一种显示方法及设备与流程

本申请属于显示，尤其涉及一种显示方法及设备。

背景技术：

1、目前，通过将抬头显示装置(head up display，hud)的像源发出的光线入射到成像窗(后装的成像板或者车辆的挡风窗等)上，用户无需低头就可以直接看到画面，从而可以提高用户体验。例如，在一些情形中，可以避免驾驶员在驾驶过程中低头看仪表盘所导致的分心，从而提高了驾驶安全系数，同时也能带来更好的驾驶体验。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种显示方法及设备。

2、第一方面，提供了一种显示方法，应用于虚像显示设备，包括：根据用户眼睛的位置确定所述用户对应的下视角，所述下视角为第一方向与水平方向之间的夹角，所述第一方向为所述用户眼睛的位置与所述虚像显示设备之间连线所沿的方向；根据所述下视角确定目标显示位置；将目标对象投射至所述目标显示位置。

3、第二方面，提供了一种显示设备，所述显示设备包括：获取模块，用于根据用户眼睛的位置确定所述用户对应的下视角，所述下视角为第一方向与水平方向之间的夹角，所述第一方向为所述用户眼睛的位置与所述显示设备之间连线所沿的方向；计算模块，用于根据所述下视角确定目标显示位置；显示模块，用于将目标对象投射至所述目标显示位置。

4、第三方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：一个或多个处理器；一个或多个存储器；所述存储器与所述一个或多个处理器耦合，所述存储器用于存储计算机程序代码，所述一个或多个处理器调用所述计算机程序代码以使得所述电子设备实现第一方面中任一项所述的显示方法。

5、第四方面，提供了一种抬头显示设备，所述抬头显示设备用于执行第一方面中任一项所述的显示方法。

6、第五方面，提供了一种交通工具，包括第四方面所述的一种抬头显示设备。

7、例如，在上述第一至第五方面中的任一实施例的基础上，所述根据用户眼睛的位置确定所述用户对应的下视角之前，还包括：获取所述用户的面部图像，并基于所述面部图像获取所述用户眼睛的位置；其中，所述根据所述下视角确定目标显示位置，具体包括：根据所述下视角确定视图矩阵，所述视图矩阵用于将所述目标对象的第一坐标转换至以所述虚像显示设备投射的画面为基准的坐标系中，其中，所述第一坐标为所述目标对象在以所述目标对象自身为基准的坐标系中的坐标，所述第一坐标转换至以所述虚像显示设备投射的画面为基准的坐标系中的坐标表示的位置为所述目标显示位置。

8、例如，在上述第一至第五方面中的任一实施例的基础上，所述视图矩阵是基于模型矩阵、观察矩阵和投影矩阵得到的，其中，所述方法还包括：利用模型矩阵，将所述目标对象预设的第一坐标转换为第二坐标，其中，所述第二坐标为所述目标对象对应的世界空间中的坐标；利用观察矩阵，将所述第二坐标转换为第三坐标，所述第三坐标为所述目标图像在以所述虚像显示设备为基准的坐标系中的坐标；利用投影矩阵，将所述第三坐标转换为第四坐标，所述第四坐标为以所述虚像显示设备投射的画面为基准的坐标系中的坐标。

9、例如，在上述第一至第五方面中的任一实施例的基础上，所述根据所述用户眼睛的位置确定所述用户对应的下视角，具体包括，根据以下公式计算所述用户对应的下视角，

10、

11、其中，θ为所述用户对应的下视角，h2为所述用户的眼睛相对于所述虚像显示设备中心位置的垂直高度，d2为所述用户的眼睛相对于所述虚像显示设备的中心位置的水平距离。

12、在该实现方式中，可通过图像采集设备简单快捷地获取用户的眼睛的位置，并通过简单计算即可获取用户的下视角，为以下的矩阵运算提供了数据基础，令本发明只需要获取不同用户的眼睛的位置即可确定调整虚像显示设备投射虚像的成像位置。

13、例如，在上述第一至第五方面中的任一实施例的基础上，在所述根据所述下视角确定目标显示位置之前，所述方法还包括：获取确定所述目标显示位置所需的参数，所述所需的参数包括：所述目标对象的各个顶点在以所述目标对象自身为基准的坐标系中的坐标；和/或，所述虚像显示设备投射的画面的宽高比；和/或，所述虚像显示设备对应的远裁剪平面的距离；和/或，所述虚像显示设备对应的近裁剪平面的距离。

14、例如，在上述第一至第五方面中的任一实施例的基础上，确定所述模型矩阵mmodel：

15、

16、其中，(kx，ky，kz)为所述目标对象的第一坐标转换为世界空间中的坐标对应的缩放系数，(tx，ty，tz)为所述目标对象的第一坐标转换为世界空间坐标对应的平移量，α为所述目标对象的第一坐标转换为世界空间坐标对应的旋转角度，其中，所述缩放系数、所述平移量、所述旋转角度均为常量；

17、利用所述模型矩阵，将所述目标对象的第一坐标转换为世界空间中的第二坐标，具体如下，

18、pvehicle＝mmodelpmodel

19、其中，pmodel为所述目标对象预设的第一坐标，pvehicle为所述第二坐标。

20、例如，在上述第一至第五方面中的任一实施例的基础上，确定所述观察矩阵mview：

21、

22、其中，θ为所述用户对应的下视角，(lx，ly，lz)为所述目标对象的所述第二坐标转换为以所述虚像显示设备为基准的坐标系中的坐标对应的平移量，其中，所述(lx，ly，lz)为常量；

23、利用所述观察矩阵将所述第二坐标转换为在以所述虚像显示设备为基准的坐标系中的第三坐标phud：

24、phud＝mviewpvehicle。

25、例如，在上述第一至第五方面中的任一实施例的基础上，确定所述投影矩阵mprojection：

26、

27、其中，fovv为所述虚像显示设备对应的垂直视场角，aspect为所述画面的宽高比，far为所述虚像显示设备对应的远裁剪平面的距离，near为所述虚像显示设备对应的近裁剪平面的距离；

28、利用所述投影矩阵将所述第三坐标转换为以所述虚像显示设备投射的画面为基准的坐标系中的第四坐标pclip：

29、pclip＝mprojectionphud。

30、本申请实施例提供了一种显示方法及设备，根据用户眼睛的位置确定用户对应的下视角，并根据下视角确定目标对象的目标显示位置，以及将目标对象投射到目标显示位置，从而实现了根据用户眼睛位置调整目标对象的显示位置，使得目标对象的显示位置更加符合用户的观看需求，优化了目标对象的显示效果、提升了用户体验。

技术特征：

1.一种显示方法，其特征在于，应用于虚像显示设备中，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据用户眼睛的位置确定所述用户对应的下视角之前，所述方法还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述视图矩阵是基于模型矩阵、观察矩阵和投影矩阵得到的，其中，所述方法还包括：

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述用户眼睛的位置确定所述用户对应的下视角，具体包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述下视角确定目标显示位置之前，所述方法还包括：

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.一种显示设备，其特征在于，所述设备包括：

10.根据权利要求9所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备为抬头显示设备。

11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

12.根据权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为抬头显示设备。

13.一种抬头显示设备，其特征在于，所述抬头显示设备用于执行如权利要求1-8中任一项所述的显示方法。

14.一种交通工具，其特征在于，包括：权利要求13所述的抬头显示设备。

技术总结
本申请适用于显示技术领域，提供了一种显示方法及设备，包括：获取用户的面部图像，根据面部图像确定用户对应的下视角，基于该下视角和视图矩阵矩阵，确认虚像显示设备投射目标对象的目标显示位置，由此，可以根据不同用户的眼睛位置对目标对象的显示位置进行调整，优化了目标对象的显示效果。

技术研发人员：孙宇巡,陈川,徐俊峰
受保护的技术使用者：未来（北京）黑科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17