[发明专利]一种头戴显示设备及图像渲染方法

权利要求书

1.一种头戴显示设备，其特征在于，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；

所述硬件合成模块用于根据方向信息，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，其中，所述方向信息是指在用户佩戴所述头戴显示设备时，通过所述头戴显示设备的传感器检测到的用于表征用户的头部转动的方向信息；或

所述硬件合成模块用于根据用户位置信息和物体在所述当前帧图像中的图像位置信息，对所述物体在下一帧图像中的位置进行估计，生成中间帧图像，其中，所述用户位置信息是指在用户佩戴所述头戴显示设备时，通过所述头戴显示设备的传感器检测到的用于表征用户在空间中的位置的用户位置信息；或

所述硬件合成模块用于确定所述当前帧图像中的运动物体，以及所述运动物体在包括所述当前帧图像在内的相邻N帧图像中的运动轨迹，并根据所述运动轨迹对所述运动物体在下一帧图像中的位置进行估计，生成中间帧图像，N为大于等于2的正整数；

其中，所述中间帧图像用于在所述当前帧图像之后进行显示。

2.如权利要求1所述的头戴显示设备，其特征在于，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。

3.如权利要求2所述的头戴显示设备，其特征在于，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。

4.如权利要求1-3中任一项所述的头戴显示设备，其特征在于，所述硬件合成模块还用于根据所述头戴显示设备的透镜信息对所述左眼纹理数据和所述右眼纹理数据进行畸变校正，并根据畸变校正后的左眼纹理数据和右眼纹理数据合成所述当前帧图像。

5.如权利要求1所述的头戴显示设备，其特征在于，所述硬件合成模块为现场可编程门阵列FPGA、专用集成电路ASIC或另一GPU。

6.一种图像渲染方法，其特征在于，包括：

头戴显示设备的图形处理器GPU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；

所述头戴显示设备的硬件合成模块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；

所述头戴显示设备的硬件合成模块根据所述左眼纹理数据、所述右眼纹理数据和生成中间帧图像的方式，生成中间帧图像；所述中间帧图像用于在所述当前帧图像之后进行显示；

所述生成中间帧图像的方式包括：

所述硬件合成模块根据方向信息，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，其中，所述方向信息是指在用户佩戴所述头戴显示设备时，通过所述头戴显示设备的传感器检测到的用于表征用户的头部转动的方向信息；或

所述硬件合成模块根据用户位置信息和物体在所述当前帧图像中的图像位置信息，对所述物体在下一帧图像中的位置进行估计，生成中间帧图像，其中，所述用户位置信息是指在用户佩戴所述头戴显示设备时，通过所述头戴显示设备的传感器检测到的用于表征用户在空间中的位置的用户位置信息；或

所述硬件合成模块确定所述当前帧图像中的运动物体，以及所述运动物体在包括所述当前帧图像在内的相邻N帧图像中的运动轨迹，并根据所述运动轨迹对所述运动物体在下一帧图像中的位置进行估计，生成中间帧图像，N为大于等于2的正整数。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述硬件合成模块读取所述头戴显示设备的垂直同步VSYNC信号，并根据所述VSYNC信号进行纹理合成。