一種頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備及包括該設(shè)備的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備及包括該設(shè)備的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著軟硬件技術(shù)水平的不斷提高，虛擬現(xiàn)實成為了近年來的熱門高科技技術(shù)。現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是通過帶有中央處理器的高性能運算系統(tǒng)模擬出一個虛擬的三維世界，再輔以顯示系統(tǒng)和交互系統(tǒng)，向使用者提供視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬體驗，讓使用者如同置身其中，像真實世界一般觀察虛擬世界中的事物，并與其進行互動。虛擬現(xiàn)實是一門綜合性很強的技術(shù)，涵蓋了包括實時三維圖形建模技術(shù)、寬視角立體顯示技術(shù)、對使用者的頭部運動、眼部運動和肢體運動的實時跟蹤技術(shù)、觸覺反饋技術(shù)、立體聲技術(shù)以及高速數(shù)據(jù)傳輸和處理技術(shù)等。目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在醫(yī)學(xué)，建筑展示，軍事等多個領(lǐng)域。
[0003]目前較常見的虛擬現(xiàn)實設(shè)備主要有兩種，一種是虛擬現(xiàn)實顯示系統(tǒng)，其主要組成部分是光學(xué)結(jié)構(gòu)和顯示系統(tǒng)，顯示系統(tǒng)需要通過通訊接口與外部的虛擬現(xiàn)實引擎相連接，用以接收外部虛擬現(xiàn)實引擎處理后的顯示內(nèi)容，通過光學(xué)結(jié)構(gòu)為使用者呈現(xiàn)出一個虛擬的三維環(huán)境。這類設(shè)備構(gòu)造簡單，但由于作為核心部件的虛擬現(xiàn)實引擎在外部，所以它必須要通過通訊接口與外部虛擬現(xiàn)實引擎連接才能工作，而虛擬現(xiàn)實內(nèi)容的傳輸對通訊接口的帶寬要求很高，目前還主要以有線的方式傳輸。這就使得這類設(shè)備必須要連接數(shù)據(jù)線，由于連接線的長度有限，會對頭部的運動造成限制，影響了體驗效果，并且還會造成佩戴不舒適等問題。另外，由于虛擬現(xiàn)實引擎在外部，一般的控制器是與虛擬現(xiàn)實引擎進行交互，而佩戴虛擬現(xiàn)實顯示設(shè)備后，使用者是看不到外部環(huán)境的，這也在一定程度上限制了交互系統(tǒng)的使用。另一種虛擬現(xiàn)實設(shè)備是一種光學(xué)結(jié)構(gòu)，其顯示系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實引擎都需要外部設(shè)備提供，如智能手機。外部設(shè)備處理后的內(nèi)容，通過這種虛擬現(xiàn)實光學(xué)結(jié)構(gòu)，給使用者呈現(xiàn)出一個虛擬的三維環(huán)境。這種設(shè)備只是提供了一種光學(xué)結(jié)構(gòu)使內(nèi)容立體化，而受制于外部設(shè)備的性能，尺寸等因素，整體效果很難提高。在軟件的處理上，由于一般的外部設(shè)備不是專門為虛擬現(xiàn)實設(shè)計，對于軟件的優(yōu)化和干擾信息，如智能手機的來電、通知、短信等的處理都有很大的難度，所以無法達(dá)到較好的效果。
[0004]由此可見，上述現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實設(shè)備及虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)、方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創(chuàng)設(shè)一種使用方便、結(jié)果簡單且立體效果好的新的頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備及包括該設(shè)備的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，成為當(dāng)前業(yè)界極需改進的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種使用方便、結(jié)果簡單的頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備，使使用者脫離連線的束縛，更加自由舒適的體驗虛擬環(huán)境，從而克服現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實設(shè)備的不足。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備，包括顯示系統(tǒng)，還包括與所述顯示系統(tǒng)連接的虛擬現(xiàn)實引擎。
[0007]作為本發(fā)明的一種改進，所述虛擬現(xiàn)實引擎包括虛擬現(xiàn)實核心電路板，所述虛擬現(xiàn)實核心電路板包括:核心處理器模塊和與其連接的電源管理模塊、無線通訊模塊、慣性姿態(tài)測量模塊、音頻解碼模塊、用于提供指令的按鍵以及用于充電或傳輸數(shù)據(jù)的接口。
[0008]進一步改進，所述核心處理器模塊包括4個ARM CORTEX A15的核心和4個ARMCORTEX A7的核心。
[0009]進一步改進，所述電源管理模塊可通過電池或外部供電設(shè)備供電，所述電源管理模塊還包括電源管理系統(tǒng)，所述電源管理系統(tǒng)能實時監(jiān)測電量并根據(jù)監(jiān)測到的電量數(shù)據(jù)控制所述虛擬現(xiàn)實引擎的運行。
[0010]進一步改進，所述無線通訊模塊包括WIFI通訊模塊和藍(lán)牙通訊模塊，WIFI通訊模塊的工作頻率為2.4-2.4835GHz，藍(lán)牙通訊模塊的工作頻率為2.4-2.45GHz。
[0011]進一步改進，所述慣性姿態(tài)測量模塊由三軸加速度傳感器、三軸陀螺儀傳感器和三軸地磁傳感器中的一個或多個組成。
[0012]進一步改進，所述顯示系統(tǒng)包括顯示器和位于顯示器與人眼之間的光學(xué)處理構(gòu)件，所述光學(xué)處理構(gòu)件由兩組分別對應(yīng)左右眼的光學(xué)鏡片組成，且所述光學(xué)鏡片為可調(diào)節(jié)式；所述顯示器包括LCD液晶顯示面板和背光板，所述LCD液晶顯示面板分辨率為1080x1920，且所述顯示面板與所述虛擬現(xiàn)實核心電路板的連接接口采用MIPI DSI接口。
[0013]本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題是提供一種使用方便、結(jié)果簡單的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，使使用者脫離連線的束縛，更加自由舒適的體驗虛擬環(huán)境，從而克服現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的不足。
[0014]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供一種包括上述頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，該虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)還包括交互設(shè)備，所述交互設(shè)備包括無線手柄和無線接收器，所述無線接收器與所述虛擬現(xiàn)實引擎連接，并通過無線方式接收無線手柄發(fā)送的指令信息。
[0015]進一步改進，所述無線手柄包括無線手柄核心電路板和與其連接的用于提供指令的按鍵和搖桿。
[0016]進一步改進，所述虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的操作系統(tǒng)為3D操作系統(tǒng)。
[0017]采用上述的技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點:
[0018]1、本發(fā)明頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備將虛擬現(xiàn)實引擎與顯示系統(tǒng)結(jié)合，避免了現(xiàn)有技術(shù)中需要帶寬要求很高的通訊接口來完成外設(shè)的虛擬現(xiàn)實引擎與顯示系統(tǒng)的內(nèi)容傳輸，以及脫離了連接線的束縛限制，使用戶可以更加自由的、舒適的體驗虛擬現(xiàn)實環(huán)境。
[0019]2、本發(fā)明虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)將虛擬現(xiàn)實引擎與顯示系統(tǒng)集成為一個獨立的頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備，并通過無線方式與交互設(shè)備連接，還通過沉浸式3D操作系統(tǒng)，給使用者呈現(xiàn)出更好的3D場景效果，讓體驗者具有身臨其境的、自由自在的、美好的虛擬現(xiàn)實體驗感覺。
[0020]3、本發(fā)明虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、利用推廣。
【附圖說明】
[0021]上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明。
[0022]圖1是本發(fā)明虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備與人眼配合的原理示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4是本發(fā)明頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備中核心電路板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5是本發(fā)明虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中無線手柄的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]參照附圖1所示，本發(fā)明虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)包括頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備和交互設(shè)備。
[0028]參照附圖2所示，頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備佩戴在頭部使用，其與人臉部接觸部分設(shè)置成舒適的貼合結(jié)構(gòu)，且配有將其綁定在頭部的綁定機構(gòu)，該綁定機構(gòu)在圖中未示出。
[0029]參照附圖3和4所示，頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備包括顯示系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實引擎。該顯示系統(tǒng)包括光學(xué)處理構(gòu)件100和顯示器101。光學(xué)處理構(gòu)件100由結(jié)構(gòu)部件安裝在顯示器101與人眼之間，通過優(yōu)化過的參數(shù)處理來自顯示器101的內(nèi)容。本實施例中光學(xué)處理構(gòu)件100由兩組光學(xué)鏡片組成，每組鏡片對應(yīng)一只眼睛，負(fù)責(zé)對進入眼睛的圖像進行處理，使其可以在人眼中呈現(xiàn)清晰的圖像。由于不同人眼的視力水平不同，所以安裝該鏡片的結(jié)構(gòu)部件采取可調(diào)節(jié)物距的方式使其能夠適配0-600度左右的近視眼用戶，同時每個人的眼瞳距也不相同，根據(jù)人眼的雙目成像原理，每只眼睛接收到的圖像需要跟瞳距匹配才能由大腦融合成三維圖像，因此，該結(jié)構(gòu)部件還采用瞳距可調(diào)式設(shè)計，調(diào)節(jié)范圍可以適配大部分人眼。
[0030]顯示器101通過內(nèi)部高速通訊接口 126與虛擬現(xiàn)實引擎連接，以接收虛擬現(xiàn)實的內(nèi)容，給使用者呈現(xiàn)出一個虛擬的三維環(huán)境。本實施例中顯示器101包括集成的IXD液晶顯示面板和背光板，LCD液晶顯示面板分辨率為1080x1920，尺寸為5.7寸，被固定在該虛擬現(xiàn)實設(shè)備內(nèi)部的合適位置。顯示器101在顯示內(nèi)容時，通過軟件將普通的圖像畫面由垂直方向分為兩個畫面顯示，分別對應(yīng)人的兩只眼睛，當(dāng)兩個畫面分別進入人的雙眼后，大腦可以將其融合成三維畫面，呈現(xiàn)虛擬環(huán)境。本實施例中每個畫面顯示的內(nèi)容可以通過模擬人眼的圖像采集器采集，如雙攝像頭等。當(dāng)然，也可以通過軟件對已有的單