 휘도 변화들 등을 생성하기 위해 아날로그 스위치들의 제어 단자 상으로 로딩될 수 있다.
[00443] 일부 상황들에서, 애플리케이션 또는 서비스(예컨대, 애플리케이션 또는 서비스(4712))는 윙크 또는 깜박임 검출에 기반하여 블랭킹을 구현할 수 있다.
[00444] 도 38은 저전력 VR/AR/MR 시스템들에서 프레임마다의 윙크 또는 깜박임 이벤트 깊이 평면 스위칭 기법(4900)을 구현하기 위한 아날로그 스위치들의 사용을 묘사한다. 옵션으로서, 기법(4900) 또는 그의 임의의 양상의 하나 이상의 변동들은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. 기법(4900) 또는 그의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00445] 지각 프로세서/CVPU(85)는 (4906에서의) 윙크 이벤트들의 처음 및 마지막들 및/또는 (4904에서의) 깜박임 이벤트들의 처음 및 마지막들을 결정할 수 있다. 윙크 또는 깜박임 이벤트들 동안, 스위칭 패턴은, 디스플레이의 왼쪽 측 또는 디스플레이의 오른쪽 측 중 어느 하나 또는 둘 모두가 개개의 이벤트 동안 블랭킹(예컨대, 턴 오프)되도록 (예컨대, 값들을 세팅 또는 클리어함으로써) 설정될 수 있다. 일련의 개별 스위칭 값들은 다수의 프레임들에 걸쳐있는 스위칭 패턴을 형성하기 위해 설정될 수 있다. 예컨대, 사용자의 눈이 감겨질 때, 사용자가 시각적 정보를 지각하고 있지 않으므로, 디스플레이는 AR 경험을 손상시키지 않으면서 턴 오프될 수 있다. 이러한 기간 동안 디스플레이를 턴 오프시키는 것은 전력을 절약할 수 있다. 일부 경우들에서, 디스플레이 유닛은 2개의 컴포넌트들: (1) 광의 실제 생성을 수행하는 제1 컴포넌트, 및 (2) 제1 컴포넌트의 온/오프 상태들을 제어하는 제2 컴포넌트로 파티셔닝될 수 있다.
6-슈터 실시예들
[00446] 도 39는 저전력 VR/AR/MR 시스템들에서 디스플레이 기법들을 구현하기 위한 6-슈터 아키텍처의 사용들을 묘사한다. 6-슈터 아키텍처는 3개의 상이한 컬러들(예컨대, R, G, B)의 3개의 방출기들 및 2개의 프레임들의 시퀀스와 조합하여 사용될 수 있다. 프레임들은, 제1 프레임의 임의의 특정 픽셀이 6-슈터의 엘리먼트와 연관될 수 있고 제2 프레임의 임의의 특정 픽셀이 6-슈터의 상이한 엘리먼트와 연관될 수 있도록 시퀀싱될 수 있다. 그에 따라서, 6 슈터는 6개의 독립적으로-제어가능한 방출기들을 제어한다.
[00447] 일부 실시예들은, 2xR, 2xG, 및 2xB 방출기들(예컨대, 상이한 방향들로 패널을 바운싱 오프(bounce off)시키는 6개의 LED 방출기들)이 존재하도록 방출기들의 구성에 의존한다. 혼합된 가변초점 기법을 수행할 때, 연속적인 프레임 순서는, 깊이 평면 1 및 그런다음 깊이 평면 2로 진행하는 {RGB, RGB}이다. 일부 실시예들에서, 이들 2개의 평면들에 대한 방출기들의 격리된 제어가 존재한다. 이로써, 모든 동일한 픽셀들 {RGB, RGB}을 갖는 각각의 깊이 평면에 동일한 프레임 버퍼를 전달하고, 그런다음 기반 필드의 밝기를 변조하는 것이 가능하다. 이로써, 방출기들의 격리된 제어로 인해, 예컨대, 시간에서 R 방출기들 둘 모두를 플래시할 때, 어두운 반사는 일 방식으로 렌더링되고, 밝은 반사는 다른 방식으로 렌더링된다. 많은 경우들에서, 6-슈터는 순차적으로 발사(fire)되며, 본 발명은 그것을 도파관으로 전송하기 위해 패널로부터 이격된 분사 각도를 사용한다. 개선된 접근법에서(예컨대, 혼합된 가변초점 모드에서), 동일한 RGB가 둘 모두의 평면들로 전송되며 ― 픽셀 어레이는 여전히 동일하고, LED들의 밝기(차동 조도)가 조정되어 디스플레이가 더 어두워진다(또는 어두워지지 않는다). 예컨대, 앞서 언급된 기법을 사용하여, 50% 밝기가 전방으로 전송되고, (동일한 프레임 데이터를 사용하여) 50% 밝기가 후방으로 전송된다. 깊이 혼합은 LED 세기를 변경시킴으로써 달성된다. 이산 가변초점을 사용할 때, 픽셀들 모두는 평면 1 및 평면 2 상에서 동일하고, 전체 프레임 버퍼가 이들 2개의 평면들에 걸쳐 혼합되어, 그러한 기법을 이용하여 별개의 필드들을 와핑할 필요성이 존재하지 않는다. 이것은 많은 변동들 또는 상황들(예컨대, 비순차적 디스플레이에 대한 것, R1 및 R2가 동일하지 않고 그리고/또는 시프팅되는 변동들 등)을 커버하기 위해 하드웨어로 구현될 수 있다.
[00448] 6-슈터를 제조하고 사용하기 위한 일반적인 접근법들에 관한 추가적인 세부사항들은, 발명의 명칭이 "SEPARATED PUPIL OPTICAL SYSTEMS FOR VIRTUAL AND AUGMENTED REALITY AND METHODS FOR DISPLAYING IMAGES USING SAME"으로 2016년 5월 4일자로 출원된 미국 출원 시리얼 넘버 제15/146,296호(대리인 문서 번호 제 ML.20058.00)에서 설명되며, 그로써 그 출원은 그 전체가 인용에 의해 포함된다.
저전력 저 레이턴시 헤드셋
[00449] 도 40은 VR/AR/MR 시스템들에서 사용되는 바와 같은 저전력 저 레이턴시 헤드셋 아키텍처(5100)를 묘사한다. 옵션으로서, 저전력 저 레이턴시 헤드셋 아키텍처(5100) 또는 그의 임의의 양상의 하나 이상의 변동들은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. 저전력 저 레이턴시 헤드셋(5100) 또는 그의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00450] 도시된 저전력 저 레이턴시 헤드셋 아키텍처(5100)는 웨이크-온-커맨드 능력을 구현하기 위해 사용될 수 있다. 구체적으로 그리고 도시된 바와 같이, 지각 프로세서 또는 CVPU(85)는 한 세트의 저장된 키워드들에 액세스할 수 있으며, 그 키워드들은 웨이크-온-커맨드 능력에 맵핑된다. 사용자가 웨이크-온-커맨드 키워드들 중 하나(예컨대, "웨이크-업", "헤이 컴퓨터" 등)를 발성할 때, CVPU(85)는 발성을 검출하고, 그것을 웨이크-온-커맨드 키워드로서 분류하며, 웨이크-온-커맨드 키워드 코드를 가능하게는 인터럽트 커맨드(5108)와 함께 벨트팩에 전송할 수 있다. 벨트팩이 슬립-상태 또는 휴지-상태 또는 다른 저-전력 대기 모드에 있었다면, 키워드 코드와 조합된 앞서 언급된 인터럽트의 발생은 벨트팩으로 하여금 웨이크 업하게 할 것이다.
[00451] 이러한 전력 저 레이턴시 데이터 흐름을 달성하기 위한 하나의 방식은, (예컨대, 키워드 검출(5102)을 통한) 키워드 검출 및 분류를 벨트팩보다는 헤드셋에 위치시키는 것이다. 이러한 방식으로, 벨트팩의 기능들(예컨대, 소프트웨어)은 웨이크-업 커맨드의 (예컨대, 벨트팩에 의한) 수신 시에 나올 수 있는 저전력 모드(예컨대, 슬립 또는 휴면, 그러나 오프 모드가 아님)로 들어갈 수 있다. 그러한 저-전력 또는 매우 저전력 슬립 또는 휴지 모드는, 그것이 웨이크-업 커맨드의 헤드셋 검출에 후속적인 임의의 순간에 어웨이크될 수 있다고 예상하면서 들어가질 수 있다.
[00452] 일 구현에서, 도시된 바와 같이, CVPU(85)는 오디오 프로세서(87)와 통신하며, 결국 오디오 프로세서(87)는 하나 이상의 마이크로폰들에 연결된다. CVPU(85) 및/또는 오디오 프로세서(87)는 (예컨대, 마이크로폰들을 통해 수신되고 오디오 프로세서에 의해 프로세싱된 바와 같은) 발성을 키워드 스토리지(5104) 내의 엔트리들과 비교하기 위해 키워드 스토리지(5104)에 액세스할 수 있다. 도시된 바와 같이, 키워드 스토리지(5104)는 단일 워드의 형태의 엔트리들을 포함하지만, 키워드들은 키 어구일 수 있다. 키워드 스토리지(5104)는 발성과 키워드 엔트리들 중 하나 이상 간의 매치를 가능하게 하기 위해, 샘플링된 데이터, 및/또는 음소 데이터, 및/또는 임의의 인코딩된 데이터를 포함할 수 있다. 매치 시에, 키워드 코드(5106)(예컨대, 1, 2, 3 등)는 그의 휴지 또는 다른 저전력 상태로부터 그것을 웨이크 업하기 위해 벨트팩에 전송될 수 있다. 이 실시예에서, 키 워드 또는 키 어구에 대한 매치는 매우 짧은 시간 내에서(예컨대, 일부 키워드들에 대해서는 100 밀리초 내에서 또는 다른 키워드들 또는 키 어구들에 대해서는 수백 밀리초 내에서) 수행될 수 있다.
[00453] 도 41은 VR/AR/MR 시스템들에서 사용되는 바와 같은 저 레이턴시 저전력 흐름의 2개의 시퀀스들을 묘사하는 비교 차트(5200)이다. 옵션으로서, 비교 차트(5200) 또는 그의 임의의 양상의 하나 이상의 변동들은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. 비교 차트(5200) 또는 그의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00454] 도 41에 묘사된 바와 같이, 동작들 판단들의 제1 시퀀스(예컨대, COMMS#1)는 동작들 및 판단들의 제2 시퀀스(예컨대, COMMS#2)와 비교하여 비교적 더 긴 레이턴시 및 더 높은 전력 동작들을 나타낸다. 제1 시퀀스는 (단계(5210)에서) (예컨대, 앞서 언급된 마이크로폰들 중 임의의 마이크로폰을 사용하여) 발성을 검출함으로써 시작된다. 그런다음, (단계(5212)에서) 발성의 사운드들의 샘플들이 프로세싱을 위해 (예컨대, 발성이 키워드였는지 여부를 검출하기 위해) 벨트팩에 전송된다. (판단(5214)에서) 벨트팩 상의 프로세서가 발성이 키워드였다고 결정하면, (단계(5216)에서) 웨이크-업 동작들이 개시된다. 발성의 사운드들의 샘플들을 패키징하고 그런다음 사운드들의 팩킹된 샘플들을 헤드셋으로부터 벨트팩으로 통신하는 것은 시간 뿐만 아니라 전력을 소모한다.
[00455] 발성을 프로세싱하고 웨이크-업 동작들을 개시하는 것은 (도 41 및 도 40의 COMMS#2에 도시된 바와 같이) 헤드셋 도메인에서 배타적으로 수행될 수 있다. 더 구체적으로, 제2 시퀀스는 (단계(5202)에서) (예컨대, 앞서 언급된 마이크로폰들 중 임의의 마이크로폰을 사용하여) 발성을 검출함으로써 시작된다. 그런다음, 발성의 사운드들의 샘플들은, 발성의 사운드들을 벨트백에 전송하지 않으면서 (단계(5204)에서) 발성이 키워드였는지 여부를 검출하기 위해 헤드셋에서 로컬적으로 프로세싱된다. 헤드셋 상의 프로세서가 발성이 키워드였다고 결정하면, (단계(5206)에서) 인터럽트 커맨드가 전송되어, (단계(5208)에서) 웨이크-업 동작들로 하여금 벨트팩에서 개시되게 한다. 이로써, 이것은 발성의 순간과 웨이크-업 커맨드들을 개시하는 순간 간에 비교적 더 낮은 레이턴시를 초래한다. 또한, 제2 시퀀스는 제1 시퀀스의 더 높은 전력 동작들(5222)과 비교하여 더 낮은 전력 동작들(5220)을 초래한다.
저전력 저 레이턴시 움직임 예측
[00456] 도 42는 VR/AR/MR 시스템의 헤드셋 컴포넌트에 움직임 예측들을 전달하기 위한 VR/AR/MR 시스템 블록 다이어그램(5300)이다. 옵션으로서, VR/AR/MR 시스템 블록 다이어그램(5300) 또는 그의 임의의 양상의 하나 이상의 변동들은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. VR/AR/MR 시스템 블록 다이어그램(5300) 또는 그의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00457] 많은 VR/AR/MR 시스템들에서, 사용자 움직임, 특히 사용자의 머리 움직임이 (예컨대, 가속도계를 사용하여) 검출된다. 장면 증강의 변화들은 움직임의 속성에 기반하여 스케줄링된다. 일부 경우들에서, 앞서 언급된 장면 증강 변화 스케줄링은 비교적 긴 시간 기간(예컨대, 몇 초 내지 수초의 큰 부분들)을 커버한다. 원활한 디스플레이 및 현실성을 개선하기 위해, (단계(5302)에서) 검출되고 앞서 언급된 장면 증강에서 사용된 머리 움직임들의 개시를 포함하는 움직임들이 스케줄링을 변경시킨다. 일부 경우들에서, 머리(또는 눈) 움직임의 초기 측정(예컨대, 움직임 이벤트들(5304))은 머리 또는 눈이 일부 미래의 순간에 있을 곳의 일련의 예측들(예컨대, 일련의 움직임 예측들(5312))을 생성하기 위해 예측기(예컨대, 예측 엔진(5308))와 함께 사용될 수 있다. 종종, 매우 근시일 예측들은 실제 움직임들에 대해 (예컨대, 단지 수 밀리초의 에러 내에서) 매우 정확하지만, 시간이 진행됨에 따라, 에러는 점점 더 커지는 경향이 있어서, 확장 에러 추상체(5310)를 초래한다. 일부 포인트에서, 에러는, 예측이 "잘못"되거나 또는 "쓸모없는" 것으로 간주될 수 있을 만큼 충분히 크게 되며, 새로운 예측들은 당시의 청취 움직임 이벤트들에 기반하여 수행될 필요가 있다. 움직임 이벤트의 검출과 움직임 예측이 대응하는 이미지 변환을 위해 헤드셋으로 전달될 수 있는 시간 간의 시간은 이미지 변환이 "늦은 것" 또는 "비동기적인 것"으로 간주되는 만큼 충분히 길 수 있다. 동기화된 이미지 변환들을 위해 머리 움직임들을 다루기 위한 다른 방식은 다음의 단락들에서 정해진다.
[00458] 도 43은 VR/AR/MR 시스템의 헤드셋 컴포넌트의 로컬 예측 엔진을 도시하는 VR/AR/MR 시스템 블록 다이어그램(5400)이다. 옵션으로서, VR/AR/MR 시스템 블록 다이어그램(5400) 또는 그의 임의의 양상의 하나 이상의 변동들은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. VR/AR/MR 시스템 블록 다이어그램(5400) 또는 그의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00459] 이러한 실시예는 움직임 이벤트들(5304)을 검출하고, 헤드셋에 로컬인 지각 프로세서/CVPU(85)에 움직임 이벤트들을 전달한다. 도시된 바와 같이, 지각 프로세서/CVPU(85)는 로컬 예측 엔진(5402)을 포함한다. 이로써, 움직임 이벤트와 변환 조정들을 구동하기 위해 사용될 수 있는 일련의 움직임 예측들의 처음 간의 레이턴시는 매우 짧다. 변환 조정들(5306)은 움직임 예측들(5312F) 및 조정 파라미터들(5404)의 조합들에 기반하여 수행될 수 있다.
[00460] 도 44는 VR/AR/MR 시스템들에서 사용되는 바와 같은 로컬 예측 엔진의 성능을 비교하기 위한 비교 차트(5500)이다. 옵션으로서, 비교 차트(5500) 또는 그의 임의의 양상의 하나 이상의 변동들은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. 비교 차트(5500) 또는 그의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00461] 비교 차트(5500)는 타임스케일에 걸쳐 동작들을 비교함으로써 레이턴시를 평가하기 위해 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 동작들 및 판단들의 제3 시퀀스(예컨대, COMMS#3)는, (단계(5510)에서) 머리 움직임들을 검출하고, 그런다음 (단계(5512)에서) 움직임 데이터를 원격 예측 엔진에 전송함으로써 시작된다. 벨트팩에서, (단계(5514)에서) 움직임 예측들이 수행되며, 그런다음 (단계(5518)에서) 헤드셋에서 수행될 변환 조정들을 위해 (단계(5516)에서) 헤드셋에 전송된다.
[00462] 엄밀하게 예로서, 다음의 표는 변환들의 선택 및 개개의 에러 타입들을 제공한다. 와핑 변환/보정 에러 타입들은 모든 디스플레이 평면들에 걸친 이접운동 및 원근조절을 포함한다. 회전 변환/보정 에러 타입들은 모든 디스플레이 평면들에 걸친 팬(pan)을 포함한다. 고도 변환/보정 에러 타입들은 모든 디스플레이 평면들에 걸친 밴티지(vantage) 및 원근조절을 포함한다.
| 보정 타입 | 에러 타입 = f(t) |
| 와핑 | 이접운동, 원근조절 (모든 디스플레이 평면들) |
| 회전 | 팬 (모든 디스플레이 평면들) |
| 고도 | 밴티지, 원근조절 (모든 디스플레이 평면들) |
[00463] 비교를 위해, 동작들 및 판단들의 제4 시퀀스(예컨대, COMMS#4)는 또한 (단계(5502)에서의) 머리 움직임들의 검출로 개시되며, (단계(5504)에서) 그 이벤트들은 로컬 예측 엔진에서 즉시 이용가능하고, (단계(5506)에서) 그 시간에, 머리 움직임 예측들은 로컬 예측 엔진에 의해 수행될 수 있으며, 이는 결국, (단계(5508)에서) 움직임 예측들(5312) 및 조정 파라미터들(5404)의 조합들에 기반하는 이미지 변환들을 개시할 수 있다.[00464] 제3 시퀀스를 특성화하는 더 긴 레이턴시 및 더 큰 에러 동작(5522)은 제4 시퀀스의 더 낮은 레이턴시 더 작은 에러 동작(5520)과 비교될 수 있다.
컬러 보정
[00465] 앞서 나타낸 바와 같이, 변환 조정들(5306)은 움직임 예측들(5312) 및 조정 파라미터들(5404)의 조합들에 기반하여 수행될 수 있다. 추가로, 변환 조정들(5306)은 예측된 컬러 변화들과 조합된 움직임 예측들(5312)에 기반하여 수행될 수 있다. 예컨대, 실제-워드 이미지에 걸친 장면 증강, 이를테면 룸 내의 장면을 생성할 때, 사용자는 룸의 비교적 어두운 영역으로부터 룸의 비교적 더 밝은 영역으로 초점을 변경시키기 위해 그들의 머리를 움직일 수 있다. 그에 따라서, 계산된 조정들이 예측된 머리 움직임, 및 예측된 머리 포지션(들)의 시간(들)에서 프레임에 있을 실세계 장면의 조명 조건들에 대해 수행되도록 변환 조정들(5306)은 조명 조정들, 콘트라스트 조정들, 컬러 조정들 등을 포함할 수 있다. 사용자 초점의 정확한 예측들은 정확한 렌더링을 가능하게 하고 그리고/또는 잘못된 폐기된 조명 렌더링들을 제거하며, 따라서, 사용자 경험을 손상시키지 않으면서 전력을 절약할 수 있다.
다른 실시예들
[00466] 가속도계들은, 센서 융합, 디스플레이 조정 등을 위해 움직임 업데이트들을 로컬 프로세서에 전송할 수 있는 임베딩된 프로세서로 센서 융합 데이터를 제공한다. 전술한 것 모두는 로컬적으로 ― 바로 디스플레이/헤드셋에서 수행될 수 있다. 단지 부가적인 예들로서, 디스플레이 조정은 디스플레이(예컨대, LCOS)에 매우 근접한 (예컨대, 그리고 말단 벨트팩으로부터의 참여에 의존하지 않으면서) 와핑, 변환들 등을 포함할 수 있다. 그러한 접근법은 원격 컴포넌트들로의/로부터의 레이턴시를 감소시킨다. 레이턴시는 원하지 않으며, 이를 개선하기 위한 방식은, 디스플레이/헤드셋에 근위로 위치된 이미지 프로세싱 블록을 갖는 것이다.
저전력 사이드 채널
[00467] 도 45는 VR/AR/MR 시스템들에서 사용되는 바와 같은 저전력 사이드-채널을 도시한 시스템 블록 다이어그램(5600)이다. 옵션으로서, 시스템 블록 다이어그램(5600) 또는 그의 임의의 양상의 하나 이상의 변동들은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. 시스템 블록 다이어그램(5600) 또는 그의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00468] 도시된 바와 같이, 로컬 프로세싱 모듈(70)은 경로(76)를 통해 원격 프로세싱 모듈(72)과 통신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 경로(76)는 USB(5601)로서 도시된 유니버셜 시리얼 버스(USB, USB2, USB3, PCIE 등)로서 구현된다. USB(5601) 경로는 높은 대역폭을 제공하며, 이로써, 로컬 프로세싱 모듈(70), 원격 프로세싱 모듈(72) 중 어느 하나 또는 둘 모두의 많은 구성 컴포넌트들에 의해 사용된다. 당업자들은 USB(5601) 경로가 비교적 많은 양의 전력을 요구한다는 것을 알 것이다. 또한, 당업자들은, USB가 높은-대역폭인 것으로 선험적으로 알려져 있으므로, 종종 많은 사용들을 수용하기 위해 그 USB에 종종 의존하며, 이들 중 일부가 정확히 예측될 수 없다는 것을 알 것이다. 이로써, USB(5601) 경로는 데이터의 트래픽 잼(jam)으로 고생할 수 있다. 그러한 상황들에서(예컨대, 데이터의 많은 패킷들 또는 많은 시퀀스들이 USB(5601) 경로를 통해 송신되고 있을 때), 다른 작지만 가능하게는 높은 우선순위의 통신들이 재밍-업(jam-up)된다. 이 실시예에서, 대안적인 경로가 로컬 프로세싱 모듈(70)과 원격 프로세싱 모듈(72) 간에 제공된다. 그러한 대안적인 경로는 로컬 프로세싱 모듈(70) 및 원격 프로세싱 모듈(72)에 각각 연결된 컴포넌트들을 사용하여 구성된다. 구체적으로, 대안적인 경로는 로컬 프로세싱 모듈(70)의 GPIO(general purpose input/output) 블록의 작은 수의 핀들 및 원격 프로세싱 모듈(72)의 CPU 또는 주변기기들의 몇몇 핀들을 사용하여 구성될 수 있다. 더 구체적으로, SPI(serial peripheral interconnect)의 형태의 대안적인 경로는 로컬 프로세싱 모듈(70)의 GPIO 블록의 작은 수의 핀들 및 원격 프로세싱 모듈(72)의 CPU 또는 주변기기들의 몇몇 JTAG 핀들을 사용하여 구성될 수 있다.
[00469] 그러한 SPI(5604)의 존재는, USB(5601) 경로 또는 SPI(5604) 경로 중 어느 것도 항상 작동할 필요가 없다는 것을 의미한다. SPI(5604) 및 USB(5601)는 하나 이상의 모드-기반 체제들에 따라 다중화되고 그리고/또는 각각 턴 온 또는 오프될 수 있다. 그러한 모드-기반 체제들은 아래에서 도시되고 설명되는 바와 같이 로직 흐름들로 구현될 수 있다.
[00470] 도 46a, 도 46b 및 도 46c는 각각 VR/AR/MR 시스템들에서 저전력 사이드-채널을 사용하기 위한 모드-기반 흐름들(5700A, 5700B, 5700C)을 묘사한다. 옵션으로서, 모드-기반 흐름들(5700A, 5700B, 5700C)의 하나 이상의 변동들 또는 이들의 임의의 양상은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. 모드-기반 흐름들(5700A, 5700B, 5700C) 또는 이들의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00471] 도 46a의 흐름(5700A)은 (단계(5708)에서) 모드를 검출함으로써 개시된다. 검출된 모드에 기반하여, (판단(5710)에서) USB 경로가 전체적으로 또는 부분적으로 디스에이블링될 수 있는지 결정이 이루어질 수 있다. 다음으로, (판단(5712)에서) USB 경로의 어느 능력들이 디스에이블링될 수 있는지에 대한 결정이 이루어질 수 있다. 예컨대, USB 동작의 소정의 양상들이 디스에이블링되면서 나머지는 인에이블링된 상태로 유지될 수 있다. 하나의 특정한 예로서, USB 경로는 반복기를 포함할 수 있다. (예컨대, 휴면 또는 저-대역폭 동작의 기간들 동안) 그 시간에 반복기가 불필요하며 따라서 저-전력 반복기 모드에서의 또는 통과 모드에서의 동작을 위해 고려될 수 있는 것이 가능하다.
[00472] 모드-기반 체제를 준수하여 적어도 일부 USB 모드들이 디스에이블링되어야 한다고 결정될 때, 그런다음, GPIO 핀들(예컨대, GPIO 블록(5602)의 GPIO 핀들) 및 JTAG 핀들(예컨대, 관리 프로세서의 JTAG 핀들(5606))은 SPI 경로(예컨대, SPI(5604) 경로)를 통해 (단계(5714)에서) 직렬 통신을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 일단 SPI(5604) 경로를 통한 직렬 통신이 가능한 것으로 확인되면, 그런다음, 적용가능한 USB 모드들은 디스에이블링된다. USB 경로는 임의의 시점에 다시 인에이블링될 수 있다.
[00473] 이제 도 47b의 흐름(5700B)을 참조로, 일부 상황들에서, GPIO 핀들이 이미 일부 다른 목적을 위해 사용되고 있을 수도 있다. 그에 따라서, 직렬 통신을 위한 GPIO 핀들의 사용은 핀들의 재구성의 리맵을 요구할 수 있다. 그러한 결정은 단계(5718)에서 이루어지며, 그런다음, 단계(5720)에서 작동될 수 있다. 더욱 구체적으로, 적어도 일부 USB 모드들이 모드-기반 체제를 준수하여 디스에이블링되어야 한다고 결정될 때, GPIO 핀들 및 JTAG 핀들은 SPI 경로(예컨대, SPI(5604) 경로)를 통해 직렬 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 일단 SPI(5604) 경로를 통한 직렬 통신이 가능한 것으로 확인되면, 그런다음, (단계(5716)에서) 적용가능한 USB 모드들은 디스에이블링된다. USB 경로는 임의의 시점에 다시 인에이블링될 수 있다.
[00474] 이제 도 47c의 흐름(5700C)을 참조로, 일부 상황들에서, GPIO 핀들이 일부 다른 목적을 위해 현재 사용되고 있어서, GPIO 핀들에 대한 상호-배타적인 액세스에 대한 필요가 세팅될 수도 있다. 그에 따라서, 직렬 통신을 위한 GPIO 핀들의 사용은 상호-배타적 인 액세스를 위해 관리될 수 있다. (단계(5722)에서) MUTEX가 제공된다. (단계(5724)에서) 그러한 MUTEX에 대한 액세스는 그랜트를 야기할 수 있으며, 그 후에, 도 46c 및 46b의 로직은 검출된 모드의 입력될 동작 체제에 대한 핀들의 재구성의 리맵을 개시할 수 있다. 적어도 일부 USB 모드들이 모드-기반 체제를 준수하여 디스에이블링되어야 한다고 결정될 때, GPIO 핀들 및 JTAG 핀들은 SPI 경로(예컨대, SPI(5604) 경로)를 통해 직렬 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 일단 SPI 5604 경로를 통한 직렬 통신이 가능한 것으로 확인되면, 그런다음, (단계(5716)에서) 적용가능한 USB 모드들은 디스에이블링된다. USB 경로는 임의의 시점에 다시 인에이블링될 수 있다.
[00475] 앞서 언급된 관리 프로세서는 JTAG 인터페이스들을 갖는 기성 프로세서로서 제공되거나, 또는 FPGA(field programmable gate array)에 구현될 수 있다. 더욱 구체적으로, JTAG 인터페이스들은 이를테면 JTAG(IEEE 1149.1)에 정의된 신호 핀들을 포함한다. 그러한 JTAG 핀들은 TDI(Test Data In), TDO(Test Data Out), TCK(Test Clock), TMS(Test Mode Select), 뿐만 아니라 선택적인 핀들, 이를테면 TRST(Test Reset)를 포함할 수 있다. JTAG 핀들은 기술분야에서 알려진 GPIO 핀들로 제어하는 것을 포함하는 임의의 알려진 수단에 의해 제어될 수 있다.
[00476] 저전력 사이드-채널의 하나의 특정한 구현은 FPGA 및 GPIO를 사용한다.
다수의 구현 구성들
[00477] 전술한 SPI 연결은, 벨트팩 프로세서 상의 USB의 전부 또는 부분들, 웨어러블 프로세서 상의 USB SS의 전부 또는 부분들, 그리고 USB 재구동기의 전부 또는 부분들을 디스에이블링하기 위해 사용될 수 있다. USB 전력 소비는 시스템에서 중요할 수 있으며, 이 저전력 인터페이스는 더 높은 전력 인터페이스(즉, USB)가 항상 인에이블링되게 할 필요를 감소시킨다.
[00478] 도 47은 VR/AR/MR 시스템들에서 저전력 사이드-채널을 사용하기 위한 케이블 구성(5800)을 묘사한다. 옵션으로서, 케이블 구성(5800)의 하나 이상의 변동들 또는 이들의 임의의 양상은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. 케이블 구성(5800) 또는 이의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00479] 도 47에 도시된 실시예는 (1) USB 통신들 및 전력 분배를 지원하는 전기 컨덕터들, 및 (2) (예컨대, SPI를 통한) 다른 통신들을 위한 전기 컨덕터들(예컨대, SPI 컨덕터들(528))을 포함하는 케이블의 단지 하나의 예이다. 추가로, 도 46a, 도 46b, 도 46c, 및 도 47의 저전력 모드-의존 흐름들은 로컬 프로세싱 모듈(70)과 원격 프로세싱 모듈(72) 간의 더 낮은 전력 통신 경로들을 구성하기 위한 단지 일부 예시적인 흐름들이다.
다수의 컴포넌트 저전력 모드들
[00480] 컴포넌트들이 서로 협력할 때, 추가적인 저전력 모드들이 입력 및 종료될 수 있다. 더욱 구체적으로, 로컬 프로세싱 모듈(70)을 구성하는 컴포넌트들은 프로토콜을 통해 통신하여, 원격 프로세싱 모듈(72)을 구성하는 컴포넌트들이 중단되거나 또는 개개의 저전력 모드로 다운될 수 있다는 것에 관한 합의에 이를 수 있다. 대안적으로, 원격 프로세싱 모듈(72)을 구성하는 컴포넌트들은 프로토콜을 통해 통신하여, 로컬 프로세싱 모듈(70)을 구성하는 컴포넌트들이 중단되거나 또는 개개의 저전력 모드로 다운될 수 있다는 것에 관한 합의에 이를 수 있다.
[00481] 협력 프로토콜들 및 흐름들, 이를테면 다음의 도면들에서 묘사된 협력 프로토콜들 및 흐름들은 저전력 기회들의 검출, 컴포넌트들 간의 모드들의 협상, 협력 프로토콜을 실행하는 프로세스에서의 컴포넌트들 간의 메시지의 중계, 및 컴포넌트-특정한 저전력 모드들의 결정에 기여한다.
[00482] 도 48은 VR/AR/MR 시스템들의 협력하는 컴포넌트들 간에 저전력 사이드-채널 통신을 구현하기 위한 모드 구성 프로토콜(5900)을 묘사한다. 옵션으로서, 모드 구성 프로토콜(5900)의 하나 이상의 변동들 또는 이들의 임의의 양상은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. 모드 구성 프로토콜(5900) 또는 이의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00483] 예시된 바와 같이, 프로토콜은 의심 이벤트의 검출시에 개시된다(5902). 이 이벤트는 VR/AR/MR 시스템에서의 커맨드 또는 버튼 누름 또는 임의의 이벤트로부터 기인할 수 있다. 동작(5904)에서, 인입 이벤트 및 특정한 컴포넌트의 당시의 상태가 정해지면, 적용가능한 하나 이상의 로컬(예컨대, 자기-개시) 저전력 모드들이 결정된다. 부가적으로, 동작(5906)에서, 하나 이상의 조정된 저전력 모드들이 결정될 수 있으며, 이는 그런다음, 아마도 컴포넌트 간의 시그널링 또는 메시징을 사용하여(예컨대, 메시지(5908)를 사용하여) 협상될 수 있다.
[00484] VR/AR/MR 시스템의 컴포넌트들 중 임의의 컴포넌트는 의심 이벤트를 수신하고 자신만의 프로세싱을 개시할 수 있다. 일부 경우들에서, 주변기기는 메시징을 수행할 수 없는 '단순한' 주변기기일 수 있다. 그러한 경우들에서, 주변기기는 단지 커맨드에 기반하여 저전력 모드에 들어갈 수 있다. 예컨대, 그리고 도시된 바와 같이, 지각 프로세서/CVPU는 사용자 버튼 푸시를 검출하여 마이크로폰들을 무음화시킬 수 있다. (모드에 따라) 그 시간에, 그리고 무음이 해제될 때까지, 스피치 프로세서는 스피치 프로세싱에 필요하지 않을 수 있다. 그에 따라서, 커맨드(예컨대, 메시지 (5910))는 스피치 프로세서로 하여금 자신의 저전력 모드들 중 하나에 들어가게 할 수 있다. 커맨드는 단지 (예컨대, 스피치 프로세서 칩에 있거나 또는 다른 칩에 있는) 레지스터에 값을 세팅함으로써 또는 스피치 프로세서의 핀을 위로(또는 아래로) 풀링(pulling)함으로써 구현될 수 있다.
[00485] 도 49는 VR/AR/MR 시스템들의 협력하는 컴포넌트들 간에 저전력 사이드-채널 통신들을 구현하기 위한 다중 컴포넌트 모드 구성 흐름(6000)을 묘사한다. 옵션으로서, 모드 구성 흐름(6000)의 하나 이상의 변동들 또는 이들의 임의의 양상은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. 모드 구성 흐름(6000) 또는 이의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00486] 이 도면은 개개의 컴포넌트들 중 임의의 컴포넌트에 의해 병렬로 실행가능한 동작들의 다수의 동시 흐름들을 묘사한다. 컴포넌트들(예컨대, CPU, GPU, 지각 프로세서/CVPU 등)은 단지 예들이며, 다른 컴포넌트들이 가능하다.
[00487] 흐름의 단계들은 전술한 프로토콜을 증강시킨다. 도시된 흐름은, (단계(6012)에서) 의심 이벤트를 수신하고, (단계(6014)에서) 둘 이상의 저전력 모드 가능성들 중에서 우선 순위를 매기고, 그런다음, (단계(6016)에서) 시스템의 다른 컴포넌트들에 의해 입력될 수 있는 조정된 모드들와 로컬 저전력 모드의 한 세트의 조합들을 결정함으로써 개시된다. 그런다음, 결정은 (단계(6018)에서) 협상에 다른 컴포넌트들을 관여시키기 위하여 프로토콜(예컨대, 도 48의 전술한 프로토콜)에 들어가게 촉진시킬 수 있다. 그러한 협상을 수행하는 과정에서, 저전력 모드와 관련한 세부사항들(예컨대, ID들, 확인 코드들, 타임아웃 값들 등)이 협상에 수반되는 다른 컴포넌트들에 통신될 수 있으며, 그 후에, (단계(6020)에서) 로컬 저전력 모드(예컨대, 이전 단계(6014) 및 단계(6016)에서 결정되었음)에 들어간다.
[00488] 앞서 설명된 프로토콜 메시징 및/또는 컴포넌트 모드 구성 흐름들의 임의의 조합들이 시스템-와이드 저전력 동기화를 구현하기 위해 사용될 수 있다.
[00489] 엄밀하게, 예들로서, 헤드셋과 벨트팩 간에 저전력 기법들의 제1 세트가 사용될 수 있으며, 헤드셋과 투사기 간에 저전력 기법들의 제2 세트가 사용될 수 있다. 도 50은 다음과 같은 세부사항들을 제공한다.
다중 컴포넌트 저전력 모드 동기화
[00490] 도 50은 VR/AR/MR 시스템들의 협력하는 컴포넌트들 간에 사용되는 저전력 동기화 기법(6100)을 묘사한다. 옵션으로서, 저전력 동기화 기법(6100)의 하나 이상의 변동들 또는 이들의 임의의 양상은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. 저전력 동기화 기법(6100) 또는 이의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00491] 많은 동기화 기법들이, 표 2에 도시된 바와 같이 헤드셋과 벨트팩 간의 동작 동안 적용되고 그리고/또는 동시에 활성적일 수 있다. 저전력 진행중인 동기화 기법의 예에서, 저속 저전력 사이드 채널(6132)(예컨대, 도 45의 SPI(5604))을 통한 헤드셋 및 벨트팩 통신이 이루어진다. 모든 동작 조건들 하에서 클록별 동기화를 유지하기 위해, 소량의 데이터(예컨대, 각각의 클록 사이클에서의 시간코드 데이터(6126))가 헤드셋과 벨트팩 간에 통신된다.
[00492] 저전력 진행중인 대기 동기화 기법의 예에서, 벨트팩은 헤드셋으로부터 시간코드 데이터를 주기적으로 수신하고, 헤드셋은 벨트팩으로부터 시간코드 데이터를 주기적으로 수신한다. 시간코드들은, 드리프트를 평가하기 위해 비교된다. 알람 표시들(6128)이 벨트팩으로부터 헤드셋으로 전송된다. 웨이크-온 이벤트 커맨드들(6124)이 헤드셋으로부터 벨트팩으로 전송된다.
[00493] 저대역폭 디스플레이 제어 동기화 기법의 예에서, 저대역폭 디스플레이 구성들(6130)이 벨트팩으로부터 헤드셋으로 전송된다. 투사기는 헤드셋에 대한 저전력 옵션들(6136)을 (예컨대, 디스플레이 마이크로프로세서로부터) 발행한다. 헤드셋은 저전력 커맨드들(예컨대, 저전력 모드 커맨드(6122))을 투사기에 중계한다. 투사기는 저전력 모드와 관련한 제어 값들을 이용하여 제어 모듈(6138)을 로딩한다.
| 이름 | 기능들 |
| 저전력 진행중인 동기화 | (1) 저속 저전력 사이드 채널(6132)(예컨대, 도 45의 SPI(5604))을 통해 헤드셋과 벨트팩 간에 통신한다. (2) 모든 동작 조건들 하에서 클록별 동기화를 유지하기 위해, 헤드셋과 벨트팩 간에 소량의 데이터(예컨대, 각각의 클록 사이클에서의 시간코드 데이터(6126))를 통신한다. |
| 저전력 진행중인 대기 | (1) 벨트팩은 헤드셋으로부터 시간코드 데이터를 주기적으로 수신하고, 헤드셋은 벨트팩으로부터 시간코드 데이터를 주기적으로 수신한다. (2) 시간코드들은, 드리프트를 평가하기 위해 비교된다. (3) 알람 표시들(6128)이 벨트팩으로부터 헤드셋으로 전송된다. (4) 웨이크-온 이벤트 커맨드들(6124)이 헤드셋으로부터 벨트팩으로 전송된다. |
| 저대역폭 디스플레이 제어들 | (1) 저대역폭 디스플레이 구성들(6130)이 벨트팩으로부터 헤드셋으로 전송된다. (2) 투사기는 헤드셋에 대한 저전력 옵션들(6136)을 (예컨대, 디스플레이 마이크로프로세서로부터) 발행한다. (3) 헤드셋은 저전력 커맨드들(예컨대, 저전력 모드 커맨드(6122))을 투사기에 중계한다. (4) 투사기는 저전력 모드와 관련한 제어 값들을 이용하여 제어 모듈(6138)을 로딩한다. |
[00494] 계속해서 도 50을 참조로, 다른 저전력 기법들은 표 2에 도시된, 벨트팩과 헤드셋 간의 통신들을 위한 대역폭의 양을 감소시키는 것을 포함한다. 비디오 데이터는 전송되기 전에 인코딩(6142) 및/또는 압축(6144)될 수 있다. 비디오 데이터는 당시의 시스템 조건에 대해 선택되는 압축 기법(예컨대, MPEG)을 사용하여 인코딩될 수 있다(6142). 블랭크 프레임들 또는 일련의 블랭크 프레임들은 런 길이 인코딩을 사용하여 인코딩될 수 있다. 비디오 데이터는 전송되기 전에 압축될 수 있다(6144). 비디오 데이터는 당시의 조건에 대해 선택되는 압축 파라미터들(예컨대, 1080p, 720p 등)을 사용하여 압축될 수 있다.
[00495] 오디오 데이터는 전송되기 전에 인코딩(6146) 또는 압축될 수 있다. 오디오 데이터는 당시의 조건에 대해 선택되는 압축 기법들(예컨대, MPEG)을 사용하여 인코딩/압축될 수 있다. 비-오디오 데이터는 오디오 스트림의 미사용 부분에서 전송될 수 있다.
| 이름 | 기능 |
| 인코딩된 비디오 데이터(6142) 전송 | (1) 당시의 조건에 대해 선택되는 압축 기법들(예컨대, MPEG)을 사용하여 비디오 데이터를 인코딩한다. (2) 런 길이 인코딩을 사용하여 블랭크 프레임들 또는 일련의 블랭크 프레임들을 인코딩한다 |
| 압축된 비디오 데이터(6144) 전송 | (1) 당시의 조건에 대해 선택되는 압축 파라미터들(예컨대, 1080p, 720p 등)을 사용하여 비디오 데이터를 인코딩한다. |
| 인코딩된 오디오 데이터(6146) 전송 | (1) 당시의 조건에 대해 선택되는 압축 기법들(예컨대, MPEG)을 사용하여 오디오 데이터를 인코딩한다. (2) 비-오디오 데이터를 오디오 스트림의 미사용 부분에서 전송한다. |
데이터의 시분할 다중화
[00496] 일부 경우들에서, 오디오 데이터의 통신은 등시성 데이터 송신을 에뮬레이트하는 방식으로 USB 버스를 통해 수행된다. 예컨대, 스피치는 스테레오(예컨대, 왼쪽 채널 및 오른쪽 채널) 또는 쿼드로포닉(quadrophonic) 데이터 포맷들로 전송될 수 있다. 진행 중인 스피치는 데이터의 스테레오 또는 쿼드로포닉 패키지들의 진행중인 스트림으로 전송될 수 있다. 일부 경우들에서, 주변기기 칩들은 스피치 또는 오디오 데이터 스트림들 또는 자동 스피치 인식 ASR 데이터를 데이터의 작은 버스트들로 전송한다. 추가로, 일부 경우들에서, 데이터의 버스트들의 포맷팅은 주변기기 칩의 구성(예컨대, 스테레오 구성, 쿼드로포닉 구성)에 의해 고정된다. 또 추가로, 스테레오 송신의 하나의 채널(예컨대, 오른쪽 채널)이 필요하지 않을 수 있는 순간들이 존재할 수 있다. 그러한 많은 경우들에서, 사운드 데이터 이외의 데이터는 쿼드로포닉 스트림의 스테레오의 미사용 부분들에 팩킹될 수 있다. 도 51 및 도 52의 도면들 및 논의는 협력하는 컴포넌트들 간에 통신될 데이터를 팩킹 및/또는 다중화하기 위한 몇몇 기법들을 제공한다.
[00497] 도 51은 VR/AR/MR 시스템의 협력하는 컴포넌트들 간에 통신될 데이터의 시분할 다중화의 구현을 묘사하는 흐름도(6200)이다. 옵션으로서, 흐름도(6200)의 하나 이상의 변동들 또는 이들의 임의의 양상은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. 흐름도(6200) 또는 이의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00498] 도시된 바와 같이, (단계(6202)에서) 헤드셋에 마이크로폰들을 구성하고, (단계(6204)에서) 헤드셋으로부터 벨트팩으로의 하나 이상의 통신 경로들을 구성함으로써, 흐름이 시작된다. (단계(6206)에서) 프로세서(예컨대, 지각 프로세서/CVPU)는 이용가능한 사운드 채널들의 수('C')(예컨대, 스테레오용 2개, 쿼드로포닉용 4개 등)를 계산한다. 또한, (단계(6208)에서) 필요한 사운드 채널들의 수('N')가 계산된다. 필요한 사운드 채널들의 수는 동적이다. 예컨대, 사운드 칩이 쿼드로포닉 사운드에 대해 구성되더라도, 스테레오포닉 자료만이 이용가능한 경우가 종종 있다. 일부 순간들에는, 단 하나의 사운드 채널만 사용된다(예컨대, 오디오 경보의 경우). 만약 'N'(예컨대, 필요한 채널들의 수)이 'C'(예컨대, 이용가능한 채널들의 수)보다 작으면, 이용가능한 미사용 채널이 오디오를 전송하는 것 이외의 목적들을 위해 사용되도록 이용가능한 채널(들)로 팩킹될 수 있도록, (단계(6210)에서) 경로가 취해진다.
[00499] 엄밀하게, 예들로서, (단계(6212)에서의) 현재 머리 포즈 또는 (단계(6214)에서의) 눈 포즈 데이터는 이용가능한 채널들로 팩킹될 수 있다. 다른 예로서, (단계(6216)에서) 에코 제거 데이터가 이용가능한 채널들로 팩킹될 수 있다. 전술한 내용은 단지 데이터 팩킹을 갖는 시분할 다중화의 사용의 예들이며, 이 기법들은 TDM 채널 팩킹(6218)으로서 도 51에 표시된다.
[00500] 도 52는 VR/AR/MR 시스템의 컴포넌트들 간에 통신될 데이터의 시분할 다중화를 구현하기 위한 데이터 팩킹 기법(6300)을 묘사한다. 옵션으로서, 데이터 팩킹 기법(6300)의 하나 이상의 변동들 또는 이들의 임의의 양상은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. 데이터 팩킹 기법(6300) 또는 이의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00501] 당시의 실시간 이용가능성들과 조합된 당시의 실시간 조건들에 기반하여 동적으로 TDM 채널 팩킹이 수행될 수 있다. 임의의 순간에, 이벤트의 발생 또는 조건의 존재가 체크될 수 있다. 만약 적어도 잠재적으로 채널들을 확보하는 이벤트 또는 TDM 채널 팩킹을 겪을 이벤트가 존재하면, 그 조건 또는 이벤트의 검출 시에, 도 51의 흐름 또는 이 흐름의 부분이 실행될 수 있다.
[00502] 도 52의 예는 왼쪽 채널과 관련한 오디오 데이터 및 오른쪽 채널과 관련한 오디오 데이터를 포함하는, 시간의 제1 샘플 윈도우를 도시한다. 시간(TD)에, 이벤트가 발생한다. 도 51의 흐름 또는 이 흐름의 부분에 의해 이루어지는 결정들이 실행되고, 결정은 (단계(6320)에서) 다음 샘플 윈도우의 오른쪽 채널에 포즈 또는 사운드 데이터를 팩킹하는 것을 야기한다. 이것은 N개의 샘플 윈도우들(6322)을 통해, 또는 다른 조건 또는 이벤트가 채널 사용의 동적 재평가를 유발할 때까지 계속될 수 있다.
배터리 승압 시스템
[00503] 도 53은 VR/AR/MR 시스템들의 협력하는 컴포넌트들 간에 배터리 수명 정보를 통신하기 위한 배터리 승압 시스템(6400)을 묘사한다. 옵션으로서, 배터리 승압 시스템(6400)의 하나 이상의 변동들 또는 이들의 임의의 양상은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. 배터리 승압 시스템(6400) 또는 이의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00504] 일부 실시예들은 저전력 사이드-채널을 포함한다. 그러한 채널(또는 임의의 다른 채널)은 낮은 배터리 표시를 헤드셋에 통신하기 위해 사용될 수 있다. 결국, 헤드셋은 배터리의 조건을 사용자에게 경고할 수 있다.
[00505] 도시된 실시예에서, 벨트팩은 전압 검출기(6408) 및 승압기(6406)에 연결되는 벨트팩 배터리(6410)를 갖는다. 배터리가 정상적으로 동작하고 있는 기간들 동안, 전류는 컨덕터(6404)를 통해 헤드셋에 운반된다. 그러나, 배터리가 낮을 때, 전압 검출기(6408)는 가능하게는 저전력 사이드-채널 SPI(5604)를 사용하여 헤드셋에 낮은 배터리 표시(6412)를 전송할 것이다. 헤드셋의 전력 경고 유닛(6402)은 낮은 배터리 표시를 수신하여 사용자에게 경고한다. 낮은 배터리 표시를 헤드셋에 전송하는 것 외에도, 전압 검출기(6480)는 전압을 리프팅함(그리고 최대 전류를 감소시킴)으로써 동작하기를 시작하도록 승압기(6406)를 호출할 것이다. 그러한 저전압 표시는 본원에서 설명된 저전력 기법들 중 임의의 저전력 기법과 연동하여 사용될 수 있다.
시스템 컴포넌트 연결들
[00506] 도 54는 VR/AR/MR 시스템의 협력하는 컴포넌트를 포함하는 케이블-연결 시스템(6500)을 묘사한다. 옵션으로서, 케이블-연결 시스템(6500)의 하나 이상의 변동들 또는 이들의 임의의 양상은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. 케이블-연결 시스템(6500) 또는 이의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00507] 도 54에 도시된 실시예는 단지 하나의 예이다. 도시된 바와 같이, 케이블-연결 시스템(6500)은 헤드셋(왼쪽) 및 벨트팩(오른쪽)을 포함한다. 헤드셋은 케이블(6506)을 사용하여 벨트팩에 연결된다. 케이블(6506)은 헤드셋과 벨트팩 간의 데이터 통신을 제공한다. 벨트팩은 외부 배터리에 대한 전기 연결을 제공하는 배터리 연결기를 포함한다. 외부 배터리는 앱들 프로세서(6508) 및 벨트팩의 다른 컴포넌트들에 전력을 공급하기 위한 전류를 제공한다. 케이블(6506)은 벨트팩으로부터 헤드셋으로 전류를 운반하기 위한 전기 컨덕터들을 포함한다. 이로써, 벨트팩의 외부 배터리는 CVPU 프로세서(6502) 및 헤드셋의 다른 컴포넌트들에 전력을 공급하기 위한 전류를 제공한다. 일부 실시예들에서, 앱들 프로세서(6508)는 규정된 온도 범위들 내에서 전력 소비를 자가-조절하기 위하여 온도 센서에 액세스할 수 있다.
[00508] 일부 상황들에서, 케이블을 제거함으로써 벨트팩으로부터 헤드셋을 언테더링(untether)하는 것이 적절하다.
[00509] 도 55는 VR/AR/MR 시스템의 협력하는 컴포넌트들을 포함하는 무선으로-연결된 시스템(6600)을 묘사한다. 옵션으로서, 무선으로-연결된 시스템(6600)의 하나 이상의 변동들 또는 이들의 임의의 양상은 본원에서 설명된 실시예들의 아키텍처 및 기능성의 맥락에서 구현될 수 있다. 무선으로-연결된 시스템(6600) 또는 이의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00510] 케이블에 의해 이전에 제공된 통신은 무선 연결(6504)을 통해 무선으로 제공될 수 있다. 트랜시버(예컨대, 트랜시버(6522H) 및 트랜시버(6522B))는 하나 이상의 무선 통신 설비들을 지원하기 위해 사용된다. 일부 경우들에서 그리고 도시된 바와 같이, 무선 통신은 다수의 무선 통신 표준들 및/또는 다수의 전유 무선 통신 프로토콜 스택들을 지원하도록 구성된다.
[00511] 엄밀하게 예들로서, 도시된 무선 통신 설비들은 벨트팩과 헤드셋 사이의 통신들을 위한 블루투스(예컨대, 802.15x), WiFi(예컨대, 802.11x), 블루투스 니어 필드 통신들, 블루투스 로우 에너지, 및/또는 하나 이상의 전유 무선 설비들을 포함한다.
예시적인 시스템 아키텍처
[00512] 도 56은 VR/AR/MR 시스템들의 다수의 협력 컴포넌트들을 포함하는 시스템 컴포넌트 파티셔닝(6700)을 묘사한다. 옵션으로서, 시스템 컴포넌트 파티셔닝(6700)의 하나 이상의 변동들 또는 이의 임의의 양상은 본원에서 설명된 실시예들의 기능성 및 아키텍처의 맥락에서 구현될 수 있다. 시스템 컴포넌트 파티셔닝(6700) 또는 이의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00513] 도 56에 도시된 실시예는 단지 하나의 예일 뿐이다. 도시된 바와 같이, 시스템 컴포넌트 파티셔닝은 접안렌즈를 포함하는 헤드셋 컴포넌트들에 연결된 접안렌즈를 포함한다. 게다가, 도 56에 도시된 실시예는 다음의 도 57 및 도 58에서 설명되는 기능들 중 임의의 기능 또는 모든 기능 또는 부분들을 구현하는 데 잘 맞는다.
[00514] 도 57은 VR/AR/MR 시스템의 협력 컴포넌트들 상의 구현을 위한 시스템 기능 파티셔닝(6800)을 묘사한다. 옵션으로서, 시스템 기능 파티셔닝(6800)의 하나 이상의 변동들 또는 이의 임의의 양상은 본원에서 설명된 실시예들의 기능성 및 아키텍처의 맥락에서 구현될 수 있다. 시스템 기능 파티셔닝(6800) 또는 이의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00515] 지각 프로세서(CVPU)(85)는 VR/AR/MR 시스템과의 사용자의 상호작용 및 사용자에 관련된 다수의 목적들에 기여한다. 지각 프로세서/CVPU에 맵핑될 수 있는 기능들의 하나의 그룹은 포즈들과 관련한다. 특히, 눈 포즈들은 이접운동을 포함할 수 있고, 머리 포즈들은 수직 관성 지오메트리들을 포함할 수 있고, 토템 포즈들은 깊이의 양상들을 포함할 수 있다. 교정 정보와 조합하여, 카메라들로부터의 정보는 투사기를 통해 사용자에게 제공되는 이미저리를 조작하기 위해 지각 프로세서/CVPU에 의해 프로세싱될 수 있다. 특히, 토템 포지션에 의해 감지된 바와 같은 깊이 정보 및/또는 임의의 관성 측정 디바이스들에 의해 감지된 바와 같은 깊이 정보는 깊이 평면들의 프리젠테이션을 조작하기 위해 지각 프로세서/CVPU에 의해 조합될 수 있다.
[00516] 도시된 기능들 중 다수는 지각 프로세서/CVPU에 맵핑될 수 있고, 그런다음, 도 2g 또는 도 56의 시스템과 같은 시스템으로 맵핑될 수 있다. 시스템 기능 파티셔닝(6800)은 클라우드 자원들과 관련한 클라우드 및 기능들, 즉, 음성 인식 기능들, 지오메트리 인식 뿐만 아니라 매크로 포지셔닝(예컨대, 글로벌 포지셔닝, 글로벌 포지션에 대한 사용자 배향, 또는 볼륨 등)을 묘사한다. 그러한 기능들은 임의의 형태들의 원격 데이터 저장소(74)에 의해 제공될 수 있거나 또는 임의의 형태들의 원격 데이터 저장소(74)와 연동할 수 있다. 엄밀하게 하나의 예로서, 원격 데이터 저장소(예컨대, 원격 데이터 저장소(74))는 클라우드-기반 컴퓨팅 인프라구조에 의해 구현될 수 있다.
[00517] 도 58은 VR/AR/MR 시스템의 협력 컴포넌트들 상의 구현을 위한 시스템 기능 파티셔닝(6900)을 묘사한다. 옵션으로서, 시스템 기능 파티셔닝(6900)의 하나 이상의 변동들 또는 이의 임의의 양상은 본원에서 설명된 실시예들의 기능성 및 아키텍처의 맥락에서 구현될 수 있다. 시스템 기능 파티셔닝(6900) 또는 이의 임의의 양상은 임의의 환경에서 구현될 수 있다.
[00518] 도시된 기능들 중 다수는 도 56의 시스템과 같은 시스템 상에 맵핑될 수 있다. 더 구체적으로 그리고 도시된 바와 같이, 기능들의 프레임 구성은 GPU 상에 맵핑되고, 기능들의 오디오-관련된 세트는 DSP(digital signal processor) 상에 맵핑될 수 있고, 애플리케이션들의 세트는 CPU 상에 맵핑될 수 있다. CPU에는, 가능하게는 빌트-인 서비스들, 이를테면 CGI 이미저리를 생성하기 위한 메시 구성, 및 손/제스처 인식, 뿐만 아니라 원격 데이터 저장소들 및/또는 클라우드-기반 서비스들로의 액세스를 위한 서비스들을 갖는 운영 시스템이 제공될 수 있다.
[00519] 도시된 바와 같이, GPU는 장면 렌더링 뿐만 아니라 소정의 이미지 변환들(예컨대, 컬러 보정 등을 위함)을 수행한다.
[00520] DSP는 임의의/모든 형태들의 스피치 및/또는 오디오 프로세싱, 이를테면 마이크로폰 신호 컨디셔닝, 스피커 패닝, 3D 사운드 성형 등을 수행할 수 있다. DSP는 스피치 또는 다른 오디오-관련된 코-프로세서와 함께 또는 그러한 코-프로세서 없이 수행할 수 있다. 일부 경우들에서, 지각 프로세서/CVPU에 할당될 수 있는 프로세싱은 또한, 전체적으로 또는 부분적으로 DSP에 할당될 수 있다. 일부 경우들에서, 오디오-관련된 코-프로세서에 할당될 수 있는 프로세싱은 또한, 전체적으로 또는 부분적으로 DSP에 할당될 수 있다.
로우 포토닉 이벤트들
[00521] 현실성을 위해, 동작들, 이를테면 압축 및 블랭킹은 삼가되는 경향이 있다. 로우 포토닉 이벤트들의 캡처, 보유(예컨대, 레코딩), 및 렌더링/디스플레이는 종종, 현실성이 경험되게 한다. 3-차원 공간의 넓은 범위 내의 로우 이벤트들을 레코딩하는 것은 큰 메모리를 요구한다. 현실성에 대비하여 로우 포토닉 이벤트 도메인에서 작동 스펙트럼을 따라 트레이드오프가 있고, 리턴들이 감소되는 포인트가 있다. 앞서 언급된 시스템들 내의 프로세싱은 시스템 영향들, 이를테면, 예컨대, 순간 대역폭 요건들, VR/AR/MR 시스템의 다른 동작들(예컨대, 비-이미징 동작들)에 대한 영향, 순간 포비에이션, 시스템 제약들, 이를테면 초-당-프레임, 프레임 또는 시퀀스에서 나타낼 평면들의 수 등과 현실성 사이의 트레이드오프들을 고려한다. 평면들의 더 작은 서브세트로 분할하는 것은 단지, 순간적으로 측정 또는 예측된 대역폭 이용가능성들을 만족시키기 위해 사용될 수 있는 하나의 기법일 뿐이다.
[00522] 포토닉 이벤트들을 다루는 것에 추가로, 어떤 포토닉 이벤트들이 다른 포토닉 이벤트들과 비교하여 더 멀리 떨어진 깊이 평면으로부터 유도되는지는 결정하는 것은 종종 눈 포지션에 의존한다. 구체적으로, 2개의 눈들이 2개의 (약간) 상이한 원근감들로부터 보는 경우, 다양한 깊이 평면들은 각각의 눈에 대하여 공간에서 정렬될 필요가 있다. 예로서, 만약 장면이 8"에서 하나의 오브젝트를 갖고, 16"의 깊이에서 동일한 사이즈의 인접한 오브젝트를 갖는다면, 왼쪽 머리 움직임으로 인해, 현실적으로, XY 평면에서 2개의 오브젝트들의 더 많은 오버랩이 있게 될 것이다. 그러나, 오른쪽 머리 움직임이 주어지면, 현실적으로, XY 평면에서 갭이 발현될 수 있다. 하나의 기법은, 머리 포지션의 변화들 및/또는 눈 포지션들의 변화들과 동시에 평면들의 시프팅을 행하기 위해(예컨대, 오버랩 또는 갭을 생성하기 위해) 장면 데이터와 머리 포지션 및/또는 눈 포지션을 결합하는 것을 수반한다. 다른 기법은, 왼쪽 및 오른쪽 눈의 (약간 상이한) 원근감들로부터 왼쪽 및 오른쪽 눈 둘 모두에 대한 렌더링된 이미지들이 유래하도록, 볼륨적으로 렌더링하는 것이다.
서브-블록 프로세싱
[00523] 앞서 언급된 서브-블록들의 식별은 눈이 수용하도록 디바이스 상의 평면들을 조명하기 위한(또는 조명하지 않기 위한) 다양한 기법들의 사용을 가능하게 한다. 예컨대, 만약 특정 서브-블록 내에 캐릭터가 있고, 동일한 서브-블록에서 (예컨대, 더 근접한 깊이 평면에) 블로킹 오브젝트가 있다면, 현실성을 향상시키기 위한 하나의 기법은 오브젝트에 의해 가려진 캐릭터의 부분을 조명하지 않는 것이다.
[00524] 디스플레이에 대한 인터페이스에 걸쳐 하나의 평탄한 이미지를 전송하는 것이 아니라 반투명 오브젝트들을 렌더링할 때, 데이터를 전송하기 위한 개선된 기법은 장면을 "서브-블록들", 예컨대 GPU에 의해 프로세싱되는 서브-블록들로 분할하는 것일 것이다. 그렇게 분할되면, 전송할지 전송하지 않을지, 병합할지 병합하지 않을지, 컬러 압축할지 또는 컬러 압축하지 않을지 등에 대한 결정들이 이루어질 수 있다. 예컨대, 단계들의 예시적인 세트는, 알파-구역을 식별하는 단계, 그룹들(예컨대, 하나의 그룹 내의 다수의 평면들에 대한 서브-블록들)로 그 알파 구역들에 관련된 데이터를 전송하는 단계, 및 디스플레이 제어기 또는 그 디스플레이 제어기의 코-프로세서들이 그룹들을 다루도록 태스킹되게 하는 단계를 포함한다.
[00525] 다른 예로서, 만약 불투명 오브젝트의 전방에 반투명 오브젝트가 있다면, 뺄셈 또는 곱셈 혼합 모드 기법들이 적용될 수 있다. 반투명 창문의 뒤에 부분적으로 가상 캐릭터가 있는 (유리 창문과 같은) 그러한 반투명 창문의 경우를 고려한다. 머리는 반투명 창문 위에 있지만 신체는 반투명 창문의 프레임 내에 있다고 추가로 가정한다. 창문이 푸른 색조를 갖는지를 추가로 고려한다. 그러한 경우에서, 캐릭터의 신체는 일부 청색 색조 영향을 가질 것이다. 이러한 효과를 렌더링하기 위해 곱셈 혼합이 사용될 수 있다. 렌더러는 (예컨대, 창문의 속성들을 통해) 창문이, 소정의 파장의 광만이 창문을 통과할 수 있게 할 것이고, 그에 따라, 어떤 광이 창문을 통해 들어오든지, 현실성을 위해 혼합될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 서브-블록들을 사용하여, 캐릭터와 별개로 창문을 그 창문의 모든 컬러 정보와 함께 프로세싱하고, 그런다음 또한, 배경 캐릭터를 그 배경 캐릭터의 모든 컬러 정보와 함께 별도로 전송하는 것이 가능하다. 실제 디스플레이 시스템은 디스플레이에 푸른 광을 부가할 것이다. 디스플레이 시스템은 먼저 청색-색조 창문에 로드할 것이고, 그런다음, 캐릭터에 로드할 것이다. GPU에서 데이터의 다수의 세트들(예컨대, 서브-블록들)로 분리하고, 디스플레이 시스템에 별개로 전송하는 것은 빠르고 효율적이다.
광 맵들
[00526] 광학 시스템들, 이를테면 VR, AR, 또는 MR 시스템들은 실제 물리적 환경과 조합하여 가상 오브젝트들을 렌더링 및 디스플레이한다. 이들 가상 오브젝트들을 자연스럽게 나타나는 광으로 조명하는 것은 어려울 수 있다.
[00527] 본원에서 설명된 실시예들은 실제 물리적 환경 내의 광에 관련된 정보를 저장하는 광 맵을 사용하여 이러한 문제를 처리한다.
[00528] 광 맵은 룸 내의 광에 관련된 정보를 포함하는 데이터 구조이다. 광 관련된 정보는 컬러들(예컨대, MR 시스템들 상의 컬러 센서들에 의해 검출됨), 조명 레벨들, 및 광 방향들(예컨대, MR 시스템들 상의 광 센서들에 의해 검출됨)을 포함한다(그러나 이에 제한되지는 않음).
[00529] 도 59는 일 실시예에 따른, 실제 물리적 룸 내의 디스플레이를 위한 정확히 조명된 가상 오브젝트들을 생성하는 방법(7300)을 예시하는 흐름도이다. 단계(7302)에서, MR 시스템은 실제 물리적 룸을 위한 조명 정보를 수신한다. 예컨대, 컬러 정보는 MR 시스템 또는 실제 물리적 룸 내의 다른 사용자들의 MR 시스템들 상의 컬러 센서들에 의해 검출될 수 있다. 게다가, 조명 레벨들 및 광 방향들은 MR 시스템 또는 실제 물리적 룸 내의 다른 사용자들의 MR 시스템들 상의 광 센서들에 의해 검출될 수 있다.
[00530] 단계(7304)에서, MR 시스템 및/또는 그 MR 시스템에 연결된 서버는 실제 물리적 룸 내의 하나 이상의 MR 시스템들로부터 수신된 조명 정보에 기반하여 실제 물리적 룸의 광 맵을 생성한다. 광 맵은, 투과, 분산, 반사, 회절 등이 되는 광을 포함하는, 실제 물리적 룸 내의 조명 소스들의 모델이다.
[00531] 단계(7306)에서, MR 시스템 및/또는 서버는, 실제 물리적 룸 내의 광 소스들의 모델 및 그 실제 물리적 룸 내의 가상 오브젝트들의 위치에 기반하여, 더 정확히 조명되는 가상 오브젝트들을 생성하기 위해 광 맵을 사용한다.
[00532] 단계(7308)에서, MR은 사용자에게 가상 오브젝트들을 디스플레이한다. AR 시나리오들에서, 예컨대, 가상 오브젝트들은 이들이 더 정확히 조명되기 때문에 더 믿을 수 있다. 예컨대, 실제 물리적 룸은 오버헤드 백색 광들 또는 황색 광들을 가질 수 있고, 가상 오브젝트들의 컬러는 룸 광들과 매칭하도록 수정될 수 있다. 이는, 광고자들이 이들의 캠페인들 및 브랜드들에 매우 특별한 컬러들을 사용하기 때문에 중요할 수 있다(예컨대, INTEL 청색, YAHOO! 보라색 등). 추가로, 조명 정보 내의 광 방향 정보는 (예컨대, 광선 트레이싱에 의해) 가상 오브젝트들에 관련된 (예컨대, 가상 오브젝트들 상의 또는 가상 오브젝트들에 의해 생성된) 쉐도우들을 더 정확히 생성하기 위해 사용될 수 있다.
[00533] 광 맵을 구축하기 위한 하나 이상의 사용자들로부터의 정보의 사용은 프라이버시 이슈들을 초래한다. 예컨대, 하나의 사용자의 FOV(field of view)는 조명 정보 외에도 (이미지들을 포함하는) 일부 개인 정보를 포함할 수 있다. 만약 사용자의 FOV의 이미지가 공용 서버로 송신된다면, 개인 정보(이미지들을 포함함)는 의도적이지 않게 공용으로 이용가능하게 될 수 있다. 개인 정보의 예들은 데스크톱 또는 모바일 컴퓨터의 스크린 상에 디스플레이된 개인 금융 정보, 및 아이들의 일부 이미지들을 포함하는 이미지들을 포함한다.
[00534] 도 60은 일 실시예에 따른, 개인 정보의 노출을 최소화하면서, 공용으로 이용가능한 광 맵을 생성하기 위해 개인 정보를 포함하는 이미지들을 사용하는 방법(7400)을 예시하는 흐름도이다. 광 맵들은, 가상 이미지들이 디스플레이될 실제 물리적 룸의 조명 방식과 가상 이미지들의 조명 방식이 매칭하도록, 가상 이미지들의 정확한 렌더링을 가능하게 한다. 추가로, 실제 물리적 룸 내의 다수의 사용자들에 대한 광 정보를 수집함으로써 그러한 광 정보의 양을 증가시키는 것은 그러한 실제 물리적 룸으로부터 생성되는 광 맵들의 정확도를 증가시킬 수 있다.
[00535] 단계(7402)에서, MR 시스템은 사용자의 FOV의 하나 이상의 이미지들을 획득한다. MR 시스템의 전방 카메라들은 사용자의 FOV의 이미지들을 수집하는 것을 비교적 쉽게 만든다.
[00536] 단계(7404)에서, MR 시스템은 개인 정보를 포함하는 이미지들을 식별하기 위해 하나 이상의 이미지들을 분석한다.
[00537] 단계(7406)에서, MR 시스템은 광 맵이 국부적으로 사용될 것인지 그리고 그에 따라 개인용일 것인지, 또는 서버에 연결된 다른 사용자들에 의해 사용될 것인지 그리고 그에 따라 공용일 것인지 여부를 결정한다. 공용으로 이용가능한 광 맵들은 광 맵들이 생성되었던 이미지들을 포함할 수 있거나, 또는 그러한 이미지들이 역으로 제작될 수 있는 정보를 포함할 수 있다.
[00538] 단계(7408)에서, 광 맵이 공용인 것으로 MR 시스템이 결정할 때, MR 시스템은 개인 정보가 아닌 조명 정보를 포함하는 프록시 이미지를 생성한다. 예컨대, 개인 정보를 포함하는 스마트 폰의 표면은, 동일한 반사를 갖는 스마트 폰을 갖지만 개인 정보를 갖지 않는 프록시 이미지로 대체될 수 있다.
[00539] 단계(7410)에서, MR 시스템은 광 맵들을 구성하는 데 사용하기 위해 프록시 이미지를 서버에 전송한다. 단계(7412)에서, 서버는 적어도 프록시 이미지를 사용하여 광 맵을 생성한다. 이로써, 개인 정보를 노출시키지 않으면서 정확한 광 맵들을 생성하기 위해, 개인 정보를 포함하는 하나 이상의 이미지들로부터 조명 정보가 추출될 수 있다.
[00540] MR 시스템은 개인 정보를 포함하는 실제 이미지와 익명 또는 편집 정보를 갖는 프록시 이미지 둘 모두에 링크하는 핸들을 가질 수 있다. MR 시스템은, 광 맵이 개인용인 것으로 결정될 때 핸들이 실제 이미지를 호출하도록 구성될 수 있다. 그렇지 않으면, 핸들은 프록시 이미지를 호출할 것이다.
[00541] 본 개시내용의 소정의 양상들, 장점들, 및 특징들이 본원에서 설명되었다. 반드시 모든 그러한 장점들이 본 개시내용의 임의의 특정 실시예에 따라 달성될 수 있는 것은 아니라는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 개시내용은, 본원에서 교시 또는 제안될 수 있는 다른 장점들을 반드시 달성할 필요 없이, 본원에서 교시되는 하나의 장점 또는 장점들의 그룹을 달성 또는 최적화하는 방식으로 구현 또는 수행될 수 있다.
[00542] 실시예들은 첨부 도면들에 관하여 설명되었다. 그러나, 도면들이 설척대로 도시된 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다. 거리들, 각도들 등은 단지 예시적인 것일 뿐이고, 예시된 디바이스들의 실제 치수들 및 레이아웃에 대한 정확한 관계를 반드시 지지하는 것은 아니다. 게다가, 전술한 실시예들은 당업자로 하여금 본원에서 설명된 디바이스들, 시스템들, 방법들 등을 제조 및 사용할 수 있게 하는 세부 레벨로 설명되었다. 매우 다양한 변동이 가능하다. 컴포넌트들, 엘리먼트들, 및/또는 단계들은 변경, 부가, 제거, 또는 재배열될 수 있다.
[00543] 본원에서 설명된 디바이스들 및 방법들은 유리하게, 예컨대, 컴퓨터 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 또는 소프트웨어, 하드웨어, 및 펌웨어의 임의의 조합을 사용하여 적어도 부분적으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈들은 본원에서 설명된 기능들을 수행하기 위해 컴퓨터의 메모리에 저장된 컴퓨터 실행가능한 코드를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨터-실행가능한 코드는 하나 이상의 범용성 컴퓨터들에 의해 실행된다. 그러나, 본 개시내용을 고려하여, 범용성 컴퓨터 상에서 실행되도록 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있는 임의의 모듈이 또한, 하드웨어, 소프트웨어, 또는 펌웨어의 상이한 조합을 사용하여 구현될 수 있다는 것을 당업자는 인지할 것이다. 예컨대, 그러한 모듈은 집적 회로들의 조합을 사용하여 완전히 하드웨어로 구현될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 그러한 모듈은 범용성 컴퓨터들 대신, 본원에서 설명된 특정 기능들을 수행하도록 설계된 특수화된 컴퓨터들을 사용하여 완전히 또는 부분적으로 구현될 수 있다. 게다가, 컴퓨터 소프트웨어에 의해 적어도 부분적으로 수행되는 또는 수행될 수 있는 방법들이 설명되는 경우, 그러한 방법들은, 컴퓨터 또는 다른 프로세싱 디바이스에 의해 판독될 때, 그 컴퓨터 또는 다른 프로세싱 디바이스로 하여금 방법을 수행하게 하는 비-일시적 컴퓨터-판독가능한 매체들 상에 제공될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
[00544] 소정의 실시예들이 명시적으로 설명되었지만, 다른 실시예들이 본 개시내용에 기반하여 당업자에게 자명하게 될 것이다.
[00545] 본원에서 설명된 다양한 프로세서들 및 다른 전자 컴포넌트들은 광을 투사하기 위한 임의의 광학 시스템과 함께 사용하는 데 적절하다. 본원에서 설명된 다양한 프로세서들 및 다른 전자 컴포넌트들은 또한, 음성 커맨드들을 수신하기 위한 임의의 오디오 시스템과 함께 사용하는 데 적절하다.
[00546] 본 개시내용의 다양한 예시적인 실시예들이 본원에서 설명된다. 이들 예들은 비-제한적인 의미로 참조된다. 이들 예들은 본 개시내용의 더 광범위하게 적용가능한 양상들을 예시하기 위해 제공된다. 설명된 본 개시내용에 다양한 변화들이 이루어질 수 있고, 그리고 본 개시내용의 진정한 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 등가물들이 대체될 수 있다. 게다가, 특정 상황, 자료, 물질 조성, 프로세스, 프로세스 행위(들) 또는 단계(들)를 본 개시내용의 목적(들), 사상, 또는 범위에 적응시키기 위해 다수의 수정들이 이루어질 수 있다. 추가로, 당업자에 의해 인지될 바와 같이, 본원에서 설명 및 예시된 개별 변동들 각각은, 본 개시내용의 범위 또는 사상으로부터 벗어나지 않으면서, 다른 여러 실시예들 중 임의의 실시예의 특징들로부터 쉽게 분리될 수 있거나 또는 그러한 특징들과 조합될 수 있는 별개의 컴포넌트들 및 특징들을 갖는다. 모든 그러한 수정들은 본 개시내용과 연관된 청구 범위 내에 있는 것으로 의도된다.
[00547] 본 개시내용은 본 발명의 디바이스들을 사용하여 수행될 수 있는 방법들을 포함한다. 방법들은 그러한 적절한 디바이스를 제공하는 행위를 포함할 수 있다. 그러한 프로비전은 최종 사용자에 의해 수행될 수 있다. 다른 말로, "제공하는" 행위는 단지, 본 발명의 방법에서의 필수 디바이스를 제공하기 위해, 최종 사용자가 획득, 액세스, 접근, 포지셔닝, 셋업, 활성화, 전력-업, 또는 다른 방식으로 행위하는 것을 요구한다. 본원에서 언급된 방법들은 논리적으로 가능한 언급된 이벤트들의 임의의 순서뿐만 아니라 이벤트들의 언급된 순서로 수행될 수 있다.
[00548] 본 개시내용의 예시적인 양상들은, 자료 선택 및 제조에 관한 세부사항들과 함께, 위에서 기술되었다. 본 개시내용의 다른 세부사항들의 경우, 이들 다른 세부사항들은 위에서-참조된 특허들 및 공보들에 관하여 인지될 수 있을 뿐만 아니라 당업자에 의해 일반적으로 알려져 있을 수 있거나 또는 인지될 수 있다. 이는, 공통적으로 또는 논리적으로 이용되는 부가적인 행위들에 관한 본 개시내용의 방법-기반 양상들에 대해 마찬가지이다.
[00549] 게다가, 다양한 특징들을 선택적으로 포함하는 여러 예들을 참조하여 본 개시내용이 설명되었지만, 본 개시내용은 본 개시내용의 각각의 변동에 대하여 고려되는 것으로 설명 또는 표시된 것들로 제한되지 않아야 한다. 설명된 본 개시내용에 다양한 변화들이 이루어질 수 있고, 그리고 본 개시내용의 진정한 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서, (본원에서 언급되었거나 또는 약간의 간결성을 위해 포함되지 않은) 등가물들이 대체될 수 있다. 게다가, 값들의 범위가 제공되는 경우, 그 범위의 상한과 하한 사이의 모든 각각의 개재된 값, 및 그 명시된 범위 내의 임의의 다른 명시된 또는 개재된 값이 본 개시내용 내에 포함된다는 것이 이해된다.
[00550] 또한, 설명된 변동들의 임의의 선택적인 특징이 독립적으로, 또는 본원에서 설명된 특징들 중 임의의 하나 이상과 조합하여 기술 및 청구될 수 있다는 것이 고려된다. 단수 아이템에 대한 참조는 복수의 동일한 아이템들이 존재할 가능성을 포함한다. 더 구체적으로, 본원에서 그리고 본원에 연관된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, 단수 표현들은, 구체적으로 다르게 명시되지 않는 한, 복수의 지시대상들을 포함한다. 다른 말로, 단수 표현들의 사용은 본 개시내용과 연관된 청구항들 뿐만 아니라 위의 설명에서 "적어도 하나"의 대상 아이템을 가능하게 한다. 그러한 청구항들이 임의의 선택적인 엘리먼트를 배제하도록 드래프팅될 수 있다는 것이 추가로 주목된다. 이로써, 이러한 진술은, "네거티브" 제한의 사용 또는 청구항 엘리먼트들의 언급에 관하여, "단독으로", "오직"과 같은 배타적인 용어의 사용에 대한 우선하는 기초로서 기능하도록 의도된다.
[00551] 그러한 배타적인 용어의 사용 없이, 본 개시내용과 연관된 청구항들 내의 "포함하는"이라는 용어는, 그러한 청구항들에 주어진 개수의 엘리먼트들이 열거되는지, 또는 특징의 부가가 그러한 청구항들에 기술된 엘리먼트의 성질을 변환하는 것으로 여겨질 수 있는지와 무관하게, 임의의 부가적인 엘리먼트의 포함을 가능하게 할 것이다. 본원에서 구체적으로 정의된 것을 제외하고, 본원에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어들은 청구항 유효성을 유지하면서 가능한 넓고 통상적으로 이해되는 의미로 주어질 것이다.
[00552] 본 개시내용의 효과범위는 제공되는 예들 및/또는 본 명세서로 제한되는 것이 아니라, 본 개시내용과 연관된 청구항 언어의 범위에 의해서만 제한될 것이다.
[00553] 전술한 명세서에서, 본 개시내용은 본 개시내용의 특정 실시예들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 본 개시내용의 더 광범위한 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서, 본 개시내용에 다양한 수정들 및 변화들이 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 예컨대, 위에서 설명된 프로세스 플로우들은 프로세스 액션들의 특정 순서를 참조하여 설명된다. 그러나, 설명된 프로세스 액션들 중 다수의 순서는 본 개시내용의 범위 또는 동작에 영향을 미치지 않으면서 변화될 수 있다. 그에 따라서, 본 명세서 및 도면들은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 의미로 여겨져야 한다.
Claims (17)
- 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법으로서,
상기 시스템이 제1 프로세서 모드에 대응하는 제1 전력 모드에서 동작하는 단계;
상기 시스템이 제2 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하는 단계;
상기 시스템이, 상기 제2 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 제1 전력 모드로부터 상기 제2 프로세서 모드에 대응하는 제2 전력 모드로 스위칭하는 단계;
상기 시스템이 상기 제1 프로세서 모드의 용인가능성(acceptability)의 표시자를 수신하는 단계; 및
상기 시스템이, 상기 제1 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자를 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 제2 전력 모드로부터 상기 제1 전력 모드로 스위칭하는 단계
를 포함하며,
상기 제1 전력 모드는 저전력 모드이고,
상기 제1 프로세서 모드는 저 프로세서 모드로, 상기 시스템은 상기 저 프로세서 모드에 대응하는 상기 저전력 모드에서 동작하고,
상기 제2 전력 모드는 정상 전력 모드이고,
상기 제2 프로세서 모드는 정상 프로세서 모드로,
상기 시스템은 상기 정상 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하고;
상기 시스템은, 상기 정상 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 저전력 모드로부터 상기 정상 프로세서 모드에 대응하는 상기 정상 전력 모드로 스위칭하며;
상기 시스템은 상기 저 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자를 수신하고; 그리고
상기 시스템은, 상기 저 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자를 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 정상 전력 모드로부터 상기 저전력 모드로 스위칭하며,
상기 시스템이 상기 정상 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하는 것은, 저 레이턴시 통신 채널을 통해 상기 정상 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하는 것을 포함하는,
가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법. - 제1항에 있어서,
상기 저전력 모드는, 시스템 컴포넌트가 스위칭 오프되거나 빠른 웨이크-업 기능(fast wake-up function)을 갖는 대기 모드에 있는 것을 포함하는,
가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법. - 제2항에 있어서,
상기 시스템이 상기 저전력 모드로부터 상기 정상 전력 모드로 스위칭하는 것은, 상기 시스템이 이전에 스위칭 오프되었거나 대기 모드에 있었던 상기 시스템 컴포넌트를 활성화시키는 것을 포함하는,
가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법. - 제1항에 있어서,
상기 정상 프로세서 모드에 대한 요청은, 미리 결정된 임계치 양을 초과하여 변화하는 사용자의 포즈에 대한 응답으로 생성되는,
가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법. - 제1항에 있어서,
상기 저 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자는, 미리 결정된 시간에 미리 결정된 임계치 양 미만으로 변화하는 사용자의 포즈인,
가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법. - 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법으로서,
상기 시스템이 제1 프로세서 모드에 대응하는 제1 전력 모드에서 동작하는 단계;
상기 시스템이 제2 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하는 단계;
상기 시스템이, 상기 제2 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 제1 전력 모드로부터 상기 제2 프로세서 모드에 대응하는 제2 전력 모드로 스위칭하는 단계;
상기 시스템이 상기 제1 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자를 수신하는 단계; 및
상기 시스템이, 상기 제1 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자를 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 제2 전력 모드로부터 상기 제1 전력 모드로 스위칭하는 단계
를 포함하며,
상기 제1 전력 모드는 정상 전력 모드이고,
상기 제1 프로세서 모드는 정상 프로세서 모드로, 상기 시스템은 상기 정상 프로세서 모드에 대응하는 상기 정상 전력 모드에서 동작하고,
상기 제2 전력 모드는 고전력 모드이고,
상기 제2 프로세서 모드는 고 프로세서 모드로,
상기 시스템은 상기 고 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하고;
상기 시스템은, 상기 고 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 정상 전력 모드로부터 상기 고 프로세서 모드에 대응하는 상기 고전력 모드로 스위칭하며;
상기 시스템은 상기 정상 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자를 수신하고;
상기 시스템은, 상기 정상 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자를 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 고전력 모드로부터 상기 정상 전력 모드로 스위칭하며,
상기 고 프로세서 모드에 대한 요청은, 미리 결정된 임계치 양을 초과하는 가상 오브젝트들을 렌더링하라는 요청에 대한 응답으로 생성되는,
가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법. - 제6항에 있어서,
상기 정상 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자는, 미리 결정된 시간 동안에 미리 결정된 임계치 양 미만의 가상 오브젝트들을 렌더링하라는 요청인,
가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법. - 제6항에 있어서,
상기 고전력 모드는 상기 시스템에 이용가능한 전류의 증가된 양을 포함하는,
가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법. - 제8항에 있어서,
상기 시스템이 상기 고전력 모드로부터 상기 정상 전력 모드로 스위칭하는 것은, 상기 시스템이 상기 시스템에 이용가능한 전류의 양을 감소시키는 것을 포함하는,
가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법. - 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법으로서,
상기 시스템이 제1 프로세서 모드에 대응하는 제1 전력 모드에서 동작하는 단계;
상기 시스템이 제2 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하는 단계;
상기 시스템이, 상기 제2 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 제1 전력 모드로부터 상기 제2 프로세서 모드에 대응하는 제2 전력 모드로 스위칭하는 단계;
상기 시스템이 상기 제1 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자를 수신하는 단계; 및
상기 시스템이, 상기 제1 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자를 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 제2 전력 모드로부터 상기 제1 전력 모드로 스위칭하는 단계
를 포함하며,
상기 제1 전력 모드는 다중 평면 전력 모드이고,
상기 제1 프로세서 모드는, 상기 시스템이 이미지들을 복수의 깊이 평면들 상으로 렌더링하고 투사하는 다중 평면 프로세서 모드로, 상기 시스템은 상기 다중 평면 프로세서 모드에 대응하는 상기 다중 평면 전력 모드에서 동작하고,
상기 제2 전력 모드는 단일 평면 전력 모드이고,
상기 제2 프로세서 모드는, 상기 시스템이 이미지들을 단일 깊이 평면으로 렌더링하고 투사하는 단일 평면 프로세서 모드로,
상기 시스템은, 상기 시스템이 단일 평면 활동의 표시자를 수신할 때, 상기 단일 평면 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하고;
상기 시스템은, 상기 단일 평면 활동의 표시자를 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 다중 평면 전력 모드로부터 상기 단일 평면 프로세서 모드에 대응하는 상기 단일 평면 전력 모드로 스위칭하며;
상기 시스템은, 상기 시스템이 다중 평면 활동의 표시자를 수신할 때, 상기 다중 평면 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자를 수신하고; 그리고
상기 시스템은, 상기 다중 평면 활동의 표시자를 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 단일 평면 전력 모드로부터 상기 다중 평면 전력 모드로 스위칭하는,
가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법. - 제10항에 있어서,
상기 단일 평면 활동의 표시자는, 사용자가 가상 스크린 상에 디스플레이될 영화를 요청하는 것, 상기 사용자가 2D 애플리케이션을 오픈하는 것, 또는 센서 데이터가 상기 사용자의 시선이 미리 결정된 임계치 양의 시간 동안 특정 평면으로 수렴하고 있음을 표시하는 것을 포함하는,
가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법. - 제10항에 있어서,
깜박임 또는 눈 움직임 동안 이산 이미징 모드와 다중 평면 이미징 모드 사이에서 스위칭하는 단계를 더 포함하는,
가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법. - 제10항에 있어서,
상기 다중 평면 활동의 표시자는, 사용자가 가상 스크린 상에서 현재 디스플레이되고 있는 영화가 중지되도록 요청하는 것, 또는 센서 데이터가 상기 사용자의 시선이 미리 결정된 임계치 양의 시간 동안 특정 평면으로부터 벗어나 수렴하고 있음을 표시하는 것을 포함하는,
가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법. - 가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법으로서,
상기 시스템이 제1 프로세서 모드에 대응하는 제1 전력 모드에서 동작하는 단계;
상기 시스템이 제2 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하는 단계;
상기 시스템이, 상기 제2 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 제1 전력 모드로부터 상기 제2 프로세서 모드에 대응하는 제2 전력 모드로 스위칭하는 단계;
상기 시스템이 상기 제1 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자를 수신하는 단계; 및
상기 시스템이, 상기 제1 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자를 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 제2 전력 모드로부터 상기 제1 전력 모드로 스위칭하는 단계
를 포함하며,
상기 제1 전력 모드는 다중 평면 전력 모드이고,
상기 제1 프로세서 모드는, 상기 시스템이 이미지들을 복수의 깊이 평면들로 렌더링하고 투사하는 다중 평면 프로세서 모드로, 상기 시스템은 상기 다중 평면 프로세서 모드에 대응하는 상기 다중 평면 전력 모드에서 동작하고,
상기 제2 전력 모드는 단일 평면 전력 모드이고,
상기 제2 프로세서 모드는, 상기 시스템이 이미지들을 단일 깊이 평면으로 렌더링하고 투사하는 단일 평면 프로세서 모드로,
상기 시스템은, 상기 시스템이 미리 결정된 임계치에 도달하는 시스템의 표시자를 수신할 때, 상기 단일 평면 프로세서 모드에 대한 요청을 수신하고;
상기 시스템은, 상기 미리 결정된 임계치에 도달하는 시스템의 표시자를 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 다중 평면 전력 모드로부터 상기 단일 평면 프로세서 모드에 대응하는 상기 단일 평면 전력 모드로 스위칭하며;
상기 시스템은, 상기 시스템이 정상 시스템 동작의 표시자를 수신할 때, 상기 다중 평면 프로세서 모드의 용인가능성의 표시자를 수신하고;
상기 시스템은, 상기 정상 시스템 동작의 표시자를 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 단일 평면 전력 모드로부터 상기 다중 평면 전력 모드로 스위칭하는,
가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법. - 제14항에 있어서,
상기 미리 결정된 임계치는 온도 임계치 또는 배터리 전력 잔여 임계치를 포함하는,
가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법. - 제14항에 있어서,
깜박임 또는 눈 움직임 동안 이산 이미지 모드와 다중 평면 이미징 모드 사이에서 스위칭하는 단계를 더 포함하는,
가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법. - 제14항에 있어서,
상기 정상 시스템 동작의 표시자는, 상기 미리 결정된 임계치의 미리 결정된 양 내의 시스템 특성을 갖지 않는 것을 포함하는,
가상, 증강, 또는 혼합 현실 시스템에서의 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020247003927A KR20240024290A (ko) | 2016-08-22 | 2017-08-22 | 가상, 증강, 및 혼합 현실 시스템들 및 방법들 |
Applications Claiming Priority (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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