[发明专利]一种VR图像的显示控制系统及其显示控制方法

说明书

本发明提供了一种VR图像的显示控制系统及其显示控制方法，包括：显示屏、VR主透镜、眼球追踪装置、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；所述眼球追踪装置用于识别出人眼注视点区域；计算与控制装置根据注视点区域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；所述变焦控制装置，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。本发明提供系统及方法首先获取人眼的注视点区域，利用变焦透镜组调节成像像距与人眼注视点区域像距之间的差距，克服由于VR成像位置固定而导致视觉辐辏调节冲突的缺陷。

技术领域

本发明涉及显示控制技术领域，尤其涉及的是一种VR图像的显示控制系统及其显示控制方法。

背景技术

现在VR显示技术，是通过在观察者的左右眼前分别显示同一物体不同角度的2D图像，利用视差形成3D视感，由于左右眼所观察的2D图像的像距固定，其焦点调节与左右眼视差形成的有纵深的3D视感不匹配，出现辐辏调节冲突的问题，观察者长时间观看时会出现眼睛的疲劳甚至眩晕。

具体见图1a与图1b，图1a为观察真实3D实物的情况，图1b为现有VR技术的立体视觉示意图，图中101、102分别代表左眼、右眼，103为真实的3D实物，104为现有VR装置，105为VR成像位置，而3D视感位置为106，图中Lb与La分别代表辐辏距离和聚焦距离，如图1a所示，人眼观察真实世界时辐辏距离Lb和聚焦距离La相等，不存在辐辏调节冲突即调焦-聚焦矛盾，而在现有VR立体显示技术下，辐辏距离Lb和聚焦距离La有较大差别，辐辏调节冲突的问题突出，影响观看体验。

现有技术中，主要有两种不同的VR显示技术，第一种显示技术的光路图见图2，显示屏210生成画面通过VR主透镜220生成VR图像230，供观察者左右眼观看。由于VR主透镜220的焦距固定，并且与显示屏210的距离固定，因此VR成像230的像距位置固定。可以看出，此显示技术的缺点是其VR成像位置固定，不能与3D视差图像的视感距离保持一致，因此存在辐辏调节冲突的问题。第二种显示技术是基于微透镜阵列的光场显示技术，其光场如图3，位于微透镜阵列320焦平面附近的显示屏像素310通过微透镜阵列形成光场矢量330，光场矢量则经过人眼340汇聚成像，通过选择不同像素可调整光场矢量角度从而调整成像的像距以避免辐辏调节冲突。从图3中可以看出每个像素形成一个光场矢量，而多个光场矢量形成一个像点。基于微透镜阵列的光场显示技术的缺点是：需要多个像素点才能显示一个像点，提供光场矢量角度分辨率的同时降低了显示图像的空间分辨率，而且角度分辨率与空间分辨率是一对矛盾。

因此，现有技术有待于进一步的改进。

发明内容

鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于为用户提供一种基于VR的图像处理方法与系统，克服现有技术中VR成像位置固定，视觉辐辏调节冲突的缺陷。

本发明提供的第一实施例为一种VR图像的显示控制系统，包括：显示屏和VR主透镜，其中，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整为所述焦距值，进而调整VR图像的像距与所述注视点区域图像的像距保持一致。