一种VR头戴设备及其画面显示方法、系统、存储介质与流程

本发明涉及VR技术领域，特别涉及一种VR头戴设备及其画面显示方法、系统、存储介质。

背景技术：

当前，VR头戴可以利用手机等显示终端作为图像来源，进行游戏或者电影等休闲娱乐，一般情况下，手机都在头戴的正前方，但是这样有一个很大的缺点，就是由于力的左右，加上手机后，头戴在横向会产生较大的力，拉扯头部，即用户常说的“头沉”，使用者体验很差。

综上所述可以看出，如何减轻VR头戴设备使用者的头部重量负担是目前有待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种VR头戴设备及其画面显示方法、系统、存储介质，能够有效地减轻VR头戴设备使用者的头部重量负担。其具体方案如下：

第一方面，本发明公开了一种VR头戴设备画面显示方法，包括：

确定VR头戴设备的预设终端固定部与传统终端固定部之间的位姿差异；其中，所述预设终端固定部位于所述VR头戴设备的设备主体的顶部或底部，所述传统终端固定部位于传统VR头戴设备的设备主体的前部；

根据所述位姿差异，对与所述传统终端固定部对应的传统图像输出矩阵进行相应的变换处理，得到变换后图像输出矩阵；

当获取到放置在所述预设终端固定部的显示终端的显示画面，则利用所述变换后图像输出矩阵，对该显示画面进行相应的图像画面输出操作。

可选的，所述确定VR头戴设备的预设终端固定部与传统终端固定部之间的位姿差异的步骤，包括：

基于预设的坐标系创建规则，分别创建所述预设终端固定部的自身坐标系以及所述传统终端固定部的自身坐标系，得到第一坐标系和第二坐标系；

根据所述第一坐标系和所述第二坐标系之间坐标轴的差异性，确定出所述位姿差异中的姿态差异；

根据所述预设终端固定部上的中心区域位置与所述传统终端固定部上的中心区域位置之间的差异，确定出所述位姿差异中的位置差异。

可选的，所述根据所述位姿差异，对与所述传统终端固定部对应的传统图像输出矩阵进行相应的变换处理，得到变换后图像输出矩阵的步骤，包括：

根据所述位姿差异中的姿态差异，对位于所述传统图像输出矩阵中的旋转矩阵进行变换，得到所述变换后图像输出矩阵中的旋转矩阵；

根据所述位姿差异中的位置差异，对位于所述传统图像输出矩阵中的位置矩阵进行变换，得到所述变换后图像输出矩阵中的位置矩阵。

可选的，所述根据所述位姿差异中的姿态差异，对位于所述传统图像输出矩阵中的旋转矩阵进行变换的步骤，包括：

根据所述位姿差异中的姿态差异，确定相应的姿态变换参数矩阵；

利用所述姿态变换参数矩阵，对位于所述传统图像输出矩阵中的旋转矩阵进行相应的变换。

可选的，所述根据所述位姿差异中的位置差异，对位于所述传统图像输出矩阵中的位置矩阵进行变换的步骤，包括：

根据所述位姿差异中的位置差异，确定相应的位置变换参数矩阵；

利用所述位置变换参数矩阵，对位于所述传统图像输出矩阵中的位置矩阵进行相应的变换。

第二方面，本发明公开了一种VR头戴设备画面显示系统，包括：

位姿差异确定模块，用于确定VR头戴设备的预设终端固定部与传统终端固定部之间的位姿差异；其中，所述预设终端固定部位于所述VR头戴设备的设备主体的顶部或底部，所述传统终端固定部位于传统VR头戴设备的设备主体的前部；

矩阵变换模块，用于根据所述位姿差异，对与所述传统终端固定部对应的传统图像输出矩阵进行相应的变换处理，得到变换后图像输出矩阵；

画面输出模块，用于当获取到放置在所述预设终端固定部的显示终端的显示画面，则利用所述变换后图像输出矩阵，对该显示画面进行相应的图像画面输出操作。

第三方面，本发明公开了一种VR头戴设备，包括：

顶部或底部设有用于固定显示终端的预设终端固定部的设备主体。

可选的，所述设备主体还包括：

存储器，用于存储计算机程序代码；

处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机程序代码以实现前述公开的画面显示方法。

可选的，所述预设终端固定部所在的平面与所述设备主体的顶部或底部所在的平面之间的夹角大于或等于0°，并且小于预设角度阈值。

第四方面，本发明公开了一种存储计算机可读程序代码的存储介质，所述计算机可读程序代码被一个或多个处理器执行以实现前述公开的画面显示方法。

可见，本发明中用于固定显示终端的终端固定部是位于VR头戴设备的设备主体的顶部或底部的，而传统VR头戴设备的终端固定部则是位于设备主体的前部，相对于传统VR头戴设备，由于本发明中的VR头戴设备上放置的显示终端与使用者的头部之间的距离更短，因此减小了由显示终端引起的力矩，从而减少了使用者头部受到的牵引拉力，也即，本发明有效地减轻了VR头戴设备使用者的头部重量负担。并且，本发明在对上述终端固定部进行优化之后，还会根据本发明的VR头戴设备的终端固定部与传统VR头戴设备的终端固定部之间的位姿差异，对传统图像输出矩阵进行变换处理，由此可以使得用户在使用本发明中的VR头戴设备时的视觉体验效果与该用户在使用传统VR头戴设备时的视觉体验效果是相同的，由此可知，本发明在减轻VR头戴设备使用者的头部重量负担的同时，也不会与用户习以为常的VR视觉体验效果产生冲突。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种VR头戴设备画面显示方法流程图；

图2为本发明实施例公开的一种具体的VR头戴设备画面显示方法流程图；

图3为本发明使用的一种空间直角坐标系示意图；

图4为一种已放置在终端固定部的显示终端的自身坐标系示意图；

图5为传统图像输出矩阵示意图；

图6为本发明中的VR头戴设备与传统VR头戴设备在终端固定部上的位置差异示意图；

图7为本发明实施例公开的一种VR头戴设备画面显示系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种VR头戴设备画面显示方法，参见图1所示，该方法包括：

步骤S11：确定VR头戴设备的预设终端固定部与传统终端固定部之间的位姿差异；其中，所述预设终端固定部位于所述VR头戴设备的设备主体的顶部或底部，所述传统终端固定部位于传统VR头戴设备的设备主体的前部。

本实施例中，上述预设终端固定部具体是用于固定手机等显示终端的，它可以位于VR头戴设备的顶部，也可以位于VR头戴设备的底部。对于传统VR头戴设备，由于本实施例中的VR头戴设备上放置的显示终端与使用者的头部之间的距离更短，因此减小了由显示终端引起的力矩，从而减少了使用者头部受到的牵引拉力，也即，本发明实施例可以有效减轻VR头戴设备使用者的头部重量负担。

本实施例中，上述预设终端固定部与显示终端之间的固定方式是一种可拆卸的固定方式，并且，这种可拆卸的固定方式可以是任意的可拆卸固定方式，只要该方式能够让显示终端可拆卸地固定于上述预设终端固定部即可，在此不对上述固定方式进行具体限定。

可以理解的是，上述位姿差异具体包括姿态差异和位置差异，也即包括上述预设终端固定部与传统终端固定部之间的姿态差异和位置差异。

在一种具体实施方式中，所述预设终端固定部所在的平面与所述设备主体的顶部或底部所在的平面之间的夹角为0°。也即，上述预设终端固定部所在的平面与设备主体的顶部或底部所在的平面可以是平行的。

在另一种具体实施方式中，所述预设终端固定部所在的平面与所述设备主体的顶部或底部所在的平面之间的夹角大于0°并且小于预设角度阈值。也即，上述预设终端固定部所在的平面与设备主体的顶部或底部所在的平面之间可以存在一定大小的夹角，为了避免夹角过大造成VR视觉画面亮度明显不均匀、清晰度明显不均匀等问题，本实施例可以将上述夹角限制在0°到预设角度阈值之间，其中，上述预设角度阈值可以根据VR头戴设备的实际状况进行设定，例如可以设为15°等。

步骤S12：根据所述位姿差异，对与所述传统终端固定部对应的传统图像输出矩阵进行相应的变换处理，得到变换后图像输出矩阵。

本实施例中，为了让用户在使用本发明中的VR头戴设备时的视觉体验效果与用户在使用传统VR头戴设备时的视觉体验效果是相同的，会根据上述位姿差异，对统图像输出矩阵进行相应的变换处理，从而得到变换后图像输出矩阵，以便后续利用该变换后图像输出矩阵对显示终端的显示画面进行相应的图像画面输出操作，由此让使用本发明的VR头戴设备的用户能够体验到与该用户在使用传统VR头戴设备时的视觉体验效果相同的视觉效果。

步骤S13：当获取到放置在所述预设终端固定部的显示终端的显示画面，则利用所述变换后图像输出矩阵，对该显示画面进行相应的图像画面输出操作。

可见，本发明实施例中用于固定显示终端的终端固定部是位于VR头戴设备的设备主体的顶部或底部的，而传统VR头戴设备的终端固定部则是位于设备主体的前部，相对于传统VR头戴设备，由于本发明实施例中的VR头戴设备上放置的显示终端与使用者的头部之间的距离更短，因此减小了由显示终端引起的力矩，从而减少了使用者头部受到的牵引拉力，也即，本发明实施例有效地减轻了VR头戴设备使用者的头部重量负担。并且，本发明实施例在对上述终端固定部进行优化之后，还会根据本发明的VR头戴设备的终端固定部与传统VR头戴设备的终端固定部之间的位姿差异，对传统图像输出矩阵进行变换处理，由此可以使得用户在使用本发明实施例中的VR头戴设备时的视觉体验效果与该用户在使用传统VR头戴设备时的视觉体验效果是相同的，由此可知，本发明实施例在减轻VR头戴设备使用者的头部重量负担的同时，也不会与用户习以为常的VR视觉体验效果产生冲突。

在前述实施例的基础上，本发明实施例公开了一种具体的VR头戴设备画面显示方法，参见图2所示，该方法包括：

步骤S21：基于预设的坐标系创建规则，分别创建所述预设终端固定部的自身坐标系以及所述传统终端固定部的自身坐标系，得到第一坐标系和第二坐标系；

其中，所述预设终端固定部位于所述VR头戴设备的设备主体的顶部或底部，所述传统终端固定部位于传统VR头戴设备的设备主体的前部。

本实施例中，基于上述预设的坐标系创建规则创建的第一坐标系和第二坐标系均是空间直角坐标系，具体如图3所示。其中，上述坐标系创建规则具体可以是以终端固定部所在平面为X Y平面，也即以安装在终端固定部上的显示终端所在的平面为XY平面，而垂直于终端固定部所在平面的方向为Z轴方向，图4中示出了一种已放置在终端固定部的显示终端的自身坐标系，该坐标系也即是该终端固定部的自身坐标系。

步骤S22：根据所述第一坐标系和所述第二坐标系之间坐标轴的差异性，确定出所述位姿差异中的姿态差异；根据所述位姿差异中的姿态差异，对位于所述传统图像输出矩阵中的旋转矩阵进行变换，得到所述变换后图像输出矩阵中的旋转矩阵；

也即，本实施例具体可以根据上述两个坐标系的坐标轴之间的差异性，确定出这两个坐标轴在姿态上的差异，根据该姿态差异对其中一个坐标轴进行相应的旋转，便可以得到另一个坐标轴。

其中，所述根据所述位姿差异中的姿态差异，对位于所述传统图像输出矩阵中的旋转矩阵进行变换的步骤，具体可以包括：

根据所述位姿差异中的姿态差异，确定相应的姿态变换参数矩阵；利用所述姿态变换参数矩阵，对位于所述传统图像输出矩阵中的旋转矩阵进行相应的变换。

例如，假设上述第一坐标系需要依次沿Z轴逆时针旋转90°、再次沿Z轴逆时针旋转90°，接着沿X轴逆时针旋转90°，方可变成上述第二坐标系，则可以基于上述姿态差异，可以确定出如下所示的相应的三个旋转矩阵单元：

以及

接着，将上述三个旋转矩阵单元进行相乘，便可以得到如下所示的相应的姿态变换参数矩阵：

假设传统图像输出矩阵具体如图5所示，需要说明的是，图5中最后一行的[0 0 0 1]是为了构成4×4的方阵而添加进去的，这样可以方便后续的计算。图5中，传统图像输出矩阵M中的旋转矩阵如下：

其中，上述旋转矩阵的每一行中的三个元素的平方的和均为1。本实施例将上述姿态变换参数矩阵与传统图像输出矩阵中的旋转矩阵进行相乘，便可以实现对传统图像输出矩阵中的旋转矩阵的变换。也即：

步骤S23：根据所述预设终端固定部上的中心区域位置与所述传统终端固定部上的中心区域位置之间的差异，确定出所述位姿差异中的位置差异；根据所述位姿差异中的位置差异，对位于所述传统图像输出矩阵中的位置矩阵进行变换，得到所述变换后图像输出矩阵中的位置矩阵。

其中，所述根据所述位姿差异中的位置差异，对位于所述传统图像输出矩阵中的位置矩阵进行变换的步骤，具体可以包括：

根据所述位姿差异中的位置差异，确定相应的位置变换参数矩阵；利用所述位置变换参数矩阵，对位于所述传统图像输出矩阵中的位置矩阵进行相应的变换。

例如，图6中A点表示预设终端固定部上的中心区域位置，B点表示传统终端固定部上的中心区域位置，从A点到B点，需要先沿着Y轴负方向移动0.02米，然后沿着Z轴负方向再移动0.02米，此时可以用(0，-0.02，-0.02)来表示A点和B点之间的差异。假设传统图像输出矩阵中的位置矩阵为如图5所示的位置矩阵，也即为[x1,y1,z1]^T，则根据上述A点和B点之间的差异(0，-0.02，-0.02)，可以确定出相应的位置变换参数矩阵[0,-0.02,-0.02]^T，然后利用该位置变换参数矩阵[0,-0.02,-0.02]^T对上述位置矩阵[x1,y1,z1]^T进行变换，得到如下变换后图像输出矩阵中的位置矩阵[x2,y2,z2]^T：

由上可知，在根据VR头戴设备的预设终端固定部与传统终端固定部之间的位姿差异，对与如图5所示的传统图像输出矩阵进行相应的变换处理后，将得到如下的变换后图像输出矩阵：

步骤S24：当获取到放置在所述预设终端固定部的显示终端的显示画面，则利用所述变换后图像输出矩阵，对该显示画面进行相应的图像画面输出操作。

参见图7所示，本发明实施例还公开了一种VR头戴设备画面显示系统，包括：

位姿差异确定模块11，用于确定VR头戴设备的预设终端固定部与传统终端固定部之间的位姿差异；其中，所述预设终端固定部位于所述VR头戴设备的设备主体的顶部或底部，所述传统终端固定部位于传统VR头戴设备的设备主体的前部；

矩阵变换模块12，用于根据所述位姿差异，对与所述传统终端固定部对应的传统图像输出矩阵进行相应的变换处理，得到变换后图像输出矩阵；

画面输出模块13，用于当获取到放置在所述预设终端固定部的显示终端的显示画面，则利用所述变换后图像输出矩阵，对该显示画面进行相应的图像画面输出操作。

关于上述各个模块更加具体的工作过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

可见，本发明实施例中用于固定显示终端的终端固定部是位于VR头戴设备的设备主体的顶部或底部的，而传统VR头戴设备的终端固定部则是位于设备主体的前部，相对于传统VR头戴设备，由于本发明中的VR头戴设备上放置的显示终端与使用者的头部之间的距离更短，因此减小了由显示终端引起的力矩，从而减少了使用者头部受到的牵引拉力，也即，本发明有效地减轻了VR头戴设备使用者的头部重量负担。

并且，本发明实施例在对上述终端固定部进行优化之后，还会根据本发明的VR头戴设备的终端固定部与传统VR头戴设备的终端固定部之间的位姿差异，对传统图像输出矩阵进行变换处理，由此可以使得用户在使用本发明实施例中的VR头戴设备时的视觉体验效果与该用户在使用传统VR头戴设备时的视觉体验效果是相同的，由此可知，本发明实施例在减轻VR头戴设备使用者的头部重量负担的同时，也不会与用户习以为常的VR视觉体验效果产生冲突。

进一步的，本发明实施例还公开了一种VR头戴设备，包括：顶部或底部设有用于固定显示终端的预设终端固定部的设备主体。

本实施例中，所述设备主体还可以包括存储器和处理器；其中，

存储器，用于存储计算机程序代码；

处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机程序代码以实现前述公开的画面显示方法。关于该方法的具体步骤可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

在一种具体实施方式中，所述预设终端固定部所在的平面与所述设备主体的顶部或底部所在的平面之间的夹角为0°。也即，上述预设终端固定部所在的平面与设备主体的顶部或底部所在的平面可以是平行的。

在另一种具体实施方式中，所述预设终端固定部所在的平面与所述设备主体的顶部或底部所在的平面之间的夹角大于0°并且小于预设角度阈值。也即，上述预设终端固定部所在的平面与设备主体的顶部或底部所在的平面之间可以存在一定大小的夹角，为了避免夹角过大造成VR视觉画面亮度明显不均匀、清晰度明显不均匀等问题，本实施例可以将上述夹角限制在0°到预设角度阈值之间，其中，上述预设角度阈值可以根据VR头戴设备的实际状况进行设定，例如可以设为15°等。

进一步的，本发明还公开了一种存储计算机可读程序代码的存储介质，所述计算机可读程序代码被一个或多个处理器执行以实现前述公开的画面显示方法。关于该方法的具体步骤可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种VR头戴设备及其画面显示方法、系统、存储介质.进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。