一种可配合PC使用的VR一体机的制作方法

本实用新型属于VR产品技术领域，具体地说，是涉及一种VR一体机。

背景技术：

VR（Virtual Reality，虚拟现实）产品，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真产品，它利用计算机程序生成一种模拟环境，提供一种多源信息融合、交互式的三维动态视景和实体行为仿真，可以使用户沉浸在虚拟环境中。

随着VR技术的快速发展，市面上已经出现了多种不同类型的VR产品，例如PC VR产品、VR一体机等。其中，PC VR产品主要是通过HDMI（High Definition Multimedia Interface, 高清晰度多媒体接口）输入接口或DP（Display Port,高清数字显示接口）输入接口从计算机PC处获取需要显示的视频信号。由于有外部高性能PC，外加多重传感器技术，因此可以使用户获得很好的沉浸感。但是，PC VR产品在使用过程中必须通过线缆连接PC，因此，会受到连线束缚而导致PC VR产品存在可移动性差的问题。而VR一体机可以主动获取音视频数据，并由内置在VR整机内部的高性能处理器推动高分辨率的LCD屏或OLED屏显示画面，供用户体验。由于VR一体机自身具有CPU和GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器），因此，可自主渲染供屏显示的画面，在使用过程中无需外接PC，用户可以戴着VR一体机自由活动，相比于PC VR产品，VR一体机的可移动性大大增强。

但是，目前的VR一体机所使用的主芯片平台往往不具备HDMI信号或DP信号处理能力，因此，VR一体机无法像PC VR产品那样通过连线获取PC输出的视频信号并在其屏幕上显示。若VR一体机在注重可移动性和沉浸感的同时，兼具有PC VR产品接收HDMI或DP输入视频信号的功能，则可以扩大VR一体机的应用范围，使用户获得更好的观赏体验。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可配合PC使用的VR一体机，可以使VR一体机具备从外部计算机PC中获取音视频数据并进行播放的能力。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种可配合PC使用的VR一体机，包括高清数字接口、通讯接口、惯性传感器、桥接芯片、主芯片、切换芯片和显示屏；其中，所述高清数字接口用于连接计算机，接收计算机输入的音视频信号；所述桥接芯片连接所述高清数字接口，将接收到的视频信号转换成MIPI信号；所述主芯片对VR一体机中存储的或从网络获取的视频数据进行处理和渲染，生成MIPI信号；所述切换芯片包括至少两组输入接口，分别接收桥接芯片输出的MIPI信号和主芯片输出的MIPI信号，并在所述主芯片的控制下选择其中一路MIPI信号输出；所述显示屏接收所述切换芯片输出的MIPI信号并显示画面；所述惯性传感器采集用户的头部运动，并生成运动数据发送至所述主芯片；所述通讯接口用于连接计算机，接收主芯片输出的运动数据并发送至所述计算机，通过计算机渲染出不同角度的图像后，将渲染后的视频信号发送至VR一体机的所述高清数字接口。

优选的，所述高清数字接口为HDMI接口或DP接口，接收计算机输入的HDMI信号或DP信号；所述桥接芯片为HDMI/DP转MIPI桥接芯片，接收所述HDMI信号或DP信号，并将其中的视频信号转换成MIPI信号，传输至所述主芯片。

进一步的，在所述可配合PC使用的VR一体机中还设置有音频解码芯片和耳机；所述音频解码芯片连接所述桥接芯片，所述桥接芯片从接收到的HDIM信号中分离出音频信号，发送至所述音频解码芯片进行解码处理；所述耳机接收所述音频解码芯片解码输出的音频信号，并输出伴音。

又进一步的，所述音频解码芯片还进一步连接所述通讯接口，当所述高清数字接口为DP接口时，通过所述通讯接口接收音频信号，并传输至所述音频解码芯片进行解码处理。

优选的，所述桥接芯片将分离出的音频信号优选通过I²S总线传输至所述音频解码芯片。

优选的，所述主芯片将VR一体机中存储的或从网络获取的音频信号优选通过SLIMBus总线传输至所述音频解码芯片。

作为所述切换芯片的一种优选形式，所述切换芯片的两组输入接口分别为两路DSI输入接口，经所述切换芯片选择输出的一路MIPI信号通过切换芯片的DSI输出接口发送至所述显示屏。

优选的，所述主芯片优选通过I²C总线连接所述切换芯片，控制切换芯片选择其中一路DSI输入接口与所述DSI输出接口连通。

优选的，所述惯性传感器优选通过SPI总线传输运动数据至所述主芯片。

优选的，所述通讯接口优选采用USB接口，通过差分信号线分别连接所述主芯片和音频解码芯片，传输所述运动数据和音频信号。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型通过在VR一体机中增设高清数字接口、桥接芯片和切换芯片，使得VR一体机具有了连接外部计算机并从计算机中获取需要显示的视频信号的功能，实现了VR一体机与PC VR产品功能的合二为一，使得VR一体机获取视频资源的途径更加多样化，扩展了VR一体机的应用范围，有效提升了用户体验，用户无需根据不同的应用场景而购置不同类型的VR产品，继而降低了用户的购置成本。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型所提出的VR一体机的一种实施例的系统架构图；

图2是图1所示VR一体机的一种实施例的电路原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

本实施例为了使现有的VR一体机可以像PC VR那样，能够从计算机中获取需要显示的视频信号，在VR一体机中设置了高清数字接口、通讯接口、惯性传感器、桥接芯片、主芯片、切换芯片和显示屏等主要部件，如图1所示。其中，高清数字接口用于连接计算机PC，接收PC提供的音视频信号，并传输至桥接芯片。所述桥接芯片可以对接收到的音视频信号进行音视频分离，其中分离出来的音频信号可以传输至VR一体机中的音频解码芯片，进行解码和功率放大处理后，推动VR一体机的耳机播放伴音；分离出来的视频信号则由桥接芯片转换成MIPI（Mobile Industry Processor Interface，移动产业处理器接口）信号后，传输至切换芯片的其中一路输入接口1。对于VR一体机中已存储的或从网络获取的音视频数据，可以由主芯片读取后，对其中的视频数据进行处理和渲染，以生成MIPI信号后传输至切换芯片的另外一路输入接口2；而对于其中的音频数据则可以传输至所述音频解码芯片进行解码处理，并推动VR一体机的耳机实现音频播放。所述切换芯片接收主芯片输出的控制信号，在主芯片的控制下选择其中一路输入接口与切换芯片的输出接口连通，进而将桥接芯片输出的MIPI信号或者主芯片输出的MIPI信号传输至VR一体机的显示屏，以显示来自PC的视频资源或者VR一体机自有的或VR一体机从网络获取的视频资源。惯性传感器IMU用于检测佩戴VR一体机的用户的头部运动，生成运动数据发送至主芯片。在VR一体机上配置通讯接口，例如USB接口等，用于连接计算机PC，以将用户的头部运动数据发送至PC。

作为本实施例的一种优选设计方案，如图2所示，所述高清数字接口优选设计成HDMI接口或DP接口，接收计算机PC输入的HDMI信号或DP信号。所述桥接芯片采用可以将HDMI信号和DP信号转换成MIPI信号的HDMI/DP转MIPI桥接芯片。当VR一体机需要从外部的计算机PC中获取音视频信号时，可以在VR一体机的HDMI接口或DP接口上插接HDMI数据线或DP数据线，通过HDMI数据线或DP数据线连接计算机PC的HDMI接口或DP接口。同时，在VR一体机的USB接口上插接USB数据线，通过USB数据线连接PC的USB接口。

VR一体机通过其HDMI接口或DP接口接收计算机PC输入的HDMI信号或DP信号，并传输至HDMI/DP转MIPI桥接芯片。所述HDMI/DP转MIPI桥接芯片首先对接收到的音视频信号进行音、视频信号分离，对分离出的视频信号进行解码处理后，再按照MIPI协议重新编码，生成MIPI信号传输至切换芯片的其中一路输入接口。在所述切换芯片中配置有至少两路DSI输入接口DSI IN1、DSI IN2和一路DSI输出接口DSI OUT。DSI是Display Serial Interface的英文缩写，是一种显示器串行接口，可用于传输MIPI信号。将HDMI/DP转MIPI桥接芯片转换输出的MIPI信号传输至切换芯片的DSI输入接口DSI IN1，在需要播放PC中的音视频资源时，主芯片通过I²C总线向切换芯片发送控制信号，控制切换芯片将其DSI输入接口DSI IN1与其DSI输出接口DSI OUT连通。将VR一体机的显示屏（例如OLED显示屏或者LCD显示屏等）连接至切换芯片的DSI输出接口DSI OUT，接收HDMI/DP转MIPI桥接芯片输出的MIPI信号，展现三维动态视景。

与此同时，惯性传感器IMU采集用户的头部运动，并生成运动数据通过SPI总线发送至主芯片。主芯片对接收到的运动数据进行处理，生成计算结果通过USB接口发送至PC，通过PC根据用户的头部运动渲染出不同角度的图像后，生成渲染后的视频信号再通过HDMI接口或DP接口传送至VR一体机进行播放，使得显示屏播放的场景能够跟随用户头部的转动自动切换，实现人机交互。

当所述高清数字接口为HDMI接口时，所述桥接芯片从HDMI信号中分离出音频信号，优选通过I²S总线传输至音频解码芯片，并通过音频解码芯片进行解码处理后，推动耳机发声。

当所述高清数字接口为DP接口时，由于DP信号仅为视频信号，因此，桥接芯片仅对接收到的DP信号进行解码处理，并按照MIPI协议重新编码后，生成MIPI信号传输至切换芯片。对于音频信号，由PC通过USB接口传输至VR一体机，通过差分信号线传输至音频解码芯片进行解码处理后，推动耳机发声。

当需要播放VR一体机中的音视频资源或者VR一体机通过网络获取的音视频资源时，通过主芯片读取VR一体机内置存储器中存储的音视频数据或者VR一体机通过网络获取的音视频数据。其中，视频数据经由主芯片平台上的CPU处理后，根据惯性传感器IMU采集到的用户头部运动，再由主芯片平台上的GPU进行渲染，然后输出MIPI信号发送至切换芯片的DSI输入接口DSI IN2。主芯片通过I²C总线向切换芯片发送控制信号，控制切换芯片将其DSI输入接口DSI IN2与其DSI输出接口DSI OUT连通，将主芯片渲染好的画面显示在VR一体机上的显示屏上，供用户观赏。

与此同时，主芯片将音频数据通过SLIMBus总线（低功耗芯片间串行媒体总线）传输至音频解码芯片进行数据解码和功率放大处理后，推动耳机实现发声。

本实用新型的VR一体机具备了通过HDMI接口或DP接口接收外部计算机PC输出的视频信号并进行显示的功能，实现了VR一体机与PC VR产品功能的合二为一，可显著扩大VR一体机的使用范围，进一步提升用户的使用体验。

应当指出的是，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。