擴展顯示方法及擴展顯示設備與流程

本技術涉及圖像顯示，具體而言，涉及一種擴展顯示方法及擴展顯示設備。

背景技術：

1、隨著擴展現實技術的發展，虛擬與現實之間的界限日益模糊，擴展現實技術包括虛擬現實、增強現實和混合現實等。然而，現有的擴展現實設備在提供沉浸式體驗時，常常受到圖像分辨率的限制，影響了用戶體驗的真實感和互動性。

2、目前，擴展顯示器分辨率可從擴展幅面尺寸或者增加像素密度兩個方面著手，現有的技術大多是通過在顯示系統中增加機械或非機械式的光學元件，實現光束偏轉，結合時分復用等方法，來增加像素密度，從而實現分辨率擴展。

3、然而，機械式采用圖像位移器移動圖像，受到物理限制，無法實現快速圖像切換；非機械式的技術方案有采用多面板光學堆疊的方式使得系統集成較為復雜并且透光率降低。

技術實現思路

1、本技術的目的在于，針對上述現有技術中的不足，提供一種擴展顯示方法及擴展顯示設備，無需增加無需設置額外的器件，通過算法編碼控制生成原始幀全息圖以及位移幀全息圖，在人眼的集成時間內時序顯示，達到了對顯示屏幕分辨率的擴展，提高了用戶的體驗感。

2、為實現上述目的，本技術實施例采用的技術方案如下：

3、第一方面，本技術一實施例提供了一種擴展顯示方法，應用于擴展顯示設備中的圖像處理器，所述方法包括：

4、根據預設偏移方向，對像源圖進行降采樣，生成在所述預設偏移方向上像素數相等的第一子像源和第二子像源；

5、根據所述第一子像源，生成原始幀全息圖；

6、根據所述第二子像源和預設偏移像素，生成位移幀全息圖，所述預設偏移像素包括：非整數個像素；

7、將所述原始幀全息圖和所述位移幀全息圖時序加載至所述頭戴設備中的空間光調制器，以使得所述空間光調制器對所述原始幀全息圖和所述位移幀全息圖進行光束調制后，將調制光束投射至所述擴展顯示設備中的顯示屏幕上，其中，所述像源圖的分辨率高于所述顯示屏幕的分辨率。

8、可選地，所述根據預設偏移方向，對像源圖進行降采樣，生成在所述預設偏移方向上像素數相等的第一子像源和第二子像源，包括：

9、根據預設偏移方向，對所述像源圖在所述預設偏移方向上的奇數像素進行降采樣，生成在所述第一子像源；

10、根據所述預設偏移方向，對所述像源圖在所述預設偏移方向上的偶數像素進行降采樣，生成在所述第二子像源。

11、可選地，所述根據預設偏移方向，對所述像源圖在所述預設偏移方向上的奇數像素索引進行降采樣，生成在所述第一子像源，包括：

12、若所述預設偏移方向為第一偏移方向，則采用第一降采樣算法，對所述像源圖在所述第一偏移方向上的奇數像素進行降采樣，生成在所述第一子像源；

13、所述根據所述預設偏移方向，對所述像源圖在所述預設偏移方向上的偶數像素進行降采樣，生成在所述第二子像源，包括：

14、采用第二降采樣算法，對所述像源圖在所述第一偏移方向上的偶數像素進行降采樣，生成在所述第二子像源。

15、可選地，所述根據預設偏移方向，對所述像源圖在所述預設偏移方向上的奇數像素索引進行降采樣，生成在所述第一子像源，包括：

16、若所述預設偏移方向為第二偏移方向，則采用第三降采樣算法，對所述像源圖在所述第二偏移方向上的奇數像素進行降采樣，生成在所述第一子像源；

17、所述根據所述預設偏移方向，對所述像源圖在所述預設偏移方向上的偶數像素進行降采樣，生成在所述第二子像源，包括：

18、采用第四降采樣算法，對所述像源圖在所述第二偏移方向上的偶數像素進行降采樣，生成在所述第二子像源。

19、可選地，所述根據預設偏移方向，對所述像源圖在所述預設偏移方向上的奇數像素索引進行降采樣，生成在所述第一子像源，包括：

20、若所述預設偏移方向包括：第一偏移方向和第二偏移方向，則采用第五降采樣算法，對所述像源圖在所述第一偏移方向或所述第二偏移方向上的奇數像素進行降采樣，生成在所述第一子像源；其中，所述第一偏移方向和所述第二偏移方向為相互垂直的兩個像素方向；

21、所述根據所述預設偏移方向，對所述像源圖在所述預設偏移方向上的偶數像素進行降采樣，生成在所述第二子像源，包括：

22、采用第六降采樣算法，對所述像源圖在所述第一偏移方向或所述第二偏移方向上的偶數像素進行降采樣，生成在所述第二子像源。

23、可選地，所述根據所述第一子像源，生成原始幀全息圖，包括：

24、采用第一預設衍射算法，對所述第一子像源進行全息計算，得到所述原始幀全息圖。

25、可選地，所述根據所述第二子像源和預設偏移像素，生成位移幀全息圖，包括：

26、根據所述預設像素偏移，以及所述第二子像源在所述預設偏移方向上的像素位移，生成所述預設像素偏移對應的衍射光柵編碼信息；

27、根據所述衍射光柵編碼信息，采用所述預設衍射算法，對所述第二子像源進行全息計算，得到所述位移幀全息圖。

28、可選地，所述根據所述預設像素偏移，以及所述第二子像源在所述預設偏移方向上的像素位移，生成所述預設像素偏移對應的衍射光柵編碼信息，包括：

29、根據所述預設像素偏移，以及全息再現像距離，計算所述預設像素偏移對應的衍射角；

30、根據所述衍射角進行光柵信息編碼，生成所述衍射光柵編碼信息。

31、可選地，所述根據預設偏移方向，對像源圖進行降采樣，生成在所述預設偏移方向上像素數相等的第一子像源和第二子像源，包括：

32、對所述像源圖進行幅面切割，得到多個待處理子像源；

33、根據所述預設偏移方向，對每個待處理子像源進行降采樣，生成所述每個待處理子像源在所述預設偏移方向上像素數相等的所述第一子像源和所述第二子像源。

34、第二方面，本技術另一實施例提供了一種擴展顯示設備，所述擴展顯示設備至少包括：激光器、空間濾波器、準直透鏡、分束透鏡、空間光調制器、圖像處理器以及顯示屏幕；

35、所述空間濾波器和所述準直透鏡依次設置在所述激光器的出光面和所述分束透鏡的入光面之間的光路上，所述分束透鏡的出光面朝向所述空間光調制器的反射面，所述空間光調制器還連接所述圖像處理器，以獲取所述圖像處理器輸出的原始幀全息圖和位移幀全息圖，使得所述空間光調制器對所述原始幀全息圖和所述位移幀全息圖進行光束調制后，將調制光束投射至所述分束透鏡；

36、所述分束透鏡的出光面還朝向所述顯示屏幕的入光面，以將投射的所述調制光束反射至所述顯示屏幕，用于在所述顯示屏幕上進行擴展顯示。

37、第三方面，本技術另一實施例提供了一種擴展顯示裝置，所述裝置包括：

38、第一生成模塊，用于根據預設偏移方向，對像源圖進行降采樣，生成在所述預設偏移方向上像素數相等的第一子像源和第二子像源；

39、第二生成模塊，用于根據所述第一子像源，生成原始幀全息圖；

40、第三生成模塊，用于根據所述第二子像源和預設偏移像素，生成位移幀全息圖，所述預設偏移像素包括：非整數個像素；

41、加載模塊，用于將所述原始幀全息圖和所述位移幀全息圖時序加載至所述頭戴設備中的空間光調制器，以使得所述空間光調制器對所述原始幀全息圖和所述位移幀全息圖進行光束調制后，將調制光束投射至所述擴展顯示設備中的顯示屏幕上，其中，所述像源圖的分辨率高于所述顯示屏幕的分辨率。

42、第四方面，本技術另一實施例提供了一種存儲介質，所述存儲介質上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器運行時執行如上述第一方面任一所述擴展顯示方法的步驟。

43、本技術的有益效果是：

44、本技術提供一種擴展顯示方法以及擴展顯示設備，應用與擴展顯示設備中的圖像處理器，在像源圖的分辨率高于屏幕的分辨率時，可以將像源圖通過降采樣生成像素數相等的第一子像源以及第二子像源，將第一子像源生成原始幀全息圖，將第二子像源預設偏移像素進行偏移，根據第二子像源以及預設偏移像素，生成位移幀全息圖，將原始幀全息圖以及位移幀全息圖時序加載至頭戴設備中的空間光調制器，以使得空間光調制器對原始幀全息圖和位移幀全息圖進行光束調制后，將調制光束投射至擴展顯示設備中的顯示屏幕上。本技術可通過增加像素密度的方式，實現擴展顯示設備中顯示屏幕的分辨率的擴展，無需設置額外的器件，即可實現光束像素級別偏轉，在人眼的集成時間內時序顯示，達到了對顯示屏幕分辨率的擴展，使得擴展顯示設備的體積更小，通過算法編碼控制生成原始幀全息圖以及位移幀全息圖，相比于實體光柵等器件，更具有穩定性和可操作性，通過算法控制能夠使得生成的全息圖帶有深度信息的3d顯示，并且本技術不會對顯示屏幕硬件本身孔徑比等參數產生影響，不會使得顯示屏幕的顯示亮度降低。