TW201915938A - 影像處理系統和方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之提供了一種影像處理系統。上述影像處理系統包括一頭戴式顯示裝置，以及一影像處理裝置。影像處理裝置包括一處理器。處理器會將上述頭戴式顯示裝置之設定資訊傳送給一畫面驅動程式。上述畫面驅動程式從一使用者模式驅動程式取得一3D資料，且根據上述設定資訊以及上述3D資料，產生一左眼畫面以及一右眼畫面。上述處理器將上述左眼畫面以及上述右眼畫面傳送給上述頭戴式顯示裝置，且上述頭戴式顯示裝置根據上述左眼畫面以及上述右眼畫面顯示一顯示畫面。

Description

影像處理系統和方法
本發明說明書主要係有關於一影像處理技術，特別係有關於藉由虛擬實境(virtual reality，VR)頭戴式顯示裝置直接顯示Direct3D及OpenGL之內容之影像處理技術。
隨著科技之進步，影像之顯示技術也日亦演進。虛擬實境(Virtual Reality，簡稱VR)是一種利用電腦科技模擬出虛擬的三度空間之顯示技術。使用者可透過專用的穿戴裝置(例如：頭盔、眼鏡)，透過視覺讓使用者有身歷其境的感覺。
然而，目前的虛擬實境頭盔所顯示之顯示內容，都係利用開發商自行開發之開發平台來進行開發。因此，目前的虛擬實境頭盔並無法支援直接顯示Direct3D及OpenGL的內容之畫面。然而，由於目前大部分的3D軟體及3D遊戲都是基於Direct3D及OpenGL這兩種引擎來進行開發。因此，若虛擬實境頭盔無法支援直接顯示Direct3D及OpenGL的內容之畫面，虛擬實境頭盔所顯示之顯示內容將會受到限制。
有鑑於上述先前技術之問題，本發明提供了藉由虛擬實境(VR)頭戴式顯示裝置直接顯示Direct3D及OpenGL之內容之影像處理系統和方法。
根據本發明之一實施例提供了一種影像處理系統。上述影像處理系統包括一頭戴式顯示裝置，以及一影像處理裝置。影像處理裝置包括一處理器。處理器會將上述頭戴式顯示裝置之設定資訊傳送給一畫面驅動程式。上述畫面驅動程式從一使用者模式驅動程式取得一3D資料，且根據上述設定資訊以及上述3D資料，產生一左眼畫面以及一右眼畫面。上述處理器將上述左眼畫面以及上述右眼畫面傳送給上述頭戴式顯示裝置，且上述頭戴式顯示裝置根據上述左眼畫面以及上述右眼畫面顯示一顯示畫面。
在一些實施例中，上述設定資訊包括一瞳距資訊、一視角資訊以及一視野資訊。
在一些實施例中，上述3D資料係由Direct 3D及OpenGL技術所產生。
在一些實施例中，上述畫面驅動程式包括一程式庫，且上述畫面驅動程式載入上述程式庫所包含之檔案，將上述3D資料和上述設定資訊轉換成對應上述頭戴式顯示裝置之左眼畫面和右眼畫面。
根據本發明之一實施例提供了一種影像處理方法。上述影像處理方法包括：將一頭戴式顯示裝置之設 定資訊傳送給一畫面驅動程式；從一使用者模式驅動程式取得一3D資料；根據上述設定資訊以及上述3D資料，產生一左眼畫面以及一右眼畫面；將上述左眼畫面以及上述右眼畫面傳送給上述頭戴式顯示裝置；以及根據上述左眼畫面以及上述右眼畫面，在上述頭戴式顯示裝置上顯示一顯示畫面。
關於本發明其他附加的特徵與優點，此領域之熟習技術人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可根據本案實施方法中所揭露之裝置和方法，做些許的更動與潤飾而得到。
100‧‧‧影像處理系統
110‧‧‧影像處理裝置
111‧‧‧處理器
112‧‧‧顯示裝置
120‧‧‧頭戴式顯示裝置
210‧‧‧Direct3D執行程式庫
220‧‧‧OpenGL執行程式庫
230‧‧‧DirectX圖形介面框架
240‧‧‧使用者模式驅動程式
250‧‧‧畫面驅動程式
260‧‧‧DirectX核心
270‧‧‧核心模式驅動程式
400‧‧‧流程圖
A1‧‧‧3D應用軟體
A2、A3‧‧‧應用軟體
L1‧‧‧頭盔程式庫
第1圖係顯示根據本發明之一實施例所述之影像處理系統100之方塊圖。
第2圖係根據本發明之一實施例所示之顯示驅動操作之示意圖。
第3圖係根據本發明之另一實施例所示之顯示驅動操作之示意圖。
第4圖係根據本發明一實施例所述之影像處理方法之流程圖400。
本章節所敘述的是實施本發明之最佳方式，目 的在於說明本發明之精神而非用以限定本發明之保護範圍，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
第1圖係顯示根據本發明之一實施例所述之影像處理系統100之方塊圖。如第1圖所示，影像處理系統100可包含一影像處理裝置110，以及一頭戴式顯示裝置(head-mounted display，HMD)120。根據本發明之一實施例，影像處理裝置110可包含一處理器111以及一顯示裝置112。注意地是，在第1圖中之方塊圖，僅係為了方便說明本發明之實施例，但本發明並不以此為限。影像處理裝置110亦可包括其他元件。
據本發明之一實施例，影像處理裝置110可係筆記型電腦、一智慧型手機或一平版電腦，但本發明不以此為限。據本發明之一實施例，顯示裝置112可係一般顯示裝置，例如：筆記型電腦螢幕、智慧型手機螢幕或桌上型電腦之螢幕，但本發明不以此為限。據本發明之一實施例，頭戴式顯示裝置120可係一虛擬實境(virtual reality，VR)頭盔。當使用者要觀看虛擬實境之畫面時，可將頭戴式顯示裝置120耦接至影像處理裝置110，以從頭戴式顯示裝置120觀看虛擬實境之畫面。
第2圖係根據本發明之一實施例所示之顯示驅動操作之示意圖。在本發明之實施利中，處理器111可用以執行第2圖所示之顯示驅動之相關操作和運算。如第2圖所示，顯示驅動操作可分成應用程式(applications)層、 使用者模式(User Mode)層，以及核心模式(Kernel Mode)層。注意地是，在第2圖中之示意圖，僅係為了方便說明本發明之實施例，但本發明並不以此為限。
根據本發明之一實施例，在應用程式層中包含了所要執行之應用程式，例如：3D應用程式A1和應用程式A2。
根據本發明之一實施例，在使用者模式層可包含一Direct3D(D3D)執行程式庫(Runtime Library)210、一OpenGL執行程式庫220、一DirectX圖形介面框架(DirectX Graphics Infrastructure(DXGI)Framework)230、一使用者模式驅動程式(User Mode Driver)240以及一畫面驅動程式250。根據本發明之一實施例，使用者模式驅動程式240可包含一使用者模式顯示驅動程式(User-mode display driver)、一OpenGL可安裝客戶驅動程式(installable client driver)。
根據本發明之一實施例，核心模式層可包含一DirectX核心(DXG Kernel)260以及一核心模式驅動程式(Kernel Mode Driver)270。
當處理器111執行一3D應用程式A1(例如：一3D遊戲)後，可藉由D3D和OpenGL技術產生3D資料。當3D資料係要顯示在一般顯示裝置時，處理器111即可根據傳統之影像顯示驅動技術，將3D影像投影到顯示裝置112上。
根據本發明之一實施例，當藉由D3D和 OpenGL技術所產生之3D資料係要顯示在頭戴式顯示裝置120時，處理器111會執行一應用程式A2，以產生對應頭戴式顯示裝置120之左眼畫面和右眼畫面。當處理器111應用程式A2後，應用程式A2會將對應頭戴式顯示裝置120之設定資訊傳送給畫面驅動程式250。接著，使用者模式驅動程式240會提供處理器111執行3D應用程式A1後，藉由D3D和OpenGL技術所產生之3D資料給畫面驅動程式250。
根據本發明之一實施例，3D資料可包含使用D3D和OpenGL技術產生3D畫面之參數設定、投影相機之位置和方向、以及投影矩陣之資訊等。根據本發明之一實施例，設定資訊可包含頭戴式顯示裝置120之所設定之一瞳距資訊、一視角資訊以及一視野資訊，但本發明並不以此為限。
根據本發明之一實施例，當畫面驅動程式250取得3D資料和設定資訊後，畫面驅動程式250會根據3D資料和設定資訊直接產生對應頭戴式顯示裝置120之一左眼畫面以及一右眼畫面。對應頭戴式顯示裝置120之左眼畫面和右眼畫面產生後，畫面驅動程式250會將對應頭戴式顯示裝置120之左眼畫面以及右眼畫面傳送給應用程式A2。接著，應用程式A2會將左眼畫面和右眼畫面傳送給頭戴式顯示裝置120，使用者就可直接透過頭戴式顯示裝置120，看到藉由D3D和OpenGL技術所產生之3D顯示畫面。
在傳統之顯示驅動操作中，使用者模式驅動程式240需要先透過DirectX核心250和核心模式驅動程式270取得顯示裝置112所顯示之截圖(bufferframe)，才能將顯示裝置112所顯示之截圖轉換成頭戴式顯示裝置120所適合顯示之影像。然而，在本發明之實施例中，會藉由畫面驅動程式250會直接從使用者模式驅動程式240取得3D資料。因此，因指令或信號之傳輸所造成之畫面延遲之時間將會減少。
根據本發明之一實施例，畫面驅動程式250更包括一程式庫(libary)。當畫面驅動程式250要產生對應頭戴式顯示裝置120之左眼畫面和右眼畫面時，會載入程式庫所包含之檔案，將其所取得之3D資料和設定資訊轉換成對應頭戴式顯示裝置120之左眼畫面和右眼畫面。
第3圖係根據本發明之另一實施例所示之顯示驅動操作之示意圖。在本發明之實施利中，處理器111可用以執行第3圖所示之顯示驅動之相關操作和運算。注意地是，在第3圖中之示意圖，僅係為了方便說明本發明之實施例，但本發明並不以此為限。此外，第3圖所示之架構和第2圖類似，因此第3圖中和第2圖相同之部分就不再做贅述。
如第3圖所示，根據本發明之一實施例，應用程式A3可包含一頭盔程式庫L1。應用程式A3和頭盔程式庫L1可根據頭戴式顯示裝置120所支援顯示之畫面格式或顯示技術來設計。當應用程式A3從畫面驅動程式250取得 左眼畫面和右眼畫面後，應用程式A3會先載入頭盔程式庫L1，將從畫面驅動程式250所取得之左眼畫面和右眼畫面轉換成頭戴式顯示裝置120適用之畫面格式。接著，應用程式A3再將轉換後之左眼畫面和右眼畫面提供給頭戴式顯示裝置120。
第4圖係根據本發明一實施例所述之影像處理方法之流程圖400。此影像處理方法適用影像處理裝置110。在步驟S410，將頭戴式顯示裝置120之設定資訊傳送給一畫面驅動程式。在步驟S420，從一使用者模式驅動程式取得一3D資料。在步驟S430，根據設定資訊以及3D資料，產生一左眼畫面以及一右眼畫面。在步驟S440，將上述左眼畫面以及上述右眼畫面傳送給頭戴式顯示裝置。在步驟S450，根據上述左眼畫面以及上述右眼畫面，在頭戴式顯示裝置上顯示一顯示畫面。
透過本發明之影像處理方法，虛擬實境頭盔將可直接顯示Direct3D及OpenGL技術所產生之顯示內容，因而增加虛擬實境頭盔可顯示內容之相容性。此外，經過本發明之影像處理方法，可直接產生對應頭戴式顯示裝置之左眼畫面以及右眼畫面，因而使得使用者從頭戴式顯示裝置所看到之畫面會更加真實。此外，透過本發明之影像處理方法，會直接藉由畫面驅動程式從使用者模式驅動程式取得3D資料，因此，將可減少因指令或信號之傳輸所造成之畫面延遲。
本發明之說明書所揭露之方法和演算法之步 驟，可直接透過執行一處理器直接應用在硬體、軟體模組或兩者之結合上。一軟體模組(包括執行指令和相關數據)和其它數據可儲存在數據記憶體中，像是隨機存取記憶體(RAM)、快閃記憶體(flash memory)、唯讀記憶體(ROM)、可抹除可規化唯讀記憶體(EPROM)、電子可抹除可規劃唯讀記憶體(EEPROM)、暫存器、硬碟、可攜式應碟、光碟唯讀記憶體(CD-ROM)、DVD或在此領域習之技術中任何其它電腦可讀取之儲存媒體格式。一儲存媒體可耦接至一機器裝置，舉例來說，像是電腦/處理器(為了說明之方便，在本說明書以處理器來表示)，上述處理器可透過來讀取資訊(像是程式碼)，以及寫入資訊至儲存媒體。一儲存媒體可整合一處理器。一特殊應用積體電路(ASIC)包括處理器和儲存媒體。一用戶設備則包括一特殊應用積體電路。換句話說，處理器和儲存媒體以不直接連接用戶設備的方式，包含於用戶設備中。此外，在一些實施例中，任何適合電腦程序之產品包括可讀取之儲存媒體，其中可讀取之儲存媒體包括和一或多個所揭露實施例相關之程式碼。在一些實施例中，電腦程序之產品可包括封裝材料。
本說明書中所提到的「一實施例」或「實施例」，表示與實施例有關之所述特定的特徵、結構、或特性是包含根據本發明的至少一實施例中，但並不表示它們存在於每一個實施例中。因此，在本說明書中不同地方出現的「在一實施例中」或「在實施例中」詞組並不必然表示本發明的相同實施例。
以上段落使用多種層面描述。顯然的，本文的教示可以多種方式實現，而在範例中揭露之任何特定架構或功能僅為一代表性之狀況。根據本文之教示，任何熟知此技藝之人士應理解在本文揭露之各層面可獨立實作或兩種以上之層面可以合併實作。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (8)

  1. 一種影像處理系統：包括：一頭戴式顯示裝置；以及一影像處理裝置，包括：一處理器，將上述頭戴式顯示裝置之設定資訊傳送給一畫面驅動程式，其中上述畫面驅動程式從一使用者模式驅動程式取得一3D資料，且根據上述設定資訊以及上述3D資料，產生一左眼畫面以及一右眼畫面；其中上述處理器將上述左眼畫面以及上述右眼畫面傳送給上述頭戴式顯示裝置，且上述頭戴式顯示裝置根據上述左眼畫面以及上述右眼畫面顯示一顯示畫面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理系統，其中上述設定資訊包括一瞳距資訊、一視角資訊以及一視野資訊。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理系統，其中上述3D資料係由Direct 3D及OpenGL技術所產生。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理系統，其中上述畫面驅動程式包括一程式庫，且上述畫面驅動程式載入上述程式庫所包含之檔案，將上述3D資料和上述設定資訊轉換成對應上述頭戴式顯示裝置之左眼畫面和右眼畫面。
  5. 一種影像處理方法：包括： 將一頭戴式顯示裝置之設定資訊傳送給一畫面驅動程式；從一使用者模式驅動程式取得一3D資料；根據上述設定資訊以及上述3D資料，產生一左眼畫面以及一右眼畫面；將上述左眼畫面以及上述右眼畫面傳送給上述頭戴式顯示裝置；以及根據上述左眼畫面以及上述右眼畫面，在上述頭戴式顯示裝置上顯示一顯示畫面。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之影像處理方法，其中上述設定資訊包括一瞳距資訊、一視角資訊以及一視野資訊。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之影像處理方法，其中上述3D資料係由Direct 3D及OpenGL技術所產生。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之影像處理方法，更包括：載入上述畫面驅動程式之一程式庫所包含之檔案，將上述3D資料和上述設定資訊轉換成對應上述頭戴式顯示裝置之左眼畫面和右眼畫面。
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