[发明专利]经由透视显示器来显示阴影

说明书

背景

各种技术可允许用户体验真实世界和虚拟世界的混合。例如，某些显示设备(诸如，各种头戴式显示设备)可包括透视显示器，该透视显示器允许将显示图像叠加在真实世界背景上。通过这种方式，图像可被显示成使得它们表现为与真实世界背景中的元素混合。

概述

公开了涉及对由透视显示系统上显示的虚拟图像投影在真实世界背景上的阴影的图像进行呈现的各种实施例。例如，所公开的一个实施例提供了一种操作具有透视显示屏的显示设备的方法。该方法包括在透视显示屏上显示对象的图像，并在显示该对象的图像的同时，显示由该对象投影在背景场景上的阴影的图像。通过以下方式显示该阴影的图像：获取背景场景的图像，确定该阴影在该背景场景的图像中的位置，通过与该阴影内的亮度相比增加与该阴影相邻的区域内的相对亮度来渲染该背景场景的经增强图像，以及显示该背景场景的经增强图像。

提供本概述是为了以简化的形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的选择的概念。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解决在本公开的任一部分中所提及的任何或所有缺点的实现。

附图简述

图1示出了用户在示例使用环境中佩戴着透视显示系统的实施例。

图2示出了图1的用户在图1的使用环境中查看对象以及由该对象投影在背景场景中的阴影的图像的实施例的视角。

图3示出了描绘操作透视显示系统的方法的一实施例的流程图。

图4示出了透视显示系统的实施例的框图。

图5示出了图1的实施例的透视图。

详细描述

如上所提及的，透视显示设备可允许将显示图像呈现在真实世界背景上，使得这些显示图像中的对象可表现为与真实世界背景混合。然而，此类图像呈现的各个方面可使得显示的对象看上去较不逼真。例如，由真实世界对象投影的阴影可能明显地不在显示设备上所显示的对象上。

生成虚拟对象在真实世界背景上的阴影的图像可造成各种挑战。例如，在经由投影或经由嵌入式发射显示技术(例如，透明有机发光设备)在透视显示屏上形成图像的情况下，这些显示图像向如用户查看到的场景添加了附加的光。相反，阴影是通过从场景中减去光来创建的。由于此类技术不允许从真实世界背景场景中减去光，因此显示由虚拟对象投影在真实世界背景上的阴影可造成困难。

因此，所公开的实施例涉及在透视显示设备中通过减少如用户所查看到的背景场景的非阴影区域的相对亮度来在背景场景上形成阴影。简言之，获取背景场景的参考图像，潜在地在全局上降低该参考图像的亮度，并随后以使得形成背景场景的经增强图像的方式重新渲染该参考图像，在该经增强图像中，背景图像的非阴影图像区域比阴影区域具有更大的相对亮度。随后，在真实世界背景上向用户显示背景场景的经增强图像，以及阴影的图像表现为源自的虚拟对象的图像。将背景场景的经增强图像显示在真实世界背景上有效地向如查看者所感知的真实世界背景场景的期望非阴影部分添加了光。这可创建由被显示的虚拟对象投影在背景场景中的真实世界对象上的阴影的图像的效果。

在某些实施例中，背景场景的经增强图像的非阴影区域与该背景场景的经增强图像的阴影区域相比在亮度方面的增加可能是全局范围的，使得所有非阴影区域与阴影区域相比相对增加了。在其他实施例中，亮度方面的增加可能对于与每一阴影相邻的区域是局部的。此外，在某些实施例中，为了减轻背景场景的经增强图像的经添加光的效果，透视显示屏可包括用于减少通过该透视屏的背景光量的光学器件(诸如，中性密度滤波器)。

图1解说了针对头戴式显示系统形式的透视显示设备100的实施例的使用环境。正佩戴着透视显示设备100的用户102位于房间内，并被示为面向墙壁104。出于清楚的目的，在用户视野内的房间的地板106或墙壁104上没有示出物理对象。然而，将理解，这些透视显示设备100可在实际上任何(室内或室外)环境中使用。

从用户102的视角示出的图2解说了在透视显示设备100上显示的巫师形式的对象200的图像，使得对象200表现为位于图1的空白查看环境中。此外，由对象200投影的阴影202的图像被示为好像投影在真实世界背景上。在所描绘的实施例中，该阴影以与真实阴影相同的方式跟随地板106和墙壁104的轮廓。然而，其他实施例可以按其他方式来解决随背景表面轮廓的变化而改变。将理解，该阴影可具有任何合适的尺寸、形状、强度和方向，这取决于用于计算该阴影的外观的虚拟光源的类型和位置。