[发明专利]一种基于Android机顶盒系统解决VR画面抖动的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及VR(Virtual Reality虚拟现实)的Android系统机顶盒，具体来讲涉及一种基于Android机顶盒系统解决VR画面抖动的系统及方法。

背景技术

随着芯片处理能力的增强，VR技术越来越多地应用于消费电子产品，比如手机、PSVR(PlayStation VR)等，谷歌、三星、微软等相应地推出了基于手机或PC的VR产品。在VR应用中，用户可以通过VR HMD(Head Mount Display，头戴显示器)的陀螺仪设备来跟踪用户头部转动轨迹，并将信息传送给手机或PC设备，使用户可以体验360度的视频和游戏，加上HMD的光学透镜的作用，使用户沉浸感体验大大增强。

随着硬件的增强，Android操作系统不仅应用于手机产品，也广泛应用于智能机顶盒产品，使用户可以通过电视体验视频、游戏等丰富的Android应用。近来，随着Android智能机顶盒的成熟，加上强大的机顶盒芯片的推出，基于Android机顶盒形态的VR产品也在快速发展。用户在通过机顶盒观看高清视频的同时，可以通过接到机顶盒的VR HMD，同步观看视频。VR HMD具有沉浸式体验的特点，用户可以基于Android机顶盒来体验360视频或3D家庭影院，甚至体验360游戏。

在VR应用中，各种业务需要配合用户头部的转动来实时渲染图像画面，如在360视频或游戏中，用户会上下左右摆动头部，显示的画面内容随着用户的转动实时显示。通常，VR的显示需要实现将头部转动信息传递给Android系统的渲染引擎，渲染引擎根据头部运动信息计算头部的姿态(三维坐标中的方向)，并发送对应的画面帧给显示设备。渲染引擎处理每一画面帧需要耗费的时间一般由GPU(Graphics Processing Unit，图形处理器)芯片的处理能力决定，如果GPU处理能力不足或GPU无法及时响应，会导致画面无法实时绘制，当延时大于显示设备的刷新周期时间，发送给显示设备的画面帧就无法及时完成，造成显示设备的画面卡顿或画面帧丢失，产生抖动，从而给用户带来眩晕感。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于Android机顶盒系统解决VR画面抖动的系统及方法，解决VR画面帧抖动或画面卡顿的问题，避免给用户带来眩晕感。

为达到以上目的，本发明采取一种基于Android机顶盒系统解决VR画面抖动的系统，与VR头戴显示器配合使用，包括：

预测模块，其用于根据VR头戴显示器传递的头部姿态信息，预测下一帧头部姿态信息；

中间帧生成模块，其用于结合所述预测的下一帧头部姿态信息，将正常显示的上一画面帧，通过图像扭曲操作生成中间画面帧；

渲染模块，其用于渲染每一画面帧；

帧缓存模块，其用于缓存渲染后的画面帧，且不缓存渲染后的中间画面帧；

中间帧缓存模块，其用于缓存渲染后的中间画面帧；

显示模块，其用于在帧缓存模块没有读取到画面帧时，在中间帧缓存模块中读取中间画面帧；

垂直同步模块，其用于所述渲染模块和显示模块的同步。

在上述技术方案的基础上，所述渲染模块的渲染由图形处理器完成。

在上述技术方案的基础上，所述图像扭曲操作包括图像的平移和旋转操作。

在上述技术方案的基础上，所述同步垂直模块在收到显示模块准备更新内容的信号时，产生同步周期信号。

本发明根据所述系统提供一种基于Android机顶盒系统解决VR画面抖动的方法，包括：

垂直同步模块产生同步周期信号，VR头戴显示器转动时通过陀螺仪传递头部姿态信息，渲染模块根据头部姿态信息渲染每一画面帧，存入帧缓存模块；

当下一个同步周期信号产生，且帧缓存模块中没有画面帧时，预测模块根据当前头部姿态信息预测下一帧头部姿态信息，中间帧生成模块结合预测的下一帧头部姿态信息，将正常显示的上一画面帧，通过图像扭曲操作生成中间画面帧；渲染模块渲染中间画面帧并缓存在中间帧缓存模块中，显示模块在中间帧缓存模块中读取中间画面帧并显示。

在上述技术方案的基础上，所述预测模块预测下一帧头部姿态信息的方法，是根据帧间隔时间和头部旋转速度计算出的头部偏移度数，所述帧间隔时间和头部旋转速度由VR头戴显示器的陀螺仪测得。

在上述技术方案的基础上，所述中间画面帧根据头部姿态欧拉角和所述头部偏移度数，经过图像扭曲操作生成，所述头部姿态欧拉角由VR头戴显示器的陀螺仪测得。