专利名称：娱乐显示系统及其互动式立体显示方法
技术领域：
本发明是有关于一种娱乐显示系统与显示方法，且特别是有关于一种具有互动效果的娱乐显示系统与显示方法。
背景技术：
近来，具有互动式显示效果的数位显示装置已广泛应用中各种领域当中。举例来说，可根据使用者的观赏视角改变广告内容的数位广告看板，或是，可根据使用者的动作与视角变化游戏显示效果的游戏机台等。以目前现有的互动式显示系统为例，请参阅图1，其绘示一种现有的互动式显示系统100的示意图。如图I所示，互动式显示系统100包含用来显示内容的实体物件(如本例中的转轮结构120)以及用来显示额外资讯的透明显示器140。基本上，转轮结构120作为背景，且主要用来显示游戏内容资讯。另一方面，透明显示器140作于显示前景，设置于转轮结构120与使用者观察区域200之间。透明显示器140可用来显示额外动态资讯。藉此，以前景的透明显示器140配合实体物件(即转轮结构120)进行显示，可形成前景与背景两个图层，使得互动式显示系统100的画面更多样化。上述例子中，使用者观察区域200必须与转轮结构120上的物件以及透明显示器140上相对应的显示效果(例如数字122与图案142)成一直线，方能对位正确达到最佳的效果。请参阅图2，实际情况下，使用者观察视角并非一成不变，例如，依照使用者高度或所站位置不同，使用者的视角不一定会落在最佳观察区域200a的位置。另一方面，目前的现有技术中，如图I中的转轮结构120与透明显示器140所带来的显示效果仅限于二维内容的组合。此外，近年来立体显示的技术已逐渐突破，开始有立体电影、立体电视等应用问市。立体显示器所可藉由同时将不同视角的左眼影像与右眼影像，分别独立呈现给观赏者的双眼，进而模仿当双眼观看时由于眼睛间距所带来的景深效果。因此，如何能将立体显示技术整合至前述的透明显示器上，进而带来更多样化的互动式显示效果为目前业界重要的发展课题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种娱乐显示系统以及互动式立体显示方法，其中娱乐显示系统中包含了透明显示装置设置于实体物件与使用者观察位置之间，追踪实体物件与使用者观察位置之间的相对位置关系计算修正角度藉以产生立体虚拟物件并显示于透明显示装置上，藉此，可避免使用者观察位置改变导致的对位失准问题。此外，另有遮光结构与透明显示装置相邻设置，遮光结构选择性切换其遮光开关状态藉此模拟立体虚拟物件与实体物件之间的景深次序关系(如立体虚拟物件在前景而实体物件在背景，或实体物件在前景而立体虚拟物件在背景)，藉此，立体虚拟物件的虚拟位置可设定在实体物件之前或之后，不受限于实际设置的先后关系。
本揭示内容的一态样是在提供一种娱乐显示系统，用以搭配一实体物件产生互动显示效果至一观察区域，该娱乐显示系统包含追踪模块、运算模块以及立体显示模块。追踪模块用以追踪该观察区域与该实体物件的一相对位置关系。运算模块根据该相对位置关系产生至少一立体虚拟物件。立体显示模块设置于该实体物件与该观察区域之间，该立体显示模块包含透明显示装置以及遮光结构，透明显示装置用以显示该立体虚拟物件。遮光结 构与该透明显示装置相邻设置并位于该透明显示装置与该实体物件之间，该遮光结构根据该立体虚拟物件与该实体物件之间的一虚拟景深次序而切换其遮光开关状态。
图I绘示一种现有的互动式显示系统的示意图；图2绘示图I中互动式显示系统的画面内容示意图；图3绘示根据本发明的一实施例中一种娱乐显示系统的功能方块图；图4A绘示根据本发明的其中一实施例中立体显示模块、观察区域以及实体物件的不意图；图4B绘示图4A的实施例中实体物件与立体显示模块上显示的立体虚拟物件的示意图；图4C绘示根据本发明的其中一实施例中立体显示模块、观察区域以及实体物件的不意图；图4D绘示图4C的实施例中实体物件与立体显示模块上显示的立体虚拟物件的示意图；图4E绘示根据本发明的其中一实施例中立体显示模块、观察区域以及实体物件的不意图；图4F绘示图4E的实施例中实体物件与立体显示模块上显示的立体虚拟物件的示意图；图4G绘示根据本发明的其中一实施例中立体显示模块、观察区域以及实体物件的不意图；图4H绘示图4G的实施例中实体物件与立体显示模块上显示的立体虚拟物件的示意图；图5A绘示根据本发明的其中一实施例中对立体虚拟物件进行双眼视差计算并产生对应使用者左眼与右眼的两组影像的示意图；图5B绘示图5A中的左眼影像的示意图；图5C绘示图5A中的右眼影像的示意图；图6A至图6C分别绘示于一实施例中当立体虚拟物件与实体物件为部份重叠时的示意图；图7A至图7C分别绘示于另一实施例中当立体虚拟物件与实体物件为部份重叠时的不意图；图8A与图8B绘示根据本发明的一实施例中的一种亮度补偿机制；图9A与图9B绘示根据本发明的一实施例中的另一种亮度补偿机制；以及图10绘示根据本发明的另一实施例中一种互动式立体显示方法的方法流程图。
其中，附图标记
100:互动式显示系统
120:转轮结构
140:透明显示器
142:图案
122:数字
SlOC广S106 :步骤
200，200a, 200b, 200c :观察区域
300:娱乐显示系统
320:追踪模块
340:运算模块
360:立体显示模块
362:透明显示装置
364:遮光结构
366:立体虚拟物件
380:驱动模块
400:观察区域
420:实体物件
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。请参阅图3，其绘示根据本发明的一实施例中一种娱乐显示系统300的功能方块图。如图3所示的实施例中，娱乐显示系统300包含追踪模块320、运算模块340以及立体显示模块360，其中，运算模块340耦接至追踪模块320与立体显示模块360。娱乐显示系统300用以搭配一实体物件(例如商品、广告物品或游戏道具等)产生互动显示效果至对应使用者双眼之一观察区域，娱乐显示系统300例如为一种具有立体显示模块的游戏机台。请一并参阅图4A以及图4B，图4A绘示根据本发明的其中一实施例中立体显示模块360、观察区域400以及实体物件420的示意图。图4B绘示图4A的实施例中实体物件420与立体显示模块360上显示的立体虚拟物件366的示意图。追踪模块320用以追踪观察区域400与实体物件420的实际坐标并且运算所述的观察区域400与实体物件420之间的相对位置关系，观察区域400例如为使用者的眼睛。举例来说，追踪模块320可配置于娱乐显示系统300不影响使用者观看显示画面的位置，例如娱乐显示系统300的角落、上下底面或者侧面的至少一凹槽，用以包含至少一个感应单元(如摄影镜头，红外线追踪装置)分别往观察区域400以及实体物件420的方向撷取影像画面，随后经影像处理(如去背景、物件辨视等)得知观察区域400与实体物件420的所在位置坐标，进而计算观察区域400与实体物件420之间的相对位置关系。运算模块340根据相对位置关系产生立体虚拟物件366 (如图4B所示)，有关产生立体虚拟物件366详述于后续段落。立体显示模块360设置于实体物件420与观察区域400之间，立体显示模块360CN 102908783 A
书
明
说
4/8页
包含透明显示装置362以及遮光结构364，立体显示模块360中的透明显示装置362用以显示立体虚拟物件366。此处所称的立体虚拟物件366用以搭配实体物件420的视觉影像，透过立体显示模块360上的透明显示装置362加以显示。实际应用中，立体虚拟物件366可为游戏影像中搭配实体物件420的附加游戏资讯，或动画效果等。于此实施例中为方便举例说明，实体 物件420为一球体，且立体虚拟物件366为视觉上位于球体(实体物件420)下方的立方型物体，但本发明并不以上述举例的三维形状为限。须注意的是，本发明中的立体虚拟物件366的形状、外观与显示次序根据观察区域400与实体物件420之间的相对位置关系动态变化。也就是说，立体虚拟物件366的显示内容(形状、外观与显示次序)根据使用者的观察区域400位置改变或实体物件420的移动而有所变化，藉此达到互动效果。以下段落进一步说明互动效果的产生机制。请一并参阅图4C、图4D、图4E、图4F、图4G以及图4H，图4C、图4E以及图4G分别绘示根据本发明的其他实施例中观察区域400与实体物件420的相对位置关系的示意图。图4D绘示图4C的相对位置关系下实体物件420与立体显示模块360上显示的立体虚拟物件366的示意图。图4F绘示图4E的相对位置关系下实体物件420与立体显示模块360上显示的立体虚拟物件366的示意图。图4H绘示图4G的相对位置关系下实体物件420与立体显示模块360上显示的立体虚拟物件366的示意图。如图4A至图4H所示，透明显示装置362的显示平面具有横轴Ax (沿水平方向延伸)以及纵轴Ay (沿垂直方向延伸)，此外，观察区域400与显示平面的投影连线形成垂直法线Az。本发明中，观察区域400与实体物件420之间的相对位置关系包含观察区域与实体物件的连线相较垂直法线Az往横轴Ax偏转的第一相对角度Θ a(如图4A所示)、往纵轴Ay偏转的第二相对角度0b (如图4C所示)以及观察区域400与实体物件420之间在垂直法线Az上的相对水平距离Ds (如图4E所示)。运算模块340根据第一相对角度Θ a以及该第二相对角度Θ b修正物件原型的立体视角效果，于此实施例中物件原型以一立方型物体为例，并根据相对水平距离Ds修正该物件原型(立方型物体)的立体物件大小,进而产生立体虚拟物件366 (如图4B、图4D、图4F以及图4H中的立体虚拟物件366)。图4A以及图4B用以说明，观察区域400与实体物件420的相对位置关为实体物件420与观察区域400的连线相较垂直法线Az沿着横轴Ax向左侧偏转。因此，运算模块340根据第一相对角度Θ a修正物件原型的立体视角效果，产生图4B中的立体虚拟物件366，由于第一相对角度Θ a的偏转，此例中使用者由观察区域400所看见的立体虚拟物件366为由右往左的视角，将使图4B的例子中的使用者看见立体虚拟物件366右半侧表面的较大区域，而仅见左半侧表面的较小区域。图4C以及图4D的例子用以说明，观察区域400与实体物件420的相对位置关系为实体物件420与观察区域400的连线相较垂直法线Az沿着纵轴Ay向上方偏转。因此，运算模块340根据第二相对角度Θ b修正物件原型的立体视角效果，产生图4D中的立体虚拟物件366，由于第二相对角度Θ b的偏转，此例中使用者由观察区域400所看见的立体虚拟物件366为由下往上的视角，将使图4D的例子中的立体虚拟物件366向上方伸展。
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图4E以及图4F的例子用以说明，观察区域400与实体物件420两者之间的相对水平距离Ds。运算模块340根据相对水平距离Ds修正该物件原型(立方型物体)的立体物件大小，产生图4F中的立体虚拟物件366，当相对水平距离Ds愈远时，图4F的例子中的使用者看见立体虚拟物件366的物件较小，反之当相对水平距离Ds愈近时，使用者看见的立体虚拟物件366则相对应较大。上述图4A至图4F中，仅绘示第一相对角度Θ a、第二相对角度Θ b或相对水平距离Ds其中之一发生变化时，修正物件原型并产生立体虚拟物件366的示意图。实际应用中，观察区域400与实体物件420之间的相对位置关系所包含第一相对角度Θ a、第二相对角度Θ b与相对水平距离Ds等三个因素中至少两者可能同时改变，运算模块340须分别计算其变化量以产生相对应的立体虚拟物件366，包含虚拟物件366所呈现的方向、角度与坐标位置等均可加以修正，请见图4G与图4H的例子，于图4G的例子中，实体物件420位于偏左上方的较远处，运算模块340同时考量第一相对角度Ga、第二相对角度0b与相对水平距离Ds而产生相对应的立体虚拟物件366则为由右下方往左上方观察的视角且具有较小的物件大小。以上图4A至图4G为举例方式说明本案观察区域400与实体物件420的相对位置关系，但实际应用中相对位置关系具有各种可能性可以此类推，并不仅以上述各例为限。上述例子中，立体虚拟物件366的实际显示位置皆在透明显示装置362的显示平面上，由运算模块340根据相对位置关系改变立体虚拟物件366的视角的上下左右与大小远近，使立体虚拟物件366在视觉上与实体物件420配合，进而达到互动效果，当实体物件420的位置改变时，立体虚拟物件366呈现的形状大小便可随之改变。此外，娱乐显示系统300可更进一步包含驱动模块380，驱动模块380耦接于运算模块340与立体显示模块360之间，驱动模块380主要用以根据运算模块340计算的立体虚拟物件366驱动立体显示模块360上的各个显示单元产生立体视觉的影像效果。在图4A至图4G所绘示的例子中，以单一视点例示性说明立体虚拟物件366的形状，但实际应用中因使用者双眼具有一定视差，立体显示模块360上显示立体虚拟物件366时须分别对应使用者左眼与右眼分别提供具有视差的两组影像。请参阅图5A、图5B以及图5C，其用以绘示根据本发明的其中一实施例中对立体虚拟物件进行双眼视差计算并产生对应使用者左眼与右眼的两组影像的示意图。于图5A中，绘示了于此实施例中使用者在观察区域400中两眼分别位在不同的位置，其观察实体物件420与立体虚拟物件366的角度将有所差异(即所谓两眼视差)，因此，当运算模块340根据相对位置关系产生立体虚拟物件366的坐标位置之后，驱动模块380可进一步根据双眼视差产生图5B中的左眼影像366L以及图5C中的右眼影像366R，以显示在透明显示装置362上。图5A至图5C中以较大的视差作示意讲解，本发明并不以此为限，实际应用中两眼视差所形成的两组影像多半仅具有较小差距。至于立体显示方式可利用时序分离、光偏振分离或其他各种立体显示技术传递至使用者的左右两眼，此为现有技艺之人所熟知，在此不另赘述。于此实施例中，驱动模块380依据时序分别传送多个影像图框至透明显示装置362，这些影像图框可分别对应左眼影像以及右眼影像，藉此达到立体的影像效果，但本发明并不以此为限。须进一步说明的是，于立体显示模块360所显示的画面上(如图4B、图4D、图4F以及图4H所示)，立体虚拟物件366与实体物件420可能存在一定的前景后景的次序关系，当立体虚拟物件366与实体物件420两者重叠的部份，须依据两者的先后面景深次序，使较接近观察区域400的一者能遮盖另一者，方能形成逼真的立体景深效果。因此，本娱乐显示系统300的立体显示模块360中设置有遮光结构364。遮光结构364与透明显示装置362相邻设置并位于透明显示装置362与实体物件420之间，遮光结构364根据立体虚拟物件366与实体物件420之间的虚拟景深次序而切换其遮光开关状态。请一并参阅图6A至图6C，其分别绘示于一实施例中当立体虚拟物件366与实体物件420为部份重叠时的示意图。图6A与图6B分别绘示于此实施例中两个子图框(第一子图框与第二子图框)下遮光结构364的遮光开关状态示意图。图6C则绘示上述两子图框因视觉暂留产生的合并影像的示意图。于图6A至图6C的实施例中，立体虚拟物件366与实体物件420对观察区域400的视角而言为部份重叠时，并且针对两者的重叠处OLP于虚拟景深次序中实体物件420较接近观察区域400 (前景)，而立体虚拟物件366较远离观察区域400 (远景)。于其中一子图框(如图6A中的第一子图框)，遮光结构364全面启动遮光并在透明显示装置362显示该立体虚拟物件366未重叠该实体物件420的部份(也就是显示立体虚拟物件366减去重叠处0LP)，如此一来，遮光结构364隔绝了来自背景的光线与影像，仅由透明显示装置362显示该立体虚拟物件366未重叠该实体物件420的部份，在重叠处OLP排除立体虚拟物件366，达到立体虚拟物件366位在远景的效果。于此实施例中，透明显示装置362可为主动发光显示装置等显示面板的透光率实质上大于80%的显示装置，或透明显示装置362包含侧向式背光源(图中未示)，因此，透明显示装置362可在不须背景光源的情况下显示立体虚拟物件366，而遮光结构364可例如是能够部分致动的主动发光显示装置等显示面板透光率实质上大于80%的显示装置，且遮光结构364利用部份致动功能在显示面板上部分显示不透光部分透光以使实体物件420的光线可透过该遮光结构364。于另一子图框(如图6B中的第二子图框)，该遮光结构364不启动遮光而透明显示装置362切换至透明状态，让使用者能直接观察到实体物件420，因此在重叠处OLP排除了立体虚拟物件366并使实体物件420覆盖于其上，达到立体虚拟物件366位在远景而实体物件420在前景的效果。藉此，两子图框因视觉暂留产生的合并影像效果如图6C所示。请一并参阅图7A至图7C，其分别绘示于另一实施例中当立体虚拟物件366与实体物件420为部份重叠时的示意图。图7A与图7B分别绘示于此实施例中两个子图框(第一子图框与第二子图框)下遮光结构364的遮光开关状态示意图。图7C则绘示上述两子图框因视觉暂留产生的合并影像的示意图。于图7A至图7C的实施例中，立体虚拟物件366与实体物件420对观察区域400的视角而言为部份重叠时，并且针对两者的重叠处OLP于虚拟景深次序中立体虚拟物件366较接近观察区域400 (前景)，而实体物件420较远离观察区域400 (远景)。于其中一子图框(如图7A中的第一子图框)，遮光结构364全面启动遮光并在透明显示装置362显示立体虚拟物件366，如此一来，遮光结构364隔绝了来自背景的光线与影像，仅由透明显示装置362显示该立体虚拟物件366，在重叠处OLP可显示立体虚拟物件366而排除实体物件420，达到立体虚拟物件366位在前景的效果。于此实施例中，透明显示装置362可为主动发光显示装置，或透明显示装置362包含侧向式背光源(图中未示)，因此，透明显示装置362可在不须背景光源的情况下显示立体虚拟物件366。
于另一子图框(如图7B中的第二子图框)，遮光结构364仅于立体虚拟物件366与实体物件420的重叠处OLP部份启动遮光而透明显示装置362切换至透明状态，让使用者能直接观察到实体物件420。藉此，两子图框因视觉暂留产生的合并影像效果如图7C所示。此外，于图7A至图7C的实施例中，因于第一子图框时，遮光结构364全面启动遮光，且于第二子图框时，立体虚拟物件366与实体物件420的重叠处OLP亦进行遮光，可能使得重叠处OLP的显示亮度特别低，与立体虚拟物件366其他未重叠部份不协调。因此，本发明中的娱乐显示系统300可进一步对立体虚拟物件366与实体物件420的重叠处OLP进行亮度补偿。例如，针对各别子图框调整透明显示装置362亮度以进行重叠处OLP的亮度补偿。请参阅图8A以及图SB，其绘示根据本发明的一实施例中的一种亮度补偿机制。如图8A所示，于第一子图框的开启时间中，遮光结构364全面启动遮光并在透明显示装置362显示立体虚拟物件366。其中，立体虚拟物件366与实体物件420的未重叠处设定透明显示装置362为100%显示亮度，而重叠处OLP设定透明显示装置362为50%显示亮度。如图8B所示，于第二子图框中，重叠处OLP不进行遮光，且透明显示装置362设定在重叠处OLP以50%显示亮度继续显示立体虚拟物件366的重叠部份。如此一来，于第一子图框与第二子图框分别以均等亮度(50%显示亮度)在透明显示装置362上显示立体虚拟物件366的重叠部份，藉此对重叠处OLP的亮度补偿。如此一来，第一子图框启动遮光，第二子图框不启动遮光。并且,立体虚拟物件366的未重叠处在第一子图框的时间具有100%显示亮度，立体虚拟物件366的重叠处OLP在一个影像图框的时间(即第一子图框与第二子图框)具有50%显示亮度，藉此完成亮度补偿，可避免亮度不均的现象。另外，在每一影像图框之间更可包含一空白区间，透明显示装置362于空白区间显示黑画面，用以避免图框之间的干扰，然本实施例不加以局限.请参阅图9A以及图9B，其绘示根据本发明的一实施例中的另一种亮度补偿机制。如图9A所示，于第一子图框中，遮光结构364全面启动遮光并在透明显示装置362显示立体虚拟物件366。其中，立体虚拟物件366与实体物件420的未重叠处设定透明显示装置362为100%显示亮度，而重叠处OLP设定透明显示装置362为200%显示亮度。如图9B所示，于第二子图框中，重叠处OLP进行遮光。也就是说，于第一子图框，启动该遮光结构全面遮光，并在透明显示装置362以增强亮度(如200%显示亮度)显示立体虚拟物件362的重叠部份。藉此，亦可完成亮度补偿，可避免亮度不均的现象。另一方面，请一并参阅图10，其绘示根据本发明的另一实施例中一种互动式立体显示方法的方法流程图。互动式立体显示方法对应实体物件产生互动显示效果至观察区域，于该实体物件与该观察区域之间设置有一透明显示装置以及一遮光结构，上述物件与结构可参考先前实施例及图式说明，在此不另赘述。如图10所示,互动立体显示方式首先执行步骤S100,追踪该观察区域与该实体物件的坐标位置并且产生观察区域与该实体物件相对位置关系。该相对位置关系包含以观察区域为基准点，相对于观察区域的实体物件于第一方向轴所夹的一第一相对角度、于垂直于第一方向轴的第二方向轴所夹的一第二相对角度以及相对于观察区域的实体物件的相对水平距离(可参照图4A至图4F所示)。
接着，执行步骤S102，根据相对位置关系产生至少一立体虚拟物件。其中，产生至少一立体虚拟物件的步骤S102可进一步根据该第一相对角度以及该第二相对角度修正一物件原型的立体视角效果，根据该相对水平距离修正该物件原型的立体物件大小，以及，根据该物件原型的修正结果，产生该立体虚拟物件(可参照图4A至图4F所示)。接着，执行步骤S104，显示立体虚拟物件于透明显示装置。于此步骤中，可依据 时序分别产生多个影像图框至透明显示装置，这些影像图框分别对应左眼影像以及右眼影像，藉此形成立体虚拟物件其立体视觉效果。以及，执行步骤S106，根据立体虚拟物件与实体物件之间的虚拟景深次序而切换遮光结构的遮光开关状态(可参照图6A至图6C以及图7A至图7C所示)。此外，在步骤S102完成并产生立体虚拟物件之后，互动立体显示方式可进一步执行步骤S103，对立体虚拟物件进行双眼视差计算，分别产生对应左右眼的影像(如图5A至图5C所示)。透明显示装置上所显示的每一个影像图框至少包含两个子图框，若该虚拟景深次序为该实体物件较接近该观察区域时，于其中一子图框，启动该遮光结构全面遮光，并在该透明显示装置显示该立体虚拟物件未重叠该实体物件的部份。于另一子图框，关闭该遮光结构，并将该透明显示装置切换至透明状态(可参照图6A至图6C)。若该虚拟景深次序为该立体虚拟物件较接近该观察区域时，于其中一子图框，启动该遮光结构全面遮光，并在该透明显示装置显示该立体虚拟物件。于另一子图框，启动该遮光结构于该立体虚拟物件与该实体物件的重叠处部份遮光，并切换该透明显示装置至透明状态(可参照图7A至图7C)。为避免使得重叠处的显示亮度偏低，与其他未重叠部份不协调。因此，本发明中的互动式立体显示方法可进一步对立体虚拟物件与实体物件的重叠处进行亮度补偿，例如，针对该立体虚拟物件与该实体物件的重叠处，于第一子图框与第二子图框分别以一均等亮度在该透明显示装置上显示该立体虚拟物件的重叠部份(可参照图8A至图SB及前述对应实施例)，或是，于第一子图框，启动该遮光结构全面遮光，并在该透明显示装置以一增强亮度显示该立体虚拟物件的重叠部份(可参照图9A至图9B及前述对应实施例)，亮度补偿的细节已见于前述实施例在此不另赘述。综上所述，本发明提出一种娱乐显示系统以及互动式立体显示方法，其中娱乐显示系统中包含了透明显示装置设置于实体物件与观察区域之间，追踪实体物件与观察区域之间的相对位置关系产生立体虚拟物件并显示于透明显示装置上，藉此，可避免使用者位置改变导致的对位失准问题。此外，另设有遮光结构与透明显示装置相邻，遮光结构选择性切换其遮光开关状态藉此模拟立体虚拟物件与实体物件之间的景深次序关系(如立体虚拟物件在前景而实体物件在远景，或实体物件在前景而立体虚拟物件在远景)，藉此，立体虚拟物件的虚拟位置可设定在实体物件之前或之后，不受限于实际设置的先后关系。虽然本揭示内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭示内容，任何熟习此技艺者，在不脱离本揭示内容的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭示内容的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
1权利要求
1.一种娱乐显示系统，用以搭配一实体物件产生互动显示效果至一观察区域，其特征在于，该娱乐显示系统包含一追踪模块，设置于该实体物件与该观察区域之间，用以追踪该观察区域与该实体物件的一相对位置关系；一运算模块，根据该相对位置关系计算至少一立体虚拟物件的显示参数；以及一立体显示模块，设置于该实体物件与该观察区域之间，该立体显示模块包含一透明显示装置，用以显示该至少一立体虚拟物件；以及一遮光结构，与该透明显示装置相邻设置并位于该透明显示装置与该实体物件之间，该遮光结构根据该立体虚拟物件与该实体物件之间的一虚拟景深次序而切换其遮光开关状态。
2.根据权利要求I所述的娱乐显示系统，其特征在于，该透明显示装置的显示平面具有一横轴以及一纵轴，该观察区域与该透明显示装置的显示平面的投影连线形成一垂直法线，该相对位置关系包含该观察区域与该实体物件的连线相较该垂直法线往该横轴偏转的一第一相对角度、往该纵轴偏转的一第二相对角度以及该观察区域与该实体物件之间在该垂直法线上的一相对水平距离。
3.根据权利要求2所述的娱乐显示系统，其特征在于，该运算模块根据该第一相对角度以及该第二相对角度计算一物件原型的立体虚拟物件视角，并根据该相对水平距离计算该物件原型的立体虚拟物件大小。
4.根据权利要求I所述的娱乐显示系统，其特征在于，更包含一驱动模块，该驱动模块依据时序分别传送多个影像图框至该透明显示装置，所述影像图框分别对应左眼影像以及右眼影像。
5.根据权利要求4所述的娱乐显示系统，其特征在于，该透明显示装置上所显示的每一所述影像图框至少包含两个子图框，于第一子图框时该遮光结构全面启动遮光，于第二子图框时该遮光结构根据该虚拟景深次序选择性地于该立体虚拟物件与该实体物件的重叠处部份启动遮光。
6.根据权利要求5所述的娱乐显示系统，其特征在于，当该立体虚拟物件与该实体物件重叠，且于该虚拟景深次序中该实体物件较接近该观察区域时，于第一子图框，该遮光结构全面启动遮光并在该透明显示装置显示该立体虚拟物件未重叠该实体物件的部份，于第二子图框，该遮光结构不启动遮光而该透明显示装置切换至透明状态。
7.根据权利要求5所述的娱乐显示系统，其特征在于，当该立体虚拟物件与该实体物件重叠，且于该虚拟景深次序中该立体虚拟物件较接近该观察区域时，于第一子图框，该遮光结构全面启动遮光并在该透明显示装置显示该立体虚拟物件，于第二子图框，该遮光结构仅于该立体虚拟物件与该实体物件的重叠处部份启动遮光而该透明显示装置切换至透明状态。
8.根据权利要求I所述的娱乐显示系统，其特征在于，该透明显示装置为一主动发光显示装置，或该透明显示装置包含一光源。
9.一种互动式立体显示方法，对应一实体物件产生互动显示效果至一观察区域，于该实体物件与该观察区域之间设置有一透明显示装置以及一遮光结构，其特征在于，该互动立体显示方式包含追踪该观察区域与该实体物件的一相对位置关系；根据该相对位置关系计算至少一立体虚拟物件显示参数；显示该立体虚拟物件于该透明显示装置；以及根据该立体虚拟物件与该实体物件之间的一虚拟景深次序而切换该遮光结构的遮光开关状态。
10.根据权利要求9所述的互动式立体显示方法，其特征在于，该透明显示装置的显示平面具有一横轴以及一纵轴，该观察区域与该透明显示装置的显示平面的投影连线形成一垂直法线，该相对位置关系包含该观察区域与该实体物件的连线相较该垂直法线往该横轴偏转的一第一相对角度、往该纵轴偏转的一第二相对角度以及该观察区域与该实体物件之间在该垂直法线上的一相对水平距离，其中计算至少一立体虚拟物件显示参数的步骤包含根据该第一相对角度以及该第二相对角度计算一物件原型的立体视角；根据该相对水平距离计算该物件原型的立体物件大小；以及根据该物件原型的计算结果，得到该至少一立体虚拟物件。
11.根据权利要求9所述的互动式立体显示方法，其特征在于，更包含依据时序分别产生多个影像图框至该透明显示装置，所述影像图框分别对应左眼影像以及右眼影像。
12.根据权利要求11所述的互动式立体显示方法，其特征在于，该透明显示装置上所显示的每一个影像图框至少包含两个子图框，若该虚拟景深次序为该实体物件较接近该观察区域时，该互动立体显示方法包含于第一子图框，启动该遮光结构全面遮光，并在该透明显示装置显示该立体虚拟物件未重叠该实体物件的部份；以及于第二子图框，关闭该遮光结构，并将该透明显示装置切换至透明状态。
13.根据权利要求11所述的互动式立体显示方法，其特征在于，该透明显示装置上所显示的每一个影像图框至少包含两个子图框，若该虚拟景深次序为该立体虚拟物件较接近该观察区域时，该互动立体显示方法包含于第一子图框，启动该遮光结构全面遮光，并在该透明显示装置显示该立体虚拟物件；以及于第二子图框，启动该遮光结构于该立体虚拟物件与该实体物件的重叠处部份遮光，并切换该透明显示装置至透明状态。
14.根据权利要求12或13所述的互动式立体显示方法，其特征在于，当该立体虚拟物件与该实体物件重叠，对该立体虚拟物件与该实体物件的重叠处进行亮度补偿。
15.根据权利要求14所述的互动式立体显示方法，其特征在于，进一步包含针对该立体虚拟物件与该实体物件的重叠处，于第一子图框与第二子图框分别以一均等亮度在该透明显示装置上显示该立体虚拟物件的重叠部份。
16.根据权利要求14所述的互动式立体显示方法，其特征在于，进一步包含于第一子图框，在该透明显示装置以一增强亮度显示该立体虚拟物件的重叠部份。
17.根据权利要求16所述的互动式立体显示方法，其特征在于，进一步包含于每一所述影像图框之间更包含一空白区间，于该空白区间该透明显示装置显示一黑画面。
全文摘要
本发明有关于一种娱乐显示系统，用以搭配实体物件产生互动显示效果至观察区域，娱乐显示系统包含追踪模块、运算模块以及立体显示模块。追踪模块用以追踪观察区域与实体物件的相对位置关系。运算模块根据相对位置关系产生立体虚拟物件。立体显示模块设置于实体物件与观察区域之间，立体显示模块包含透明显示装置以及遮光结构，透明显示装置用以显示立体虚拟物件。遮光结构与透明显示装置相邻设置并位于透明显示装置与实体物件之间，遮光结构根据立体虚拟物件与实体物件之间的虚拟景深次序而切换其遮光开关状态。
文档编号A63F13/02GK102908783SQ20121038786
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年8月20日
发明者孙宜嶙, 赖世伦, 蔡永生, 董人郎 申请人:友达光电股份有限公司