扩展显示方法及扩展显示设备与流程

本技术涉及图像显示，具体而言，涉及一种扩展显示方法及扩展显示设备。

背景技术：

1、随着扩展现实技术的发展，虚拟与现实之间的界限日益模糊，扩展现实技术包括虚拟现实、增强现实和混合现实等。然而，现有的扩展现实设备在提供沉浸式体验时，常常受到图像分辨率的限制，影响了用户体验的真实感和互动性。

2、目前，扩展显示器分辨率可从扩展幅面尺寸或者增加像素密度两个方面着手，现有的技术大多是通过在显示系统中增加机械或非机械式的光学元件，实现光束偏转，结合时分复用等方法，来增加像素密度，从而实现分辨率扩展。

3、然而，机械式采用图像位移器移动图像，受到物理限制，无法实现快速图像切换；非机械式的技术方案有采用多面板光学堆叠的方式使得系统集成较为复杂并且透光率降低。

技术实现思路

1、本技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种扩展显示方法及扩展显示设备，无需增加无需设置额外的器件，通过算法编码控制生成原始帧全息图以及位移帧全息图，在人眼的集成时间内时序显示，达到了对显示屏幕分辨率的扩展，提高了用户的体验感。

2、为实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：

3、第一方面，本技术一实施例提供了一种扩展显示方法，应用于扩展显示设备中的图像处理器，所述方法包括：

4、根据预设偏移方向，对像源图进行降采样，生成在所述预设偏移方向上像素数相等的第一子像源和第二子像源；

5、根据所述第一子像源，生成原始帧全息图；

6、根据所述第二子像源和预设偏移像素，生成位移帧全息图，所述预设偏移像素包括：非整数个像素；

7、将所述原始帧全息图和所述位移帧全息图时序加载至所述头戴设备中的空间光调制器，以使得所述空间光调制器对所述原始帧全息图和所述位移帧全息图进行光束调制后，将调制光束投射至所述扩展显示设备中的显示屏幕上，其中，所述像源图的分辨率高于所述显示屏幕的分辨率。

8、可选地，所述根据预设偏移方向，对像源图进行降采样，生成在所述预设偏移方向上像素数相等的第一子像源和第二子像源，包括：

9、根据预设偏移方向，对所述像源图在所述预设偏移方向上的奇数像素进行降采样，生成在所述第一子像源；

10、根据所述预设偏移方向，对所述像源图在所述预设偏移方向上的偶数像素进行降采样，生成在所述第二子像源。

11、可选地，所述根据预设偏移方向，对所述像源图在所述预设偏移方向上的奇数像素索引进行降采样，生成在所述第一子像源，包括：

12、若所述预设偏移方向为第一偏移方向，则采用第一降采样算法，对所述像源图在所述第一偏移方向上的奇数像素进行降采样，生成在所述第一子像源；

13、所述根据所述预设偏移方向，对所述像源图在所述预设偏移方向上的偶数像素进行降采样，生成在所述第二子像源，包括：

14、采用第二降采样算法，对所述像源图在所述第一偏移方向上的偶数像素进行降采样，生成在所述第二子像源。

15、可选地，所述根据预设偏移方向，对所述像源图在所述预设偏移方向上的奇数像素索引进行降采样，生成在所述第一子像源，包括：

16、若所述预设偏移方向为第二偏移方向，则采用第三降采样算法，对所述像源图在所述第二偏移方向上的奇数像素进行降采样，生成在所述第一子像源；

17、所述根据所述预设偏移方向，对所述像源图在所述预设偏移方向上的偶数像素进行降采样，生成在所述第二子像源，包括：

18、采用第四降采样算法，对所述像源图在所述第二偏移方向上的偶数像素进行降采样，生成在所述第二子像源。

19、可选地，所述根据预设偏移方向，对所述像源图在所述预设偏移方向上的奇数像素索引进行降采样，生成在所述第一子像源，包括：

20、若所述预设偏移方向包括：第一偏移方向和第二偏移方向，则采用第五降采样算法，对所述像源图在所述第一偏移方向或所述第二偏移方向上的奇数像素进行降采样，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为相互垂直的两个像素方向；

21、所述根据所述预设偏移方向，对所述像源图在所述预设偏移方向上的偶数像素进行降采样，生成在所述第二子像源，包括：

22、采用第六降采样算法，对所述像源图在所述第一偏移方向或所述第二偏移方向上的偶数像素进行降采样，生成在所述第二子像源。

23、可选地，所述根据所述第一子像源，生成原始帧全息图，包括：

24、采用第一预设衍射算法，对所述第一子像源进行全息计算，得到所述原始帧全息图。

25、可选地，所述根据所述第二子像源和预设偏移像素，生成位移帧全息图，包括：

26、根据所述预设像素偏移，以及所述第二子像源在所述预设偏移方向上的像素位移，生成所述预设像素偏移对应的衍射光栅编码信息；

27、根据所述衍射光栅编码信息，采用所述预设衍射算法，对所述第二子像源进行全息计算，得到所述位移帧全息图。

28、可选地，所述根据所述预设像素偏移，以及所述第二子像源在所述预设偏移方向上的像素位移，生成所述预设像素偏移对应的衍射光栅编码信息，包括：

29、根据所述预设像素偏移，以及全息再现像距离，计算所述预设像素偏移对应的衍射角；

30、根据所述衍射角进行光栅信息编码，生成所述衍射光栅编码信息。

31、可选地，所述根据预设偏移方向，对像源图进行降采样，生成在所述预设偏移方向上像素数相等的第一子像源和第二子像源，包括：

32、对所述像源图进行幅面切割，得到多个待处理子像源；

33、根据所述预设偏移方向，对每个待处理子像源进行降采样，生成所述每个待处理子像源在所述预设偏移方向上像素数相等的所述第一子像源和所述第二子像源。

34、第二方面，本技术另一实施例提供了一种扩展显示设备，所述扩展显示设备至少包括：激光器、空间滤波器、准直透镜、分束透镜、空间光调制器、图像处理器以及显示屏幕；

35、所述空间滤波器和所述准直透镜依次设置在所述激光器的出光面和所述分束透镜的入光面之间的光路上，所述分束透镜的出光面朝向所述空间光调制器的反射面，所述空间光调制器还连接所述图像处理器，以获取所述图像处理器输出的原始帧全息图和位移帧全息图，使得所述空间光调制器对所述原始帧全息图和所述位移帧全息图进行光束调制后，将调制光束投射至所述分束透镜；

36、所述分束透镜的出光面还朝向所述显示屏幕的入光面，以将投射的所述调制光束反射至所述显示屏幕，用于在所述显示屏幕上进行扩展显示。

37、第三方面，本技术另一实施例提供了一种扩展显示装置，所述装置包括：

38、第一生成模块，用于根据预设偏移方向，对像源图进行降采样，生成在所述预设偏移方向上像素数相等的第一子像源和第二子像源；

39、第二生成模块，用于根据所述第一子像源，生成原始帧全息图；

40、第三生成模块，用于根据所述第二子像源和预设偏移像素，生成位移帧全息图，所述预设偏移像素包括：非整数个像素；

41、加载模块，用于将所述原始帧全息图和所述位移帧全息图时序加载至所述头戴设备中的空间光调制器，以使得所述空间光调制器对所述原始帧全息图和所述位移帧全息图进行光束调制后，将调制光束投射至所述扩展显示设备中的显示屏幕上，其中，所述像源图的分辨率高于所述显示屏幕的分辨率。

42、第四方面，本技术另一实施例提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如上述第一方面任一所述扩展显示方法的步骤。

43、本技术的有益效果是：

44、本技术提供一种扩展显示方法以及扩展显示设备，应用与扩展显示设备中的图像处理器，在像源图的分辨率高于屏幕的分辨率时，可以将像源图通过降采样生成像素数相等的第一子像源以及第二子像源，将第一子像源生成原始帧全息图，将第二子像源预设偏移像素进行偏移，根据第二子像源以及预设偏移像素，生成位移帧全息图，将原始帧全息图以及位移帧全息图时序加载至头戴设备中的空间光调制器，以使得空间光调制器对原始帧全息图和位移帧全息图进行光束调制后，将调制光束投射至扩展显示设备中的显示屏幕上。本技术可通过增加像素密度的方式，实现扩展显示设备中显示屏幕的分辨率的扩展，无需设置额外的器件，即可实现光束像素级别偏转，在人眼的集成时间内时序显示，达到了对显示屏幕分辨率的扩展，使得扩展显示设备的体积更小，通过算法编码控制生成原始帧全息图以及位移帧全息图，相比于实体光栅等器件，更具有稳定性和可操作性，通过算法控制能够使得生成的全息图带有深度信息的3d显示，并且本技术不会对显示屏幕硬件本身孔径比等参数产生影响，不会使得显示屏幕的显示亮度降低。