TWI779336B - 顯示系統及裸視立體影像之播放方法 - Google Patents

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Abstract

一種顯示系統，包括：虛擬實境顯示裝置；裸視立體顯示裝置；以及主機。因應於主機之處理單元接收到特定輸入信號，處理單元產生一顯示模式控制信號、執行OpenVR驅動程式之影像轉換軟體開發包將主機所執行的虛擬實境應用程式產生的虛擬實境立體影像轉換為裸視立體影像以寫入至主機的第二影像緩衝器。因應於顯示模式控制信號，裸視立體顯示裝置係切換至裸視立體顯示模式，且多工電路選擇第二影像緩衝器之裸視立體影像做為輸出影像信號，並將輸出影像信號傳送至裸視立體顯示裝置進行播放。

Description

顯示系統及裸視立體影像之播放方法
本發明係有關於虛擬實境顯示系統，特別是有關於一種顯示系統及裸視立體影像之播放方法。
隨著科技發展，虛擬實境設備也愈來愈普及。然而，若使用電腦主機執行3D遊戲並想體驗虛擬實境之內容時，往往需要透過主機所執行的SteamVR軟體平台，且虛擬實境顯示設備(例如頭戴式顯示器)通常需支援SteamVR軟體平台。此類型的虛擬實境顯示設備所播放的立體影像係為左眼影像加上右眼影像之格式。然而，對於裸視立體顯示設備而言，因為所使用的立體成像技術不同，其所需的立體影像通常需使用交織格式。相較於裸視立體顯示設備所需的立體影像，在目前市面上的虛擬實境技術已較為成熟且虛擬實境內容佔據了相當大的比例。
因此，在如何不影響虛擬實境內容之體驗的情況下將虛擬實境內容轉換為裸視立體顯示設備所需的立體影像已成為一重要的課題。
一種顯示系統，包括：一虛擬實境顯示裝置；一裸視立體顯示裝置；以及一主機。該主機包括：一處理單元，用以執行一虛擬實境應用程式、一虛擬實境軟體平台及一OpenVR驅動程式；一圖形處理單元；一第一影像緩衝器；一第二影像緩衝器；以及一多工電路，用以依據來自該處理單元之一顯示模式控制信號以選擇該第一影像緩衝器或該第二影像緩衝器之內容。該虛擬實境應用程式係控制該圖形處理單元同時繪製該虛擬實境應用程式之平面影像及虛擬實境立體影像，並將該平面影像及該虛擬實境立體影像寫入至該第一影像緩衝器及該第二影像緩衝器。因應於該處理單元接收到一特定輸入信號，該處理單元係產生一顯示模式控制信號、執行該OpenVR驅動程式之影像轉換軟體開發包將該虛擬實境立體影像轉換為裸視立體影像、並將該裸視立體影像寫入至該第二影像緩衝器。該裸視立體顯示裝置係依據該顯示模式控制信號以從平面顯示模式切換至裸視立體顯示模式，且該多工電路係依據該顯示模式控制信號以選擇儲存於該第二影像緩衝器之該裸視立體影像做為輸出影像信號。該主機係將該輸出影像信號傳送至該裸視立體顯示裝置進行播放。
在一些實施例中，該主機所執行的作業系統係將該虛擬實境應用程式及該OpenVR驅動程式視為前景作業。
在一些實施例中，當該顯示模式控制信號處於低邏輯狀態，該裸視立體顯示裝置係處於該平面顯示模式，且該多工電路係選擇儲存於該第一影像緩衝器中之該平面影像以做為該輸出影像信號。當該顯示模式控制信號處於高邏輯狀態，該裸視立體顯示裝置此時係處於該裸視立體顯示模式，且該多工電路係選擇儲存於該第二影像緩衝器中之該虛擬實境立體影像以做為該輸出影像信號。
在一些實施例中，該虛擬實境軟體平台為SteamVR軟體平台。該虛擬實境立體影像係包含併排的左眼影像及右眼影像，且該裸視立體影像係包括以交織格式組成的該左眼影像及該右眼影像。
本發明更提供一種顯示系統，包括：一虛擬實境顯示裝置；一裸視立體顯示裝置；以及一主機，包括：一處理單元，用以執行一WebVR擴充程式及一瀏覽器；一圖形處理單元；一第一影像緩衝器；一第二影像緩衝器；以及一多工電路，用以依據來自該處理單元之一顯示模式控制信號以選擇該第一影像緩衝器或該第二影像緩衝器之內容；其中，當該主機連接至支援WebVR標準之一特定網站並啟動WebVR功能時，該WebVR擴充程式係產生該特定網站之內容的平面影像及虛擬實境立體影像，並將該平面影像及該虛擬實境立體影像寫入至該第一影像緩衝器及該第二影像緩衝器，其中，因應於該處理單元接收到一特定輸入信號，該處理單元係產生一顯示模式控制信號、並利用該瀏覽器之影像轉換軟體開發包將該虛擬實境立體影像轉換為裸視立體影像，並將該裸視立體影像寫入至第二影像緩衝器，其中，該裸視立體顯示裝置係依據該顯示模式控制信號以從平面顯示模式切換至裸視立體顯示模式，且該多工電路係依據該顯示模式控制信號以選擇儲存於該第二影像緩衝器之該裸視立體影像做為輸出影像信號，其中該主機係將該輸出影像信號傳送至該裸視立體顯示裝置進行播放。
在一些實施例中，該主機所執行的作業系統係將該WebVR擴充程式及該瀏覽器視為前景作業。
在一些實施例中，當該顯示模式控制信號處於低邏輯狀態，該裸視立體顯示裝置係處於該平面顯示模式，且該多工電路係選擇儲存於該第一影像緩衝器中之該平面影像以做為該輸出影像信號。當該顯示模式控制信號處於高邏輯狀態，該裸視立體顯示裝置此時係處於該裸視立體顯示模式，且該多工電路係選擇儲存於該第二影像緩衝器中之該虛擬實境立體影像以做為該輸出影像信號。
在一些實施例中，該瀏覽器為基於Google Chromium開源程式而開發的瀏覽器。該虛擬實境立體影像係包含併排的左眼影像及右眼影像，且該裸視立體影像係包括以交織格式組成的該左眼影像及該右眼影像。
本發明更提供一種裸視立體影像之播放方法，用於一顯示系統，其中該顯示系統包括一主機、一虛擬實境顯示裝置及一裸視立體顯示裝置，該主機包括一處理單元、一圖形處理單元、一第一影像緩衝器、一第二影像緩衝器及一多工電路，該方法包括：利用該主機執行一虛擬實境應用程式、一虛擬實境軟體平台及一OpenVR驅動程式；利用該虛擬實境應用程式控制該圖形處理單元同時繪製該虛擬實境應用程式之平面影像及虛擬實境立體影像，並將該平面影像及該虛擬實境立體影像寫入至該第一影像緩衝器及該第二影像緩衝器；因應於該處理單元接收到一特定輸入信號，利用該處理單元產生一顯示模式控制信號、執行該OpenVR驅動程式之影像轉換軟體開發包將該虛擬實境立體影像轉換為裸視立體影像、並將該裸視立體影像寫入至該第二影像緩衝器；依據該顯示模式控制信號以將該裸視立體顯示裝置從平面顯示模式切換至裸視立體顯示模式、並控制該多工電路依據該顯示模式控制信號以選擇儲存於該第二影像緩衝器之該裸視立體影像做為輸出影像信號；以及將該輸出影像信號傳送至該裸視立體顯示裝置進行播放。
以下說明係為完成發明的較佳實現方式，其目的在於描述本發明的基本精神，但並不用以限定本發明。實際的發明內容必須參考之後的權利要求範圍。
必須了解的是，使用於本說明書中的"包含"、"包括"等詞，係用以表示存在特定的技術特徵、數值、方法步驟、作業處理、元件以及/或組件，但並不排除可加上更多的技術特徵、數值、方法步驟、作業處理、元件、組件，或以上的任意組合。
於權利要求中使用如"第一"、"第二"、"第三"等詞係用來修飾權利要求中的元件，並非用來表示之間具有優先權順序，先行關係，或者是一個元件先於另一個元件，或者是執行方法步驟時的時間先後順序，僅用來區別具有相同名字的元件。
第1圖係顯示依據本發明一實施例中之顯示系統的方塊圖。
如第1圖所示，顯示系統10包括一主機100、一虛擬實境(VR)顯示裝置200、及一裸視立體(autostereoscopic)顯示裝置300。在一實施例中，主機100為一電子裝置，例如個人電腦或伺服器。虛擬實境顯示裝置200例如可從主機100接收立體影像信號並進行顯示，以讓使用者觀看到虛擬實境場景。裸視立體顯示裝置300係依據來自主機100之顯示模式控制信號以決定要播放平面(2D)影像信號或立體(3D)影像信號。
舉例來説，裸視立體顯示裝置300可包括顯示控制器310及裸視立體顯示面板320。顯示控制器310係依據來自主機100之顯示模式控制信號以切換裸視立體顯示面板320之顯示模式，例如平面顯示模式或裸視立體顯示模式。裸視立體顯示面板320可利用本發明領域中之習知3D裸視技術所實現以達到裸視立體視覺的效果，上述3D裸視技術例如可包括但不限於：視差屏障(parallax barriers)技術、柱狀透鏡式(lenticular lenses)、指向光源式(directional backlight)等等，其細節於此不再贅述。
主機100包括一處理單元110、一圖形處理單元120、一記憶體單元130、一儲存裝置140、一或多個周邊裝置160、影像緩衝器162及164、以及一多工電路170。處理單元110、圖形處理單元120、記憶體單元130、儲存裝置140、周邊裝置160、及影像緩衝器162及164係透過系統匯流排111而互相耦接。處理單元110例如可為中央處理器(CPU)、一般用途處理器(general-purpose processor)等等，但本發明並不限於此。圖形處理單元120例如可為一顯示卡上的圖形處理單元或是整合至處理單元110中之圖形處理單元。
記憶體單元130為主機100之系統記憶體，並可用一揮發性記憶體所實現，例如是動態隨機存取記憶體(DRAM)或靜態隨機存取記憶體(SRAM)，但本發明並不限於此。儲存裝置140為一非揮發性記憶體(non-volatile memory)，例如可為一硬碟機(hard disk drive)、一固態硬碟(solid-state disk)、一快閃記憶體(flash memory)、或一唯讀記憶體(read-only memory)，但本發明並不限於此。影像緩衝器162及164同樣可由揮發性記憶體所實現，例如是動態隨機存取記憶體(DRAM)或靜態隨機存取記憶體(SRAM)，但本發明並不限於此。在一些實施例中，因為顯示系統10係支援SteamVR及OpenVR之標準，故影像緩衝器162及164可分別稱為主影像緩衝器(main frame buffer)及直接模式緩衝器(direct mode buffer)。
傳輸介面150及152可包括有線傳輸介面及/或無線傳輸介面，其中有線傳輸介面可包括：高解析度多媒體介面(High Definition Multimedia Interface，HDMI)、顯示埠(DisplayPort，DP)介面、嵌入式顯示埠(embedded DisplayPort，eDP)、介面通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)介面、USB Type-C介面、雷靂(Thunderbolt)介面、數位視訊介面(DVI)或其組合，且無線傳輸介面可包括：第五代行動通訊技術(5th generation wireless system)、藍芽(Bluetooth)、WiFi、近場通訊(NFC)介面等等，但本發明並不限於此。周邊裝置160例如包括：鍵盤、滑鼠、觸控板等輸入裝置，但本發明並不限於此。
舉例來說，儲存裝置140可儲存虛擬實境(VR)應用程式141、作業系統142(例如可為Windows、Linux、MacOS等等)、虛擬實境軟體平台143及OpenVR驅動程式144，且處理單元110係將虛擬實境應用程式141、作業系統142、虛擬實境軟體平台143及OpenVR驅動程式144讀取至記憶體單元130並執行。
在一實施例中，虛擬實境應用程式141例如可為一電腦遊戲程式，且可支援OpenVR標準。虛擬實境應用程式141例如可透過OpenVR應用程式介面(API)與虛擬實境軟體平台143(例如為SteamVR軟體平台)進行溝通。在虛擬實境顯示裝置200連接至主機100的情境下，圖形處理單元120可進行處理單元110所執行之虛擬實境應用程式141的繪圖處理以同時產生用於平面2D顯示的第一影像信號及用於虛擬實境立體顯示的第二影像信號(例如包含併排(side by side)的左眼影像及右眼影像)，並且將第一影像信號及第二影像信號分別儲存於影像緩衝器162及164。影像緩衝器164之內容係透過傳輸介面152以傳送至虛擬實境裝置200進行顯示。
多工電路170係用以依據來自處理單元110之一顯示模式控制信號113以選擇來自影像緩衝器162的第一影像信號或來自影像緩衝器164的第二影像信號以得到一輸出影像信號172，並透過傳輸介面150將輸出影像信號172傳送至裸視立體顯示裝置300進行顯示。需注意的是，主機100經由傳輸介面150傳送至裸視立體顯示裝置300的信號12除了包含輸出影像信號172之外，亦包括了上述顯示模式控制信號113。
虛擬實境顯示裝置200例如可為一頭戴式顯示器，虛擬實境裝置200包括一左眼顯示面板210及對應的左眼鏡頭211、一右眼顯示面板220及對應的右眼鏡頭221、一儲存單元230、一影像緩衝器240、顯示控制器250、及一或多個傳輸介面260、及一外殼270。左眼顯示面板210、左眼鏡頭211、右眼顯示面板220、右眼鏡頭221係以一預定光學排列方式安置於外殼270中，且外殼270可包括一束帶或其他輔助裝置(未繪示)以供使用者戴於頭上以透過虛擬實境顯示裝置200觀賞虛擬實境畫面。
左眼顯示面板210及右眼顯示面板220例如可為液晶(liquid crystal)面板、發光二極體(light-emitting diode)面板、有機發光二極體(organic light-emitting diode)面板等等，但本發明並不限於此。在一些實施例中，左眼顯示面板210及右眼顯示面板220可為不同且分離的顯示面板，或是由同一顯示面板所實現，且左眼顯示面板210及右眼顯示面板220為併排且平行的，兩者之間並無角度差。在另一些實施例中，左眼顯示面板210及右眼顯示面板220為併排且不平行的，且兩者之間係具有一角度差。
傳輸介面260係對應於傳輸介面152，且可包括有線傳輸介面及/或無線傳輸介面，其中有線傳輸介面可包括：高解析度多媒體介面(High Definition Multimedia Interface，HDMI)、顯示埠(DisplayPort，DP)介面、嵌入式顯示埠(embedded DisplayPort，eDP)、介面通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)介面、USB Type-C介面、雷靂(Thunderbolt)介面、數位視訊介面(DVI)或其組合，且無線傳輸介面可包括：第五代行動通訊技術(5th generation wireless system)、藍芽(Bluetooth)、WiFi、近場通訊(NFC)介面等等，但本發明並不限於此。
顯示控制器250例如可為一應用導向積體電路(application-specific integrated circuit)、一晶片系統(System-on-chip)、一處理器、或一微控制器，但本發明並不限於此。儲存單元230例如可為一非揮發性記憶體，例如唯讀記憶體(ROM)、可抹除可編程唯讀記憶體(EPROM)、電子抹除式可編程唯讀記憶體(EEPROM)。儲存單元230係用以儲存虛擬實境顯示裝置200相關的韌體。儲存單元230例如可在顯示控制器250之外部、或是可整合至顯示控制器250中。影像緩衝器240例如可為一動態隨機存取記憶體，用以暫存欲播放的影像信號及/或顯示控制器250執行影像處理所產生的暫存檔案。
在第一情境中，使用者係使用虛擬實境顯示裝置200以觀賞虛擬實境的立體影像(即包含左眼影像及右眼影像)，且裸視立體顯示裝置300此時係處於平面顯示模式(2D模式)，意即裸視立體顯示裝置300僅顯示平面影像。顯示系統10係以上述配置做為預設配置。主機100所執行的虛擬實境應用程式141(例如為一電腦遊戲)係控制圖形處理單元120繪製平面影像(意即無視差的單眼二維影像)以及虛擬實境立體影像(例如為具有視差的左眼影像及右眼影像)，其中圖形處理單元120係將平面影像寫入至影像緩衝器162，並將虛擬實境立體影像寫入至影像緩衝器164。
此時，處理單元110所產生的顯示模式控制信號113例如處於一低邏輯狀態，故多工電路170係選擇來自影像緩衝器162的平面影像以做為輸出影像信號172，且輸出影像信號172係傳送至裸視立體顯示裝置300進行顯示。顯示模式控制信號113例如可為一通用型輸入輸出(GPIO)信號。此外，因為影像緩衝器164為直接模式緩衝器，故儲存於影像緩衝器164之虛擬實境立體影像可透過傳輸介面152輸出虛擬實境顯示裝置200進行立體顯示。因此，在第一情境中，虛擬實境顯示裝置200播放虛擬實境立體影像及立體顯示裝置300播放平面影像是同時進行的，故使用者此時可配戴虛擬實境顯示裝置200以觀賞虛擬實境立體(3D)影像或是從裸視立體顯示裝置300直接觀賞平面(2D)影像。
在第二情境中，使用者係使用裸視立體顯示裝置300以觀賞立體影像，意即進行裸視立體影像觀賞。且裸視立體顯示裝置300此時係處於裸視立體顯示模式(3D模式)，意即裸視立體顯示裝置300僅顯示裸視立體影像。主機100所執行的虛擬實境應用程式141(例如為一電腦遊戲)係控制圖形處理單元120繪製平面影像(意即無視差的單眼二維影像)以及虛擬實境立體影像(例如為具有視差的左眼影像及右眼影像)，其中圖形處理單元120係將平面影像儲存於影像緩衝器162，並將虛擬實境立體影像傳送至處理單元110所執行的虛擬實境軟體平台143。此時，虛擬實境軟體平台143係通知OpenVR驅動程式144以控制處理單元110及/或圖形處理單元120將虛擬實境立體影像轉換為裸視立體影像，並將裸視立體影像寫入至影像緩衝器164。
詳細而言，OpenVR驅動程式144包括了一影像轉換軟體開發包(software development kit，SDK)145，其中影像轉換軟體開發包145可控制處理單元110將虛擬實境立體影像轉換為裸視立體影像，並將裸視立體影像寫入至影像緩衝器164，其中上述裸視立體影像之格式基本上為交織格式(例如奇數列為左眼影像，偶數列為右眼影像，或是奇數列為右眼影像，偶數列為左眼影像)，且對應於裸視立體顯示裝置300之立體顯示控制機制，故裸視立體顯示裝置300可播放影像轉換軟體開發包145所產生的裸視立體影像並讓使用者感受到裸視立體視覺。
在此實施例中，使用者可透過周邊裝置160(例如為鍵盤)以發送一特定指令(例如可按下特定組合的按鍵)以控制裸視立體顯示裝置300從2D顯示模式切換至3D顯示模式、或由3D顯示模式切換至2D顯示模式。舉例來説，當使用者透過周邊裝置160發送一特定指令時，處理單元110在接收到上述特定指令後會切換(toggle)顯示模式控制信號113，例如將顯示模式控制信號113由低邏輯狀態切換至高邏輯狀態、或由高邏輯狀態切換至低邏輯狀態。當顯示模式控制信號113為高邏輯狀態，多工電路170係選擇來自影像緩衝器164的裸視立體影像做為輸出影像信號172，且裸視立體顯示裝置300會切換至3D顯示模式以顯示裸視立體影像。
需注意的是，在第一情境中，當傳統的主機執行虛擬實境應用程式(例如為電腦遊戲)且經由虛擬實境顯示裝置播放立體影像時，作業系統會將虛擬實境應用程式視為前景作業，故作業系統會給予虛擬實境應用程式大部分的系統資源以進行相關運算處理，故同時在裸視立體顯示裝置及虛擬實境顯示裝置分別播放平面影像及立體影像並不會產生問題。然而，若在同樣的硬體配置下欲改由裸視立體顯示裝置播放裸視立體影像時，意即進入第二情境由傳統的主機將虛擬實境立體影像轉換為裸視立體影像，並且由裸視立體顯示裝置播放裸視立體影像，此時，傳統的主機會遭遇到一個技術問題。
舉例來説，為了要順暢地執行虛擬實境應用程式，作業系統需要將虛擬實境應用程式視為前景作業。若傳統的主機要將虛擬實境立體影像轉換為裸視立體影像，則需要執行另外的影像轉換程式以進行上述影像格式之轉換，並將所產生的裸視立體影像寫入至影像緩衝器162。此時，作業系統則會將上述影像轉換程式視為前景作業，並且將虛擬實境應用程式視為背景作業，故虛擬實境應用程式無法從作業系統取得足夠的系統資源進行運算處理，故虛擬實境應用程式所產生的虛擬實境立體影像無法達到足夠的畫面幀率(例如每秒30幀或以上)。因此，在第二情境下，使用者若要使用傳統的主機並由裸視立體顯示裝置播放裸視立體影像，使用者會察覺到畫面有延遲或跳動的現象。
在第二情境下，本發明之主機100可將影像轉換軟體開發包145整合至OpenVR驅動程式144，且當處理單元110在執行虛擬實境應用程式141時，OpenVR驅動程式144亦需控制處理單元110及/或圖形處理單元120以繪製虛擬實境場景，故作業系統142會將虛擬實境應用程式141及OpenVR驅動程式144視為前景作業而給予大部分的資統資源進行運算、以及將虛擬實境立體影像轉換為裸視立體影像，並將裸視立體影像寫入至影像緩衝器164。此外，因應於處理單元110接收到一特定指令，處理單元110可發出顯示模式控制指令至多工電路170及裸視立體顯示裝置300，使得裸視立體顯示裝置300可切換至裸視立體顯示模式，且多工電路170可選擇儲存於影像緩衝器164之裸視立體影像以輸出至裸視立體顯示裝置300以進行裸視立體顯示。因此，本發明可在不影響原來的虛擬實境內容的情況下進行界接，使得虛擬實境內容可以在裸視立體顯示裝置300進行呈現。
第2圖係顯示依據本發明另一實施例中之顯示系統的方塊圖。
第2圖中之顯示系統20係類似於第1圖中之顯示系統20，其差別在於顯示系統20中之儲存裝置140儲存了WebVR擴充程式146及瀏覽器147，且處理單元110係將虛擬實境應用程式141、作業系統142、WebVR擴充程式146及瀏覽器147讀取至記憶體單元130並執行。
WebVR擴充程式146例如是Chrome瀏覽器之擴充程式(extension)，且可將支援WebVR標準之網站的內容模擬為虛擬實境立體影像以供虛擬實境顯示裝置200(例如為頭戴式顯示器)播放。瀏覽器147例如是基於Google Chromium開源(open source)程式而開發的瀏覽器。因此，WebVR擴充程式146同樣可視為基於Google Chroimum之瀏覽器147的擴充程式。
舉例來說，使用者可透過主機100的網路介面(未繪示)以連接至網路上支援WebVR標準的特定網站，且WebVR擴充程式146係將特定網站之內容轉換為虛擬實境立體影像，並將虛擬實境立體影像傳送至瀏覽器147進行顯示。
類似地，在第一情境中，使用者係使用虛擬實境顯示裝置200以觀賞虛擬實境的立體影像(即包含左眼影像及右眼影像)，且裸視立體顯示裝置300此時係處於平面顯示模式(2D模式)，意即裸視立體顯示裝置300僅顯示平面影像。顯示系統20係以上述配置做為預設配置。當使用者在特定網站上啟用WebVR功能時，主機100所執行的WebVR擴充程式146係將特定網站之內容轉換為虛擬實境立體影像，且瀏覽器147係將特定網站之內容的虛擬實境立體影像(例如為具有視差的左眼影像及右眼影像)寫入至影像緩衝器164。此外，瀏覽器147亦可同時將虛擬實境立體影像轉換為平面影像，並將平面影像寫入至影像緩衝器162。
此時，處理單元110所產生的顯示模式控制信號113例如處於一低邏輯狀態，故多工電路170係選擇來自影像緩衝器162的平面影像以做為輸出影像信號172，且輸出影像信號172係傳送至裸視立體顯示裝置300進行顯示。顯示模式控制信號113例如可為一通用型輸入輸出(GPIO)信號。此外，因為影像緩衝器164為直接模式緩衝器，故儲存於影像緩衝器164之虛擬實境立體影像可透過傳輸介面152輸出虛擬實境顯示裝置200進行立體顯示。因此，在第一情境中，虛擬實境顯示裝置200播放虛擬實境立體影像及立體顯示裝置300播放平面影像是同時進行的，故使用者此時可配戴虛擬實境顯示裝置200以觀賞虛擬實境之立體(3D)影像或是從裸視立體顯示裝置300直接觀賞平面(2D)影像。
在第二情境中，使用者係使用裸視立體顯示裝置300以觀賞立體影像，意即進行裸視立體影像觀賞。且裸視立體顯示裝置300此時係處於裸視立體顯示模式(3D模式)，意即裸視立體顯示裝置300僅顯示裸視立體影像。當使用者在特定網站上啟用WebVR功能時，主機100所執行的WebVR擴充程式146係將特定網站之內容轉換為虛擬實境立體影像，且瀏覽器147係將特定網站之內容的虛擬實境立體影像(例如為具有視差的左眼影像及右眼影像)寫入至影像緩衝器164。此外，瀏覽器147亦可同時將虛擬實境立體影像轉換為平面影像，並將平面影像寫入至影像緩衝器162。
詳細而言，瀏覽器147更包括一影像轉換軟體開發包148，其中影像轉換軟體開發包148可控制處理單元110將虛擬實境立體影像轉換為裸視立體影像，並將裸視立體影像寫入至影像緩衝器164，其中上述裸視立體影像之格式基本上為交織格式(例如奇數列為左眼影像，偶數列為右眼影像，或是奇數列為右眼影像，偶數列為左眼影像)，且對應於裸視立體顯示裝置300之立體顯示控制機制，故裸視立體顯示裝置300可播放影像轉換軟體開發包148所產生的裸視立體影像並讓使用者感受到裸視立體視覺。
在此實施例中，使用者可透過周邊裝置160(例如為鍵盤)以發送一特定指令(例如可按下特定組合的按鍵)以控制裸視立體顯示裝置300從2D顯示模式切換至3D顯示模式、或由3D顯示模式切換至2D顯示模式。舉例來説，當使用者透過周邊裝置160發送一特定指令時，處理單元110在接收到上述特定指令後會切換(toggle)顯示模式控制信號113，例如將顯示模式控制信號113由低邏輯狀態切換至高邏輯狀態、或由高邏輯狀態切換至低邏輯狀態。當顯示模式控制信號113為高邏輯狀態，多工電路170係選擇來自影像緩衝器164的裸視立體影像做為輸出影像信號172，且裸視立體顯示裝置300會切換至3D顯示模式以顯示裸視立體影像。
需注意的是，在第一情境中，當傳統的主機執行支援WebVR之瀏覽器且經由虛擬實境顯示裝置播放立體影像時，作業系統會將上述瀏覽器視為前景作業，故作業系統會給予上述瀏覽器大部分的系統資源以進行相關運算處理，故同時在裸視立體顯示裝置及虛擬實境顯示裝置分別播放平面影像及立體影像並不會產生問題。然而，若在同樣的硬體配置下欲改由裸視立體顯示裝置播放裸視立體影像時，意即進入第二情境由傳統的主機將虛擬實境立體影像轉換為裸視立體影像，並且由裸視立體顯示裝置播放裸視立體影像，此時，傳統的主機會遭遇到一個技術問題。
舉例來説，為了要順暢地觀賞立體虛擬實境影像，作業系統需要將上述瀏覽器視為前景作業。若傳統的主機要將虛擬實境立體影像轉換為裸視立體影像，則需要執行另外的影像轉換程式以進行上述影像格式之轉換，並將所產生的裸視立體影像寫入至影像緩衝器162。此時，作業系統則會將上述影像轉換程式視為前景作業，並且將上述瀏覽器視為背景作業，故上述瀏覽器無法從作業系統取得足夠的系統資源進行運算處理，故上述瀏覽器所產生的虛擬實境立體影像無法達到足夠的畫面幀率(例如每秒30幀或以上)。因此，在第二情境下，使用者若要使用傳統的主機並由裸視立體顯示裝置播放裸視立體影像，使用者會察覺到畫面有延遲或跳動的現象。
在第二情境下，本發明之主機100可將影像轉換軟體開發包148整合至瀏覽器147，且當使用者在特定網站啟用WebVR功能時，WebVR擴充程式146係控制處理單元110及/或圖形處理單元120以繪製特定網站之內容的虛擬實境立體影像，且瀏覽器147係同時將虛擬實境立體影像轉換為平面影像及裸視立體影像，故作業系統142會將WebVR擴充程式146及瀏覽器147視為前景作業而給予大部分的資統資源進行運算、以及將虛擬實境立體影像轉換為裸視立體影像，並將裸視立體影像寫入至影像緩衝器164。此外，因應於處理單元110接收到一特定指令，處理單元110可發出顯示模式控制指令至多工電路170及裸視立體顯示裝置300，使得裸視立體顯示裝置300可切換至裸視立體顯示模式，且多工電路170可選擇儲存於影像緩衝器164之裸視立體影像以輸出至裸視立體顯示裝置300以進行裸視立體顯示。因此，本發明可在不影響原來的虛擬實境內容的情況下進行界接，使得虛擬實境內容可以在裸視立體顯示裝置300進行呈現。
第3圖為依據本發明一實施例中之裸視立體影像之播放方法的流程圖。
在步驟S310，執行虛擬實境應用程式141以控制圖形處理單元120同時繪製平面影像及虛擬實境立體影像，並將平面影像及虛擬實境立體影像分別寫入至第一影像緩衝器(例如影像緩衝器162)及第二影像緩衝器(例如影像緩衝器164)。影像緩衝器162及164可分別稱為主影像緩衝器(main frame buffer)及直接模式緩衝器(direct mode buffer)。
在步驟S320，利用裸視立體顯示裝置300以平面顯示模式播放第一影像緩衝器(例如影像緩衝器162)中之平面影像並利用虛擬實境顯示裝置播放第二影像緩衝器(例如影像緩衝器164)中之虛擬實境立體影像。在一些實施例中，步驟S320可以省略。
在步驟S330，因應於主機接到一特定輸入信號，利用處理單元產生一顯示模式控制信號、以及利用OpenVR驅動程式之影像轉換軟體開發包將虛擬實境立體影像轉換為裸視立體影像，並將裸視立體影像寫入至第二影像緩衝器。在此情境中，作業系統142會將虛擬實境應用程式141及OpenVR驅動程式144視為前景作業而給予大部分的資統資源進行運算、以及將虛擬實境立體影像轉換為裸視立體影像，並將裸視立體影像寫入至影像緩衝器164。此外，裸視立體影像之格式基本上為交織格式(例如奇數列為左眼影像，偶數列為右眼影像，或是奇數列為右眼影像，偶數列為左眼影像)，且對應於裸視立體顯示裝置300之立體顯示控制機制，故裸視立體顯示裝置300可播放影像轉換軟體開發包145所產生的裸視立體影像並讓使用者感受到裸視立體視覺。
在步驟S340，依據顯示模式控制信號以將裸視立體顯示裝置從平面顯示模式切換至裸視立體顯示模式並控制多工電路依據顯示模式控制信號以選擇儲存於第二影像緩衝器之裸視立體影像做為輸出影像信號。舉例來說，當顯示模式控制信號處於低邏輯狀態，多工電路170係選擇儲存於影像緩衝器162中之平面影像以做為輸出影像信號，且裸視立體顯示裝置300此時係處於平面顯示模式。當顯示模式控制信號處於高邏輯狀態，多工電路170係選擇儲存於影像緩衝器164中之虛擬實境立體影像以做為輸出影像信號，且裸視立體顯示裝置300此時係處於裸視立體顯示模式。
在步驟S350，將輸出影像信號傳送至裸視立體顯示裝置進行播放。舉例來説，多工電路170所選擇的輸出影像信號之格式是對應於裸視立體顯示裝置300之顯示模式，例如平面顯示模式或裸視立體顯示模式。換句話說，當裸視立體顯示裝置300處於平面顯示模式，多工電路170係選擇在影像緩衝器162中之平面影像做為輸出影像信號。當裸視立體顯示裝置300處於裸視立體顯示模式，多工電路170係選擇在影像緩衝器164中之裸視立體影像做為輸出影像信號。
綜上所述，本發明之實施例係提供一種顯示系統及裸視立體影像之播放方法，其可在不影響原本虛擬實境之內容的情況下，讓顯示系統中虛擬實境顯示裝置及裸視立體顯示裝置之間切換不同的立體顯示方式時均能達到順暢播放立體影像之效果，藉以增加使用者體驗。
本發明之方法，或特定型態或其部份，可以以程式碼的型態包含於實體媒體，如軟碟、光碟片、硬碟、或是任何其他機器可讀取(如電腦可讀取)儲存媒體，其中，當程式碼被機器，如電腦載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置或系統。本發明之方法、系統與裝置也可以以程式碼型態透過一些傳送媒體，如電線或電纜、光纖、或是任何傳輸型態進行傳送，其中，當程式碼被機器，如電腦接收、載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置或系統。當在一般用途處理器實作時，程式碼結合處理器提供一操作類似於應用特定邏輯電路之獨特裝置。
本發明之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明實施例之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，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。
10:顯示系統 12:信號 20:顯示系統 100:主機 110:處理單元 113:顯示模式控制信號 120:圖形處理單元 130:記憶體單元 140:儲存裝置 141:虛擬實境應用程式 142:作業系統 143:虛擬實境軟體平台 144:OpenVR驅動程式 145:影像轉換軟體開發包 146:WebVR擴充程式 147:瀏覽器 148:影像轉換軟體開發包 150、152:傳輸介面 160:周邊裝置 162、164:影像緩衝器 170:多工電路 172:輸出影像信號 200:虛擬實境顯示裝置 210:左眼顯示面板 211:左眼鏡頭 220:右眼顯示面板 221:右眼鏡頭 230:儲存單元 240:影像緩衝器 250:顯示控制器 260:傳輸介面 270:外殼 300:裸視立體顯示裝置 310:顯示控制器 320:裸視立體顯示面板 S310-S350:步驟
第1圖係顯示依據本發明一實施例中之顯示系統的方塊圖。 第2圖係顯示依據本發明另一實施例中之顯示系統的方塊圖。 第3圖為依據本發明一實施例中之裸視立體影像之播放方法的流程圖。
S310-S350:步驟

Claims (11)

  1. 一種顯示系統，包括： 一虛擬實境顯示裝置； 一裸視立體顯示裝置；以及 一主機，包括： 一處理單元，用以執行一虛擬實境應用程式、一虛擬實境軟體平台及一OpenVR驅動程式； 一圖形處理單元； 一第一影像緩衝器； 一第二影像緩衝器；以及 一多工電路，用以依據來自該處理單元之一顯示模式控制信號以選擇該第一影像緩衝器或該第二影像緩衝器之內容； 其中，該虛擬實境應用程式係控制該圖形處理單元同時繪製該虛擬實境應用程式之平面影像及虛擬實境立體影像，並將該平面影像及該虛擬實境立體影像寫入至該第一影像緩衝器及該第二影像緩衝器， 其中，因應於該處理單元接收到一特定輸入信號，該處理單元係產生一顯示模式控制信號、執行該OpenVR驅動程式之影像轉換軟體開發包將該虛擬實境立體影像轉換為裸視立體影像、並將該裸視立體影像寫入至該第二影像緩衝器， 其中，該裸視立體顯示裝置係依據該顯示模式控制信號以從平面顯示模式切換至裸視立體顯示模式，且該多工電路係依據該顯示模式控制信號以選擇儲存於該第二影像緩衝器之該裸視立體影像做為輸出影像信號， 其中該主機係將該輸出影像信號傳送至該裸視立體顯示裝置進行播放。
  2. 如請求項1之顯示系統，其中該主機所執行的作業系統係將該虛擬實境應用程式及該OpenVR驅動程式視為前景作業。
  3. 如請求項1之顯示系統，其中當該顯示模式控制信號處於低邏輯狀態，該裸視立體顯示裝置係處於該平面顯示模式，且該多工電路係選擇儲存於該第一影像緩衝器中之該平面影像以做為該輸出影像信號， 其中當該顯示模式控制信號處於高邏輯狀態，該裸視立體顯示裝置此時係處於該裸視立體顯示模式，且該多工電路係選擇儲存於該第二影像緩衝器中之該虛擬實境立體影像以做為該輸出影像信號。
  4. 如請求項1之顯示系統，其中該虛擬實境軟體平台為SteamVR軟體平台。
  5. 如請求項1之顯示系統，其中該虛擬實境立體影像係包含併排的左眼影像及右眼影像，且該裸視立體影像係包括以交織格式組成的該左眼影像及該右眼影像。
  6. 一種顯示系統，包括： 一虛擬實境顯示裝置； 一裸視立體顯示裝置；以及 一主機，包括： 一處理單元，用以執行一WebVR擴充程式及一瀏覽器； 一圖形處理單元； 一第一影像緩衝器； 一第二影像緩衝器；以及 一多工電路，用以依據來自該處理單元之一顯示模式控制信號以選擇該第一影像緩衝器或該第二影像緩衝器之內容； 其中，當該主機連接至支援WebVR標準之一特定網站並啟動WebVR功能時，該WebVR擴充程式係產生該特定網站之內容的平面影像及虛擬實境立體影像，並將該平面影像及該虛擬實境立體影像寫入至該第一影像緩衝器及該第二影像緩衝器， 其中，因應於該處理單元接收到一特定輸入信號，該處理單元係產生一顯示模式控制信號、並利用該瀏覽器之影像轉換軟體開發包將該虛擬實境立體影像轉換為裸視立體影像，並將該裸視立體影像寫入至第二影像緩衝器， 其中，該裸視立體顯示裝置係依據該顯示模式控制信號以從平面顯示模式切換至裸視立體顯示模式，且該多工電路係依據該顯示模式控制信號以選擇儲存於該第二影像緩衝器之該裸視立體影像做為輸出影像信號， 其中該主機係將該輸出影像信號傳送至該裸視立體顯示裝置進行播放。
  7. 如請求項6之顯示系統，其中該主機所執行的作業系統係將該WebVR擴充程式及該瀏覽器視為前景作業。
  8. 如請求項6之顯示系統，其中當該顯示模式控制信號處於低邏輯狀態，該裸視立體顯示裝置係處於該平面顯示模式，且該多工電路係選擇儲存於該第一影像緩衝器中之該平面影像以做為該輸出影像信號， 其中當該顯示模式控制信號處於高邏輯狀態，該裸視立體顯示裝置此時係處於該裸視立體顯示模式，且該多工電路係選擇儲存於該第二影像緩衝器中之該虛擬實境立體影像以做為該輸出影像信號。
  9. 如請求項6之顯示系統，其中該瀏覽器為基於Google Chromium開源程式而開發的瀏覽器。
  10. 如請求項6之顯示系統，其中該虛擬實境立體影像係包含併排的左眼影像及右眼影像，且該裸視立體影像係包括以交織格式組成的該左眼影像及該右眼影像。
  11. 一種裸視立體影像之播放方法，用於一顯示系統，其中該顯示系統包括一主機、一虛擬實境顯示裝置及一裸視立體顯示裝置，該主機包括一處理單元、一圖形處理單元、一第一影像緩衝器、一第二影像緩衝器及一多工電路，該方法包括： 利用該主機執行一虛擬實境應用程式、一虛擬實境軟體平台及一OpenVR驅動程式； 利用該虛擬實境應用程式控制該圖形處理單元同時繪製該虛擬實境應用程式之平面影像及虛擬實境立體影像，並將該平面影像及該虛擬實境立體影像寫入至該第一影像緩衝器及該第二影像緩衝器； 因應於該處理單元接收到一特定輸入信號，利用該處理單元產生一顯示模式控制信號、執行該OpenVR驅動程式之影像轉換軟體開發包將該虛擬實境立體影像轉換為裸視立體影像、並將該裸視立體影像寫入至該第二影像緩衝器； 依據該顯示模式控制信號以將該裸視立體顯示裝置從平面顯示模式切換至裸視立體顯示模式、並控制該多工電路依據該顯示模式控制信號以選擇儲存於該第二影像緩衝器之該裸視立體影像做為輸出影像信號；以及 將該輸出影像信號傳送至該裸視立體顯示裝置進行播放。
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