显示系统和方法技术方案

一个实施例涉及一种用户显示设备，其包括可安装在所述使用者的头部上的外壳框架、可安装在所述外壳框架的透镜和耦合到所述外壳框架的投影子系统以至少部分地基于所述用户头部运动的检测和所述用户头部运动的预测中的至少一个来确定在所述用户的视场中显示对象出现的位置，并基于已确定的所述显示对象出现的位置将所述显示对象投影到所述用户。

【技术实现步骤摘要】
显示系统和方法本申请是国际申请号为PCT/US2014/028977、国际申请日为2014年3月14日、中国国家申请号为201480027589.2、标题为“显示系统和方法”的PCT申请的分案申请。
本专利技术一般地涉及被配置以便于用于一个或多个用户的交互式虚拟或增强现实环境的系统和方法。
技术介绍
许多显示系统可以从与观看者或用户的头部姿势有关的信息(即，用户的头部朝向和/或位置)中受益。例如，头戴式显示器(或头盔显示器，或智能眼镜)至少松散地耦合到用户头部，并且因此在所述用户的头部移动时移动。如果所述用户的头部运动由显示系统检测到，被显示的数据可以更新以考虑头部姿势的变化。作为示例，如果佩戴头戴式显示器的用户浏览显示器上的3D对象的虚拟表示并围绕3D对象出现的区域走动，所述3D对象可以为每个视点来重新渲染，给予用户他或她正在围绕占据现实空间的对象走动的感知。如果头戴式显示器被用于为多个对象显示虚拟空间(例如，丰富的虚拟世界)，头部姿势的测量可以用来重新渲染场景，以匹配用户头部位置和朝向的动态改变，并提供虚拟空间的增强的沉浸感。尤其是对于用虚拟元素填充了用户视场的实质部分的显示系统，高的头部追踪的准确性以及从低的第一次检测到头部运动到更新由显示器发送到用户的视觉系统的光之间整个系统的延迟非常是至关重要的。如果延迟高，所述系统可以创建用户的前庭和视觉感觉系统之间的失配，并产生晕车或虚拟幻境头晕。一些头戴式显示器能够同时观看现实和虚拟的元素——通常被描述为增强的现实或混合的现实方法。在一个这样的配置中，通常被称为“视频透视”显示器，摄像机捕获现实场景的元素，计算系统叠加虚拟组件到被捕获的现实场景上，并且非透明显示器显示合成图像到眼睛。另一种配置是通常被称为“光透视”的显示器，其中，用户可以通过显示系统中的透明(或半透明)元素看以直接看到来自环境中的显示对象的光线。透明元素，通常被称为“组合器”，叠加来自显示器的光到用户的现实世界的视觉。在视频和光透视两种显示器中，检测头部姿势可以使得显示系统渲染虚拟对象以使得它们看上去占据了现实世界中的空间。当用户头部在现实世界中移动时，根据头部姿势来重新渲染虚拟对象，以使得虚拟对象看上去相对于现实世界仍然保持稳定。在这种光透视显示器的情况下，用户的现实世界视觉基本具有零延迟，而他或她的虚拟对象视觉具有的延迟取决于头部追踪速度、处理时间、呈现时间、和显示帧速率。如果系统延迟高，在快速头部运动期间，虚拟对象的显现位置将出现不稳定。除了头戴式显示系统之外，其他显示系统可从准确的和低延迟的头部姿势检测中获益。这些包括头部追踪显示系统，其中显示器不戴在用户身体上，但是，例如，安装在墙上或其它表面上。头部追踪显示器表现得像到现场的窗口，并为当用户相对所述“窗口”移动其头部时，场景重新渲染以匹配用户不断变化的视点。其它系统包括一个头戴式投影系统，其中，头戴式显示器将光投影到现实世界。
技术实现思路
本专利技术的实施例针对有助于一个或多个用户与虚拟现实和/或增强现实互动的设备、系统和方法。一个实施例针对在虚拟图像系统或增强现实系统中操作的方法，所述方法包括，对于被呈现给最终用户的多个帧中的至少一些中的每一个帧，确定所述最终用户的视场中的虚拟对象相对于最终用户的参考帧出现的位置，以及至少部分地基于已确定的所述最终用户的视场中的虚拟对象出现的位置调整至少一个后续帧的呈现。在时间上相对于先前呈现给所述最终用户的帧，虚拟对象可以被新引入所述最终用户的视场。新引入的虚拟对象可以被确定以有可能吸引所述最终用户的注意。相对于至少一个先前帧，虚拟对象可以处于帧中的一个新的方位。或者，相对于如先前呈现给所述最终用户的所述虚拟对象的先前方位，虚拟对象可以处于一个新的位置以呈现给所述最终用户。所述方法可以进一步包括基于指示最终用户对所述虚拟对象的注意的输入选择所述虚拟对象。指示最终用户对所述虚拟对象的注意的输入可至少部分地基于相对于先前呈现给最终用户的虚拟对象的方位，虚拟对象在呈现给最终用户的新方位的出现。或者，指示最终用户对所述虚拟对象的注意的输入可至少部分地基于呈现给所述最终用户的所述虚拟对象的方位相对于如先前呈现给最终用户的虚拟对象的方位多快地改变。至少一个后续帧的呈现的调整可以包括呈现该至少一个后续帧的中心被移向最终用户的视场中的虚拟对象已确定出现的位置的至少一个后续帧。或者，至少一个后续帧的呈现的调整可以包括呈现该至少一个后续帧的中心被移至最终用户的视场中的虚拟对象已确定出现的位置的至少一个后续帧。所述方法可以进一步包括至少部分地基于最终用户的视场中的虚拟对象的已确定出现的位置来预测最终用户头部运动的发生。方法可以进一步包括估计指示所预测的最终用户头部运动的所估计的速度的至少一个值，确定至少部分地补偿所预测的最终用户头部运动的所估计的速度的至少一个值，以及至少部分地基于已确定的值渲染至少一个后续帧。所述方法可以进一步包括估计所预测的最终用户头部运动中的速度的至少一个变化，其中，速度的至少一个变化发生在所预测的头部运动开始和所预测的头部运动结束之间，并且其中估计指示所预测的头部运动的估计速度的至少一个值包括估计指示所预测的速度的至少一个值，其至少部分地适应所预测的最终用户头部运动中的速度所估计的变化。估计所预测的最终用户头部运动中的速度的至少一个变化可包括，估计在所预测的头部运动开始后第一定义的时间和所预测的头部运动结束前的第二定义的时间之间的至少一个变化。所述方法可以进一步包括估计指示所预测的最终用户头部运动的所估计加速度的至少一个值，确定至少部分地补偿所预测的最终用户头部运动的所估计的加速度的至少一个值，以及至少部分地基于已确定的值渲染至少一个后续帧。所述方法可以进一步包括接收指示最终用户的身份的信息，以及基于所接收的指示最终用户的身份的信息来检索至少一个用于最终用户的用户特定的历史属性，其中用户特定的历史属性指示用于最终用户的先前头部运动速度、用于最终用户的先前头部运动加速度和用于最终用户的先前眼睛运动到头部运动的关系之中的至少一个。所述虚拟对象可以是虚拟文本对象、虚拟数字对象、虚拟字母数字对象、虚拟标签对象、虚拟场对象、虚拟图表对象、虚拟地图对象、虚拟工具对象或物理对象的虚拟视觉表示之中的至少一个。另一个实施例针对增强现实系统中的操作方法，该方法包括：接收指示最终用户的身份的信息，至少部分地基于所接收的指示最终用户的身份的信息检索至少一个用于最终用户的用户特定的历史属性，以及至少部分地基于所检索的至少一个用于最终用户的用户特定的历史属性向最终用户提供帧。所接收的信息可以是指示最终用户的眼睛的至少一部分的图像的图像信息。所检索的至少一个用于最终用户的用户特定的历史属性可以是至少一个属性，其提供了用于最终用户的至少一个头部运动属性的指示，其中头部运动属性指示最终用户的至少一个先前头部运动。或所检索的至少一个用于最终用户的用户特定的历史属性可以是至少一个属性，其提供了用于最终用户的至少一个先前头部运动的至少一个先前头部运动速度的指示。或者，所检索的至少一个用于最终用户的用户特定的历史属性可以是至少一个属性，其提供最终用户的跨越至少一个先前头部运动的范围内的至少一部分的头部运动速度的变化指示。或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在虚拟图像呈现系统中操作的方法，所述方法包括：在虚拟或增强图像呈现系统的一个或多个传感器处检测指示呈现给最终用户的帧序列中的帧的第一部分中第一组像素中的每一相邻像素之间的第一间隔所对应的第一分辨率将不同于呈现给所述最终用户的帧的第二部分中所述帧第二组像素之间的不同间隔所对应的第二分辨率的指示；至少通过在虚拟图像呈现系统的一个或多个调制子系统处将驱动第一组像素的驱动信号修改为已修改的驱动信号，至少部分地基于所述指示调整所述第一部分中的第一组像素表示的分辨率，以生成由所述第一部分中已调整的第一组像素表示的第一分辨率；以及至少通过用已调整的第一组像素替代由所述第一组像素表示的所述第一部分，以至少以所述第一分辨率呈现所述帧的第一部分，并以所述第二分辨率呈现所述帧的第二部分，在包括所述第一部分和第二部分的所述帧中呈现一个或多个虚拟对象给最终用户。

【技术特征摘要】
2013.03.15 US 61/801,2191.一种在虚拟图像呈现系统中操作的方法，所述方法包括：在虚拟或增强图像呈现系统的一个或多个传感器处检测指示呈现给最终用户的帧序列中的帧的第一部分中第一组像素中的每一相邻像素之间的第一间隔所对应的第一分辨率将不同于呈现给所述最终用户的帧的第二部分中所述帧第二组像素之间的不同间隔所对应的第二分辨率的指示；至少通过在虚拟图像呈现系统的一个或多个调制子系统处将驱动第一组像素的驱动信号修改为已修改的驱动信号，至少部分地基于所述指示调整所述第一部分中的第一组像素表示的分辨率，以生成由所述第一部分中已调整的第一组像素表示的第一分辨率；以及至少通过用已调整的第一组像素替代由所述第一组像素表示的所述第一部分，以至少以所述第一分辨率呈现所述帧的第一部分，并以所述第二分辨率呈现所述帧的第二部分，在包括所述第一部分和第二部分的所述帧中呈现一个或多个虚拟对象给最终用户。2.如权利要求1所述的方法，还包括：在所述虚拟或增强图像呈现系统的一个或多个调制子系统处，至少部分地或全部地基于所述指示，将用于第一组像素的驱动信号的电特征修改为已修改的驱动信号。3.如权利要求1所述的方法，还包括：调整一组像素特征，包括所感知的尺寸或所感知的亮度之中的至少一个；调整最终用户可感知的一个或多个像素特征；以及监测超过标称头部运动值的头部运动。4.如权利要求1所述的方法，进一步包括：基于已检测的头部运动的方向选择所述帧的第一组像素，其中所述第一组像素的方向与已检测的头部运动的方向相同；以及增加至少一个后续帧的第一组像素的尺寸。5.如权利要求1所述的方法，进一步包括调整第一组像素的可变的聚焦组件。6.如权利要求1所述的方法，进一步包括调整第一组像素的可变尺寸的源。7.如权利要求1所述的方法，进一步包括调整第一组像素的抖动。8.如权利要求1所述的方法，进一步包括：部分地或全部地基于一个或多个传感器检测的最终用户的头部运动的方向选择所述帧的所述第一组像素，其中所述第一组像素的方向与所述头部运动的方向相同；以及响应于所述头部运动增加所述至少一个后续帧的第一组像素的亮度。9.如权利要求1所述的方法，进一步包括：部分地或全部地基于一个或多个传感器检测的最终用户的头部运动的方向选择所述第一组像素，其中所述第一组像素的第一方向与所述头部运动的方向相反；以及响应于所述头部运动，减少所述至少一个后续帧的第一组像素的尺寸。10.如权利要求1所述的方法，进一步包括：部分地或全部地基于一个或多个传感器检测的最终用户的头部运动的方向选择所述第一组像素，其中所述第一组像素的第一方向与所述头部运动的方向相反；以及响应于所述头部运动，减少所述至少一个后续帧的第一组像素的亮度。11.如权利要求1所述的方法，其中所述指示部分地或全部地基于检测所述最终用户的头部运动属性已经超过头部运动属性的标称值。12.如权利要求11所述的方法，其中所述头部运动属性包括所述头部运动的速度或所述头部运动的加速度之中的至少一个，且所述检测的指示部分地或全部地基于通过惯性传感器接收到的信号。13.如权利要求1所述的方法，其中所述指示部分地或全部地基于通过成像器接收到的信号。14.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个后续帧的提供是部分地或全部地基于光栅扫描型帧、螺旋扫描型帧或利萨茹扫描型帧之中的至少一个。15.一种用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·T·朔文格特，S·A·米勒，
申请(专利权)人：奇跃公司，
类型：发明
国别省市：美国,US