本發(fā)明實(shí)施例涉及虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)兩用顯示設(shè)備和可穿戴設(shè)備。

背景技術(shù)：

本部分向讀者介紹可能與本發(fā)明的各個(gè)方面相關(guān)的背景技術(shù)，相信能夠向讀者提供有用的背景信息，從而有助于讀者更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。因此，可以理解，本部分的說明是用于上述目的，而并非構(gòu)成對現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Augmented Reality，簡稱AR技術(shù))是一種利用計(jì)算機(jī)生成虛擬物體，并通過計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)計(jì)算真實(shí)世界與虛擬世界對應(yīng)關(guān)系，從而將生成的虛擬物體正確的疊加到真實(shí)世界中，把原本在真實(shí)世界一定時(shí)間和空間難以直接展示的物體進(jìn)行展示的一項(xiàng)技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，簡稱VR)技術(shù)是一種利用計(jì)算機(jī)生成模擬環(huán)境，從視覺、聽覺、觸覺方面創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的沉浸式計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)鍵特點(diǎn)是虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)交互和三維注冊。虛擬現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵特點(diǎn)是沉浸感和交互性。二者的相同點(diǎn)都是利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和可視化技術(shù)生成現(xiàn)實(shí)世界中并不存在的虛擬物體，并與之交互。虛擬現(xiàn)實(shí)的重點(diǎn)在于營造完全隔離真實(shí)世界的高沉浸感虛擬環(huán)境，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的重點(diǎn)在于通過計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和傳感技術(shù)將虛擬物體準(zhǔn)確的疊加到現(xiàn)實(shí)世界中并實(shí)現(xiàn)虛實(shí)交互。由于二者技術(shù)側(cè)重點(diǎn)不同，現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)往往通過不同的顯示設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備Google Glass、HoloLens、Meta2、Atheer One通過利用不同方案的光學(xué)系統(tǒng)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)虛擬場景與真實(shí)場景的準(zhǔn)確疊加與顯示。現(xiàn)有的分離式虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備如Oculus、HTC Vive、Play Station VR，通過利用高性能計(jì)算機(jī)對虛擬現(xiàn)實(shí)場景進(jìn)行渲染并利用獨(dú)立的屏幕實(shí)現(xiàn)高沉浸感顯示。結(jié)合智能手機(jī)使用的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備如Cardboard、暴風(fēng)魔鏡、Gear VR都是通過利用智能手機(jī)對虛擬場景進(jìn)行渲染生成高沉浸感的虛擬環(huán)境。以上所述設(shè)備，無論是虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備還是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備都只能進(jìn)行單純的虛擬現(xiàn)實(shí)顯示或者增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示，目前并沒有一款設(shè)備能夠?qū)⒍呓Y(jié)合，同時(shí)實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

要解決的技術(shù)問題是如何同時(shí)實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)功能。

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明實(shí)施例提供一種便攜式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)可穿戴顯示設(shè)備，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)顯示。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種同時(shí)實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)功能的便攜式顯示設(shè)備，包括預(yù)定的光路；

所述光路上順序設(shè)置有虛擬圖像顯示源、透鏡組和分束鏡；

所述透鏡組和所述分束鏡在同一光軸上；

所述虛擬圖像顯示源根據(jù)現(xiàn)實(shí)場景信息生成虛擬圖像，所述虛擬圖像的光線經(jīng)過所述透鏡組后入射所述分束鏡；

所述分束鏡將所述現(xiàn)實(shí)場景光線和所述虛擬圖像的光線匯聚成增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像在預(yù)定方向出射。

可選地，所述虛擬圖像顯示源包括場景信息采集單元、處理器和顯示單元；

所述場景信息采集單元采集現(xiàn)實(shí)場景信息；

所述處理器根據(jù)所述采集到的現(xiàn)實(shí)場景信息進(jìn)行計(jì)算處理并確定虛擬圖像的位置；

所述處理器根據(jù)所述虛擬圖像的位置生成虛擬圖像數(shù)據(jù)并輸出至顯示單元；

所述顯示單元根據(jù)所述虛擬圖像數(shù)據(jù)顯示虛擬圖像。

可選地，所述虛擬圖像顯示源還包括設(shè)置在所述光路上的光線反射裝置；

所述顯示單元出射的光線經(jīng)所述光線反射裝置反射后入射所述透鏡組。

可選地，所述光線反射裝置的反射面與所述光軸的夾角為1°-90°。

可選地，所述顯示單元的光出射方向與所述光軸的夾角為0°-90°。

可選地，所述分束鏡與所述光軸的夾角為0°-90°。

可選地，所述分束鏡與所述透鏡組夾角為0°-180°。

可選地，虛擬圖像顯示源的出光面與所述透鏡組之間的距離小于所述透鏡組的焦距。

可選地，所述虛擬圖像顯示源為智能手機(jī)；

所述智能手機(jī)的處理器根據(jù)所述智能手機(jī)的攝像機(jī)采集到的現(xiàn)實(shí)場景信息和所述智能手機(jī)的慣性感測裝置感測到的方位變化數(shù)據(jù)調(diào)整所述虛擬圖像數(shù)據(jù)，將調(diào)整后的虛擬圖像數(shù)據(jù)輸出。

另一方面，本發(fā)明還提供一種可穿戴設(shè)備，包括上述的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)兩用顯示設(shè)備。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明實(shí)施例提供的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)兩用顯示設(shè)備和可穿戴設(shè)備，通過設(shè)定特定的光路，利用同一圖像顯示設(shè)備同時(shí)實(shí)現(xiàn)滿足高沉浸感的虛擬現(xiàn)實(shí)和注重交互的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的顯示功能，有效降低了設(shè)備成本，可以利用現(xiàn)有的設(shè)備直接實(shí)現(xiàn)，并且可以重復(fù)使用。本發(fā)明提供的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備具有超大視場角，能夠同時(shí)滿足增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)顯示要求，可以實(shí)現(xiàn)雙目三維立體顯示。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中虛擬圖像顯示源結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)兩用顯示設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明圖3實(shí)施例中一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)兩用顯示設(shè)備光路圖；

圖5為本發(fā)明圖1實(shí)施例中一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)兩用顯示設(shè)備光路圖；

圖6為本發(fā)明圖3實(shí)施例中一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)兩用顯示設(shè)備虛擬現(xiàn)實(shí)功能使用示意圖；

圖7為本發(fā)明圖3實(shí)施例中另一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)兩用顯示設(shè)備虛擬現(xiàn)實(shí)功能使用示意圖；

圖8為本發(fā)明圖1實(shí)施例中一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)兩用顯示設(shè)備虛擬現(xiàn)實(shí)使用功能示意圖；

圖9為本發(fā)明圖1實(shí)施例中另一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)兩用顯示設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)兩用顯示設(shè)備，該顯示設(shè)備包括預(yù)定的光路；光路上順序設(shè)置有虛擬圖像顯示源1、透鏡組2和分束鏡3；透鏡組2和分束鏡3在同一光軸9上；虛擬圖像顯示源1根據(jù)現(xiàn)實(shí)場景信息生成虛擬圖像。所述虛擬圖像的光線經(jīng)過透鏡組2后入射分束鏡3；分束鏡3將現(xiàn)實(shí)場景光線和虛擬圖像的光線匯聚在預(yù)定方向射出形成增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)融合場景。

下面對被本發(fā)明實(shí)施例提供的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)兩用顯示設(shè)備展開詳細(xì)的說明。

如圖2所示，虛擬圖像顯示源1包括場景信息采集單元、處理器和顯示單元；場景信息采集單元采集現(xiàn)實(shí)場景信息；處理器通過計(jì)算現(xiàn)實(shí)場景信息確定虛擬圖像的位置；處理器根據(jù)所述虛擬圖像的位置生成虛擬圖像數(shù)據(jù)并輸出至顯示單元；顯示單元根據(jù)虛擬圖像數(shù)據(jù)顯示虛擬圖像。在本發(fā)明中虛擬圖像顯示源可以是智能手機(jī)，也可以是PAD等，當(dāng)然可以理解，本發(fā)明不僅限于此，能產(chǎn)生顯示圖像的其它電子設(shè)備均可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。圖像采集單元可以是智能手機(jī)或PAD的攝像機(jī)13，智能手機(jī)或PAD的攝像機(jī)13采集現(xiàn)實(shí)場景信息并傳輸至智能手機(jī)或PAD的處理器處理并根據(jù)現(xiàn)實(shí)場景信息確定虛擬圖像的位置。處理器根據(jù)所述虛擬圖像的位置生成虛擬圖像數(shù)據(jù)輸出至智能手機(jī)或PAD的顯示屏。在本發(fā)明中，虛擬圖像數(shù)據(jù)包括虛擬圖像和虛擬圖像的位置信息。虛擬圖像可以是實(shí)時(shí)生成的也可以是預(yù)先存儲好后加載的。當(dāng)然可以理解，本發(fā)明的虛擬圖像顯示源1不限于智能手機(jī)或PAD，其它單獨(dú)的攝像機(jī)13、處理器和顯示器以組成的電子設(shè)備依然可以實(shí)現(xiàn)虛擬圖像顯示源1。在本發(fā)明中，如果使用智能手機(jī)或PAD的顯示屏?xí)r，需要利用分屏軟件將智能顯示屏進(jìn)行分屏使用。分屏之后，智能手機(jī)的屏幕11的一側(cè)顯示左眼圖像，智能手機(jī)的屏幕11的另一側(cè)顯示右眼圖像。也可以利用獨(dú)立的屏幕11配合分屏軟件，分屏進(jìn)行圖像顯示，使用一塊獨(dú)立屏幕11時(shí)，屏幕11一側(cè)顯示左眼圖像，另一側(cè)顯示右眼圖像。也可以使用兩塊獨(dú)立的屏幕11進(jìn)行顯示，使用兩塊獨(dú)立屏幕11進(jìn)行顯示時(shí)，其中一塊顯示屏顯示左眼圖像，另一塊顯示屏顯示右眼圖像。

如圖3、圖4、圖6、圖7所示，虛擬圖像顯示源1還包括設(shè)置在光路上的光線反射裝置12；顯示單元11出射的光線經(jīng)光線反射裝置12反射后入射透鏡組2。在本發(fā)明中光線反射裝置12可以是平面反射鏡，也可以是三棱鏡，當(dāng)然可以理解本發(fā)明不僅限于此，其它能將虛擬圖像顯示源1出射的光線反射至透鏡組2的光學(xué)系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)。平面反射鏡可以是金屬膜反射鏡，可以是介質(zhì)膜反射鏡，可以是具有1％-100％反射率的分束鏡。

在本發(fā)明中，如圖4、圖5所示，顯示單元11可以與光軸9垂直，也可以與光軸9成一定角度。顯示單元11的光出射方向與光軸9的夾角為0°-90°。例如顯示單元11與光軸9垂直時(shí)，顯示單元11的光出射方向與光軸9的夾角為0°；顯示單元11與光軸9平行時(shí)，顯示單元11的光出射方向與光軸9的夾角為90°。光線反射裝置的反射面有預(yù)定夾角使顯示單元11的出射光反射至透鏡組。顯示單元11的光出射方向光線與反射裝置反射面的夾角以及光線反射裝置的反射面與光軸9的夾角可以根據(jù)實(shí)際需要作相應(yīng)的調(diào)整，例如可以在1°-90°之間調(diào)整。在本發(fā)明中，雙目反射鏡12要與光軸9成一定角度，可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇相應(yīng)的角度，反射鏡12與光軸9角度在1°-90°之間。為了更好地適應(yīng)人眼以觀察到3D的立體虛擬圖像，可選地，本發(fā)明中需要使用兩組光學(xué)特性一致的自由曲面光學(xué)透鏡作為透鏡組。應(yīng)當(dāng)可以理解，該透鏡組可以是一塊非球面透鏡，可以是一塊球面透鏡，可以是一塊菲涅爾透鏡，可以是膠合透鏡，也可以是幾塊透鏡的組合。

如圖4、圖5所示，為了更好地實(shí)現(xiàn)分束鏡3將現(xiàn)實(shí)場景的光線和虛擬圖像的光線匯聚成增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像在預(yù)定方向出射，分束鏡3要與光軸9成一定角度，分束鏡3與光軸9的角度可以根據(jù)實(shí)際需要作相應(yīng)的調(diào)整，分束鏡3與光軸9的角度可以選擇在0°-90°之間。分束鏡與透鏡組夾角為0-180°。在本發(fā)明實(shí)施例中，分束鏡3是雙目分束鏡，該分束鏡的反射率可以是0％-100％，透射率可以是100％-0％。

為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)大視場，使進(jìn)入人眼的虛擬圖像放大，虛擬圖像顯示源的出光面與透鏡組之間的距離小于透鏡組的焦距。具體地，智能手機(jī)的顯示屏需要位于透鏡組的一倍焦距以內(nèi)。

下面以智能手機(jī)作為虛擬圖像顯示源1為例對本發(fā)明提供的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)兩用顯示設(shè)備的工作原理展開詳細(xì)的說明。

如圖5、圖8和圖9所示，智能手機(jī)的屏幕11出光方向與光軸9平行，生成的虛擬圖像經(jīng)過透鏡組2后入射分束鏡3。如果智能手機(jī)的攝像機(jī)13固定在智能手機(jī)的背部，為了進(jìn)一步使智能手機(jī)探測到真實(shí)環(huán)境外部信息?？梢岳萌忡R08對智能手機(jī)的攝像機(jī)13入射光路進(jìn)行調(diào)整。智能手機(jī)的攝像機(jī)13與三棱鏡組合獲取的外部環(huán)境信息傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)的處理電路中進(jìn)行處理，計(jì)算出虛擬物體應(yīng)該在真實(shí)世界中放置的位置。當(dāng)然還可以考慮使用反射鏡來改變對智能手機(jī)的攝像機(jī)13入射光路。具體地可以根據(jù)實(shí)際情況改變?nèi)忡R或反射鏡的反射角度。智能手機(jī)的處理器根據(jù)現(xiàn)實(shí)場景信息確定虛擬圖像的位置之后，分別生成具有立體視差的圖像，顯示在智能手機(jī)的屏幕11上。智能手機(jī)的屏幕11上的立體視差圖像，分別經(jīng)過透鏡組后，經(jīng)過分束鏡3將現(xiàn)實(shí)場景光線和虛擬圖像的光線匯聚成增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像后反射進(jìn)入人眼。根據(jù)光路可逆性原理，人眼通過該顯示設(shè)備能夠同時(shí)看到真實(shí)的物體6和虛擬的物體7，最終得到虛實(shí)疊加的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)立體效果圖像。經(jīng)過計(jì)算位置的虛擬物體實(shí)現(xiàn)與真實(shí)世界的正確疊加，人眼最終觀察到虛擬物體與真實(shí)世界正確融合的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示效果。在本實(shí)施方案中，如果智能手機(jī)的攝像機(jī)13是可旋轉(zhuǎn)的，對智能手機(jī)的攝像機(jī)13入射光路可以通過調(diào)整攝像機(jī)13的旋轉(zhuǎn)角度實(shí)現(xiàn)，因此可以省去改變?nèi)肷渲悄苁謾C(jī)的攝像機(jī)13的光路的三棱鏡或反射鏡。

如圖5所示，本發(fā)明提供的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)功能時(shí)，智能手機(jī)屏幕左右屏幕11顯示具有立體視差的圖像，經(jīng)過透鏡組2匯聚，分別經(jīng)過分束鏡3的一側(cè)反射，最終匯聚進(jìn)入人眼，人眼觀察到放大的立體虛像7。真實(shí)環(huán)境中物體6發(fā)出的光線，透過分束鏡匯聚到人眼。人眼從位置4處觀察，人眼通過該顯示設(shè)備能夠同時(shí)看到真實(shí)的物體6和虛擬的物體7，最終得到虛實(shí)疊加的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)立體效果圖像。該觀察方式下，顯示設(shè)備實(shí)現(xiàn)雙目立體式大視場角增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示功能。使用虛擬現(xiàn)實(shí)功能時(shí)，人眼從位置5處觀察，智能手機(jī)的左右屏幕11顯示具有立體視差的圖像，經(jīng)過透鏡組2后，透過分束鏡3進(jìn)入人眼，在人眼前方呈現(xiàn)放大的虛像。由于智能手機(jī)的左右屏幕11輸出的是具有立體視差的圖像，人眼最終看到具有立體視差效果的虛擬現(xiàn)實(shí)圖像10。該種觀察方式下，顯示設(shè)備實(shí)現(xiàn)了雙目立體式大視場角虛擬現(xiàn)實(shí)顯示功能。在此需要說明的是分束鏡或多或少會影響虛擬圖像的透過性，本發(fā)明提供的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)兩用顯示設(shè)備在用虛擬現(xiàn)實(shí)功能時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際需要將該分束鏡拆除，可以進(jìn)一步提高虛擬現(xiàn)實(shí)圖像的清晰度。如圖8，圖9所示，可以將該分束鏡設(shè)置成可拆卸或可折疊。在使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)功能時(shí)裝配分束鏡，在虛擬現(xiàn)實(shí)功能時(shí)拆卸或折疊分束鏡，在不同模式下切換以達(dá)到更好的視覺感受。

如圖3、圖4、圖6、圖7所示，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，與上述的實(shí)施方案基本相同，其主要區(qū)別在于，智能手機(jī)的屏幕11出光方向與光軸9垂直，生成的虛擬圖像經(jīng)過透鏡組2后入射分束鏡3。如果智能手機(jī)的攝像機(jī)13固定在智能手機(jī)的背部，則無需使用對智能手機(jī)的攝像機(jī)13入射光路進(jìn)行調(diào)整。由于智能手機(jī)的屏幕11出射的光線與光軸9垂直，需要將智能手機(jī)的屏幕11出射的光線調(diào)整射向透鏡組，需要在智能手機(jī)的屏幕11與透鏡組之間的光路方向上設(shè)置光線反射裝置12，例如反射鏡。智能手機(jī)的攝像機(jī)13獲取的外部環(huán)境信息傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)的處理器中進(jìn)行處理，計(jì)算出虛擬物體應(yīng)該在真實(shí)世界中放置的位置。智能手機(jī)的處理器根據(jù)現(xiàn)實(shí)場景信息確定虛擬圖像的位置之后，分別生成具有立體視差的圖像，顯示在智能手機(jī)的屏幕11上。智能手機(jī)的屏幕11上的立體視差圖像，分別經(jīng)過反射鏡改變光路后使其入射透鏡組，透鏡組出射的光線入射分束鏡3，分束鏡3將現(xiàn)實(shí)場景光線和虛擬圖像的光線匯聚成增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像后反射進(jìn)入人眼。

在本發(fā)明中，現(xiàn)有的智能手機(jī)或PAD配置有IMU(慣性測量單元)和攝像機(jī)。一方面智能手機(jī)的處理器根據(jù)智能手機(jī)IMU測量得到的角速度和線性加速度變化實(shí)時(shí)感知智能手機(jī)或PAD的方位信息，并調(diào)整對應(yīng)顯示的虛擬圖像。另外一方面本發(fā)明可以利用手機(jī)或PAD的攝像機(jī)獲取外部場景信息，例如實(shí)時(shí)拍攝具有一定特征點(diǎn)的特征圖像，手機(jī)或PAD處理器根據(jù)特征點(diǎn)相對攝像機(jī)變化信息獲取手機(jī)或PAD的位置信息，并對虛擬物體的顯示方向和大小進(jìn)行調(diào)整。另外，由于現(xiàn)有手機(jī)或者PAD配置有單目或雙目攝像機(jī)，支持手機(jī)或PAD單目SLAM(即時(shí)定位與地圖構(gòu)建)或雙目SLAM三維重建，根據(jù)三維重建信息進(jìn)行虛擬物體的正確疊加。

具體地，可以利用智能手機(jī)集成的攝像機(jī)13獲取現(xiàn)實(shí)場景信息，利用智能手機(jī)集成的IMU感知智能手機(jī)的方位信息，利用智能手機(jī)的處理器對攝像機(jī)13采集的現(xiàn)實(shí)場景信息和方位變化數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，調(diào)整虛擬物體圖像數(shù)據(jù)，并通過智能手機(jī)的屏幕11對處理完成的虛擬圖像進(jìn)行顯示?？蛇x的，也可以利用獨(dú)立的單目或雙目攝像機(jī)13獲取外界信息，可以利用獨(dú)立的IMU對用戶頭部位置進(jìn)行跟蹤，可以利用獨(dú)立的深度相機(jī)、紅外相機(jī)獲取外界信息，可以利用獨(dú)立的硬件處理電路或高性能計(jì)算機(jī)對出具進(jìn)行處理、可以集成獨(dú)立的屏幕11進(jìn)行渲染內(nèi)容顯示，實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)功能。

為了進(jìn)一步體現(xiàn)本發(fā)明提供的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備的優(yōu)越性，本發(fā)明還提供一種可穿戴設(shè)備，該可穿戴設(shè)備包括上述的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備。具體地，上述的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備可以通過頭部固定裝置固定于用戶頭部進(jìn)行增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)或者是虛擬現(xiàn)實(shí)顯示，該設(shè)備的頭部固定裝置可以是松緊帶、塑料頭盔或者任意能夠?qū)⒃摫銛y式顯示設(shè)備固定于用戶頭部的材料進(jìn)行固定。實(shí)際使用中也可以給顯示設(shè)備外殼設(shè)置手持裝置或者固定裝置，將頭戴式顯示器作為手持式顯示設(shè)備進(jìn)行使用。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)兩用顯示設(shè)備和可穿戴設(shè)備，通過設(shè)定特定的光路，利用同一圖像顯示設(shè)備同時(shí)實(shí)現(xiàn)滿足高沉浸感的虛擬現(xiàn)實(shí)和注重交互的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的顯示功能，有效降低了設(shè)備成本，可以利用現(xiàn)有的設(shè)備直接實(shí)現(xiàn)，并且可以重復(fù)使用。本發(fā)明提供的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)兩用顯示設(shè)備具有超大視場角，能夠同時(shí)滿足增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)顯示要求，可以實(shí)現(xiàn)雙目三維立體顯示。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。術(shù)語“上”、“下”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

本發(fā)明的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而能夠理解的是，本發(fā)明的實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡本發(fā)明公開并幫助理解各個(gè)發(fā)明方面中的一個(gè)或多個(gè)，在上面對本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的各個(gè)特征有時(shí)被一起分組到單個(gè)實(shí)施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋呈反映如下意圖：即所要求保護(hù)的本發(fā)明要求比在每個(gè)權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如權(quán)利要求書所反映的那樣，發(fā)明方面在于少于前面公開的單個(gè)實(shí)施例的所有特征。因此，遵循具體實(shí)施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實(shí)施方式，其中每個(gè)權(quán)利要求本身都作為本發(fā)明的單獨(dú)實(shí)施例。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。本發(fā)明并不局限于任何單一的方面，也不局限于任何單一的實(shí)施例，也不局限于這些方面和/或?qū)嵤├娜我饨M合和/或置換。而且，可以單獨(dú)使用本發(fā)明的每個(gè)方面和/或?qū)嵤├蛘吲c一個(gè)或更多其他方面和/或其實(shí)施例結(jié)合使用。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。