一种基于VR装置的显示方法及系统与流程

本发明实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种基于VR装置的显示方法及系统。

背景技术：

VR(Virtual Reality虚拟现实)技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，主要利用计算机生成一种模拟环境，VR技术是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的仿真系统，旨在通过该仿真系统使用户沉浸到三维动态视景中以达到身临其境的效果。

随着Oculus、VIVE等VR产品相继面试，VR产业正逐渐进入人们的视线。然而现有的VR产品中均客观存在一个较明显的技术缺陷——晕眩感太强。诸多VR体验者或者用户使用后，尤其是在持续使用一段时间后，均会出现晕眩、恶心、甚至呕吐。这一技术缺陷成为了VR技术发展壁垒，解决晕眩问题成为VR的燃眉之急。

VR产品造成用户产生晕眩的原因有多种，其中有一个主要原因迟延显示，即当用户转动视角或是移动的时候，VR显示画面切换的速度与用户动作不同步，或者用户的运动幅度较小，VR显示画面未及时更新显示等其他不同步原因，导致在VR全视角的屏幕中，这样的延迟是造成用户期待画面与VR显示画面不一致，进而容易使得用户对空间定位障碍而产生一种动性或位置性错觉，进而产生晕眩甚至呕吐等不良反应，具体地说，用户以自身双眼所在位置为静止参考位置，则VR显示画面相对于用户双眼而言则处于抖动状态，随着时间的推移，抖动状态随之剧烈，此时用户对VR显示的画面信息(或称空间信息)出现定位障碍，无法对VR显示画面进行准确定位，此时用户容易产生位置性错觉。

技术实现要素：

针对现有技术的不足之处，本发明提供一种基于VR装置的显示方法及系统。旨在减少VR显示迟延，提高VR显示的防抖效果，避免产生晕眩感。

一方面，本发明提供一种基于VR装置的显示方法，其中，包括：

于所述VR装置工作于正常模式状态下，显示单元内的第一预定区域工作于显示状态；

实时获取人眼图像，并基于眼球追踪技术计算形成视线焦点与眼球的景深数据；

获取头部运动的采集数据，根据所述采集数据、所述景深数据计算形成一补偿数据，并保存所述补偿数据；

根据所述补偿数据结合所述第一预定区域形成第一显示区域，以使所述第一显示区域与所述第一预定区域之间的相对位移匹配所述补偿数据。

优选地，上述的基于VR装置的显示方法，其中，于所述VR装置工作于正常模式状态下，显示单元内的第一预定区域工作于显示状态，之前还包括：

读取用户上一次保存的所述补偿数据；

根据上一次保存的所述补偿数据读取原始视场角和隐藏比例；

根据所述原始视场角、所述隐藏比例计算形成所述第一预定区域。

优选地，上述的基于VR装置的显示方法，其中，于所述VR装置工作于正常模式状态下，显示单元内的第一预定区域工作于显示状态之前还包括：

根据用户外部操作设置形成一原始视场角和隐藏比例；

根据所述原始视场角、所述隐藏比例形成所述第一预定区域。

优选地，上述的基于VR装置的显示方法，其中，获取所述采集数据，根据所述采集数据计算形成一补偿数据；其中，所述补偿数据包括损失视场角、补偿距离：

所述损失视场角的计算方法为：

其中，A为所述损失视场角；

α为所述原始视场角；

k％为所述隐藏比例；

所述补偿距离的计算方法为：

M＝tan(Δβ)*L

其中，L为所述景深数据；

Δβ为所述采集数据。

优选地，上述的基于VR装置的显示方法，其中，获取头部运动的采集数据，根据所述采集数据、所述景深数据计算形成一补偿数据，并保存所述补偿数据；具体包括，

获取头部运动的采集数据；

判断所述采集数据是否匹配预制的标准阈值；

于所述采集数据不匹配预制的标准阈值的状态下，根据所述采集数据、所述景深数据计算形成一补偿数据，并保存所述补偿数据。

本发明再提供一种基于VR装置的显示系统，其中，包括：

控制单元，于所述VR装置工作于正常模式状态下，显示单元内的第一预定区域工作于显示状态；

第一采集单元，实时获取人眼图像，并基于眼球追踪技术计算形成视线焦点与眼球的景深数据；

第二采集单元，获取头部运动的采集信号，并根据所述采集信号形成一采集数据；

计算单元，获取头部运动的采集数据，根据所述采集数据、所述景深数据计算形成一补偿数据，并保存所述补偿数据；

调整单元，根据所述补偿数据结合所述第一预定区域形成第一显示区域，以使所述第一显示区域与所述第一预定区域之间的相对位移匹配所述补偿数据。

优选地，上述的基于VR装置的显示系统，其中，还包括：

读取装置，读取用户上一次使用状态下的所述补偿数据；

第一计算装置，根据上一次使用状态下的所述补偿数据形成一原始视场角和隐藏比例；并根据所述原始视场角、所述隐藏比例计算形成所述第一预定区域。

优选地，上述的基于VR装置的显示系统，其中，还包括：

输入装置，根据用户外部操作设置形成一原始视场角和隐藏比例；

第二计算装置，根据所述原始视场角、所述隐藏比例形成所述第一预定区域。

优选地，上述的基于VR装置的显示系统，其中，所述补偿数据包括损失视场角、补偿距离，

所述损失视场角的计算方法为：

其中，A为所述损失视场角；

α为所述原始视场角；

k％为所述隐藏比例；

所述补偿距离的计算方法为：

M＝tan(Δβ)*L

其中，L为所述景深数据；

Δβ为所述采集数据。

优选地，上述的基于VR装置的显示系统，其中，所述计算单元；具体包括，

采集装置，获取头部运动的采集数据；

判断装置，判断所述采集数据是否匹配预制的标准阈值，

第三计算装置，于所述采集数据不匹配预制的标准阈值的状态下，根据所述采集数据、所述景深数据计算形成一补偿数据，并保存所述补偿数据。

于现有技术相比，本发明的优点是：

本发明中，预先设置一补偿区域，其显示单元仅显示第一预定区域，隐藏第一预定区域以外的可显示区域，该隐藏区域匹配用户轻微运动的补偿区域，当用户的头部运动状态发生变化时，将VR装置的当前的显示区域由第一预定区域调整为第一显示区域，第一预定区域至所述第一显示区域的位移匹配用户的头部运动。本发明中，VR装置预留一补偿区域，在用户发送头部运动时，利用补偿区域将当前的第一预定显示区域切换至与头部运动匹配的第一显示区域，无需切换整个屏幕的显示，仅切换当前显示面积即可，减少VR显示迟延，提高VR显示的防抖效果，避免产生晕眩感。

附图说明

图1为本发明提供一种基于VR装置的显示方法流程示意图；

图2为本发明提供一种实施方式的的显示方法结构示意图；

图3为本发明提供一种基于VR装置的显示方法流程示意图；

图4为本发明提供一种基于VR装置的显示方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

现有技术中，VR设备产生迟延显示原因通常包括两个方面，一个方面是采集单元的采集精准度，采集精准度通常是由采集单元本身的技术所导致，通常可以通过提高采集单元的灵敏度、增加多通道采集数据可克服这一缺陷，简言之因硬件设备造成的显示迟延为可克服的缺陷，另一方面是因画面切换本身导致的迟延，现有的VR设备通常采用全屏播放模式显示画面信息，进而在画面切换过程中，通常需要全屏切换，因画面切换造成的迟延，在现有技术中称之为固有迟延。针对该固有迟延，本发明提供一种基于VR装置的显示方法及系统，旨在减少因画面切换导致的固有迟延(相当于减少显示迟延)，提高VR显示的防抖效果，避免产生晕眩感。

实施例一、

如图1所示，本发明提供一种基于VR装置的显示方法，其中，包括：

步骤S110、于所述VR装置工作于正常模式状态下，显示单元内的第一预定区域工作于显示状态；进一步地，所述第一预定区域可根据用户操作形成，具体地，与执行步骤S110之前还包括，

步骤S1091、根据用户外部操作设置形成一原始视场角和隐藏比例；

步骤S1092、根据所述原始视场角、所述隐藏比例形成所述第一预定区域。

步骤S120、实时获取人眼图像，并基于眼球追踪技术计算形成视线焦点与眼球的景深数据；

步骤S130、获取头部运动的采集数据，根据所述采集数据、所述景深数据计算形成一补偿数据，并保存所述补偿数据；采集单元可为体感传感器、重力传感器、或陀螺仪其中的一种。采集单元旨在采集用户的头部运动。进一步地，其中，所述补偿数据包括损失视场角、补偿距离：

所述损失视场角的计算方法为：

其中，A为所述损失视场角；

α为所述原始视场角；

k％为所述隐藏比例；

所述补偿距离的计算方法为：

M＝tan(Δβ)*L

其中，L为所述景深数据；

Δβ为所述采集数据。

步骤S140、根据所述补偿数据结合所述第一预定区域形成第一显示区域，以使所述第一显示区域与所述第一预定区域之间的相对位移匹配所述补偿数据。

本发明的工作原理是：于VR装置开启并处于工作状态时，其显示单元仅显示第一预定区域，隐藏第一预定区域以外的可显示区域，在正常使用过程中，实时获取人眼图像，并基于眼球追踪技术计算形成视线焦点与眼球的景深数据；当用户的产生了头部运动时，采集单元采集用户的头部运动状态，并形成一采集数据，根据所述采集数据、所述景深数据计算形成一补偿数据，并保存所述补偿数据；继续，根据所述补偿数据结合所述第一预定区域形成第一显示区域，以使所述第一显示区域与所述第一预定区域之间的相对位移匹配所述补偿数据。

本发明中，其显示单元仅显示第一预定区域，预留一补偿区域，该补偿区域为第一预定区域以外的可显示区域，该补偿区域的工作状态由补偿数据控制，该补偿区域匹配用户轻微运动，当用户的头部运动状态发生变化时，补偿数据控制补偿区域的工作状态，以使VR装置的当前的显示区域由第一预定区域调整为第一显示区域，所述第一显示区域与所述第一预定区域之间的相对位移匹配用户的头部运动(因补偿数据匹配用户的头部运动)。本发明中，VR装置并不是全屏显示，VR装置预留一补偿区域，在用户发送头部运动时，利用补偿区域将当前的第一预定显示区域切换至与头部运动匹配的第一显示区域，无需切换整个屏幕的显示，仅切换当前显示面积即可，减少VR显示迟延，提高VR显示的防抖效果，避免产生晕眩感。

需要说明的是：

VR装置中包括多个供用户选择的第一预定区域，第一预定区域属于所述VR装置显示单元内的一连续显示区域，第一预定区域的面积越大，则显示单元中补偿区域面积就越小，其补偿区域面积越小，则用户损失视场角越小，防抖效果相对较小，反之则防抖效果越好。

列举一具体实施方式：

如图2所示，第一预定区域2为所述显示单元1内的一部分，第一预定区域2以外的区域则处于不可显示状态，当用户头部向左上方向运动时，根据采集单元获得采集数据形成一补偿数据，根据所述补偿数据结合所述第一预定区域形成第一显示区域3，第一显示区域3同样为所述显示单元1内的一部分，同时第一显示区域3位于所述第一预定区域2的左上方，第一显示区域3相对于所述第一预定区域2的位移变化(即图2中箭头所指方向)匹配用户的头部运动。

实施例二

上述实施例中，根据用户的操作形成第一预定区域，即用户每次在使用VR装置时均需要先设置该第一预定区域，进而提高了VR装置使用的操作复杂度，本发明再提供一种基于VR装置的显示方法，减少VR装置的使用复杂度。

如图3所示，一种基于VR装置的显示方法，其中，包括，

步骤S2091、读取用户上一次保存的所述补偿数据；

步骤S2092、根据上一次保存的所述补偿数据读取原始视场角和隐藏比例；

步骤S2093、根据所述原始视场角、所述隐藏比例计算形成所述第一预定区域。

步骤S210、于所述VR装置工作于正常模式状态下，显示单元内的第一预定区域工作于显示状态；

步骤S220、实时获取人眼图像，并基于眼球追踪技术计算形成视线焦点与眼球的景深数据；

步骤S230、获取头部运动的采集数据，根据所述采集数据、所述景深数据计算形成一补偿数据，并保存所述补偿数据；

步骤S240、根据所述补偿数据结合所述第一预定区域形成第一显示区域，以使所述第一显示区域与所述第一预定区域之间的相对位移匹配所述补偿数据。

实施例中，根据上一次使用状态下的所述损失视场角形成一原始视场角和隐藏比例，根据所述原始视场角、所述隐藏比例计算形成所述第一预定区域。则无需用户单独设置即可形成第一预定显示区域，大大降低了VR装置的使用复杂度。

实施例三、

上述实施例一、实施例二中，当用户产生头部运动时，显示单元则切换显示区域，但是当用户处于一个相对不稳定的状态时，例如在乘坐交通工具的状态下，头部无法处于一个稳定的状态，即头部持续产生运动，则显示单元需要频繁切换显示区域，此种频繁切换也容易造成晕眩，针对这一技术缺陷，本发明再提供一种基于VR装置的显示方法，旨在提高VR设置于不稳定环境中的防抖效果。

如图4所示，一种基于VR装置的显示方法，其中，包括，

步骤S310、于所述VR装置工作于正常模式状态下，显示单元内的第一预定区域工作于显示状态，

步骤S320、实时获取人眼图像，并基于眼球追踪技术计算形成视线焦点与眼球的景深数据；

步骤S330、获取头部运动的采集数据，根据所述采集数据、所述景深数据计算形成一补偿数据，并保存所述补偿数据；进一步地，包括，

步骤S3301、获取头部运动的采集数据，

步骤S3302、判断所述采集数据是否匹配预制的标准阈值，

步骤S3303、于所述采集数据不匹配预制的标准阈值的状态下，根据所述采集数据、所述景深数据计算形成一补偿数据，并保存所述补偿数据。

步骤S340、根据所述补偿数据结合所述第一预定区域形成第一显示区域，以使所述第一显示区域与所述第一预定区域之间的相对位移匹配所述补偿数据。

设置一标准阈值，该标准阈值匹配当前环境中的相对运动，例如匹配公共交通的起伏度等等，判断所述采集数据是否匹配预制的标准阈值，于所述采集数据匹配预制的标准阈值的状态下，则显示单元不发生切换，当所述采集数据不匹配预制的标准阈值的状态下，根据所述采集数据计算形成一补偿数据。减少因环境造成的显示区域切换的频率，进一步地，提高VR设置于不稳定环境中的防抖效果

实施例四

另一方面，本发明再提供一种基于VR装置的显示系统，其中，包括：

控制单元，于所述VR装置工作于正常模式状态下，显示单元内的第一预定区域工作于显示状态；

第一采集单元，实时获取人眼图像，并基于眼球追踪技术计算形成视线焦点与眼球的景深数据；

第二采集单元，获取头部运动的采集信号，并根据所述采集信号形成一采集数据；

计算单元，获取头部运动的采集数据，根据所述采集数据、所述景深数据计算形成一补偿数据，并保存所述补偿数据；

调整单元，根据所述补偿数据结合所述第一预定区域形成第一显示区域，以使所述第一显示区域与所述第一预定区域之间的相对位移匹配所述补偿数据。

作为进一步优选实施方案，上述的基于VR装置的显示系统，其中，还包括：

读取装置，读取用户上一次使用状态下的所述补偿数据；

第一计算装置，根据上一次使用状态下的所述补偿数据形成一原始视场角和隐藏比例；并根据所述原始视场角、所述隐藏比例计算形成所述第一预定区域，并保存所述补偿数据。

作为进一步优选实施方案，上述的基于VR装置的显示系统，其中，还包括：

输入装置，根据用户外部操作设置形成一原始视场角和隐藏比例；

第二计算装置，根据所述原始视场角、所述隐藏比例形成所述第一预定区域。

作为进一步优选实施方案，上述的基于VR装置的显示系统，其中，所述补偿数据包括损失视场角、补偿距离，

其中所述损失视场角计算方法为：

其中，

A为所述损失视场角；

α为原始视场角；

k％为所述隐藏比例；

所述补偿距离的计算方法为：

其中，L’为所述第一预定区域的显示区域长度；

β为所述第一预定区域的显示视角；

Δβ为所述采集数据。

作为进一步优选实施方案，上述的基于VR装置的显示系统，其中，所述计算单元；具体包括，

判断装置，判断所述采集数据是否匹配预制的标准阈值，

第三计算装置，于所述采集数据不匹配预制的标准阈值的状态下，根据所述采集数据、所述景深数据计算形成一补偿数据，并保存所述补偿数据。

上述产品可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。故此处对显示系统的工作原理不再赘述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。