經(jīng)由透視顯示器來顯示陰影的制作方法
【專利摘要】公開了涉及對由透視顯示器上顯示的對象圖像投影在真實(shí)世界背景上的陰影的圖像進(jìn)行呈現(xiàn)的各種實(shí)施例。例如，所公開的一個(gè)實(shí)施例提供了一種操作具有透視顯示屏的顯示設(shè)備的方法。該方法包括：在透視顯示屏上顯示對象的圖像，以及在顯示該對象的圖像的同時(shí)，通過以下來顯示由該對象投影在背景場景上的陰影的圖像：獲取背景場景的圖像，確定該陰影在該背景場景的圖像中的位置，通過與該陰影內(nèi)的亮度相比增加與該陰影相鄰的區(qū)域內(nèi)的相對亮度來渲染背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像，以及顯示該背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像。
【專利說明】經(jīng)由透視顯示器來顯示陰影
[0001]背景
[0002]各種技術(shù)可允許用戶體驗(yàn)真實(shí)世界和虛擬世界的混合。例如，某些顯示設(shè)備(諸如，各種頭戴式顯示設(shè)備)可包括透視顯示器，該透視顯示器允許將顯示圖像疊加在真實(shí)世界背景上。通過這種方式，圖像可被顯示成使得它們表現(xiàn)為與真實(shí)世界背景中的元素混
口 ο
[0003]概述
[0004]公開了涉及對由透視顯示系統(tǒng)上顯示的虛擬圖像投影在真實(shí)世界背景上的陰影的圖像進(jìn)行呈現(xiàn)的各種實(shí)施例。例如，所公開的一個(gè)實(shí)施例提供了一種操作具有透視顯示屏的顯示設(shè)備的方法。該方法包括在透視顯示屏上顯示對象的圖像，并在顯示該對象的圖像的同時(shí)，顯示由該對象投影在背景場景上的陰影的圖像。通過以下方式顯示該陰影的圖像:獲取背景場景的圖像，確定該陰影在該背景場景的圖像中的位置，通過與該陰影內(nèi)的亮度相比增加與該陰影相鄰的區(qū)域內(nèi)的相對亮度來渲染該背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像，以及顯示該背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像。
[0005]提供本概述是為了以簡化的形式介紹將在以下【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述的選擇的概念。本概述并不旨在標(biāo)識所要求保護(hù)主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保護(hù)主題的范圍。此外，所要求保護(hù)的主題不限于解決在本公開的任一部分中所提及的任何或所有缺點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)。
[0006]附圖簡述
[0007]圖1示出了用戶在示例使用環(huán)境中佩戴著透視顯示系統(tǒng)的實(shí)施例。
[0008]圖2示出了圖1的用戶在圖1的使用環(huán)境中查看對象以及由該對象投影在背景場景中的陰影的圖像的實(shí)施例的視角。
[0009]圖3示出了描繪操作透視顯示系統(tǒng)的方法的一實(shí)施例的流程圖。
[0010]圖4示出了透視顯示系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖。
[0011]圖5示出了圖1的實(shí)施例的透視圖。
[0012]詳細(xì)描述
[0013]如上所提及的，透視顯示設(shè)備可允許將顯示圖像呈現(xiàn)在真實(shí)世界背景上，使得這些顯示圖像中的對象可表現(xiàn)為與真實(shí)世界背景混合。然而，此類圖像呈現(xiàn)的各個(gè)方面可使得顯示的對象看上去較不逼真。例如，由真實(shí)世界對象投影的陰影可能明顯地不在顯示設(shè)備上所顯示的對象上。
[0014]生成虛擬對象在真實(shí)世界背景上的陰影的圖像可造成各種挑戰(zhàn)。例如，在經(jīng)由投影或經(jīng)由嵌入式發(fā)射顯示技術(shù)(例如，透明有機(jī)發(fā)光設(shè)備)在透視顯示屏上形成圖像的情況下，這些顯示圖像向如用戶查看到的場景添加了附加的光。相反，陰影是通過從場景中減去光來創(chuàng)建的。由于此類技術(shù)不允許從真實(shí)世界背景場景中減去光，因此顯示由虛擬對象投影在真實(shí)世界背景上的陰影可造成困難。
[0015]因此，所公開的實(shí)施例涉及在透視顯示設(shè)備中通過減少如用戶所查看到的背景場景的非陰影區(qū)域的相對亮度來在背景場景上形成陰影。簡言之，獲取背景場景的參考圖像，潛在地在全局上降低該參考圖像的亮度，并隨后以使得形成背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像的方式重新渲染該參考圖像，在該經(jīng)增強(qiáng)圖像中，背景圖像的非陰影圖像區(qū)域比陰影區(qū)域具有更大的相對亮度。隨后，在真實(shí)世界背景上向用戶顯示背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像，以及陰影的圖像表現(xiàn)為源自的虛擬對象的圖像。將背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像顯示在真實(shí)世界背景上有效地向如查看者所感知的真實(shí)世界背景場景的期望非陰影部分添加了光。這可創(chuàng)建由被顯示的虛擬對象投影在背景場景中的真實(shí)世界對象上的陰影的圖像的效果。
[0016]在某些實(shí)施例中，背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像的非陰影區(qū)域與該背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像的陰影區(qū)域相比在亮度方面的增加可能是全局范圍的，使得所有非陰影區(qū)域與陰影區(qū)域相比相對增加了。在其他實(shí)施例中，亮度方面的增加可能對于與每一陰影相鄰的區(qū)域是局部的。此外，在某些實(shí)施例中，為了減輕背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像的經(jīng)添加光的效果，透視顯示屏可包括用于減少通過該透視屏的背景光量的光學(xué)器件(諸如，中性密度濾波器)。
[0017]圖1解說了針對頭戴式顯示系統(tǒng)形式的透視顯示設(shè)備100的實(shí)施例的使用環(huán)境。正佩戴著透視顯示設(shè)備100的用戶102位于房間內(nèi)，并被示為面向墻壁104。出于清楚的目的，在用戶視野內(nèi)的房間的地板106或墻壁104上沒有示出物理對象。然而，將理解，這些透視顯示設(shè)備100可在實(shí)際上任何(室內(nèi)或室外)環(huán)境中使用。
[0018]從用戶102的視角示出的圖2解說了在透視顯示設(shè)備100上顯示的巫師形式的對象200的圖像，使得對象200表現(xiàn)為位于圖1的空白查看環(huán)境中。此外，由對象200投影的陰影202的圖像被示為好像投影在真實(shí)世界背景上。在所描繪的實(shí)施例中，該陰影以與真實(shí)陰影相同的方式跟隨地板106和墻壁104的輪廓。然而，其他實(shí)施例可以按其他方式來解決隨背景表面輪廓的變化而改變。將理解，該陰影可具有任何合適的尺寸、形狀、強(qiáng)度和方向，這取決于用于計(jì)算該陰影的外觀的虛擬光源的類型和位置。
[0019]如上所提及的，陰影202的圖像可以通過以下方式來生成:將背景場景的圖像重新渲染在實(shí)際的背景場景上，使得該背景場景的圖像的非陰影區(qū)域的相對亮度與陰影區(qū)域相比增加了。圖3示出了描繪按此類方式顯示陰影圖像的方法300的示例實(shí)施例的流程圖。
[0020]方法300包括在302在透視顯示屏上顯示對象的圖像，以及在304，獲取在透視顯示設(shè)備的用戶的視野內(nèi)的背景場景的參考圖像?？梢园锤鞣N方式處理背景場景的參考圖像以形成背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像。例如，在305，方法300包括確定由被顯示對象生成的陰影在背景場景中的位置?？梢园慈魏魏线m的方式(包括但不限于經(jīng)由在計(jì)算機(jī)圖形中使用的常規(guī)實(shí)時(shí)陰影生成技術(shù))來確定該陰影的位置。將理解，該陰影的位置和外觀可取決于確定陰影位置時(shí)所施加的一個(gè)或多個(gè)虛擬光源的類型(例如，平行光線、散射光等)和位置(例如，在頭頂上、傾斜的等)以及所采用的特定陰影生成方法。
[0021]如以上所提及的，陰影在背景圖像中的位置可取決于使用環(huán)境的結(jié)構(gòu)。例如，陰影可取決于使用環(huán)境中陰影將被投影到的各表面的形狀和定向而改變方向和/或形狀。因此，在某些實(shí)施例中，可執(zhí)行圖像處理以確定可影響陰影的外觀的表面輪廓變化，并且隨后在確定陰影位置時(shí)可計(jì)及此類輪廓變化。
[0022]在確定了陰影位置后，方法300包括在308通過與陰影區(qū)域內(nèi)的亮度相比增加在與陰影區(qū)域相鄰的非陰影區(qū)域內(nèi)的背景場景的相對亮度來渲染背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像。這可涉及各種過程。例如，在一些實(shí)施例中，整個(gè)背景場景的圖像可能首先被調(diào)暗以形成基礎(chǔ)圖像，并且隨后期望的非陰影區(qū)域可相對于陰影區(qū)域被選擇性地調(diào)亮。另選地和/或另外地，期望的陰影區(qū)域可相對于非陰影區(qū)域被選擇性地調(diào)暗。將理解，在合適的情況下(諸如，在低光使用環(huán)境中)可省略此類對背景場景的原始圖像的預(yù)先調(diào)暗。此外，將理解背景場景的原始圖像被調(diào)暗的量可以是固定的或可變的，并且可基于諸如被中性密度濾波器移除的背景光的量、背景光在實(shí)際或期望使用環(huán)境中的強(qiáng)度等因素來選擇或改變背景場景的原始圖像被調(diào)暗的量。
[0023]在某些實(shí)施例中，如310處所指示的，圖像的非陰影區(qū)域的相對亮度可以被全局地調(diào)亮，使得該背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像中的所有非陰影區(qū)域的相對亮度相對于所有陰影區(qū)域而言被增加了。在其他實(shí)施例中，如312處所指示的，非陰影區(qū)域的相對亮度可被局部地增加。在此類實(shí)施例中，相對亮度差可具有位于陰影/非陰影邊界處或該邊界附近的最大值，并且根據(jù)距該陰影區(qū)域的距離而從該最大值減少。由于人類視覺系統(tǒng)對漸進(jìn)光亮變化的較低的敏感性，因此對足夠漸進(jìn)的亮度梯度的使用(作為非限制性示例，大于20度的視角)可有助于使得在陰影周圍的亮點(diǎn)較不明顯。將理解，由于人類眼睛對超過狹窄范圍的亮度變化的敏感性，此類亮度梯度在它們跨越背景圖像中例如不同色彩、紋理等之間的邊緣的情況下可能更明顯。因此，如314處所指示的，與陰影區(qū)域相鄰的非陰影區(qū)域的相對亮度的增加可能在背景圖像中的銳梯度(例如，超過預(yù)先選擇的閾值梯度的梯度)處終止。
[0024]在非陰影區(qū)域的相對亮度被全局地增加的情況下，將背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像添加在真實(shí)世界背景上在一些情形中可導(dǎo)致明顯的調(diào)亮。為了避免不想要的調(diào)亮，前面提到的中性密度濾波器和/或其他合適的光學(xué)器件可用于通過阻止某些背景光來減少到達(dá)用戶的眼睛的圖像的總亮度。在其中相對亮度被局部地增加的實(shí)施例中，可省略中性密度濾波器，因?yàn)楸徽{(diào)亮的區(qū)域可能不會明顯地影響如用戶所查看到的圖像的總亮度。
[0025]非陰影區(qū)域的亮度與陰影區(qū)域的亮度相比可能被增加任何合適的相對量。將注意，真實(shí)世界陰影一般不是全黑的，而相反可由于反射光和其他環(huán)境光源而在強(qiáng)度方面具有與相鄰的非陰影區(qū)域相比相對較小的減少。因此，在一些實(shí)施例中，陰影區(qū)域和非陰影區(qū)域之間的相對亮度差可能相對細(xì)微。亮度方面的合適差異的示例包括但不限于2-3檔(stop)的差異。
[0026]環(huán)境背景光可取決于查看環(huán)境中的環(huán)境光源而具有不同的色彩分布。例如，內(nèi)部環(huán)境光可具有有與內(nèi)部環(huán)境中使用的光源的峰值波長相對應(yīng)的峰值的頻譜。同樣，不同的外部位置可由于環(huán)境差異而具有不同的環(huán)境光色彩分布。例如，在陽光充足的日子中干旱環(huán)境中的環(huán)境光可由于反射光在這樣的環(huán)境中的波長分布而與陽光相比具有更強(qiáng)的藍(lán)色分量。
[0027]因此，為了幫助使得相對亮度強(qiáng)度的增加表現(xiàn)得更為自然，方法300可包括在316執(zhí)行色彩分析以確定環(huán)境光內(nèi)(例如，強(qiáng)度比照波長)的色彩分布，并基于該色彩強(qiáng)度分布來增加相對亮度。例如，如果色彩分析表明環(huán)境光具有相對均勻的色彩強(qiáng)度分布，則非陰影區(qū)域可通過向非陰影區(qū)域添加白光而在強(qiáng)度方面得到增加。同樣，如果色彩分析表明環(huán)境光具有主要為藍(lán)色的分布，則類似地可向背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像的非陰影區(qū)域添加藍(lán)色光。
[0028]繼續(xù)圖3，在形成背景場景的反射圖像之后，方法300包括在318顯示背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像以及對象在透視顯示器上的圖像。通過這種方式，在背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像中的陰影可表現(xiàn)為由被顯示圖像投影到真實(shí)世界背景上。這可有助于為該對象提供深度視角，從而可有助于傳達(dá)被顯示圖像實(shí)際上存在于使用環(huán)境中的感覺。
[0029]取決于透視顯示設(shè)備的處理速度以及用戶正在該環(huán)境中改變視角的速度，用戶的視角可改變得足夠快，以致背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像不足以與當(dāng)前感知到的背景對準(zhǔn)。因此，在某些實(shí)施例中，透視顯示設(shè)備可被配置成跟蹤用戶的運(yùn)動，并且作為響應(yīng)，校正背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像和當(dāng)前感知到的真實(shí)世界背景之間的任何未對準(zhǔn)。這樣的校正可例如通過以下來執(zhí)行:在獲取原始圖像和顯示背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像之間的時(shí)段期間，基于所跟蹤的用戶運(yùn)動，使背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像在位置上偏移。這樣的跟蹤可以按任何合適的方式(包括但不限于經(jīng)由設(shè)置在透視顯示設(shè)備上的運(yùn)動傳感器)來執(zhí)行。
[0030]上述在透視顯示器上顯示陰影的方法的實(shí)施例可以與任何合適的透視顯示設(shè)備(包括但不限于圖1的頭戴式顯示系統(tǒng))一起使用。圖4示出了透視顯示設(shè)備100的一實(shí)施例的框圖，且圖5示出了透視顯示設(shè)備100的示例物理實(shí)施例。頭戴式顯示設(shè)備100可以包括各種傳感器和輸出設(shè)備。例如，透視顯示設(shè)備100可包括具有圖像產(chǎn)生系統(tǒng)402的透視顯示子系統(tǒng)400，該圖像產(chǎn)生系統(tǒng)402被配置成產(chǎn)生圖像并在例如透鏡形式的透視顯示屏403上顯示這些圖像。圖像產(chǎn)生系統(tǒng)402可被配置成將圖像投影在透視顯示屏403上，經(jīng)由合并在該透視顯示屏403(例如，透明的OLED顯示器)中的圖像產(chǎn)生元件或按任何其他合適的方式來顯示圖像。透視顯示屏403可包括用于減少到達(dá)查看者的背景光量的中性密度濾波器404和/或其他光學(xué)器件?？山?jīng)由一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器405在透視顯示設(shè)備100上呈現(xiàn)音頻。
[0031]透視顯示設(shè)備100可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)圖像傳感器406。圖像傳感器406可包括一個(gè)或多個(gè)朝外的圖像傳感器，這些圖像傳感器被配置成獲取背景場景的圖像以供處理成背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像。同樣，圖像傳感器406可包括眼睛跟蹤圖像傳感器，該眼睛跟蹤圖像傳感器被配置成獲取圖像數(shù)據(jù)以允許出于各種目的(諸如，確定將對象定位在顯示圖像中的何處，檢測經(jīng)由眼睛姿勢作出的用戶輸入等)而跟蹤查看者的眼球。透視顯示設(shè)備100可進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)話筒407以允許將語音命令用作用戶輸入。
[0032]透視顯示設(shè)備100可進(jìn)一步包括用于在查看者佩戴著透視顯示設(shè)備100時(shí)檢測查看者的頭部移動的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動傳感器408。這可允許例如使背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像與當(dāng)前背景視圖對準(zhǔn)。同樣，運(yùn)動傳感器408還可以被用作用戶輸入設(shè)備，使得用戶可以經(jīng)由頸部和頭部或者甚至身體的姿勢來與透視顯示設(shè)備100交互。運(yùn)動傳感器408可被配置成檢測任何合適的用戶頭部的移動，包括平移和/或傾斜移動。將理解，圖4中解說的傳感器是出于示例的目的而示出的，且不旨在以任何方式進(jìn)行限制，因?yàn)榭梢允褂萌魏纹渌线m的傳感器和/或傳感器的組合。
[0033]頭戴式顯示系統(tǒng)110可以具有任意合適的物理形式。例如，在一些實(shí)施例中，頭戴式顯示系統(tǒng)110可采用如圖5所示的一副眼鏡的形式，其中這些透鏡可能是清晰的，或者經(jīng)由中性密度濾波器或其他合適的光學(xué)器件被調(diào)暗。在圖5中，朝外的圖像傳感器406被示為位于該眼鏡的框架上的頂部中央的位置處，但將理解，圖像傳感器406可具有任何其他合適的位置。此外，將理解，在其它實(shí)施例中，頭戴式顯示系統(tǒng)110可采用在其中透視顯示系統(tǒng)支撐在查看者的一個(gè)或兩個(gè)眼睛前面的任何其它合適的形式(諸如，頭盔、護(hù)目鏡等)。
[0034]返回圖4，透視顯示設(shè)備100還包括與透視顯示設(shè)備100的各種其他組件通信的控制器410，該控制器410具有邏輯子系統(tǒng)412和數(shù)據(jù)保持子系統(tǒng)414。數(shù)據(jù)保持子系統(tǒng)414包括存儲在其上的指令，這些指令被邏輯子系統(tǒng)412執(zhí)行例如來顯示對象圖像以及由這些對象形成在透視顯示屏403上的陰影，如以上所描述的。
[0035]將理解，控制器410以簡化形式示出。還應(yīng)當(dāng)理解，透視顯示設(shè)備100可使用任何適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)架構(gòu)而不背離本公開的范圍。
[0036]邏輯子系統(tǒng)412可包括被配置成執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)指令的一個(gè)或多個(gè)物理設(shè)備。例如，邏輯子系統(tǒng)412可被配置為執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)指令，該一個(gè)或多個(gè)指令是一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用、服務(wù)、程序、例程、庫、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、或其他邏輯構(gòu)造的一部分。可實(shí)現(xiàn)這樣的指令以執(zhí)行任務(wù)、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)類型、變換一個(gè)或多個(gè)設(shè)備的狀態(tài)、或以其他方式得到所希望的結(jié)
果O
[0037]邏輯子系統(tǒng)412可包括被配置成執(zhí)行軟件指令的一個(gè)或多個(gè)處理器。作為補(bǔ)充或替換，邏輯子系統(tǒng)412可包括被配置成執(zhí)行硬件或固件指令的一個(gè)或多個(gè)硬件或固件邏輯機(jī)器。邏輯子系統(tǒng)412的處理器可以是單核或多核，且在其上執(zhí)行的程序可被配置為并行或分布式處理。邏輯子系統(tǒng)412可以任選地包括遍布兩個(gè)或多個(gè)設(shè)備的獨(dú)立組件，所述設(shè)備可遠(yuǎn)程放置和/或被配置為進(jìn)行協(xié)同處理。邏輯子系統(tǒng)412的一個(gè)或多個(gè)方面可被虛擬化并由以云計(jì)算配置進(jìn)行配置的可遠(yuǎn)程訪問的聯(lián)網(wǎng)計(jì)算設(shè)備執(zhí)行。
[0038]數(shù)據(jù)保持子系統(tǒng)414可包括一個(gè)或多個(gè)物理、非瞬時(shí)設(shè)備，這些設(shè)備被配置成保持?jǐn)?shù)據(jù)和/或可由該邏輯子系統(tǒng)執(zhí)行的指令，以實(shí)現(xiàn)此處描述的方法和過程。在實(shí)現(xiàn)此類方法和過程時(shí)，可變換數(shù)據(jù)保存子系統(tǒng)414的狀態(tài)(例如，保存不同數(shù)據(jù))。
[0039]數(shù)據(jù)保持子系統(tǒng)414可以包括可移動介質(zhì)和/或內(nèi)置設(shè)備。數(shù)據(jù)保持子系統(tǒng)414可以包括具有以下特性中的一個(gè)或更多個(gè)特性的存儲器和/或設(shè)備:易失性、非易失性、動態(tài)、靜態(tài)、讀/寫、只讀、隨機(jī)存取、順序存取、位置可尋址、文件可尋址、以及內(nèi)容可尋址。在一些實(shí)施例中，可以將邏輯子系統(tǒng)412和數(shù)據(jù)保持子系統(tǒng)414集成到一個(gè)或更多個(gè)公共設(shè)備中，如專用集成電路或片上系統(tǒng)。
[0040]數(shù)據(jù)保持子系統(tǒng)還可以包括可移動計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)416，該介質(zhì)可用于存儲和/或傳送可執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)本文描述的方法和過程的數(shù)據(jù)和/或指令?？梢苿佑?jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)416可表示任何合適類型的存儲介質(zhì)，包括但不限于DVD、CD、HD-DVD、藍(lán)光盤、EEPR0M、磁帶驅(qū)動器、和/或軟盤等。
[0041 ] 控制器410可進(jìn)一步包括通信子系統(tǒng)418，該通信子系統(tǒng)418被配置成使透視顯示設(shè)備100與一個(gè)或多個(gè)其他計(jì)算設(shè)備通信地耦合。通信子系統(tǒng)418可包括與一個(gè)或多個(gè)不同的通信協(xié)議相兼容的有線和/或無線通信設(shè)備。作為非限制性示例，通信子系統(tǒng)418可被配置為經(jīng)由無線電話網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、有線局域網(wǎng)、無線廣域網(wǎng)、有線廣域網(wǎng)等進(jìn)行通信。在一些實(shí)施例中，通信子系統(tǒng)418可允許透視顯示設(shè)備100經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(諸如因特網(wǎng))向其他設(shè)備發(fā)射數(shù)據(jù)(諸如，視頻數(shù)據(jù)、游戲數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)等)和/或從其他設(shè)備接收該數(shù)據(jù)。
[0042]可以明白，數(shù)據(jù)保持子系統(tǒng)414包括一個(gè)或多個(gè)物理非瞬態(tài)設(shè)備。相反，在一些實(shí)施例中，本文描述的指令的各方面可以按暫態(tài)方式通過不由物理設(shè)備在至少有限持續(xù)時(shí)間期間保持的純信號(例如電磁信號、光信號等)傳播。此外，與本公開有關(guān)的數(shù)據(jù)和/或其他形式的信息可以通過純信號來傳播。
[0043]應(yīng)該理解，此處所述的配置和/或方法在本質(zhì)上是示例性的，并且這些具體實(shí)施例或示例不應(yīng)被認(rèn)為是局限性的，因?yàn)槎鄠€(gè)變體是可能的。此處所述的具體例程或方法可表示任何數(shù)量的處理策略中的一個(gè)或多個(gè)。由此，所示出的各個(gè)動作可以按所示次序執(zhí)行、按其他次序執(zhí)行、并行地執(zhí)行、或者在某些情況下被省略。同樣，可以改變上述過程的次序。
[0044]本公開的主題包括各種過程、系統(tǒng)和配置、此處所公開的其他特征、功能、動作、和/或特性、以及其任何和全部等效方案的所有新穎和非顯而易見的組合和子組合。
【權(quán)利要求】
1.一種操作具有透視顯示屏的顯示設(shè)備的方法，所述方法包括: 在所述透視顯示屏上顯示對象的圖像；以及 在顯示所述對象的圖像的同時(shí)，通過以下來顯示由所述對象投影在背景場景上的陰影的圖像: 獲取背景場景的圖像， 確定所述陰影在所述背景場景的圖像中的位置， 通過與所述陰影內(nèi)的亮度相比增加與所述陰影相鄰的區(qū)域內(nèi)的相對亮度來渲染所述背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像 ，以及 顯示所述背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括經(jīng)由中性密度濾波器來減少通過所述透視顯示屏的自然光量。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，渲染所述背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像包括不增加所述陰影內(nèi)的亮度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，渲染所述背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像包括全局地調(diào)暗所述背景場景的圖像。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，增加與所述陰影相鄰的區(qū)域內(nèi)的相對亮度包括全局地增加非陰影區(qū)域的相對亮度。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，增加與所述陰影相鄰的區(qū)域內(nèi)的相對亮度包括局部地增加所述相對亮度，使得相對亮度差根據(jù)距所述陰影的距離而減少。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括檢測所述背景場景的圖像中超過預(yù)先選擇的閾值梯度的邊緣，并在所述邊緣處終止所述相對亮度方面的增加。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括確定環(huán)境光的色彩分布，并通過以下來增加所述相對亮度:基于所述環(huán)境光的所述色彩分布來增加所述相對亮度。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，顯示所述對象的圖像以及所述對象的陰影的圖像包括在頭戴式顯示系統(tǒng)上顯示所述對象的圖像以及所述對象的所述陰影的圖像。
10.一種頭戴式顯示系統(tǒng)，包括: 透視顯示屏； 圖像產(chǎn)生系統(tǒng)，所述圖像產(chǎn)生系統(tǒng)被配置成在所述透視顯示屏上顯示圖像； 圖像傳感器，所述圖像傳感器被配置成獲取背景場景的圖像； 邏輯子系統(tǒng)；以及 數(shù)據(jù)保持子系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)保持子系統(tǒng)包含可由邏輯子系統(tǒng)執(zhí)行的指令以: 在所述透視顯示屏上顯示對象的圖像；以及 在顯示所述對象的圖像的同時(shí)，通過以下來顯示由所述對象投影在所述背景場景上的陰影的圖像: 獲取所述背景場景的圖像， 確定所述陰影在所述背景場景的圖像中的位置， 渲染所述背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像，其中與所述陰影相鄰的區(qū)域內(nèi)的相對亮度與所述陰影內(nèi)的亮度相比被增加了，以及 在所述透視顯示屏上顯示所述背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像。
11.如權(quán)利要求10所述的頭戴式顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述透視顯示屏進(jìn)一步包括中性密度濾波器。
12.如權(quán)利要求10所述的頭戴式顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述指令可執(zhí)行以通過增加與所述陰影相鄰的區(qū)域內(nèi)的亮度而不增加所述陰影內(nèi)的亮度來渲染所述背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像。
13.如權(quán)利要求10所述的頭戴式顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述指令可執(zhí)行以通過全局地增加非陰影區(qū)域的亮度來增加與所述陰影相鄰的區(qū)域內(nèi)的相對亮度。
14.如權(quán)利要求10所述的頭戴式顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述指令可執(zhí)行以通過以下來增加與所述陰影相鄰的區(qū)域內(nèi)的相對亮度:局部地增加該亮度，使得相對亮度差根據(jù)距所述陰影的距離而減少。
15.如權(quán)利要求14所述的頭戴式顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述指令可執(zhí)行以檢測所述背景場景的圖像中超過預(yù)先選擇的閾值梯度的邊緣，并在所述邊緣處終止所述相對亮度方面的增加。
16.如權(quán)利要求10所述的頭戴式顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述指令還可執(zhí)行以確定環(huán)境光的色彩分布，并通過以下來增加所述相對亮度:基于所述環(huán)境光的所述色彩分布來增加該亮度。
17.在包括透視顯示屏和中性密度濾波器的頭戴式顯示系統(tǒng)上，一種在背景場景上顯示對象的圖像和所述對象的陰影的圖像的方法，所述方法包括: 在所述透視顯示屏上顯示對象的圖像； 經(jīng)由所述中性密度濾波器來減少通過所述透視顯示屏的環(huán)境光量；以及 在顯示所述對象的圖像的同時(shí)，通過以下來顯示由所述對象投影在所述背景場景上的陰影的圖像: 獲取背景場景的圖像， 確定所述陰影在所述背景場景的圖像中的位置， 通過與所述陰影內(nèi)的亮度相比增加該圖像的非陰影區(qū)域的相對亮度來渲染所述背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像，以及 在所述透視顯示屏上顯示所述背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，渲染所述背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像包括不增加所述陰影內(nèi)的亮度。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，渲染所述背景場景的經(jīng)增強(qiáng)圖像包括在調(diào)亮與所述陰影相鄰的區(qū)域之前，全局地調(diào)暗所述背景場景的圖像。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括確定環(huán)境光的色彩分布，并通過以下來增加所述相對亮度:基于所述環(huán)境光的所述色彩分布來增加該亮度。
【文檔編號】G02B27/01GK103988234SQ201280061125
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月12日
【發(fā)明者】M·蘭姆 申請人:微軟公司