虚拟和增强现实系统和方法技术方案

一种虚拟或增强现实显示系统，其使用意图在显示器上显示的虚拟或增强现实图像所包含的控制信息来控制显示器。控制信息可用于指定多个可能的显示深度平面中的一个。控制信息还可以指定给定深度平面内或深度平面之间的像素移位。该系统还可以通过使用增益因子来增强来自传感器的头部姿势测量，该增益因子基于在运动的生理范围内的用户头部姿势位置而变化。运动的生理范围内的用户头部姿势位置而变化。运动的生理范围内的用户头部姿势位置而变化。

【技术实现步骤摘要】
虚拟和增强现实系统和方法
[0001]本申请是申请号为201680060759.6的中国专利申请“虚拟和增强现实系统和方法”(申请日为2016年8月17日)的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请根据35USC
§
119(e)要求2015年8月18日提交的美国临时申请No.62/206,765题为“虚拟和增强现实系统和方法(VIRTUAL AND AUGMENTED REALITY SYSTEMS AND METHODS)”的优先权权益，其通过引用全部并入在此。


[0004]本公开涉及虚拟和增强现实成像和可视化系统。

技术介绍

[0005]现代计算和显示技术促进了虚拟现实和增强现实系统的发展。虚拟现实或“VR”系统为用户创造模拟的环境来体验。这可以通过将计算机生成的图像通过显示器呈现给用户来完成。这个图像创造了让用户沉浸在模拟环境中的感觉体验。虚拟现实场景通常只包含计算机生成的图像的呈现，而不包括实际的真实世界的图像的呈现。
[0006]增强现实系统通常用模拟元素来补充真实世界环境。例如，增强现实或“AR”系统可以通过显示器向用户提供周围真实世界环境的视图。然而，计算机生成的图像也可以呈现在显示器上，以增强现实世界的环境。这个计算机生成的图像可以包括与现实世界环境上下相关的元素。这些元素可以包括模拟的文本、图像、对象等。模拟的元素通常可以实时交互。图1描绘了示例性的增强现实场景1，其中，AR技术的用户看到以背景中的人、树、建筑为特征的真实世界的公园状的设置6以及实体平台1120。除了这些项目以外，计算机生成的图像也呈现给用户。计算机生成的图像可以包括例如站在真实世界的平台1120上的机器人雕像1110，以及看起来像飞行的蜜蜂的化身的卡通式的头像角色2，尽管这些元素2、1110不实际存在于真实的世界环境中。
[0007]由于人类的视觉感知系统是复杂的，所以开发促进虚拟图像元素在其它虚拟或现实世界图像元素中的舒适的、感觉自然的、丰富的呈现的VR或AR技术是有挑战性的。

技术实现思路

[0008]在一些实施例中，虚拟或增强现实显示系统包括：显示器，其被配置为显示多个深度平面的图像；显示控制器，其被配置为从图形处理器接收渲染的虚拟或增强现实图像数据，以及至少部分地基于嵌入在渲染的图像中的控制信息来控制显示器；其中，嵌入的控制信息指示当显示图像时应用于渲染图像的至少一部分的移位。
[0009]在一些实施例中，与在渲染图像中的一个或多个虚拟或增强现实对象的位置相比，移位改变所述一个或多个对象的显示位置。
[0010]在一些实施例中，移位包括图像的至少一部分在同一深度平面内的指定数量的像素的横向移位。
[0011]在一些实施例中，移位包括图像的至少一部分从一个深度平面到另一深度平面的纵向移位。
[0012]在一些实施例中，显示控制器还被配置为缩放所述图像的至少一部分连同从一个深度平面到另一深度平面的纵向移位。
[0013]在一些实施例中，移位包括图像的至少一部分从一个深度平面到虚拟深度平面的纵向移位，该虚拟深度平面包括至少两个深度平面的加权组合。
[0014]在一些实施例中，移位基于关于用户的头部姿势的信息。
[0015]在一些实施例中，移位由显示控制器执行而不重新渲染图像。
[0016]在一些实施例中，在虚拟或增强现实显示系统中的方法包括：从图形处理器接收渲染的虚拟或增强现实图像数据；以及至少部分基于嵌入在渲染的图像中的控制信息，显示多个深度平面的图像；其中，嵌入的控制信息指示当显示图像时应用于渲染图像的至少一部分的移位。
[0017]在一些实施例中，方法还包括与在渲染图像中的一个或多个虚拟或增强现实对象的位置相比，移位所述一个或多个对象的显示位置。
[0018]在一些实施例中，方法还包括基于控制信息将图像的至少一部分横向移位同一深度平面内的指定数量的像素。
[0019]在一些实施例中，方法还包括基于控制信息，将图像的至少一部分从一个深度平面纵向移位到另一深度平面。
[0020]在一些实施例中，方法还包括：缩放所述图像的至少一部分连同所述图像从一个深度平面纵向移位到另一深度平面。
[0021]在一些实施例中，方法还包括：将图像的至少一部分从一个深度平面纵向移位到虚拟深度平面，该虚拟深度平面包括至少两个深度平面的加权组合。
[0022]在一些实施例中，该移位基于关于用户的头部姿势的信息。
[0023]在一些实施例中，方法还包括：移位图像而不重新渲染图像。
[0024]在一些实施例中，虚拟或增强现实显示系统包括：显示器，其被配置为显示多个深度平面的虚拟或增强现实图像，图像包括由像素数据的行和列组成的系列图像；显示控制器，其被配置为从图形处理器接收图像并且至少部分地基于嵌入在图像中的控制信息来控制显示器，其中，嵌入的控制信息包括深度平面指示符数据，该深度平面指示符数据指示多个深度平面中的哪一个以显示图像的至少一部分。
[0025]在一些实施例中，控制信息不改变该系列图像中的像素数据的行数和列数。
[0026]在一些实施例中，控制信息包括替代系列图像中的一个或多个图像中的像素数据的行或列的行或列信息。
[0027]在一些实施例中，控制信息包括附加到用于系列图像中的一个或多个图像的像素数据的行或列信息。
[0028]在一些实施例中，像素数据包括多个颜色值，并且其中，深度平面指示符数据替代至少一个颜色值的一个或多个位。
[0029]在一些实施例中，深度平面指示符数据替代至少一个颜色值的一个或多个最低有效位。
[0030]在一些实施例中，深度平面指示符数据替代蓝色值的一个或多个位。
[0031]在一些实施例中，每个像素包括深度平面指示符数据。
[0032]在一些实施例中，显示控制器被配置为至少部分地基于深度平面指示符数据对系列图像进行排序。
[0033]在一些实施例中，虚拟或增强现实显示系统中的方法包括：从图形处理器接收虚拟或增强现实图像，该图像包括由用于多个深度平面的像素数据的行和列组成的系列图像；至少部分地基于嵌入在图像中的控制信息来显示图像，其中，嵌入的控制信息包括深度平面指示符数据，深度平面指示符数据指示多个深度平面中的哪一个以显示图像的至少一部分。
[0034]在一些实施例中，控制信息不改变该系列图像中的像素数据的行数和列数。
[0035]在一些实施例中，控制信息包括替代系列图像中的一个或多个图像中的像素数据的行或列的行或列信息。
[0036]在一些实施例中，控制信息包括附加到用于系列图像中的一个或多个图像的像素数据的行或列信息。
[0037]在一些实施例中，像素数据包括多个颜色值，并且其中，深度平面指示符数据替代至少一个颜色值的一个或多个位。
[0038]在一些实施例中，深度平面指示符数据替代至少一个颜色值的一个或多个最低有效位。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟或增强现实显示系统，包括：第一传感器，其被配置为提供用户的头部姿势随时间的测量；以及处理器，其被配置为基于至少一个头部姿势测量以及基于至少一个计算的预测头部姿势来估计所述用户的头部姿势，其中，所述处理器被配置为使用一个或多个增益因子来组合所述头部姿势测量和所述预测头部姿势，以及其中，所述一个或多个增益因子在生理运动范围内基于所述用户的头部姿势位置而变化。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一传感器被配置为头戴式。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一传感器包括惯性测量单元。4.根据权利要求1所述的系统，其中，当所述用户的头部姿势在所述生理运动范围的中心部分中时，所述一个或多个增益因子强调所述预测头部姿势超过所述头部姿势测量。5.根据权利要求1所述的系统，其中，当所述用户的头部姿势比所述用户的生理运动范围的极限更接近所述生理运动范围的中间时，所述一个或多个增益因子强调所述预测头部姿势超过所述头部姿势测量。6.根据权利要求1所述的系统，其中，当所述用户的头部姿势接近所述生理运动范围的极限时，所述一个或多个增益因子强调所述头部姿势测量超过所述预测头部姿势。7.根据权利要求1所述的系统，其中，当所述用户的头部姿势比所述生理运动范围的中间更接近所述生理运动范围的极限时，所述一个或多个增益因子强调所述头部姿势测量超过所述预测头部姿势。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一传感器被配置为头戴式，并且所述系统还包括被配置为身体安装的第二传感器，其中，基于来自所述第一传感器和所述第二传感器的测量来确定所述至少一个头部姿势测量。9.根据权利要求8所述的系统，其中，基于来自所述第一传感器与所述第二传感器的测量之间的差异来确定所述头部姿势测量。10.一种在虚拟或增强现实显示系统中估计头部姿势的方法，所述方法包括：从第一传感器接收用户的头部姿势随时间的测量；以及使用处理器基于至少一个头部姿势测量以及基于至少一个计算的预测头部姿势来估计所述用户的头部姿势，其中，估计所述用户的头部姿势包括使用一个或多个增益因子来组合所述头部姿势测量和所述预测头部姿势，以及其中，所述一个或多个增益因子在生理运动范围内基于所述用户的头部姿势位置而变化。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一传感器被配置为头戴式，所述方法还包括：从被配置为身体安装的第二传感器接收身体取向测量；以及基于所述至少一个头部姿势测量以及基于所述至少一个计算的预测头部姿势来估计所述用户的头部姿势，其中，基于来自所述第一传感器和所述第二传感器两者的测量来确定所述至少一个头
部姿势测量。12.根据权利要求10所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：奇跃公司，
类型：发明
国别省市：