本發(fā)明涉及一種互動(dòng)式顯示系統(tǒng)與方法，且特別涉及一種利用頭戴式顯示器的互動(dòng)式顯示系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)：

隨著科技的進(jìn)步，互動(dòng)式顯示系統(tǒng)已漸趨成熟，并也為人們帶來(lái)更豐富的影音饗宴。頭戴式顯示器(head-mounteddisplay，簡(jiǎn)稱(chēng)hmd)是互動(dòng)式顯示系統(tǒng)中的一重要配件，其可提供多個(gè)連續(xù)的畫(huà)面，以帶領(lǐng)使用者進(jìn)入互動(dòng)式顯示系統(tǒng)所建構(gòu)出的虛擬世界。然而，頭戴式顯示器往往受限于有線或是無(wú)線連接接口的帶寬限制，進(jìn)而無(wú)法提升其畫(huà)面更新率(framerefreshrate)。此外，當(dāng)畫(huà)面更新率太低時(shí)，畫(huà)面的延遲(latency)也將相對(duì)地增加，進(jìn)而導(dǎo)致頭戴式顯示器無(wú)法隨著使用者的頭部的轉(zhuǎn)動(dòng)，即時(shí)地顯示出對(duì)應(yīng)的畫(huà)面。因此，如何提升頭戴式顯示器的畫(huà)面更新率，并降低畫(huà)面的延遲，已是互動(dòng)式顯示系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上所面臨的一大課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種互動(dòng)式顯示系統(tǒng)與方法，可利用頭戴式顯示器中的目前狀態(tài)信息、先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息產(chǎn)生目前畫(huà)面。藉此，將可提升頭戴式顯示器的畫(huà)面更新率，并降低畫(huà)面的延遲。

本發(fā)明的互動(dòng)式顯示系統(tǒng)，包括頭戴式顯示器與電子裝置。頭戴式顯示器適于配戴于使用者。電子裝置產(chǎn)生先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息，并將先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息傳送至頭戴式顯示器，以致使頭戴式顯示器顯示先前畫(huà)面。頭戴式顯示器響應(yīng)于使用者的動(dòng)作產(chǎn)生目前狀態(tài)信息，并依據(jù)目前狀態(tài)信息、先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息產(chǎn)生目前畫(huà)面。此外，頭戴式顯示器顯示目前畫(huà)面。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的頭戴式顯示器包括第一畫(huà)面緩沖器、第一深度緩沖器與感測(cè)單元。第一畫(huà)面緩沖器存儲(chǔ)先前畫(huà)面。第一深度緩沖器 存儲(chǔ)畫(huà)面的像素深度信息。感測(cè)單元感測(cè)使用者的動(dòng)作，以產(chǎn)生第一感測(cè)數(shù)據(jù)。此外，頭戴式顯示器依據(jù)第一感測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出目前狀態(tài)信息。

本發(fā)明的互動(dòng)式顯示方法，適用于包括電子裝置與頭戴式顯示器的互動(dòng)式顯示系統(tǒng)，其中頭戴式顯示器適于配戴于使用者，且互動(dòng)式顯示方法包括下列步驟。通過(guò)電子裝置產(chǎn)生先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息。將先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息傳送至頭戴式顯示器。通過(guò)頭戴式顯示器顯示先前畫(huà)面。響應(yīng)于使用者的動(dòng)作產(chǎn)生在頭戴式顯示器中的目前狀態(tài)信息。依據(jù)頭戴式顯示器中的目前狀態(tài)信息、先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息產(chǎn)生目前畫(huà)面。通過(guò)頭戴式顯示器顯示目前畫(huà)面。

基于上述，本發(fā)明的互動(dòng)式顯示系統(tǒng)中的電子裝置將先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息傳送至頭戴式顯示器，且頭戴式顯示器可利用目前狀態(tài)信息、先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息產(chǎn)生目前畫(huà)面。藉此，將可提升頭戴式顯示器的畫(huà)面更新率，并降低畫(huà)面的延遲。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

圖1為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的互動(dòng)式顯示系統(tǒng)的方塊示意圖。

圖2為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的互動(dòng)式顯示方法的流程圖。

【符號(hào)說(shuō)明】

100：互動(dòng)式顯示系統(tǒng)

110：頭戴式顯示器

120：電子裝置

111：第一畫(huà)面緩沖器

112：第一深度緩沖器

113：感測(cè)單元

114：控制邏輯

115：第一收發(fā)器

121：圖形處理單元

122：處理器

123：第二收發(fā)器

124：第二畫(huà)面緩沖器

125：第二深度緩沖器

s210～s270、s225、s211～s213、s251、s252、s261～s263：圖2流程圖中的各步驟

具體實(shí)施方式

圖1為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的互動(dòng)式顯示系統(tǒng)的方塊示意圖。如圖1所示，互動(dòng)式顯示系統(tǒng)100包括頭戴式顯示器110與電子裝置120。其中，電子裝置120可例如是一個(gè)人計(jì)算機(jī)，且頭戴式顯示器110適于配戴于使用者的頭部。在應(yīng)用上，頭戴式顯示器110可產(chǎn)生多個(gè)連續(xù)的畫(huà)面。隨著使用者的姿勢(shì)的改變，頭戴式顯示器110可即時(shí)地調(diào)整所顯示的畫(huà)面，以帶領(lǐng)使用者進(jìn)入互動(dòng)式顯示系統(tǒng)100所建構(gòu)出的虛擬世界。

圖2為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的互動(dòng)式顯示方法的流程圖，且以下將參照?qǐng)D1與圖2來(lái)說(shuō)明互動(dòng)式顯示系統(tǒng)100的運(yùn)作。如步驟s210所示，電子裝置120可產(chǎn)生先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息。再者，如步驟s220所示，電子裝置120可將所產(chǎn)生的先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息傳送至頭戴式顯示器110。

進(jìn)一步來(lái)看，頭戴式顯示器110包括第一畫(huà)面緩沖器111、第一深度緩沖器(depthbuffer或是z-buffer)112、感測(cè)單元113與控制邏輯114。當(dāng)接收到來(lái)自電子裝置120的先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息時(shí)，如步驟s225所示，頭戴式顯示器110可顯示來(lái)自電子裝置120的先前畫(huà)面。再者，如步驟s230與步驟s240所示，頭戴式顯示器110可通過(guò)第一畫(huà)面緩沖器111存儲(chǔ)先前畫(huà)面，并可通過(guò)第一深度緩沖器112存儲(chǔ)畫(huà)面的像素深度信息。頭戴式顯示器110可通過(guò)感測(cè)單元113不斷地追蹤或是感測(cè)使用者的頭部運(yùn)動(dòng)，并據(jù)以產(chǎn)生多個(gè)感測(cè)數(shù)據(jù)。此外，頭戴式顯示器110可依據(jù)感測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)判別使用者的姿勢(shì)，并可依據(jù)判別結(jié)果自行產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的畫(huà)面。

舉例來(lái)說(shuō)，如步驟s250所示，頭戴式顯示器110可響應(yīng)于使用者的動(dòng)作產(chǎn)生目前狀態(tài)信息。具體而言，當(dāng)使用者的姿勢(shì)產(chǎn)生改變時(shí)，如步驟s251所示，感測(cè)單元113可感測(cè)使用者的動(dòng)作，并據(jù)以產(chǎn)生第一感測(cè)數(shù)據(jù)。此外，如步驟s252所示，頭戴式顯示器110中的控制邏輯114可依據(jù)第一感測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出目前狀態(tài)信息。再者，如步驟s260所示，頭戴式顯示器110可依據(jù)目 前狀態(tài)信息、先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息產(chǎn)生目前畫(huà)面。具體而言，如步驟s261所示，控制邏輯114可讀取第一畫(huà)面緩沖器111中的先前畫(huà)面。如步驟s262所示，控制邏輯114更可讀取第一深度緩沖器112中的畫(huà)面的像素深度信息，并依據(jù)目前狀態(tài)信息調(diào)整畫(huà)面的像素深度信息。如步驟s263所示，控制邏輯114可依據(jù)先前畫(huà)面與調(diào)整后的畫(huà)面的像素深度信息，產(chǎn)生目前畫(huà)面。

值得注意的是，在步驟s210中，電子裝置120也可參照頭戴式顯示器110所回傳的先前狀態(tài)信息，來(lái)產(chǎn)生先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息。舉例來(lái)說(shuō)，在一實(shí)施例中，頭戴式顯示器110還包括第一收發(fā)器115，且電子裝置120包括圖形處理單元121、處理器122與第二收發(fā)器123。

就步驟s210的細(xì)部步驟來(lái)看，如步驟s211所示，頭戴式顯示器110中的感測(cè)單元113可感測(cè)使用者的動(dòng)作以產(chǎn)生第二感測(cè)數(shù)據(jù)，且頭戴式顯示器110中的控制邏輯114可依據(jù)第二感測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出先前狀態(tài)信息。如步驟s212所示，頭戴式顯示器110可通過(guò)第一收發(fā)器115將先前狀態(tài)信息傳送至電子裝置100中的第二收發(fā)器123。如步驟s213所示，電子裝置100中的圖形處理單元121可依據(jù)先前狀態(tài)信息，來(lái)產(chǎn)生先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息。此外，電子裝置100可通過(guò)第二收發(fā)器123將先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息傳送至頭戴式顯示器110中的第一收發(fā)器115。

換句話說(shuō)，在電子裝置100傳送先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息之前，頭戴式顯示器110可響應(yīng)于使用者的動(dòng)作回傳先前狀態(tài)信息至電子裝置100，以致使電子裝置100可依據(jù)先前狀態(tài)信息來(lái)產(chǎn)生先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息。值得一提的是，電子裝置100中的圖形處理單元121包括第二畫(huà)面緩沖器124與第二深度緩沖器125。圖形處理單元121可通過(guò)第二畫(huà)面緩沖器124存儲(chǔ)先前畫(huà)面，并可通過(guò)第二深度緩沖器125存儲(chǔ)畫(huà)面的像素深度信息。此外，在第二收發(fā)器123傳送畫(huà)面的像素深度信息之前，電子裝置100可先通過(guò)處理器122壓縮畫(huà)面的像素深度信息，以藉此降低畫(huà)面的像素深度信息在頭戴式顯示器110中所耗費(fèi)的存儲(chǔ)空間。

請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D1與圖2。如步驟s270所示，頭戴式顯示器110可顯示目前畫(huà)面。換句話說(shuō)，頭戴式顯示器110除了可以顯示來(lái)自電子裝置120的先前畫(huà)面以外，還可顯示自行所產(chǎn)生的目前畫(huà)面。此外，頭戴式顯示器110可檢測(cè)或是追蹤使用者的動(dòng)作，并利用所檢測(cè)出的狀態(tài)信息以及存儲(chǔ)在內(nèi)部的 先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息來(lái)產(chǎn)生目前畫(huà)面，因此可大幅縮短畫(huà)面的產(chǎn)生時(shí)間。如此一來(lái)，將可提升頭戴式顯示器110的畫(huà)面更新率(framerefreshrate)，并可有效地降低畫(huà)面的延遲(latency)。此外，隨著畫(huà)面更新率的提升，還可降低頭戴式顯示器110的模糊效應(yīng)(blureffect)。

舉例來(lái)說(shuō)，在圖1實(shí)施例中，互動(dòng)式顯示系統(tǒng)100是利用第一收發(fā)器115與第二收發(fā)器123，來(lái)建立頭戴式顯示器110與電子裝置120之間的無(wú)線連接接口。倘若所述無(wú)線連接接口的帶寬可支持的畫(huà)面更新率為每秒30張畫(huà)面(framepersecond，簡(jiǎn)稱(chēng)fps)，則頭戴式顯示器110除了可通過(guò)無(wú)線連接接口接收來(lái)自電子裝置120的30張畫(huà)面以外，更可在上述30張畫(huà)面之間穿插自行所產(chǎn)生的畫(huà)面。藉此，將可大幅地提升頭戴式顯示器110的畫(huà)面更新率，例如，頭戴式顯示器110的畫(huà)面更新率可提升至每秒90張畫(huà)面。

在另一實(shí)施例中，也可通過(guò)有線連接接口來(lái)進(jìn)行頭戴式顯示器110與電子裝置120之間的傳輸。例如，圖1中的第一收發(fā)器115與第二收發(fā)器123可分別由一高解析度多媒體接口(highdefinitionmultimediainterface，簡(jiǎn)稱(chēng)hdmi)連接器取代，以藉此形成頭戴式顯示器110與電子裝置120之間的有線連接接口。此外，倘若所述有線連接接口的帶寬可支持的畫(huà)面更新率為每秒45張畫(huà)面，則頭戴式顯示器110除了可通過(guò)有線連接接口接收來(lái)自電子裝置120的45張畫(huà)面以外，更可在上述45張畫(huà)面之間穿插自行所產(chǎn)生的畫(huà)面。藉此，將可大幅地提升頭戴式顯示器110的畫(huà)面更新率。換句話說(shuō)，互動(dòng)式顯示系統(tǒng)100可在不提升有線或是無(wú)線連接接口的帶寬的情況下，提高頭戴式顯示器110的畫(huà)面更新率。

綜上所述，本發(fā)明的互動(dòng)式顯示系統(tǒng)中的電子裝置將先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息傳送至頭戴式顯示器。此外，頭戴式顯示器可響應(yīng)于使用者的動(dòng)作產(chǎn)生目前狀態(tài)信息，并可利用目前狀態(tài)信息、先前畫(huà)面與畫(huà)面的像素深度信息來(lái)產(chǎn)生目前畫(huà)面。藉此，將可提升頭戴式顯示器的畫(huà)面更新率，并降低畫(huà)面的延遲。此外，隨著畫(huà)面更新率的提升，還可降低頭戴式顯示器的模糊效應(yīng)。

雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開(kāi)如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求書(shū)界定范圍為準(zhǔn)。