[发明专利]一种VR图像的显示控制系统及其显示控制方法

权利要求书

1.一种VR图像的显示控制系统，包括：显示屏和VR主透镜，其特征在于，还包括：

用于追踪观看者的人眼，并识别出人眼注视点区域的眼球追踪装置；

用于调节VR成像位置，设置在所述VR主透镜和显示屏之间的变焦透镜组；以及与所述变焦透镜组均建立连接的计算与控制装置和变焦控制装置；

所述眼球追踪装置与所述计算与控制装置相连接，用于将识别出的人眼注视点区域的数据信息传输到计算与控制装置；

所述计算与控制装置，用于根据注视点区域的数据信息计算出当成像像距与注视点区域图像像距相同时所述变焦透镜组所需满足的焦距值，并根据所述焦距值生成变焦控制指令；

所述变焦控制装置，接收所述变焦控制指令，控制变焦透镜组的焦距调节为所述焦距值，调整VR图像的像距与所述注视点区域图像的像距保持一致；

所述计算与控制装置还用于，根据人眼的注视点区域的数据信息获取待显示图像内相对应子图像的像距信息，并根据所述子图像的像距信息计算出成像像距信息；其中，计算与控制装置从图形处理器获取待显示图像的图像数据，并根据图像数据获取注视点区域所对应于待显示图像中的子图像的像距信息；计算将VR成像的像距调节与所述注视点区域的图像像距相同时变焦透镜组所需满足的焦距值；

保持显示屏、变焦透镜组和VR主透镜三者之间的位置不变；

所述变焦透镜组包括第一变焦透镜和第二变焦透镜，所述第一变焦透镜与第二变焦透镜均与VR主透镜平行且共光轴；

所述显示控制系统还包括：与显示屏相连接的图形处理器；

所述计算与控制装置，还用于计算人眼注视点区域与非注视点区域之间的像距差值，并根据所述像距差值计算各个非注视点区域所对应子图像的虚化参数；

所述图形处理器，用于根据计算出的虚化参数对各个非注视点区域所对应的子图像进行虚化处理；

所述眼球追踪装置基于眼球追踪技术获取人眼的注视点区域；

所述第一变焦透镜和第二变焦透镜的焦距值的计算步骤如下：

VR主透镜焦距为f，符号为正，物距为Lz，像距为（-S）；

第一变焦透镜的焦距为-f1，所述第一变焦透镜为凹透镜，物距为L1，像距为（-S1）；

第二变焦透镜的焦距为f2，符号为正，物距为S1+d，像距为-(Lz-L）；

其中，f1、f2为待求量，需要满足的要求：

1）VR成像像距为S；

2）虚像高，v为视角相关的比例，调节第一变焦透镜和第二变焦透镜焦距过程中不变；

对VR主透镜使用高斯成像公式：

因此：

（01）

VR主透镜放大倍数为 （02）

光路总放大倍数应为 （03）

第一变焦透镜与第二变焦透镜的总放大倍数k等于光路总放大倍数除以VR主透镜放大倍数，则根据上述公式（02）和公式（03），可以得到：

（04）

设：第一变焦透镜放大倍数为r1，即；

第二变焦透镜放大倍数为r2，即；

则第一变焦透镜与第二变焦透镜的总放大倍数为：

；

；

得到：

（05）

对第一变焦透镜，使用高斯成像公式：

，得到：

（1）

对第二变焦透镜使用高斯成像公式有：

，得到：

（2）

根据上述公式（01）、（04）、（05）可以得到：

（3）

（4）

（5）

则计算与控制装置根据以上公式（1）至公式（5）计算第一变焦透镜和第二变焦透镜的焦距值。

2.一种如权利要求1所述的显示控制系统的显示控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

追踪观看者的人眼，并识别出人眼注视点区域；

根据识别出的人眼注视点区域的数据信息，计算当成像像距与注视点区域图像像距相同时所述变焦透镜组所需满足的焦距值，并根据所述焦距值生成变焦控制指令；

接收所述变焦控制指令，控制变焦透镜组将变焦透镜组的焦距调节为所述焦距值，调整VR图像的像距与所述注视点区域图像的像距保持一致；

计算人眼注视点区域与非注视点区域之间的像距差值，并根据所述像距差值计算各个非注视点区域所对应子图像的虚化参数；

根据计算出的虚化参数对各个非注视点区域所对应的子图像进行虚化处理；

所述根据识别出的人眼注视点区域的数据信息，计算当成像像距与注视点区域图像像距相同时所述变焦透镜组所需满足的焦距值的步骤，还包括：

根据人眼的注视点区域的数据信息获取待显示图像内相对应子图像的像距信息，并根据所述子图像的像距信息计算出成像像距信息；

所述根据识别出的人眼注视点区域的数据信息，计算当成像像距与注视点区域图像像距相同时所述变焦透镜组所需满足的焦距值的步骤还包括：

保持显示屏、变焦透镜组和VR主透镜三者之间的位置不变，依据高斯成像公式推导出变焦透镜组所需满足的焦距值；

所述变焦透镜组至少包括一个变焦透镜，所述变焦透镜与VR主透镜平行且共光轴。