[发明专利]一种头戴显示设备及图像渲染方法

说明书

本发明公开了一种头戴显示设备及图像渲染方法，包括：图形处理器GPU，用于对待显示场景进行场景绘制，生成左眼纹理数据和右眼纹理数据；硬件合成模块，用于根据所述左眼纹理数据和所述右眼纹理数据进行纹理合成，生成当前帧图像。上述方案中，通过将场景绘制和纹理合成分配在不同的硬件模块上执行，由专用的硬件合成模块执行纹理合成任务，从而解决现有技术中存在的由于GPU纹理合成不及时导致屏幕撕裂的技术问题，保证纹理合成任务的实时性。

技术领域

本发明涉及可穿戴头戴显示设备领域，尤其涉及一种头戴显示设备及图像渲染方法。

背景技术

VR(Virtual Reality；虚拟现实)显示或者AR(Augmented Reality；增强现实)显示主要分为两个步骤：第一步是通过GPU(Graphics Processing Unit；图形处理器)进行离线的场景渲染，即通过GPU将需要显示的场景绘制到左右眼纹理上；第二步是将渲染后的纹理提交给GPU进行在线的纹理合成，同时进行反畸变处理和异步时间扭曲Timewarp，最终合成显示在屏幕上。

一般来讲，上述两个步骤通过复用GPU实现，由于场景绘制属于比较繁琐的任务，而纹理合成又属于实时任务，因此，可以通过设置不同的优先级来区分这两个任务，给场景绘制任务正常的优先级，给纹理合成任务更高的优先级，从而保证在需要将左眼纹理数据和右眼纹理数据合成到屏幕时，可以使得GPU及时从场景绘制任务中切换到纹理合成任务，从而将左眼纹理数据和右眼纹理数据合成到屏幕缓存中进行显示。

然而，复用GPU通常会导致GPU负载过高，在一些对实时性要求比较高的场景下，需要GPU和显示控制器同时读写屏幕缓存中的数据，如果GPU纹理合成不及时，可能会出现GPU向屏幕缓存写入数据和显示控制器从屏幕缓存读取数据的时序出错，导致屏幕撕裂(即，显示器把两帧或更多帧显示在同一画面)，可见，现有技术中需要一种新的渲染方式，以保证纹理合成任务的实时性。

发明内容

本发明的目的是提供一种头戴显示设备及图像渲染方法，用于解决现有技术中存在的由于GPU纹理合成不及时导致屏幕撕裂的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明实施例第一方面提供一种头戴显示设备，包括：

图形处理器GPU，用于对待显示场景进行场景绘制，生成左眼纹理数据和右眼纹理数据；

硬件合成模块，用于根据所述左眼纹理数据和所述右眼纹理数据进行纹理合成，生成当前帧图像。

可选的，所述头戴显示设备还包括显示控制器；

所述显示控制器用于产生垂直同步VSYNC信号；

所述硬件合成模块用于读取所述VSYNC信号，并根据所述VSYNC信号进行纹理合成。

可选的，所述头戴显示设备还包括中央处理器CPU；

所述CPU用于向所述硬件合成模块发送左眼纹理编号和右眼纹理编号；

所述硬件合成模块用于根据所述左眼纹理编号和所述右眼纹理编号，获得所述左眼纹理数据和所述右眼纹理数据的缓存地址，并基于所述缓存地址，从所述头戴显示设备的纹理缓存中读取所述左眼纹理数据和所述右眼纹理数据。

可选的，所述头戴显示设备还包括传感器；

所述传感器用于在用户佩戴所述头戴显示设备时，检测用于表征用户的头部转动的方向信息；

所述硬件合成模块用于根据所述方向信息，对所述左眼纹理数据和所述右眼纹理数据进行方向校正，并根据校正后的左眼纹理数据和右眼纹理数据合成中间帧图像。

可选的，所述头戴显示设备还包括传感器；