本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制方法和裝置及一種虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前主流的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制流程都是采用Timewarp異步刷新的方式，繪制模式如圖1所示，一般有渲染線程(render)和繪制線程(timewarp)兩個(gè)線程，渲染線程的結(jié)果由繪制線程獲取并送到屏幕上，由繪制線程根據(jù)垂直同步信號(hào)(VSYNC)來(lái)控制兩個(gè)線程的運(yùn)行。

渲染線程線程完成一次繪制后，不是直接進(jìn)行下次繪制，而是等待繪制線程的喚醒。繪制線程每次接收到垂直同步信號(hào)后，進(jìn)行繪制，并喚醒渲染線程進(jìn)行下一幀圖像的渲染。以60hz的屏幕為例，二者每一次的繪制周期是16.67ms。

該模式的缺點(diǎn)為：渲染線程每次繪制完以后都要處于等待狀態(tài)，等待繪制線程的喚醒，若是渲染線程的繪制任務(wù)比較輕，就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)繪制完成，那么渲染好的圖像就需要等待更長(zhǎng)的時(shí)間才會(huì)被屏幕顯示出來(lái)，一幀圖像從渲染到屏幕顯示出來(lái)的時(shí)間間隔越長(zhǎng)，用戶感受到的延遲就會(huì)越大，會(huì)帶來(lái)眩暈等不良體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制方法和裝置及一種虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，以降低渲染線程在繪制過(guò)程中的無(wú)效等待時(shí)間，降低延遲，提高用戶體驗(yàn)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制方法，包括：

設(shè)置特定頻率的垂直同步信號(hào)控制繪制線程和渲染線程；

估算渲染線程完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景渲染所用的時(shí)間；

設(shè)置喚醒時(shí)刻，在所述喚醒時(shí)刻喚醒渲染線程開(kāi)始一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的渲染，使渲染線程在垂直同步信號(hào)到達(dá)之前剛好完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的渲染；渲染完成后渲染線程進(jìn)入等待被喚醒狀態(tài)；

在垂直同步信號(hào)到達(dá)時(shí)，繪制線程將渲染線程已經(jīng)渲染完成的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景發(fā)送到屏幕。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制裝置，包括垂直同步單元、渲染單元和繪制單元；

所述垂直同步單元，用于向所述渲染單元和所述繪制單元發(fā)送特定頻率的垂直同步信號(hào)；

所述渲染單元，用于估算渲染線程完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景渲染所用的時(shí)間，設(shè)置喚醒時(shí)刻，在所述喚醒時(shí)刻喚醒渲染線程開(kāi)始一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的渲染，使渲染線程在垂直同步信號(hào)到達(dá)之前剛好完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的渲染；控制渲染線程在渲染完成后進(jìn)入等待被喚醒狀態(tài)；

所述繪制單元，用于在垂直同步信號(hào)到達(dá)時(shí)，將渲染線程已經(jīng)渲染完成的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景發(fā)送到屏幕。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，包括上述的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制裝置。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明實(shí)施例在渲染虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的過(guò)程中，根據(jù)垂直同步信號(hào)控制繪制線程和渲染線程，通過(guò)估算渲染線程完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景渲染所用的時(shí)間，并根據(jù)該時(shí)間設(shè)置渲染時(shí)刻，在該時(shí)刻喚醒渲染線程開(kāi)始一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的渲染，使渲染線程在垂直同步信號(hào)到達(dá)之前剛好完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的渲染，在垂直同步信號(hào)到達(dá)時(shí)繪制線程將渲染線程已經(jīng)渲染完成的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景發(fā)送到屏幕，由此減小了渲染線程渲染完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的時(shí)刻與繪制線程將該場(chǎng)景發(fā)送給屏幕的時(shí)刻的間隔，有效的降低了渲染線程的無(wú)效等待時(shí)間，降低了延遲，提高了用戶體驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有的主流虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制方案的原理示意圖；

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制方法的流程圖；

圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制方法的原理圖；

圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制裝置的功能框圖；

圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的功能框圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思是：現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制流程中，渲染線程每次繪制完以后都要處于等待狀態(tài)，等待繪制線程的喚醒，若是渲染線程的繪制任務(wù)比較輕，就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)繪制完成，那么渲染好的圖像就需要等待更長(zhǎng)的時(shí)間才會(huì)被屏幕顯示出來(lái)，一幀圖像從渲染到屏幕顯示出來(lái)的時(shí)間間隔越長(zhǎng)，用戶感受到的延遲就會(huì)越大，會(huì)帶來(lái)眩暈等不良體驗(yàn)。針對(duì)這種情況，本發(fā)明在渲染虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的過(guò)程中，根據(jù)垂直同步信號(hào)控制繪制線程和渲染線程，通過(guò)估算渲染線程完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景渲染所用的時(shí)間，并根據(jù)該時(shí)間設(shè)置渲染時(shí)刻，在該時(shí)刻喚醒渲染線程開(kāi)始一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的渲染，使渲染線程在垂直同步信號(hào)到達(dá)之前剛好完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的渲染，在垂直同步信號(hào)到達(dá)時(shí)繪制線程將渲染線程已經(jīng)渲染完成的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景發(fā)送到屏幕，由此減小了渲染線程渲染完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的時(shí)刻與繪制線程將該場(chǎng)景發(fā)送給屏幕的時(shí)刻的間隔，有效的降低了渲染線程的無(wú)效等待時(shí)間，降低了延遲，提高了用戶體驗(yàn)。

實(shí)施例一

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制方法的流程圖，如圖2所示，本實(shí)施例提供的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制方法包括：

步驟S210：設(shè)置特定頻率的垂直同步信號(hào)(VSYNC)控制繪制線程(timewarp)和渲染線程(render)。

步驟S220：估算渲染線程完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景渲染所用的時(shí)間。

渲染一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景所用的時(shí)間與設(shè)備的硬件配置有關(guān)，例如繪制相同的場(chǎng)景，高端的顯卡所需的渲染時(shí)間較短。另一方面，渲染一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景所用的時(shí)間還與渲染的場(chǎng)景有關(guān)，當(dāng)場(chǎng)景比較復(fù)雜時(shí)，渲染所用的時(shí)間較長(zhǎng)。

為了能夠估算出比較準(zhǔn)確的渲染用時(shí)，優(yōu)選實(shí)施例在程序運(yùn)行期間動(dòng)態(tài)獲取并更新渲染用時(shí)的估計(jì)值：首先，在渲染線程的渲染指令中插入fence同步信號(hào)，利用fence同步信號(hào)查詢渲染線程渲染每一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景所用的時(shí)間。然后每隔一段時(shí)間，統(tǒng)計(jì)該時(shí)間段內(nèi)渲染線程渲染一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景所用的最長(zhǎng)時(shí)間，作為估算出的渲染線程完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景渲染所用的時(shí)間。例如每隔一秒的時(shí)間統(tǒng)計(jì)一次過(guò)去一秒鐘時(shí)間內(nèi)渲染線程渲染一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的最長(zhǎng)時(shí)間T，以此來(lái)更新渲染用時(shí)的估計(jì)值，保證在該時(shí)間內(nèi)，渲染線程可以完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的渲染。由于本實(shí)施例中，渲染線程完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景渲染所用的時(shí)間是動(dòng)態(tài)調(diào)整的，即使場(chǎng)景的復(fù)雜度發(fā)生變化使渲染的任務(wù)量增加或減少，估計(jì)值也可以根據(jù)渲染線程最近的工作情況動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而獲取比較準(zhǔn)確的渲染用時(shí)的估計(jì)值。

步驟S230：設(shè)置喚醒時(shí)刻，在該時(shí)刻喚醒渲染線程開(kāi)始一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的渲染，使渲染線程在垂直同步信號(hào)到達(dá)之前剛好完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的渲染；渲染完成后渲染線程進(jìn)入等待被喚醒狀態(tài)。

優(yōu)選地，可以以垂直同步信號(hào)到達(dá)的時(shí)間點(diǎn)為基準(zhǔn)，提前估算出的渲染線程完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景渲染所用的時(shí)間T，所得到的時(shí)刻，作為喚醒時(shí)刻。如圖3所示，根據(jù)下一次垂直同步信號(hào)到達(dá)時(shí)間點(diǎn)和當(dāng)前估算出的渲染所用的時(shí)間T，可以算出一個(gè)時(shí)間點(diǎn)t，將時(shí)間點(diǎn)t作為渲染線程被喚醒的時(shí)間，因?yàn)榇藭r(shí)喚醒渲染線程可以保證在下個(gè)垂直同步信號(hào)到來(lái)之前完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的渲染，并在下個(gè)垂直同步信號(hào)到達(dá)時(shí)，繪制線程就會(huì)將該幀場(chǎng)景發(fā)送至屏幕，場(chǎng)景渲染完成的時(shí)刻與場(chǎng)景發(fā)送到屏幕的時(shí)刻之間的間隔最短，有效的降低了渲染線程的無(wú)效等待時(shí)間，一定程度的降低了由此帶來(lái)的延遲。

步驟S240：在垂直同步信號(hào)到達(dá)時(shí)，繪制線程將渲染線程已經(jīng)渲染完成的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景發(fā)送到屏幕，完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)圖像的顯示。

與圖1中現(xiàn)有的繪制方案相比，本實(shí)施例的繪制線程在垂直同步信號(hào)到達(dá)時(shí)將渲染完成的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景發(fā)送到屏幕之后，并不是立即喚醒渲染線程開(kāi)始下一幀場(chǎng)景的渲染，而是等待一段時(shí)間，直到圖3中的時(shí)刻t才喚醒渲染線程開(kāi)始渲染下一幀場(chǎng)景。如果在喚醒時(shí)刻t之前的時(shí)刻t1，渲染線程確實(shí)已經(jīng)被喚醒，若在時(shí)刻t1立即開(kāi)始一幀場(chǎng)景的渲染，則會(huì)在下一個(gè)垂直同步信號(hào)到來(lái)之前提前一段時(shí)間完成渲染任務(wù)，由此產(chǎn)生多余的一段延遲，因此在這種情況下選擇則繼續(xù)等待一段時(shí)間，直到時(shí)刻t1再進(jìn)行渲染。如果在喚醒時(shí)刻t之后的時(shí)刻t2渲染線程被喚醒，則直接進(jìn)行渲染，無(wú)需等待。

本實(shí)施例在虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制流程中通過(guò)控制渲染線程開(kāi)始渲染的時(shí)間，有效的降低了渲染線程的無(wú)效等待時(shí)間，降低了延遲，提高了用戶體驗(yàn)。

實(shí)施例二

圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制裝置的功能框圖，如圖4所示，本實(shí)施例提供的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制裝置包括垂直同步單元410、渲染單元420和繪制單元430。

垂直同步單元410向渲染單元420和繪制單元430發(fā)送特定頻率的垂直同步信號(hào)。渲染單元420估算渲染線程完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景渲染所用的時(shí)間，并設(shè)置喚醒時(shí)刻，在該時(shí)刻喚醒渲染線程開(kāi)始一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的渲染，使渲染線程在垂直同步信號(hào)到達(dá)之前剛好完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的渲染；以及控制渲染線程在渲染完成后進(jìn)入等待被喚醒狀態(tài)。繪制單元430在垂直同步信號(hào)到達(dá)時(shí)，將渲染線程已經(jīng)渲染完成的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景發(fā)送到屏幕，完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制。

優(yōu)選實(shí)施例中，渲染單元420包括渲染用時(shí)估算模塊421。渲染用時(shí)估算模塊421在渲染線程的渲染指令中插入fence同步信號(hào)，利用fence同步信號(hào)查詢渲染線程渲染每一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景所用的時(shí)間，并且每隔預(yù)設(shè)的時(shí)間，統(tǒng)計(jì)該時(shí)間段內(nèi)渲染線程渲染一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景所用的最長(zhǎng)時(shí)間，例如每隔一秒的時(shí)間統(tǒng)計(jì)一次過(guò)去一秒鐘時(shí)間內(nèi)渲染線程渲染一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的最長(zhǎng)時(shí)間T，作為估算出的渲染線程完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景渲染所用的時(shí)間。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，420渲染單元還包括喚醒時(shí)刻設(shè)置模塊422。用喚醒時(shí)刻設(shè)置模塊422以垂直同步信號(hào)到達(dá)的時(shí)間點(diǎn)為基準(zhǔn)，提前渲染用時(shí)估算模塊421估算出的渲染線程完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景渲染所用的時(shí)間T，所得到的時(shí)刻，作為喚醒時(shí)刻，即如圖3所示的時(shí)刻t。

若在喚醒時(shí)刻t之前，例如時(shí)刻t1，渲染線程已經(jīng)被喚醒，那么渲染單元420控制渲染線程等待直到喚醒時(shí)刻t，才開(kāi)始一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的渲染，防止在下一個(gè)垂直同步信號(hào)到來(lái)之前提前一段時(shí)間完成渲染任務(wù)，產(chǎn)生多余的一段延遲。如果在喚醒時(shí)刻t之后，例如時(shí)刻t2，渲染線程被喚醒，則直接進(jìn)行渲染，無(wú)需等待。本實(shí)施例提供的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制裝置可以有效的降低渲染線程的無(wú)效等待時(shí)間，降低延遲，提高用戶體驗(yàn)。

實(shí)施例三

圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的功能框圖，如圖5所示，本實(shí)施例提供的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備500包括上述實(shí)施例二中的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制裝置510。

虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的繪制裝置510在虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備500渲染虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的過(guò)程中，根據(jù)垂直同步信號(hào)控制繪制線程和渲染線程，通過(guò)估算渲染線程完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景渲染所用的時(shí)間，并根據(jù)該時(shí)間設(shè)置渲染時(shí)刻，在該時(shí)刻喚醒渲染線程開(kāi)始一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的渲染，使渲染線程在垂直同步信號(hào)到達(dá)之前剛好完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的渲染，在垂直同步信號(hào)到達(dá)時(shí)繪制線程將渲染線程已經(jīng)渲染完成的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景發(fā)送到屏幕，由此減小了渲染線程渲染完成一幀虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的時(shí)刻與繪制線程將該場(chǎng)景發(fā)送給屏幕的時(shí)刻的間隔，有效的降低了渲染線程的無(wú)效等待時(shí)間，降低了虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備500的延遲，提高了產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，在本發(fā)明的上述教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行其他的改進(jìn)或變形。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的具體描述只是更好的解釋本發(fā)明的目的，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。