TWI658376B - 模擬攜帶式裝置之感測訊號的虛擬實境系統、虛擬實境系統之控制方法、頭戴式顯示裝置、主機、攜帶式裝置 - Google Patents

模擬攜帶式裝置之感測訊號的虛擬實境系統、虛擬實境系統之控制方法、頭戴式顯示裝置、主機、攜帶式裝置 Download PDF

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Abstract

一種模擬攜帶式裝置之感測訊號的虛擬實境系統、虛擬實境系統之控制方法、頭戴式顯示裝置、主機、攜帶式裝置。虛擬實境系統之控制方法包括以下步驟：以一頭戴式顯示裝置獲得一第一感測訊號。轉譯第一感測訊號為一第二感測訊號。一攜帶式裝置依據第二感測訊號調整一原始顯示內容為一調整後顯示內容。傳輸調整後顯示內容至頭戴式顯示裝置。以頭戴式顯示裝置顯示調整後顯示內容。

Description

模擬攜帶式裝置之感測訊號的虛擬實境系統、虛擬 實境系統之控制方法、頭戴式顯示裝置、主機、攜帶式裝置
本發明是有關於一種虛擬實境系統及其控制方法，且特別是有關於一種模擬攜帶式裝置之感測訊號的虛擬實境系統、虛擬實境系統之控制方法、頭戴式顯示裝置、主機、攜帶式裝置。
隨著虛擬實境技術(virtual reality,VR)的發展，各種虛擬實境硬體與軟體不斷推陳出新。虛擬實境利用電腦模擬產生三維空間的虛擬世界，提供使用者視覺感官的模擬，讓使用者感覺仿佛身歷其境。
使用者移動或轉動時，電腦可以立即進行複雜的運算，將精確的三維空間影像傳回，以產生臨場感。虛擬實境技術 集成了電腦模擬、感測、顯示、電腦圖形、人工智慧等技術，是目前相當熱門的新興虛擬實境。
目前發展出一種透鏡紙盒(Cardboard)，使用者可將智慧型手機置放於透鏡紙盒上，使用者將透鏡紙盒戴在頭上轉動時，智慧型手機的顯示內容亦可隨著轉動而變化，使得使用者獲得全景的空間感。
然而，智慧型手機之感測單元的效果有限，且智慧型手機並不適合放在眼前近距離的位置，使得此方面技術的發展有所侷限。
本發明係有關於一種模擬攜帶式裝置之感測訊號的虛擬實境系統、虛擬實境系統之控制方法、頭戴式顯示裝置、主機、攜帶式裝置，其利用頭戴式顯示裝置模擬攜帶式裝置之感測訊號，使得虛擬實境系統能夠結合攜帶式裝置之豐富顯示資源的優點以及頭戴式顯示裝置之高影像解析能力及高追蹤感測能力的優點。
根據本發明之第一方面，提出一種虛擬實境系統之控制方法。虛擬實境系統之控制方法包括以下步驟：以一頭戴式顯示裝置獲得一第一感測訊號。轉譯第一感測訊號為一第二感測訊號。一攜帶式裝置依據第二感測訊號調整一原始顯示內容為一 調整後顯示內容。傳輸調整後顯示內容至頭戴式顯示裝置。以頭戴式顯示裝置顯示調整後顯示內容。
根據本發明之第二方面，提出一種虛擬實境系統。虛擬實境系統包括一頭戴式顯示單元、一追蹤單元、一轉譯單元及一影像處理單元。追蹤單元用以獲得一第一感測訊號。轉譯單元用以轉譯第一感測訊號為一第二感測訊號。影像處理單元用以依據第二感測訊號調整一原始顯示內容為一調整後顯示內容。頭戴式顯示單元及追蹤單元設置於頭戴式顯示裝置內。影像處理單元設置於一攜帶式裝置中。調整後顯示內容傳遞至頭戴式顯示單元，以使頭戴式顯示單元顯示調整後顯示內容。
根據本發明之第三方面，提出一種頭戴式顯示裝置。頭戴式顯示裝置包括一頭戴式顯示單元、一追蹤單元、一轉譯單元及一傳輸單元。追蹤單元用以獲得一第一感測訊號。轉譯單元用以轉譯第一感測訊號為一第二感測訊號。傳輸單元用以傳輸該第二感測訊號至一攜帶式裝置，以使一原始顯示內容依據第二感測訊號調整為一調整後顯示內容。傳輸單元更用以接收調整後顯示內容，以使頭戴式顯示單元顯示調整後顯示內容。
根據本發明之第四方面，提出一種主機。主機包括一傳輸單元及一轉譯單元。傳輸單元用以接收一頭戴式顯示裝置之一第一感測訊號。轉譯單元用以轉譯第一感測訊號為一第二感測訊號。傳輸單元更傳送第二感測訊號至一攜帶式裝置，以使攜帶式裝置依據第二感測訊號調整一原始顯示內容為一調整後顯示 內容。傳輸單元更轉傳調整後顯示內容傳遞至頭戴式顯示裝置，以使頭戴式顯示裝置顯示調整後顯示內容。
根據本發明之第五方面，提出一種攜帶式裝置。攜帶式裝置包括一傳輸單元、一轉譯單元及一影像處理單元。傳輸單元用以接收來自一頭戴式顯示裝置之一第一感測訊號。轉譯單元用以轉譯第一感測訊號為一第二感測訊號。影像處理單元用以依據第二感測訊號調整一原始顯示內容為一調整後顯示內容。傳輸單元更用以傳輸調整後顯示內容至頭戴式顯示裝置，以使頭戴式顯示裝置顯示調整後顯示內容。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
100、200、300‧‧‧虛擬實境系統
110、310‧‧‧頭戴式顯示裝置
111‧‧‧頭戴式顯示單元
112‧‧‧追蹤單元
113a、113b‧‧‧傳輸單元
120、220‧‧‧主機
122a、122b‧‧‧傳輸單元
124、234、314‧‧‧轉譯單元
130、230‧‧‧攜帶式裝置
131‧‧‧影像處理單元
132‧‧‧感測單元
133a、133b‧‧‧傳輸單元
F1‧‧‧原始顯示內容
F2‧‧‧調整後顯示內容
S1‧‧‧第一感測訊號
S2‧‧‧第二感測訊號
S110、S120、S130、S140、S150、S160、S170、S180、S180、S210、S220、S230、S240、S250、S260、S270、S280、S310、S320、S330、S340、S350、S360、S370、S380‧‧‧步驟
第1圖繪示根據本發明一實施例之虛擬實境系統的方塊圖。
第2圖繪示根據本發明之一實施例之虛擬實境系統之控制方法的流程圖。
第3圖繪示根據本發明另一實施例之虛擬實境系統的方塊圖。
第4圖繪示根據本發明另一實施例之虛擬實境系統之控制方法的流程圖。
第5圖繪示根據本發明另一實施例之虛擬實境系統的方塊圖。
第6圖繪示根據本發明另一實施例之虛擬實境系統之控制方法的流程圖。
請參照第1圖，其繪示根據本發明一實施例之虛擬實境系統100的方塊圖。就第1圖的示例而言，虛擬實境系統100包括一頭戴式顯示裝置110、一主機120及一攜帶式裝置130。頭戴式顯示裝置110例如是一眼罩、或一頭盔。主機120例如是一桌上型電腦、一伺服器、一筆記型電腦、一智慧型手機、一雲端運算中心、一晶片、或一電路板。攜帶式裝置130例如是一智慧型手機、一平板電腦、或一筆記型電腦。
頭戴式顯示裝置110包括一頭戴式顯示單元111、一追蹤單元112、一傳輸單元113a及一傳輸單元113b。主機120包括一轉譯單元124、一傳輸單元122a及一傳輸單元122b。攜帶式裝置130包括一影像處理單元131、一感測單元132、一傳輸單元133a及一傳輸單元133b。頭戴式顯示單元111用以顯示各種內容。追蹤單元112用以追蹤頭戴式顯示裝置110的位置及方位。追蹤單元112例如是採用外置追蹤系統(outside-in tracking)或採用內置追蹤系統(inside-out tracking)。一般而言，頭戴式顯示裝置110之追蹤單元112的感測精確度高於攜帶式裝置130之感 測單元132的感測精確度。傳輸單元113a、113b、122a、122b、133a、133b用以進行訊號傳輸之動作，傳輸單元113a、113b、122a、122b、133a、133b也可以做訊號轉換處理(例如影像處理)，以求在不同裝置間有最快的傳輸效率及品質。傳輸單元113a、113b、122a、122b、133a、133b例如是一無線傳輸模組或一有線傳輸模組。轉譯單元124用以進行訊號轉譯程序。轉譯單元124例如是一晶片、一電路板、一電路或儲存數組程式碼之儲存裝置。
在本實施例中，追蹤單元112所獲得的第一感測訊號S1可以透過轉譯單元124轉譯第二感測訊號S2。第二感測訊號S2係為攜帶式裝置之感測單元132的一模擬訊號。攜帶式裝置130之影像處理單元131可以依據第二感測訊號S2來調整一原始顯示內容F1為一調整後顯示內容F2。調整後顯示內容F2也可以是原本的原始顯示內容F1(也就是調整後顯示內容F2即是原始顯示內容F1)。如此一來，使用者戴著頭戴式顯示裝置110轉動頭部時，攜帶式裝置130會對應地對原始顯示內容F1進行旋轉、移動、放大、插補等動作，而直接輸出調整後顯示內容F2。
實際上使用者並沒有對攜帶式裝置130進行移動或轉動，但攜帶式裝置130卻可以根據頭戴式顯示裝置110的移動或轉動來調整顯示原始顯示內容F1。藉此，虛擬實境系統100結合了攜帶式裝置130具有豐富顯示資源的優點以及頭戴式顯示裝置110具有高影像解析能力及高追蹤感測能力的優點。
在本實施例中，轉譯單元124設置於主機120內。在其他實施例中，轉譯單元124亦可設置於攜帶式裝置130或頭戴式顯示裝置110內。亦可有多個影像處理單元設置於主機120、攜帶式裝置130及頭載顯示裝置110內。
以下搭配流程圖詳細說明上述各項元件之運作。請參照第2圖，其繪示根據本發明之一實施例之虛擬實境系統100之控制方法的流程圖。在步驟S110中，頭戴式顯示裝置110之追蹤單元112獲得第一感測訊號S1。
接著，在步驟S120中，頭戴式顯示裝置110將第一感測訊號S1傳遞至主機120。
然後，在步驟S130中，主機120之轉譯單元124轉譯第一感測訊號S1為第二感測訊號S2。
接著，在步驟S140中，主機120將第二感測訊號S2傳遞至攜帶式裝置130。
然後，在步驟S150中，攜帶式裝置130之影像處理單元131依據第二感測訊號S2調整原始顯示內容F1為調整後顯示內容F2(或不須調整)。
接著，在步驟S160中，攜帶式裝置130將調整後顯示內容F2傳遞至主機120。
然後，在步驟S170中，主機120將調整後顯示內容F2傳遞至頭戴式顯示裝置110。
接著，在步驟S180中，頭戴式顯示裝置110之頭戴式顯示單元111顯示調整後顯示內容F2。
在本實施例中，追蹤之步驟(步驟S110)執行於頭戴式顯示裝置110，轉譯之步驟(步驟S130)執行於主機120，調整顯示內容之步驟(步驟S150)執行於攜帶式裝置130。頭戴式顯示裝置110、主機120及攜帶式裝置130分工合作完成虛擬實境系統100的運作。
請參照第3圖及第4圖，第3圖繪示根據本發明另一實施例之虛擬實境系統200的方塊圖，第4圖繪示根據本發明另一實施例之虛擬實境系統200之控制方法的流程圖。在本實施例中，轉譯單元234設置於攜帶式裝置230內，其餘相同之處，不在重複敘述。位於攜帶式裝置230內的轉譯單元234同樣可將第一感測訊號S1轉譯為第二感測訊號S2。
如第4圖所示，在步驟S210中，頭戴式顯示裝置110之追蹤單元112獲得第一感測訊號S1。
接著，在步驟S220中，頭戴式顯示裝置110將第一感測訊號S1傳遞至主機220。
然後，在步驟S230中，主機220將第一感測訊號S1傳遞至攜帶式裝置230。
接著，在步驟S240中，攜帶式裝置230之轉譯單元234轉譯第一感測訊號S1為第二感測訊號S2。
然後，在步驟S250中，攜帶式裝置230之影像處理單元131依據第二感測訊號S2調整原始顯示內容F1為調整後顯示內容F2。
接著，在步驟S260中，攜帶式裝置230將調整後顯示內容F2傳遞至主機220。
然後，在步驟S270中，主機220將調整後顯示內容F2傳遞至頭戴式顯示裝置110。
接著，在步驟S280中，頭戴式顯示裝置110之頭戴式顯示單元111顯示調整後顯示內容F2。
在本實施例中，追蹤之步驟(步驟S210)執行於頭戴式顯示裝置110，轉譯之步驟(步驟S240)及調整顯示內容之步驟(步驟S250)執行於攜帶式裝置230。亦可有多個影像處理單元設置於主機220、攜帶式裝置230及頭載顯示裝置110，以求最佳傳輸效能及品質。頭戴式顯示裝置110、主機220及攜帶式裝置230分工合作完成虛擬實境系統200的運作。
請參照第5圖及第6圖，第5圖繪示根據本發明另一實施例之虛擬實境系統300的方塊圖，第6圖繪示根據本發明另一實施例之虛擬實境系統300之控制方法的流程圖。在本實施例中，轉譯單元314設置於頭戴式顯示裝置310內，其餘相同之處，不在重複敘述。位於攜頭戴式顯示裝置310內的轉譯單元314同樣可將第一感測訊號S1轉譯為第二感測訊號S2。
如第6圖所示，在步驟S310中，頭戴式顯示裝置310之追蹤單元112獲得第一感測訊號S1。
接著，在步驟S320中，頭戴式顯示裝置310之轉譯單元314轉譯第一感測訊號S1為第二感測訊號S2。
然後，在步驟S330中，頭戴式顯示裝置310將第二感測訊號S2傳遞至主機220。
接著，在步驟S340中，主機220將第二感測訊號S2傳遞至攜帶式裝置130。
然後，在步驟S350中，攜帶式裝置130之影像處理單元131依據第二感測訊號S2調整原始顯示內容F1為調整後顯示內容F2。
接著，在步驟S360中，攜帶式裝置130將調整後顯示內容F2傳遞至主機220。
然後，在步驟S370中，主機220將調整後顯示內容F2傳遞至頭戴式顯示裝置310。
接著，在步驟S380中，頭戴式顯示裝置310之頭戴式顯示單元111顯示調整後顯示內容F2。
在本實施例中，追蹤之步驟(步驟S310)及轉譯之步驟(步驟S320)執行於頭戴式顯示裝置310，調整顯示內容之步驟(步驟S350)執行於攜帶式裝置130。頭戴式顯示裝置310、主機220及攜帶式裝置130分工合作完成虛擬實境系統300的運 作。亦可有多個影像處理單元設置於主機220、攜帶式裝置130及頭載式顯示裝置310，以求最佳傳輸效能及品質。
根據上述各種實施例，實際上使用者並沒有對攜帶式裝置進行移動或轉動，但攜帶式裝置卻可以根據頭戴式顯示裝置的移動或轉動來調整顯示原始顯示內容。藉此，本揭露之虛擬實境系統結合了攜帶式裝置具有豐富顯示資源的優點以及頭戴式顯示裝置具有高影像解析能力及高追蹤感測能力的優點，使得虛擬實境系統的應用更加廣泛。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。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 (16)

  1. 一種虛擬實境系統之控制方法，包括：以一頭戴式顯示裝置獲得一第一感測訊號；轉譯該第一感測訊號為一第二感測訊號；一攜帶式裝置依據該第二感測訊號調整一原始顯示內容為一調整後顯示內容，其中調整該原始顯示內容之步驟係進行旋轉、移動、放大、或插補之動作；該攜帶式裝置傳輸該調整後顯示內容至該頭戴式顯示裝置；以及以該頭戴式顯示裝置顯示該調整後顯示內容。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬實境系統之控制方法，其中轉譯該第一感測訊號為該第二感測訊號之步驟係執行於該頭戴式顯示裝置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬實境系統之控制方法，其中轉譯該第一感測訊號為該第二感測訊號之步驟係執行於一主機。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬實境系統之控制方法，其中轉譯該第一感測訊號為該第二感測訊號之步驟係執行於該攜帶式裝置。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬實境系統之控制方法，其中該第二感測訊號係為該攜帶式裝置之一感測單元的一模擬訊號。
  6. 一種虛擬實境系統，包括：一頭戴式顯示單元；一追蹤單元，用以獲得一第一感測訊號；一轉譯單元，用以轉譯該第一感測訊號為一第二感測訊號；以及一影像處理單元，用以依據該第二感測訊號調整一原始顯示內容為一調整後顯示內容，其中調整該原始顯示內容之動作係進行旋轉、移動、放大、或插補之動作；其中該頭戴式顯示單元及該追蹤單元設置於一頭戴式顯示裝置內，該影像處理單元設置於一攜帶式裝置中，該調整後顯示內容從該攜帶式裝置傳遞至該頭戴式顯示單元，以使該頭戴式顯示單元顯示該調整後顯示內容。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之虛擬實境系統，其中該轉譯單元設置於該頭戴式顯示裝置內。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之虛擬實境系統，其中該轉譯單元設置於一主機內。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之虛擬實境系統，其中該轉譯單元設置於該攜帶式裝置內。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之虛擬實境系統，其中該第二感測訊號係為該攜帶式裝置之一感測單元的一模擬訊號。
  11. 一種頭戴式顯示裝置，包括：一頭戴式顯示單元；一追蹤單元，用以獲得一第一感測訊號；以及一轉譯單元，用以轉譯該第一感測訊號為一第二感測訊號；以及一傳輸單元，用以傳輸該第二感測訊號至一攜帶式裝置，該攜帶式裝置依據該第二感測訊號將一原始顯示內容調整為一調整後顯示內容，該傳輸單元更用以接收該攜帶式裝置所傳輸之該調整後顯示內容，以使該頭戴式顯示單元顯示該調整後顯示內容，其中調整該原始顯示內容之動作係進行旋轉、移動、放大、或插補之動作。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之頭戴式顯示裝置，其中該第二感測訊號係為該攜帶式裝置之一感測單元的一模擬訊號。
  13. 一種主機，包括：一傳輸單元，用以接收一頭戴式顯示裝置之一第一感測訊號；以及一轉譯單元，用以轉譯該第一感測訊號為一第二感測訊號；其中該傳輸單元更傳送該第二感測訊號至一攜帶式裝置，以使該攜帶式裝置依據該第二感測訊號調整一原始顯示內容為一調整後顯示內容，該傳輸單元更轉傳該攜帶式裝置所傳輸之該調整後顯示內容至該頭戴式顯示裝置，以使該頭戴式顯示裝置顯示該調整後顯示內容，其中調整該原始顯示內容之動作係進行旋轉、移動、放大、或插補之動作。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之主機，其中該第二感測訊號係為該攜帶式裝置之一感測單元的一模擬訊號。
  15. 一種攜帶式裝置，包括：一傳輸單元，用以接收來自一頭戴式顯示裝置之一第一感測訊號；一轉譯單元，用以轉譯該第一感測訊號為一第二感測訊號；以及一影像處理單元，用以依據該第二感測訊號調整一原始顯示內容為一調整後顯示內容，其中調整該原始顯示內容之動作係進行旋轉、移動、放大、或插補之動作；其中該傳輸單元更用以傳輸該調整後顯示內容至該頭戴式顯示裝置，以使該頭戴式顯示裝置顯示該調整後顯示內容。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之攜帶式裝置，更包括：一感測單元，該第二感測訊號係為該攜帶式裝置之該感測單元的一模擬訊號。
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