虚拟图像显示系统及虚拟图像显示方法与流程

1.本发明涉及一种虚拟图像显示系统及其显示方法，且特别是涉及一种可提升影像显示效能的虚拟图像显示系统及其显示方法。


背景技术：

2.随着电子科技的演进，可进行虚拟现实、扩增实境的虚拟图像显示器日渐成为一种主流。在现今的技术中，为了提升使用者在虚拟图像世界中的体验感，也可与使用者所配戴的配件进行搭配，以提供用户与虚拟世界中显示的物件影像进行互动的机制。


技术实现要素：

3.本发明是针对一种虚拟图像显示系统及其显示方法，可提升虚拟的物件影像的显示效果。
4.根据本发明的实施例，虚拟图像的显示方法包括：使手持式电子装置显示识别图案，识别图案对应物件影像；使虚拟图像显示器拍摄识别图案，并根据识别图案以显示物件影像；以及，当识别图案消失时，使虚拟图像显示器撷取手持式电子装置的惯性量测信息，并根据惯性量测信息以调整物件影像的位置及方向的至少其中之一。
5.根据本发明的实施例，虚拟图像显示系统包括手持式电子装置以及虚拟图像显示器。手持式电子装置用以显示识别图案，其中识别图案对应一物件影像。虚拟图像显示器电性耦接手持式电子装置，其中拟影像显示器用以：拍摄识别图案，并根据识别图案以显示物件影像；当该识别图案消失时，使虚拟图像显示器撷取手持式电子装置的惯性量测信息，并根据惯性量测信息以调整物件影像的位置及方向的至少其中之一。
6.根据上述，本发明的虚拟图像显示器透过拍摄手持式电子装置上的识别图案，并透过解析识别图案的位置及方向信息来控制所显示的物件影像的位置及/或方向。并且，当识别图案消失时，虚拟图像显示器可根据手持式电子装置的惯性量测信息来控制所显示的物件影像的位置及/或方向，提升虚拟的物件影像的显示效果。
附图说明
7.包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
8.图1为本发明一实施例的虚拟图像的显示方法的流程图；
9.图2a至2c为本发明实施例的物件影像的操控方式的示意图；
10.图3为本发明一实施例的虚拟图像显示系统的示意图；
11.图4为本发明实施例的虚拟图像显示系统的动作流程图。
12.附图标号说明
13.210、310:手持式电子装置；
14.211:识别图案；
15.220、320:虚拟图像显示器；
16.300:虚拟图像显示系统；
17.311、323:显示器；
18.312:惯性量测器；
19.313、325:通信接口；
20.321:摄像器；
21.322:控制器；
22.324:定时器；
23.imf:惯性量测信息；
24.rqs:需求信号；
25.s110～s130:虚拟图像的显示步骤；
26.s410～s480:虚拟图像显示系统的动作步骤；
27.vobj:物件影像。
具体实施方式
28.现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。
29.请参照图1，图1为本发明一实施例的虚拟图像的显示方法的流程图。其中在步骤s110中，使手持式电子装置显示一识别图案，此识别图案可对应一物件影像。在步骤s120中，则使虚拟图像显示器拍摄手持式电子装置所显示的识别图案，虚拟图像显示器并可根据识别图案以显示对应的物件影像。在本实施例中，物件影像可以是一个三维的物件影像。虚拟图像显示器可以是一头戴式显示器，并可产生虚拟现实或扩增实境的显示效果。手持式电子装置则可以是用户的手机，并具有显示器来显示识别图案。本实施例中，虚拟图像显示器具有一摄像器(例如照相机)，可用来拍摄手持式电子装置所显示的识别图案。透过解析所获得的识别图案，虚拟图像显示器可对应识别图案以执行三维的虚拟的物件影像的显示动作。
30.在此可同步参照图1、图2a以及图2b，其中图2a以及2b为本发明实施例的物件影像的操控方式的示意图。在图2a中，手持式电子装置210可显示识别图案211。识别图案211可以为条形码(bar-code)或也可以是多维度的条形码(例如快速反应码(quick response code,qr code))，或者也可以是工程人员自行设计的识别图案，没有固定的限制。识别图案211对应至虚拟的物件影像vobj。物件影像vobj是一三维影像。
31.另外，虚拟图像显示器220(例如为头戴式显示器)，可透过拍摄手持式电子装置210上的识别图案211，并透过查找数据库，以获得对应至识别图案211的物件影像vobj。进一步，虚拟图像显示器220可进行物件影像vobj的显示动作。其中虚拟图像显示器220中的数据库可以记录多种物件影像以及分别对应的标识符，上述的这些标识符可以分别应用不同的识别图案来进行呈现。
32.在本实施例中，使用者可以透过改变手持式电子装置的位置以及方向信息来对虚拟图像显示器所显示的物件影像进行操控动作。例如，在图2b中，在当用户转动手持式电子装置210时，虚拟图像显示器220拍摄到的手持式电子装置210上的识别图案211，可能会因
为持式电子装置210的转动而产生尺寸上的改变。如此一来，虚拟图像显示器220可解析识别图案211的位置及方向信息，并透过识别图案211的位置及方向信息的变化，来进行物件影像vobj的位置及方向的至少其中之一的调整动作。
33.在本实施例中，使用者可透过转动手持式电子装置210，以使物件影像vobj同步进行转动的动作。在本发明其他实施例中，使用者也可透过移动手持式电子装置210，来对物件影像vobj的显示位置及/或方向进行调整动作。
34.在步骤s130中，当识别图案211消失而无法被虚拟图像显示器220所拍摄时，则使虚拟图像显示器220撷取手持式电子装置210的惯性量测信息(inertial measurement information,imf)，并使虚拟图像显示器220根据手持式电子装置210的惯性量测信息来调整物件影像vobj的显示位置及方向的至少其中之一。
35.在此请同步参照图2c，其中2c为本发明实施例的物件影像的操控方式的示意图。当识别图案211消失而无法被虚拟图像显示器220所拍摄时，例如当手持式电子装置210转动到背面而使虚拟图像显示器220无法顺利拍摄到识别图案211时，虚拟图像显示器220可接收手持式电子装置210所发出的惯性量测信息imf。虚拟图像显示器220可根据惯性量测信息imf来获知手持式电子装置210的位置及方向信息，并根据手持式电子装置210的位置及方向信息来继续执行物件影像vobj的显示位置及方向的至少其中之一的调整动作。
36.在细节上，当识别图案211消失而无法被虚拟图像显示器220所拍摄时，虚拟图像显示器220可发送需求信号rqs至手持式电子装置210，并使手持式电子装置210根据需求信号rqs来启动惯性量测信息imf的侦测动作。手持式电子装置210并将侦测到的惯性量测信息imf传送至虚拟图像显示器220。在此请注意，手持式电子装置210并不会持续执行惯性量测信息imf的传送动作，而是仅在接收到虚拟图像显示器220所发送的需求信号rqs后，才执行惯性量测信息imf的侦测以及传送动作，以降低电力的消耗。而在本实施例中，当虚拟图像显示器220根据手持式电子装置210的惯性量测信息imf以得知手持式电子装置210的背面朝向虚拟图像显示器220时，虚拟图像显示器220可对应显示物件影像vobj的背面。
37.值得一提的，在当虚拟图像显示器220发送出需求信号rqs时(在当识别图案211消失时)，虚拟图像显示器220可同步启动一定时器，并计算识别图案211消失的持续时间。当识别图案消失的持续时间大于一预设时间长度时，若虚拟图像显示器220没法重新拍摄到识别图案211，表示用户可能不再需要进行物件影像vobj的显示动作。因此，虚拟图像显示器220可停止显示物件影像vobj，并停止需求信号rqs的传输动作。
38.相对应的，当需求信号rqs消失后，手持式电子装置210可同步停止惯性量测动作，并停止发送惯性量测信息imf。
39.上述的预设时间长度可由设计者来设定，也可让用户透过手持式电子装置210及/或虚拟图像显示器220所提供的用户接口来进行设定，没有一定的限制。
40.由上述说明可以得知，本发明实施例的虚拟图像的显示方法，在当虚拟图像显示器220无法拍摄到识别图案211时，虚拟图像显示器220仍可继续执行物件影像vobj的显示，及其显示位置及方向的调整动作。有效提升虚拟图像的显示效能。
41.以下请参照图3，图3为本发明一实施例的虚拟图像显示系统的示意图。虚拟图像显示系统300包括手持式电子装置310以及虚拟图像显示器320。手持式电子装置310包括显示器311、惯性量测器312以及通信接口313。虚拟图像显示器320包括摄像器321、控制器
322、显示器323、定时器324以及通信接口325。手持式电子装置310以及虚拟图像显示器320相互电性耦接。其中，手持式电子装置310的显示器311用以显示识别图案。虚拟图像显示器320的摄像器321拍摄识别图案，并使控制器322根据识别图案以获得对应识别图案的物件影像。控制器322并可使显示器323进行物件影像的显示动作。
42.在识别图案未消失，且产生位置及方向信息的改变时，控制器322可根据识别图案的位置及方向信息的改变来调整物件影像的位置及方向的至少其中之一。
43.相对的，在识别图案消失时，控制器322可透过通信接口325以传送需求信号rqs至手持式电子装置310的通信接口313。手持式电子装置310并可根据接收到的需求信号rqs以启动惯性量测器312，并据以获得手持式电子装置310的惯性量测信息imf。手持式电子装置310可透过通信接口313回传惯性量测信息imf至虚拟图像显示器320。虚拟图像显示器320的控制器322则可根据惯性量测信息imf以持续执行物件影像的位置及方向的至少其中之一的调整动作。
44.在另一方面，在识别图案消失时，控制器322可同步启动定时器324的计时动作，并计算识别图案消失的持续时间。当定时器324的计时结果显示识别图案消失的持续时间大于预设时间长度时，控制器322驱使显示器323停止物件影像的显示动作，并停止发送需求信号rqs。手持式电子装置310则对应停止惯性量测器312的动作，且停止回传惯性量测信息imf至虚拟图像显示器320。
45.在本实施例中，定时器324可以利用本领域的普通技术人员所熟知的计数电路来实施，并设置于控制器322外。在本发明提他实施例中，定时器324也可内建的控制器322中，没有一定的限制。另外，本实施例的通信接口325、313可以为任意形式，为本领域的普通技术人员所熟知的无线或有线的通信接口，同样没有固定的限制。此外，控制器322可以为具运算能力的处理器。或者，控制器322可以是透过硬件描述语言(hardware description language,hdl)或是其他任意本领域的普通技术人员所熟知的数字电路的设计方式来进行设计，并透过现场可程序逻辑门阵列(field programmable gate array,fpga)、复杂可程序逻辑装置(complex programmable logic device,cpld)或是特殊应用集成电路(application-specific integrated circuit,asic)的方式来实现的硬件电路。
46.以下请参照图4，图4为本发明实施例的虚拟图像显示系统的动作流程图。在步骤s410中，虚拟图像显示器可透过执行应用程序来使摄像器读取手持式电子装置(手机)上所显示的条形码(识别图案)。在步骤s420中，虚拟图像显示器的应用程序选择对应条形码的三维的虚拟的物件影像，并根据条形码的位置及方向信息来显示虚拟的物件影像。在步骤s430中，当条形码的位置及/或方向改变时，应用程序可根据条形码的位置及方向信息来调整三维的虚拟的物件影像的位置及/或方向。并且，在步骤s440中，虚拟图像显示器判断条形码是否消失，若条形码未消失，可重复执行步骤s430。相对的，若发生条形码消失的现象，则执行步骤s450。
47.在步骤s450中，虚拟图像显示器可获得手机的惯性量测信息并估测位置及方向角，例如等于(m,n)。并且，虚拟图像显示器可同步启动定时器。接着，在步骤s460中，虚拟图像显示器可根据位置及方向角例如等于(x,y)来重绘虚拟的物件影像。其中，位置及方向角(x,y)为物件影像的位置及方向角，并可根据手机的位置及方向角(m,n)来获得。在本实施例中，设计者可预先针对虚拟图像显示器的显示影像的空间坐标以及手机的空间坐标间建
立一转换关系，并透过这个转换关系，来换算手机的位置及方向角(m,n)以产生物件影像的位置及方向角(x,y)。在两空间中建立坐标关系并进行转换为本领域技术人员熟知的技术，在此恕不多赘述。
48.在步骤s470中，则继续执行条形码是否消失的侦测动作，并在当条形码持续为消失的状态时，停止显示虚拟的物件影像(步骤s480)。相对的，若在步骤s470中，条形码重新出现，则重新执行步骤s430以持续进行物件影像的显示及控制动作。
49.在本实施例中，步骤s440以及步骤s470的被执行的时间间隔可大于或等于前述实施例中提及的预设时间长度。
50.综上所述，本发明的虚拟图像显示器可根据手持式电子装置上的识别图案来执行物件影像的显示动作。并且，在当手持式电子装置上的识别图案消失时，虚拟图像显示器可根据手持式电子装置的惯性量测信息来持续进行物件影像的显示动作，有效提升显示的效能。
51.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。