TW201608281A - 用於呈現虛擬現實內容的具有與行動計算設備介接之介面的頭戴式設備（ｈｍｄ）系統 - Google Patents

Abstract

本案提供一種頭戴式顯示器(HMD)系統。該系統包括外殼及安置於該外殼中的光學元件。該系統進一步包括安置於該外殼中的處理器，以及與該處理器介接的快門控制邏輯。該快門控制邏輯經組配以操作以在打開該光學元件之左眼側並關閉該光學元件之右眼側與打開該光學元件之該右眼側並關閉該光學元件之該左眼側之間交替。固持體部分與該外殼整合。該固持體部分經組配以接納具有顯示螢幕的智慧型設備。當使用者佩戴該HMD系統時，該顯示螢幕在朝向該使用者之面部的方向上朝該外殼之該光學元件定向。操作中的快門控件經組配以允許：當經由該外殼之該光學元件檢視時，在該智慧型設備之該顯示螢幕上呈現的影像資料之三維視圖。

Description

用於呈現虛擬現實內容的具有與行動計算設備介接之介面的頭戴式設備(HMD)系統 [優先權主張]

本申請案為2015年5月30日提交申請的美國臨時專利申請案第62/006,022號之非臨時申請案，且該美國臨時專利申請案係以引用方式併入本文中。

本發明係關於用於檢視媒體內容的頭戴式耳機，且更特定而言，涉及可整合智慧型設備並且處理用於3D呈現的影像資料的頭戴式耳機。

計算行業及視訊遊戲行業近年已發生許多變化。隨著計算能力之擴展，視訊遊戲之開發者已創建適合於增強計算能力之遊戲軟體。為此目的，視訊遊戲開發者一直在編碼併入有複雜操作及數學運算之遊戲，以產生非常逼真之遊戲體驗。

此等遊戲係呈現為包括遊戲控制台、可攜式遊戲設備之遊戲系統的一部分，及/或提供為伺服器或雲端上之服務。眾所周知，遊戲控制台係設計成連接至監視器(通常為電視機)，且經由手持式控制器/輸入設備實現使用者交互。遊戲控制台可包括專用處理硬體以及其他膠連硬體、韌體及軟體，該專用處理硬體包括CPU、用於處理密集圖形操作之圖形處理器、用於進行幾何變換之向量單元。遊戲控制台可進一步設計成具有用於接納遊戲壓縮碟之光碟托盤，以便經由遊戲控制台進行本地遊戲。在線遊戲及多玩家遊戲亦為可能的，其中使用者可經由網際網路與其他使用者交互地對戰或一起玩遊戲。隨著遊戲複雜性不斷地激起玩家的興趣，遊戲及硬體製造商不斷進行革新來實現額外且更逼真之交互性。

電腦遊戲行業之發展趨勢在於開發增加使用者與遊戲系統之間的交互的遊戲。實現更豐富的交互體驗之一種方式為使用無線遊戲控制器，該無線遊戲控制器之移動及手勢由遊戲系統追蹤。此等移動及手勢係用作遊戲之輸入。手勢輸入一般而言涉及使如計算系統、視訊遊戲控制台、智慧型家電等電子設備對使用者在玩遊戲時做出的由電子設備捕獲的一些手勢做出反應。

實現更具沉浸式交互體驗之另一種方式為使用頭戴式顯示器(HMD)。頭戴式顯示器由使用者佩戴，且可經組配以在HMD之顯示部分中呈現各種圖形，如虛擬空間之視圖。呈現在頭戴式顯示器上之圖形可覆蓋使用者 視圖之很大一部分或甚至全部。因此，頭戴式顯示器可向使用者提供沉浸式體驗。隨著對網際網路之連通性持續增加，已引入HMD系統之更多組態，且每一組態具有某些優點及相關聯的局限性。

正是在此種情況下，本發明之實施例應運而生。

本文描述關於能夠將內容呈現至顯示螢幕且特定而言呈現在頭戴式顯示器(HMD)上的系統、方法及裝置之實施例。所呈現的內容可包括豐富的三維內容，該三維內容可在沉浸式虛擬現實內容之環境下呈現。

在一個實施例中，提供一種設備，該設備包括用於接納智慧型電話之狹槽或固持體。該設備經組配具有皮帶或頭部附接結構，使得智慧型電話可定位於狹槽或固持體中。在一個組態中，智慧型電話之螢幕對於使用者為可檢視的，很大程度上可以與具有整合在其中之螢幕的傳統HMD相同的方式檢視。因此，該設備不包括顯示螢幕，而使用智慧型電話之顯示螢幕來呈現將由使用者檢視之影像。在一個實行方案中，智慧型電話將與網際網路通訊，以訪問內容或訪問來自智慧型電話之儲存器的內容。在連接模式下，智慧型電話可獲得串流內容或已下載內容，當智慧型電話正作為頭戴式設備運行時，該內容可呈現在智慧型電話上。在一個實施例中，使呈現在電話之顯 示器上的內容失真以產生三維影像，且智慧型電話固持設備之光學元件可使該影像去失真，使得智慧型電話所顯示的內容在經由設備之光學元件檢視時，將表現為豐富的三維影像/視訊/交互式資料。在一個組態中，頭戴式設備將包括快門控制邏輯，該快門控制邏輯將允許控制設備之右眼及左眼光學元件，使得影像資料獲快速開閉以展示左、右、左、右、左、右......等影像，從而實質上使頭戴式顯示器(即，固持設備及智慧型電話)所呈現的影像資料能夠為三維、豐富且沉浸式的。

本案提供一種頭戴式顯示器(HMD)系統。該系統包括外殼以及安置於外殼中之光學元件。該系統進一步包括安置於外殼中之處理器，以及與處理器介接的快門控制邏輯。該快門控制邏輯經組配以操作以在打開光學元件之左眼側並關閉光學元件之右眼側與打開光學元件之該右眼側並關閉光學元件之該左眼側之間交替。固持體部分與外殼整合。固持體部分經組配以接納具有顯示螢幕之智慧型設備。當使用者佩戴HMD系統時，該顯示螢幕在朝向使用者之面部的方向上朝外殼之光學元件定向。操作中之快門控件經組配以允許：當經由外殼的光學元件檢視時，呈現在智慧型設備之顯示螢幕上的影像資料之三維視圖。

在另一個實施例中，提供一種用於呈現虛擬現實內容之系統。該系統包括經由皮帶附接至使用者之頭部的外殼。該系統進一步包括整合在外殼中之光學元件。 顯示光學元件定向在外殼之內側上，當外殼附接至使用者之頭部時，外殼係組配成朝使用者之眼睛定向。固持體整合在外殼中。固持體經組配以接納智慧型電話或智慧型設備(即，平板電腦或具有螢幕之設備)。在一個實例中，智慧型電話之螢幕朝向外殼之顯示光學元件定向。智慧型電話與固持體具有資料連接，以實現外殼之電子設備與智慧型電話之電子設備之間的資料通訊。快門控制邏輯與外殼之電子設備介接。光學控制邏輯與光學元件介接。處理器經組配以與快門控制邏輯及光學控制邏輯介接。處理器經組配以設置快門控制邏輯，以便在將自智慧型電話之螢幕獲得的影像資料僅呈現至光學元件之左眼側與隨後僅呈現至光學元件之右眼側之間相繼地切換。處理器進一步經組配以與光學控制邏輯介接，使得對於當影像資料提供至光學元件之左眼側及右眼側時而言，呈現獲最佳化。快門控制邏輯允許：當經由外殼之光學元件檢視時，根據呈現在智慧型電話之螢幕上的影像資料之三維影像的顯示(如使用者所感知)。

在一些實行方案中，該系統包括用於將智慧型電話連接至外殼的設備介面(有線或無線)。

在一些實行方案中，該系統包括外殼之慣性感測器。該慣性感測器提供外殼之移動及定向資料，且外殼之移動及定向資料經傳達至智慧型電話。智慧型電話使用外殼之移動及定向資料以及智慧型電話之慣性感測器所產生的移動及定向來微調外殼之移動及定向，以便影響或 更新進入智慧型電話所呈現的虛擬現實場景中之檢視方向及視角。

在一些實行方案中，該系統包括將來自外殼之慣性感測器的至少一些資料與來自智慧型電話之慣性感測器的資料組合來改良對外殼之追蹤。

在一些實行方案中，該系統包括複數個發光二極體，其安置於外殼之表面上，該發光二極體用於使用至少一個攝像頭追蹤外殼之位置。

在一些實行方案中，該系統包括複數個光電二極體，其安置於外殼之表面上，該光電二極體用於使用位於將在其內追蹤外殼之空間中的至少一個發光設備來追蹤外殼之位置。

在一些實行方案中，該系統包括外殼的用於處理透視模式之電子設備的電路系統，在透視模式下，智慧型電話之前向攝像頭獲啟用。當處於該透視模式時，快門控制邏輯暫停，且光學控制邏輯實現根據智慧型電話之螢幕的影像資料的顯示，該顯示經由智慧型電話之前向攝像頭展示現實世界視圖。

在一些實行方案中，該系統包括外殼的用於處理透視模式之電子設備的電路系統，在透視模式下，外殼之前向攝像頭獲啟用。當處於該透視模式時，快門控制邏輯暫停，且光學控制邏輯允許根據智慧型電話之螢幕的影像資料的顯示，該顯示經由外殼之前向攝像頭展示真實世界視圖。

在一些實行方案中，該系統包括與外殼整合的網路介面。該網路介面提供對用於連接至具有數位內容之網際網路站點之網路的訪問權。數位內容為串流內容或交互式串流內容之一，且其中串流交互式內容將由智慧型電話呈現，以供經由外殼之光學元件顯示。

在一些實行方案中，該系統包括智慧型電話所提供的網路介面。該網路介面提供對用於連接至具有數位內容之網際網路站點之網路的訪問權。數位內容為串流內容或交互式串流內容之一，其中串流交互式內容將由智慧型電話呈現，以供經由外殼之光學元件顯示。

在一些實施例中，整合至外殼中之光學元件包括左眼光學元件及右眼光學元件。

在一些實施例中，外殼包括設備輸入端(即，用於與輸入設備或資訊通訊之介面)。設備輸入端係組配成用於接收使用者輸入，該使用者輸入用於控制在智慧型電話所產生的影像資料中呈現的交互式內容場景之至少一部分。

在一個實施例中，使用者輸入係經由控制器、手部手勢、觸摸手勢或語音控制或其組合。

12‧‧‧使用者

14‧‧‧手

16‧‧‧場景

20‧‧‧前向攝像頭

30‧‧‧連接器插頭或導線

32‧‧‧電池

36‧‧‧USB鏈路連接器

50‧‧‧頭戴式設備

60‧‧‧智慧型電話

60a‧‧‧螢幕

70‧‧‧外殼

70a‧‧‧狹槽或孔

71‧‧‧夾子

80‧‧‧光學設備

90‧‧‧電子設備

91‧‧‧慣性感測器

92‧‧‧顯示器快門邏輯

93‧‧‧光學元件控制器邏輯

94‧‧‧微處理器單元

95‧‧‧碼框緩衝器

96‧‧‧記憶體

97‧‧‧影像呈現邏輯

98‧‧‧設備介面

99‧‧‧網路介面

100‧‧‧使用者

102‧‧‧頭戴式顯示器(HMD)

104‧‧‧控制器

106‧‧‧客戶端系統

107‧‧‧顯示器

108‧‧‧攝像頭

110‧‧‧網路

112‧‧‧雲端遊戲提供商

120‧‧‧內容源

130‧‧‧遊戲

140‧‧‧使用者

150‧‧‧遊戲資料

160‧‧‧社交資料

200A-H,J,K‧‧‧燈

204A‧‧‧麥克風

204B‧‧‧麥克風

204C‧‧‧麥克風

806‧‧‧電纜

900‧‧‧處理器

902‧‧‧記憶體

904‧‧‧顯示器

906‧‧‧電池

908‧‧‧運動偵測模組

910‧‧‧磁力計

912‧‧‧加速計

914‧‧‧迴轉儀

916‧‧‧攝像頭

918‧‧‧深度攝像頭

920‧‧‧揚聲器

922‧‧‧麥克風

924‧‧‧觸覺反饋模組

926‧‧‧LED

928‧‧‧讀卡器

930‧‧‧USB介面

932‧‧‧WiFi模組

934‧‧‧藍芽模組

936‧‧‧通訊鏈路

938‧‧‧輸入按鈕/感測器

940‧‧‧超音波通訊

942‧‧‧生物感測器

1082‧‧‧使用者

1086‧‧‧網路

1070‧‧‧資訊服務提供商

1072‧‧‧應用服務提供商

1074‧‧‧遊戲處理伺服器

1076‧‧‧廣播處理伺服器

1078‧‧‧儲存服務提供商

1080‧‧‧通訊提供商

1082‧‧‧使用者

1084‧‧‧客戶端設備

1088‧‧‧資料交換

圖1A例示根據一個實施例的佩戴設備之使用者，該設備例如為可接納智慧型電話或智慧型設備之外殼，該設備呈眼鏡或頭戴式設備(HMD)之形式。

圖1B例示根據一個實施例的眼鏡之側視圖，該眼鏡包括電子設備及用於智慧型電話之固持體。

圖1C例示根據一個實施例的具有用於固持智慧型電話之狹槽的眼鏡之透視圖。

圖1D例示根據一個實施例的示範性智慧型電話，該智慧型電話亦可包括智慧型設備、平板設備或具有用於顯示內容之螢幕的任何設備。

圖2例示根據一個實施例的佩戴HMD設備之使用者，該HMD設備包括智慧型電話以及與HMD設備所呈現的場景之交互。

圖3A例示外殼之示範性形狀因子，例如可固持智慧型電話之接納器單元，其中智慧型電話之攝像頭為前向的。

圖3B例示根據一個實施例的示範性組態，其中由導線將智慧型電話連接至外殼接納單元以及該接納單元/外殼之光學元件。

圖4A例示根據一個實施例的作為接納器單元或外殼之一部分的示範性電子設備，以及該電子設備與光學元件及智慧型電話之介面。

圖4B例示根據一個實施例的實例，其中智慧型電話之軟體經組配以處理碼框選擇及左/右眼選擇，包括擴大呈現(按比例放大)，以及對顯示之處理及經由HMD外殼之光學元件的檢視。

圖4C例示根據一個實施例的實例，其中快門 邏輯將光學元件設置為左/右交替檢視。

圖5例示根據一個實施例的外殼之電氣系統之實例，該外殼之電氣系統可包括快門控制邏輯、控制器光學元件、處理器、網路介面、慣性感測器、記憶體、碼框緩衝器以及用於與智慧型電話連接的設備介面，以及對數位內容之網際網路訪問。

圖6例示根據一個實施例的實例，其中位於同一地點的使用者可在本地共享內容(例如同級間)，包括與雲端系統共享內容。

圖7例示VR體驗中的HMD系統之另一個實例，該HMD系統使用智慧型電話及快門邏輯來提供豐富的3D內容。

圖8A例示根據一個實施例的佩戴HMD之使用者之實例，該HMD與計算設備及用於追蹤之攝像頭介接。

圖8B例示根據一個實施例的複數個LED，該等LED可用於攝像頭追蹤，且在一些狀況下，光電二極體可整合至外殼表面上，以使用雷射或發光源提供追蹤。

圖9例示使用客戶端系統之遊戲玩法的一個實例。

圖10例示根據一個實施例的HMD之實例，該HMD經由遊戲控制台進行追蹤及玩遊戲。

圖11例示根據一個實施例的可製作成外殼或HMD系統之一部分的示範性電子設備。

圖12提供根據一個實施例的資料中心以及例如經由網路訪問到與多個使用者介接的介面來進行多玩家交互、通訊及/或玩遊戲之實例。

本案描述關於允許將內容呈現至顯示螢幕之系統、方法及裝置之實施例。所呈現的內容可包括豐富的三維內容，該三維內容可在沉浸式虛擬現實內容之環境下呈現。該內容可為遊戲相關、娛樂相關、通訊相關、社交通訊或共享相關，或此等及其他類型之媒體及資訊的組合。在參考圖1A至圖7所述的一些實例中，示出可經組配以與第二計算設備通訊的頭戴式耳機設備。在一個實例中，第二計算設備可為智慧型電話、平板電腦、電腦、手錶，或可通訊以獲得影像內容且允許此類影像內容之呈現的某一設備。

在一個實行方案中，提供一種頭戴式設備，該頭戴式設備包括狹槽或固持體，其用於接納智慧型電話，以便允許智慧型電話之螢幕作為頭戴式設備之顯示器。因此，在此實例中，頭戴式設備不包括顯示螢幕，而是替代地在智慧型電話插入或置放於頭戴式設備之固持體中時，將使用智慧型電話之顯示螢幕。可經由有線或無線連接將智慧型電話連接至頭戴式設備。在此類實行方案中，智慧型電話將與網際網路通訊以訪問內容，如串流內容或已下載內容，該內容在智慧型電話插入或耦合至頭戴 式設備時，可呈現在智慧型電話上。在基本形式中，頭戴式設備將包括用於與智慧型電話有線或無線通訊之電子設備。該頭戴式設備可包括用於允許呈現在顯示器上之內容的檢視的光學元件。

在一個實施例中，使呈現在電話顯示器上之內容失真以產生三維影像，且頭戴式顯示器之光學元件可使該影像去失真，使得智慧型電話所顯示的內容在經由頭戴式設備之光學元件檢視時，將表現為豐富的三維影像/視訊/交互式資料。在另一個實施例中，在插入頭戴式設備中時，智慧型電話之顯示器上所呈現的內容將呈現影像，該影像可由頭戴式設備處理以表現為三維的。在一個實施例中，該頭戴式設備將包括快門控制邏輯，該快門控制邏輯將允許控制頭戴式設備之右眼及左眼光學元件，使得影像資料快速開閉以展示左、右、左、右、左、右......等影像，從而實質上使頭戴式顯示器所呈現的影像資料能夠為三維、豐富且沉浸式的。

圖1A例示佩戴頭戴式設備之使用者之實例，該頭戴式設備可包括固持、插入、夾持、滑入、關聯至頭戴式設備，或與該設備配對的智慧型電話60。在一個實施例中，當智慧型電話60係插入眼鏡50中時，該眼鏡可界定HMD。該頭戴式設備可為簡單的殼體設備，該殼體設備將智慧型電話60固持在適當位置，且提供用於檢視智慧型電話60之螢幕的光學元件。在另一個實施例中，該頭戴式設備可更加智慧型，該頭戴式設備可包括在智慧 型電話60連接至、接近或關聯到頭戴式設備時，用於與智慧型電話60通訊之電子設備。在此圖解中，將該頭戴式設備展示為眼鏡50，其具有連接或夾持至該眼鏡之智慧型電話。

該智慧型電話可使用其本機無線通訊電路系統來與如網際網路之網路110通訊。智慧型電話60可與各種內容站點通訊，其包括雲端遊戲內容、雲端娛樂內容、社交媒體內容或經由網際網路或專用網路可訪問的任何其他類型之內容。在一個實施例中，一旦已接收到正由智慧型電話60訪問之內容，智慧型電話即可下載並執行該內容。在另一個實施例中，該內容可自網際網路資源串流傳輸，且在需要時遞送至智慧型電話60。在一個實施例中，自服務提供商串流傳輸內容，該服務提供商提供遊戲、內容、娛樂內容，或在結合頭戴式設備或眼鏡50使用時，供智慧型電話消費的其他多媒體。

圖1B例示一副眼鏡50之側視圖，該眼鏡50包括當智慧型電話60已插入眼鏡50或由眼鏡50保持時，用於與智慧型電話60介接的電子設備。在此實例中，智慧型電話60垂直地位於眼鏡50之狹槽或固持體中，使得智慧型電話60攝像頭面朝前，以便在使用者佩戴眼鏡50時，允許具有對環境之透視檢視或直通檢視。眼鏡50之主體界定外殼70。外殼70可固持電子設備90，且可包括固持體91。如本文所述的固持體應當包括用於固持、夾持、夾緊、固定、附接或以其他方式將智慧 型電話維持在適當位置之任何結構。在一個實施例中，當使用者與智慧型電話60設備經由眼鏡50所顯示的虛擬場景交互，且使用者希望與虛擬場景斷開以與另一個人交互、進行電話呼叫、暫停遊戲、暫停會話或交互式會話或通訊時，使用透視模式(即，透明或半透明模式)之啟用。亦可自動觸發透視模式，如當接收到信號時或當需要安全警報或通知時。

圖1C例示眼鏡之實例，該眼鏡包括電子設備90，其用於在將眼鏡50和智慧型電話60之插頭、藍芽、Wi-Fi及其他無線協定或有線連接、插頭、連接器連接在一起時與其進行通訊。在此實例中，當眼鏡50佩戴或插入在使用者面部上時，智慧型電話螢幕60a側將面向使用者眼睛之位置或大體上朝向眼睛。智慧型電話之後側可包括可面向前的智慧型電話攝像頭。在一個實施例中，眼鏡50可包括狹槽或孔70a，使得智慧型電話後側之攝像頭可看穿眼鏡50之殼體。在另一個實施例中，眼鏡50之殼體可包括透視或透明面板，以允許智慧型電話60之攝像頭看穿該面板。

圖1D例示智慧型電話60之實例，該智慧型電話60可包括位於後側且亦位於前側上之攝像頭。當智慧型電話插入眼鏡50中時，智慧型電話之螢幕側60a將面向前朝向使用者眼睛。如下文將描述的，在一個實施例中，眼鏡50可包括光學元件80，該光學元件80將位於使用者眼睛與智慧型電話60之螢幕60a之間。可特製光 學元件80來提供對智慧型電話螢幕60a所提供的內容之檢視，且使呈現、設定尺寸、重新設定尺寸、清晰度、時效及其他失真或非失真調整最佳化。

圖2例示佩戴頭戴式設備(眼鏡)50之使用者之實例，該頭戴式設備50已接納或將要接納智慧型電話60。在一個實施例中，智慧型電話60連接至頭戴式設備50之電子設備90，使得光學元件80可與智慧型電話60之邏輯、軟體、韌體同步，以用於經由光學元件80向使用者呈現智慧型電話螢幕60a之影像。在一個實施例中，由智慧型電話60呈現之內容將為虛擬現實三維內容，該內容以已下載的應用程式之形式或以來自網站、服務、服務提供商、內容提供商、娛樂提供商等之串流格式遞送至智慧型電話60。在一個實施例中，在智慧型電話60上呈現之內容為虛擬現實呈現內容，該內容在定義為VR空間之示範性螢幕中示出。

智慧型電話60之前向攝像頭可監視眼鏡50之此正視圖，以便幫助使用者與場景交互，諸如允許使用者12將手14置放至場景16中，以與VR空間中之內容交互。因此，現實世界空間中之使用者可將其手置放至前向攝像頭之視空間中，且此由在智慧型電話上操作之軟體偵測，以允許將使用者之手14混配至VR空間中。使用者之手可呈現至VR空間中，作為使用者實際之手或作為增強實境，或作為增強及現實世界影像之混配。

圖3A例示眼鏡50之實例，該眼鏡50係展示 為外殼，該外殼包括用於接納智慧型電話60之夾子或擱架71。應當理解的是，外殼之形狀及人體工學可取決於具體實行方案而改變。因此，本文所提供的示範性實行方案僅僅為根據各個實施例之實例，該實例可予以修改，只要其起作用且提供設備之間的交互性即可。

在此特定實例中，外殼包括夾子71(或固持體)，該夾子71允許前向攝像頭自由地檢視使用者之現實世界中的前部空間或區域。在一個實施例中，如上所提及，內容可自透明模式切換以檢視虛擬現實空間外部，且返回現實世界空間。因此，當使用者希望檢視現實世界且退出VR空間時，前向攝像頭20提供現實世界視圖。在另一個實施例中，當使用者正在VR空間中交互時，前向攝像頭20可向使用者提供安全通知。舉例而言，若使用者在特定空間中四處行走，且危險地接近台階、牆壁或一些其他物體，則可在頭戴式顯示器中向使用者提供通知，如消息、通知、警報、聲音、觸覺反饋等。

因此，當使用者沉浸在虛擬現實空間中時，攝像頭20對提供現實世界空間的安全通知有用。使用者亦可在部分透明視圖、完全透明視圖、完全及部分透明視圖之混配或部分視圖中具備自虛擬現實空間進入現實世界空間之轉變，該等視圖可展示使用者感興趣的或在使用者正佩戴由智慧型電話60啟用的頭戴式設備時可為危險的實際特徵。

圖3B例示頭戴式設備之實例，該頭戴式設備 包括頭帶及外殼70。外殼70係展示為包括電子設備90及光學元件80，當智慧型電話置放於狹槽、固持體、夾子或連接件71中時，電子設備90及光學元件80位於使用者眼睛將處於之位置與智慧型電話60螢幕的正面之間。亦可為外殼提供電池來為電子設備90供電。

在另一個實施例中，連接器插頭或導線30可用於經由安置於外殼70中之電池32提供電力。在另一個實施例中，智慧型電話60之電池可操作頭戴式設備50之電子設備90。如上所提及，智慧型電話60亦可為平板電腦、電腦單元、局部電腦單元或具有顯示螢幕之任何混合型設備。在此實例中，經由USB鏈路連接器36將智慧型電話60連接至接納器單元。智慧型電話60因此連接至接納器單元之電子設備90，以用於處置自智慧型電話60接收到之資訊，諸如影像資料與光學元件80之操作的同步。

圖4A例示可用於頭戴式設備50中之電子設備單元90之實例。在一個實例中，電子設備單元90可包括用於連接至智慧型電話60之設備介面98。設備介面98可與微處理器94及記憶體96通訊。微處理器94可耦合至作為電子設備單元90或接納器單元之一部分的慣性感測器91。慣性感測器91可包括加速計、迴轉儀、磁力計及其一或多者之組合或彼等設備之組合。一般而言，當由使用者佩戴時，慣性感測器91提供關於外殼70之移動及定位之資料。

此等運動及移動可轉換成關於位置之資訊，該資訊可用於追蹤，且可用於相對於正呈現或與之交互的虛擬現實內容來展示或改變智慧型電話60所提供的影像(即，影像內容)。舉例而言，當使用者12四處移動其頭部時，智慧型電話60之顯示器60a可基於與使用者正看向或遠離的彼等位置相關聯之內容，提供不同影像及場景。微處理器單元94亦可與顯示器快門邏輯92通訊。顯示器快門邏輯92可耦合至光學元件控制器邏輯93，該光學控制器邏輯93隨後耦合至接納器單元(即，外殼)的光學元件80。在一個實施例中，可將內容以格式化的三維形式或以正常的非格式化形式，自遠程伺服器提供至智慧型電話60。舉例而言，每一碼框可包括左眼影像及右眼影像，該左眼影像及右眼影像基本上為提供至左眼及右眼二者且以失真格式提供的同一影像。在一個實施例中，此碼框流可以串流格式自服務下載至智慧型電話，以便經由光學元件80顯示在接納器單元上。

顯示器快門邏輯92可配置該系統，以順序左、右、左、右、左、右等向相應眼睛示出所接收碼框的影像。以此方式，左眼將看見用於所接收碼框的來自該碼框之左邊部分之內容，且隨後右眼將看見用於接下來接收到的碼框的來自該碼框之右邊部分之內容，且隨後左眼將看見所接收碼框之左邊部分，且隨後右眼將看見用於下一碼框來自該碼框之右邊部分之內容等。參考圖4C更詳細地例示此情況。

圖4B例示佩戴插入有智慧型電話60的頭戴式設備之使用者12之實例。在此實例中，智慧型電話處理將自雲端處理系統接收碼框流，該碼框流可將三維遊戲遞送至可攜式設備。在此圖解中，正遞送至智慧型電話之每一碼框將各自包括左眼及右眼影像內容。智慧型電話60上或頭戴式設備之電子設備90上或頭戴式設備之電子設備90及智慧型電話60兩者上所執行的軟體模組將執行碼框(例如，來自雲端處理系統之碼框流)的接收。可例如以每秒30碼框之速度遞送碼框流。取決於實行方案，其他碼框速率為可能的。

如圖所示，所接收影像碼框模組將接收影像，且擴大呈現(按比例放大)模組將按比例放大影像碼框的選定左邊或右邊部分。正按比例放大的選定左邊或右邊影像碼框將提供至智慧型電話60之顯示器，以供在智慧型電話設備60之整個螢幕上顯示，而不是使智慧型電話設備以較小的較少沉浸式格式展示左眼及右眼兩者。此外，軟體可包括邏輯，使得頭戴式設備可選擇順序地開閉左眼或右眼，使得左眼或右眼將以連續順序看見由智慧型電話呈現的整個螢幕。在一個實例中，展示碼框0、1、2、3、4及5。此等碼框正自雲端系統串流傳輸，且每一碼框將包括左眼及右眼影像內容。根據一個實施例，對於碼框0而言，軟體將選擇來自該碼框之左眼影像內容，且將擴大呈現該左眼內容以供顯示在可攜式設備上。

在同步中，軟體將向眼鏡之快門系統提供指 令，該等指令將打開左眼之快門，使得使用者在按比例放大之影像提供至電話之整個顯示螢幕時，用左眼檢視整個螢幕。相同過程將對碼框1發生，例外的是右眼內容按比例放大、展示在顯示螢幕上，且快門將向使用者之右眼展示該內容。此過程將按順序繼續，以便向由智慧型電話正顯示之內容提供三維效果。在一個實施例中，軟體及智慧型電話基本上向眼鏡提供碼框選擇及擴大呈現以及快門選擇指令。

在替代實施例中，自來源接收到的影像資料將提供完整影像，從而避免對擴大呈現的需要。在此狀況下，快門邏輯將向左眼及右眼簡單地展示內容，相繼地切換，以便提供三維效果。如此，可在預先格式化或不預先格式化由智慧型電話60經由光學元件80遞送或顯示之影像內容的情況下處理3D效果。在此實施例中，因此，快門邏輯與智慧型電話之螢幕所呈現的影像之碼框速率簡單地同步，且左/右快門開閉提供必需的三維效果。在一些實施例中，發送影像資料(例如，交互式視訊)以供結合快門系統使用，且在其他實施例中，影像資料由外殼70之電子設備90簡單地發送，且快門開閉由外殼70之電子設備90完成。

圖4C例示來自串流服務的以每秒30碼框到達之流之實例。在此實例中，利用眼鏡之快門系統，每只眼睛每秒看見15個碼框。在時間0處，電話將顯示已按比例放大之左眼影像內容，且快門將打開左眼來檢視該內 容。在時間1處，軟體將選擇來自已按比例放大的碼框之右眼內容，且快門將允許右眼檢視整個電話顯示螢幕。對於時間2、時間3等，此過程將繼續。在其他實施例中，可取決於帶寬而增加影像流進入智慧型電話60之碼框速率。在一個實施例中，若碼框流之碼框速率為每秒60個碼框，則每只眼睛每秒將看見30個碼框。基本上，可藉由簡單地使用快門系統來將內容製成豐富的三維內容，該快門系統將選擇碼框之影像的若干部分，且隨後將按比例放大之版本顯示至顯示螢幕上。如上所述，按比例放大為可選的，且系統可對完整的所接收影像碼框及快門開閉進行操作，且經由光學元件80來顯示。在一些實施例中，碼框速率亦可為每秒120、240或更多個碼框，取決於帶寬及處理能力。

在又一實例中，參考圖4B及圖4C，三維視訊流經傳達至頭戴式顯示器(即，智慧型電話60之螢幕60a)。三維視訊流之每一碼框包括左眼影像及右眼影像兩者。處理給定碼框來提取左眼影像或右眼影像，但不會提取兩者。對於給定碼框而言，所提取之影像(左眼或右眼)擴大呈現以配合頭戴式顯示器之顯示尺寸，且頭戴式顯示器之快門係設置成允許顯示給定碼框(左眼或右眼)之當前經提取並擴大呈現之部分。隨後，顯示給定碼框之經提取及擴大呈現部分。

對於連續碼框而言，提取、擴大呈現、快門設置及顯示操作在左眼影像與右眼影像之間交替，使得對 於給定碼框，僅處理左眼影像部分或右眼影像部分，以及下一碼框處理左眼影像部分或右眼影像部分之另一者等。在正常碼框速率的情況下，以交替方式僅處理給定碼框之左眼影像部分或右眼影像部分對於人類視覺系統為不可辨別的，且在處理三維視訊流中提供改良效率。此外，視訊流亦可提供非3D影像資料，該非3D影像資料係藉由快門開閉產生的給定3D效果。另外，在一些實施例中，不需要擴大呈現影像資料，且可關閉全尺寸影像。

圖5例示電子設備單元90之實例，該電子設備單元90可包括其他功能性、電路系統、韌體、邏輯、處理器、記憶體等。此等特徵僅僅為示範性的，且取決於實行方案，一些系統可包括更多或更少設備。在圖5所提供之一個實例中，電子設備單元90可為眼鏡50之一部分。電子設備單元90將包括處理器94，該處理器94可包括圖形處理器或GPU或通用處理器。在一個實施例中，可提供多個處理器或多核處理器。處理器94可與可作為眼鏡或頭戴式設備之一部分的慣性感測器91通訊。慣性感測器91可收集用於運動、移動、航位推算及追蹤之資訊。此資訊可與處理器94共享。

在另一個實施例中，複數個光電二極體安置於外殼表面上。該等光電二極體用於使用位於有待追蹤外殼之空間/房間中的至少一個發光設備來追蹤外殼之位置。舉例而言，光電二極體可安置於外殼表面上，例如彼此具有已知的實體間隔。發光器可例如在各個方向上射出 光，使得該光中之某部分將接觸/到達光電二極體。計算或校準時序設定檔，使得時序為已知的或與偵測及發射同步。以此方式，有可能識別某些光電二極體何時偵測到光，且因為發射器(例如，置放於房間中之一或兩個旋轉發射器)之位置以及定時為已知的，所以有可能識別外殼上具有光電二極體之位置。因為發射及偵測係於使用HMD系統期間進行，所以有助於對HMD/外殼之追蹤。

處理器亦可控制快門控制邏輯92，該快門控制邏輯92隨後可與可控制的光學元件93介接，該可控制的光學元件93可控制眼鏡之左眼及右眼光學元件80。在一個實施例中，處理器亦可耦合至碼框緩衝器95及記憶體96，或僅耦合至記憶體96。碼框緩衝器95亦可與影像呈現邏輯97通訊，該影像呈現邏輯97亦向光學元件80之左眼及右眼提供影像資料。舉例而言，頭戴式設備(眼鏡)50亦可接收來自網際網路之單獨內容或資料饋送，該內容或資料饋送可與智慧型電話60所接收的且由智慧型電話螢幕60a顯示之內容混配。在一個實施例中，可利用頭戴式顯示器50所提供的額外內容來增強智慧型電話60所顯示之內容。在一個實施例中，頭戴式設備(眼鏡)50所獲得的內容可與智慧型電話所接收並顯示之內容混配、多路複用或相適應。舉例而言，內容可在頭戴式設備所接收到之內容與智慧型電話60所接收到之內容之間切換。

在其他實施例中，取決於正顯示的內容、疊加內容(overlay)、通訊資訊、第二頻道聊天饋送、社交網 路資料、圖像顯示資料中之圖像或其他內容可經由眼鏡之光學元件提供至左眼或右眼或兩隻眼睛，且可與智慧型電話設備60所提供的資料混配或其代替或與之交錯。在一個實施例中，智慧型電話設備60及電子設備單元90可包括網路介面99及設備介面98，該網路介面99及設備介面98將允許與網際網路通訊，且提供對各種內容站點之訪問。該內容站點可向設備提供內容來用於VR呈現、影像產生、通訊、社交網路共享、虛擬現實旅遊、目的地旅遊內容、雲端遊戲內容、雲端娛樂內容、社交媒體內容、流媒體伺服器、附近的頭戴式顯示器玩家及其他資訊。

在一個實施例中，可使用主動式快門3D系統(例如，交替碼框序列、交替影像、AI、交替視場、視場順序或消逝方法)來顯示立體3D影像。在一個組態中，系統藉由以下方式來工作：僅呈現既定用於左眼之影像，同時阻擋右眼之視圖，隨後呈現右眼影像，同時阻擋左眼，且快速重複此過程，使得中斷不會干擾兩個影像變成單個3D影像之感知融合。

某些主動式快門3D系統使用液晶快門眼鏡(亦稱為「LC快門眼鏡」或「主動式快門眼鏡」)。OLED螢幕亦為可用的。每只眼睛之鏡片包含液晶層，該液晶層具有以下性質：在施加電壓時變得不透明，而在其他時間為透明的。眼鏡由時序信號控制，該時序信號允許眼鏡交替地阻擋一隻眼睛，且隨後阻擋另一隻，此與螢幕之刷新速率同步。可經由有線信號或藉由紅外線或射頻(例如， 藍芽，DLP鏈路)發射器以無線方式來實現視訊設備之時序同步。主動式快門3D系統亦可實行來在一些劇院中呈現3D電影，且其可用於在CRT、電漿、LCD上呈現3D影像，在HMD系統、VR顯示系統、智慧型電話、遊戲控制台、螢幕、顯示器及其組合上呈現3D影像。

圖6例示多玩家或多使用者環境之實例，其中多個使用者可正在使用具有智慧型電話60之頭戴式設備50。在一個實施例中，智慧型電話60可與雲端系統通訊，該雲端系統可提供串流VR內容。在一個實施例中，使用者可彼此緊密接近，此可允許與智慧型電話及VR內容混合相關聯之系統及軟體切換通訊模式。舉例而言，若一對使用者正在共享虛擬顯示站點或位置或交互區，則內容中之一些或全部可經由同級間網路(即，以配對模式)在該使用者之間傳送，該同級間網路為自點至雲端網路變化之模式。

當偵測到使用者的接近時或按照使用者設置或請求，切換可隨著時間的過去而動態地發生。藉由允許本地同級間通訊，亦可減小等待時間。當交互式視訊正串流傳輸至兩個使用者時，切換至同級間可能是為選擇資料，例如資料通道。舉例而言，本地通訊如訊息傳遞、聊天、音訊通道及通知可經由同級間網路傳送，同時交互式資料係自伺服器串流傳輸至每一使用者。在某些狀況下，可將某些串流資料發送至一個使用者，且將此資料與另一使用者共享，例如當一個使用者具有比另一使用者高的寬 帶連接時。因此，此等實施例將允許使用者共享VR空間，且以混合模式的方式在彼此之間傳送資料，從而可允許傳至雲端系統之通訊及同級間通訊、近場通訊、Wi-Fi通訊、藍芽通訊或其他所連接的有線或無線鏈路之任何組合。

圖7例示頭戴式設備50之另一個實例，該頭戴式設備50可包括用於接納智慧型電話60之狹槽71。如上文所論述，智慧型電話60可經由連接器40來連接至頭戴式設備或外殼70。連接器40可為有線連接或無線連接。一旦將智慧型電話60插入外殼之固持體71中，智慧型電話60就可允許其前向攝像頭面朝前。在一個實施例中，外殼係設計成使得智慧型電話之攝像頭可向前檢視，而不會受阻擋。頭戴式設備50亦可包括如上所述的電子設備90及光學元件80。在此實施例中，頭戴式設備亦可包括兩個額外攝像頭，如HMD 50之外殼上的左攝像頭或右攝像頭。當使用者決定在虛擬現實場景至現實生活之間翻轉時，此等額外攝像頭可例如在穿過模式(或傳輸或半傳輸模式)下提供對使用者前方之內容的三維檢視，以及使用者前面的現實世界場景。

在此實例中，頭戴式設備50之電子設備90可包括可與網際網路通訊的無線網路介面99或有線介面。展示為插入外殼之固持體71中的智慧型電話60亦可包括其本身之網際網路連接。智慧型電話之攝像頭面向前，但可包括其他攝像頭。當然，智慧型電話60可包括 其本身之慣性感測器(未示出)。另外，頭戴式設備50可包括慣性感測器91，該慣性感測器91亦與頭戴式設備50之處理器94通訊。頭戴式設備50之慣性感測器91可與智慧型電話之慣性感測器通訊。

在一個實施例中，混配、混合或航位推算可發生在自頭戴式設備50之慣性感測器91收集的資料與自智慧型電話60收集的資料之間，從而避免在檢視VR場景中之內容時將為不自然的誤報、不平穩移動、非預期的運動或觸發。在此實例中，處理器94與快門控件92及攝像頭選擇右-左通訊，該攝像頭選擇右-左與用於右眼及左眼之光學元件控件93通訊。亦可提供記憶體及/或碼框緩衝器95，使得處理器94可向顯示螢幕提供與電話顯示螢幕所提供資料不同的資料，或除由此智慧型電話提供的內容之外，可藉由頭戴式設備提供混配、多路複用、覆蓋、消息覆蓋、社交連接覆蓋等。在一個實施例中，處理器可用於選擇攝像頭選擇右/左，使得當使用者希望看穿設備且看見現實世界時，可啟用頭戴式設備之前向左攝像頭及右攝像頭。

經由兩個攝像頭來看現實世界可藉助於快門控件92發生，該快門控件92在左眼與右眼之間按順序並連續地翻轉。此功能性將提供更加逼真的與現實世界相關聯之影像，且包括單個攝像頭前向系統無法提供的三維深度視角。在又一實施例中，頭戴式設備50之前向攝像頭可有助於安全特徵，如當使用者正接近牆壁、物體、樓梯 或不安全區時警告使用者。

在又一實例中，參考圖4B及圖4C，將三維視訊流傳送至頭戴式顯示器。該三維視訊流之每一碼框包括左眼影像及右眼影像兩者。處理給定碼框來提取左眼影像或右眼影像，但不會提取兩者。對於給定碼框而言，所提取的影像(左眼或右眼)經擴大呈現以配合頭戴式顯示器之顯示尺寸，且頭戴式顯示器之快門係設置成允許顯示給定碼框(左眼或右眼)之當前經提取並擴大呈現之部分。隨後，顯示給定碼框之經提取並擴大呈現之部分。

對於連續碼框而言，提取、擴大呈現、快門設置及顯示操作在左眼影像與右眼影像之間交替，使得對於給定碼框而言，僅處理左眼影像部分或右眼影像部分，且下一碼框處理左眼影像部分或右眼影像部分之另一者等。在正常碼框速率的情況下，以交替方式僅處理給定碼框之左眼影像部分或右眼影像部分對於人類視覺系統為不可辨別的，且在處理三維視訊流中提供改良效率。

在其他實施例中，攝像頭可與HMD或智慧型電話分開提供。攝像頭可指向HMD以追蹤HMD。在一些實施例中，可一起使用攝像頭之組合，該組合可包括HMD上之攝像頭、電話上之攝像頭以及檢視HMD之攝像頭(例如，當連接至電腦時)。如此，應理解，參考圖1A至圖7所述的實施例或該等實施例之零件可與參考圖8至圖12所述的零件、組件、特徵或實施例組合，以便定義各種混合實施例。

考慮到前述內容，參考圖8至圖12描述額外實施例。

在一個實例中，由使用者佩戴的HMD為使用者提供檢視豐富的多媒體內容之機會，該多媒體內容可包括視訊遊戲、電影、網際網路內容及其他類型的交互式及非交互式內容。使用系統之組合來執行對HMD之追蹤。該系統包括但不限於：HMD中之慣性感測器，以及使用一或多個攝像頭之光學追蹤。用於光學追蹤之攝像頭可捕獲佩戴HMD之使用者之視訊，因此當使用者帶著HMD四處移動時，可分析視訊碼框以判定HMD之位置、定向及移動。廣義地說，HMD所呈現的某些內容動態地取決於HMD之移動。

舉例而言，若HMD提供進入場景中的視圖，則使用者能夠自然地移動其頭部來檢視場景之其他部分。在視訊遊戲實例中，佩戴HMD之使用者可在任何方向上移動其頭部，以在虛擬場景中及虛擬場景周圍移動。在一個實施例中，以豐富三維(3D)格式呈現虛擬場景。因此，為流暢地呈現HMD中之內容，將以高保真度來追蹤HMD之移動。

在圖8A及圖8B中所示的HMD之一個組態中，HMD經組配以與客戶端系統106通訊，該客戶端系統106呈現經呈遞至HMD之內容。在一些實施例中，可自遠程伺服器或使用雲端遊戲基礎建設之伺服器串流傳輸該內容(例如，遊戲、電影、視訊、音訊、影像、多媒體 等)。在一些實例中，將內容下載至客戶端系統106，以用於呈現且隨後傳送至HMD。

如上所述，追蹤可包括使用安置於HMD內之慣性感測器。示範性慣性感測器包括一或多個加速計以及一或多個迴轉儀。一些實行方案可包括或多或少的慣性感測器。除慣性感測器之外，亦可使用攝像頭來追蹤HMD。在一個實施例中，HMD配置有若干個燈(例如，發光二極體(LED))，該燈充當標記。隨後可藉由客戶端系統分析攝像頭所捕獲的一或多個視訊碼框來容易地識別標記。在一個組態中，HMD包括前部單元(例如，本文亦稱為光學元件塊)之四個隅角上的四個LED以及後區段上的兩個LED。

在一個實例中，前部單元102a在每側上包括正面及側面，其中該正面及側面界定大致連續之表面。在本文所提供的各個實例中，前部LED係界定在前部單元102a之外殼中且安置有透明塑膠，其當LED接通時可照明。此外，在一些實施例中，前部LED係組配成部分安置於前表面上，且部分安置於側表面上，以便界定部分L形狀，或彎曲的L形狀，或迴旋鏢形狀、或彎曲矩形，或曲線、或點，或圓形、或圖案或其組合。

當使用者直接面對攝像頭108時以及當使用者開始避開直接面對攝像頭108時，此形狀允許追蹤前部單元102a。當使用者面向旁邊，且進一步遠離直接面對攝像頭時，前部LED將可見，直至僅前部一側上之LED 可見且後側上之LED之一可見為止。此自前部LED至前部及後部LED之轉變。由於此種轉變，如上所述，需要前部LED與後部LED之間的分開距離，使得可進行準確的追蹤。

更進一步而言，當佩戴HMD之使用者面向攝像頭時，攝像頭應當能夠看到全部四個LED。四個前部LED之間隔對於客戶端系統106而言為已知的。舉例而言，可藉由客戶端系統106上所執行之程式來訪問HMD之幾何模型，以便判定當使用者佩戴HMD時使用者頭部之深度(相對於攝像頭)及定向。舉例而言，因為四個LED在一個實施例中係安置於隅角(例如，描繪為矩形形狀)上，所以有可能自所捕獲之視訊碼框判定使用者是在向下、向上還是向側面檢視。

然而，因為可在HMD中呈現的交互式內容幾乎可為無限的，所以使用者能夠在幾乎每個維度中檢視虛擬場景且與之交互。佩戴HMD之使用者因此可決定在任何方向上轉動其頭部，頭部不一定總是相對於攝像頭面向前。實際上，取決於所呈現的內容(例如，沉浸式交互式視訊遊戲、移動、虛擬旅遊、剪輯、音訊及其組合)，使用者將多次面對攝像頭之側面且直接背離攝像頭。

在此類交互式會話期間，追蹤HMD之攝像頭將自看見前部四個LED轉為間或看見前部LED中的兩個LED之側面，且亦看見後部LED之一。雖然前部四個LED基於HMD之幾何模型保持在固定相對定向上，但是 後部LED可取決於對HMD之頭帶的調整設置而改變位置。舉例而言，若頭部較小的使用者將頭帶調至合適，則前部LED與後部LED之間的距離(例如，當自側面檢視時)相對於針對另一個使用者之較大頭部的調整設置將更靠近。

為說明頭帶調整變化之原因，組配一過程來校準HMD之幾何模型，使得前部LED與後部LED之間的間隔(例如，當自側面檢視時，當使用者轉動其頭部遠離直面攝像頭時)可用於向HMD準確地呈現場景內容，且自所需視角、角度及/或定向提供場景。在一個實行方案中，幾何模型為電腦模型，該電腦模型儲存/包含HMD 102之尺寸及/或三維輪廓，類似於電腦輔助設計(CAD)繪圖可展示的尺寸及/或三維輪廓。然而，該幾何模型不顯示為繪圖，而是儲存為可由遊戲、或電影、或軟體，或韌體，或硬體，或其組合訪問之資料集，以便實現準確的追蹤。

仍舉例而言，在一個實施例中，HMD 102之三維輪廓可包括HMD之每一形狀及LED區之形狀的輪廓、LED相對於輪廓中之形狀的位置、HMD之實體結構之角及輪廓線，以及界定HMD之特徵及構造的量測值之資料集。詳言之，幾何模型可包括尺寸資料，該尺寸資料界定LED在前部單元102a上之精確相對佈局。然而，因為後部LED耦合至可調整的頭帶，所以在校準期間必須更新間隔距離，使得可利用前部LED與後部LED之間的 更準確距離來更新幾何模型。

在一個實施例中，校準過程經組配以在對視訊碼框之分析判定後部LED之一為可見的之後起始(例如，自僅前部LED可見時開始)。舉例而言，在會話(例如，玩遊戲或交互式會話)開始的時候，常見的是，使用者將使HMD面向攝像頭。在某一時刻，使用者將轉動其頭部遠離攝像頭，從而將暴露後部LED中之至少一者。此時，正在進行的對視訊碼框之分析將偵測到後部LED之出現。

在一個實施例中，隨著使用者繼續移動，過程將分析若干碼框，以便使可見的後部LED及可見的前部LED與慣性資料相關聯。針對每碼框而呈現的慣性資料例如用於關聯可見的後部LED與可見的前部LED之間的經估計間隔距離。在一個實例中，來自HMD之迴轉儀資料用於判定在HMD移動時使用者頭部之旋轉運動。此外，作為實例，來自HMD之加速計資料用於判定移動，諸如位置(例如，傾斜度/間距)及旋轉。

因此，使用來自HMD的所捕獲視訊碼框之影像資料(即，當後部LED及前部LED可見時)，與影像資料組合之慣性資料將呈現前部LED與後部LED之間的經估計間隔距離，以用於HMD之頭帶的當前尺寸設置。此資料隨後用於校準HMD之幾何模型，該幾何模型包括經估計間隔距離。在一個實施例中，該校準可時常更新，且亦可單獨為HMD之每一側進行校準。

一旦對HMD之幾何模型的校準完成，使用者就可在會話期間進行交互。然而，一旦會話完成，有可能一不同使用者可能希望有權訪問該HMD。此時，新的使用者亦將可能將HMD之頭帶調整至另一個尺寸，從而將會引起前部LED與後部LED之間的實際間隔距離之改變。在一個實施例中，可使用先前更新的校準或來自原始幾何模型之尺寸開始新的會話。

在開始時，玩遊戲或交互式會話將順利進行，其中HMD中所呈現的場景將基於使用者頭部之移動來呈現。當佩戴HMD的使用者面向前朝向攝像頭時，情況將是如此，其中HMD前部之四個LED之間的固定間隔為已知的。然而，一旦使用者轉向遠離攝像頭且發現後部LED，在沒有自動校準的情況下，系統將在HMD中所呈現之內容中看見跳躍或彈出。發生此情況是因為對HMD之追蹤(該追蹤利用對LED之標記追蹤來識別位置)將與HMD之實際位置不同步。

在一個實施例中，每當使用者使HMD面對側面時，其中前部LED及後部LED變得可見(即，來自當僅前部LED或僅後部LED可見時)，就執行關於是否需要重新校準之確定判定。在一個實例中，若針對當前會話之校準已發生，且該會話在當前校準的情況下正在進行，則系統將在後台運行校準，以判定當前校準是否仍處於預定義的公差餘裕內。舉例而言，若相同使用者在玩遊戲期間調整了頭帶，或脫下HMD來進行較小尺寸調整，或一些其 他人短暫地試戴過HMD，則前部與後部之間的實際間隔將不同於用於在初始校準期間估計間隔的間隔。

公差餘裕係組配或選擇為使得在新的後台校準顯示呈現毛刺、跳躍或彈出將可能發生(例如，在HMD中所呈現的視訊影像中)的情況下，新的校準應當成為當前校準。

在又一實施例中，HMD將包括將設置旗標的頭帶調整偵測器。該旗標可由系統及/或遊戲執行來讀取，該旗標可用於要求重新校準幾何模型。舉例而言，若使用者在HMD的使用期間調整頭帶，則系統可經由該旗標來警告應當重新運行校準。若因為另一個使用者試戴過HMD而發生調整，甚至當正在進行同一會話時，亦可發生相同警告。在其他實施例中，可在開始新的會話後或在系統偵測到HMD已靜止一段時間或一段時間未移動時產生該旗標。在新的會話發生之前或甚至在會話期間，此類指示符可被視為頭帶可能已獲調整之可能性。

圖8A例示根據本發明之實施例的用於視訊遊戲之交互性遊戲玩法之系統。示出使用者100正佩戴著頭戴式顯示器(HMD)102。以類似於眼鏡、護目鏡或頭盔之方式佩戴HMD 102，且該HMD 102經組配以向使用者100顯示視訊遊戲或其他內容。藉助於提供緊密接近使用者眼睛之顯示機構(光學元件及顯示螢幕)與遞送至HMD之內容的格式，HMD 102經組配以向使用者提供沉浸式體驗。在一個實例中，HMD 102可向使用者眼睛中之每 一隻提供顯示區，該顯示區佔據使用者視場之大部分或甚至全部。

在一個實施例中，HMD 102可連接至電腦106。連至電腦106的連接可為有線或無線的。電腦106可為任何通用或專用電腦，包括但不限於：遊戲控制台、個人電腦、膝上型電腦、平板電腦、行動設備、蜂窩電話、平板、瘦客戶端、機上盒、媒體串流設備等。在一些實施例中，HMD 102可直接連接至網際網路，從而可允許雲端遊戲，而無需單獨的區域電腦。在一個實施例中，電腦106可經組配以執行視訊遊戲(和其他數位內容)，且輸出來自該視訊遊戲的視訊和音訊，以供HMD 102呈現。電腦106在本文中亦可稱為客戶端系統106a，該客戶端系統106a在一個實例中為視訊遊戲控制台。

在一些實施例中，電腦可為本地或遠程電腦，且電腦可運行仿真軟體。在雲端遊戲實施例中，電腦為遠程的，且可由多種計算服務表示，該計算服務可在資料中心中虛擬化，其中遊戲系統/邏輯可虛擬化並經由網路分配給使用者。

使用者100可操作控制器104來提供視訊遊戲之輸入。在一個實例中，攝像頭108可經組配以捕獲使用者100位於其中的交互式環境之影像。可分析此等所捕獲的影像來判定使用者100、HMD 102及控制器104之位置及移動。在一個實施例中，控制器104包括一個燈(或多個燈)，該或該等燈可獲追蹤來判定其位置及定向。另 外，如下文更詳細地描述，HMD 102可包括一或多個燈，該或該等燈在玩遊戲期間可作為標記以實質實時方式獲追蹤，以判定HMD 102之位置及定向。

攝像頭108可包括用來捕獲來自交互式環境之聲音的一或多個麥克風。可處理麥克風陣列所捕獲之聲音來識別聲源之位置。可選擇性地利用或處理來自所識別位置之聲音，以便排除不是來自所識別位置之其他聲音。此外，攝像頭108可定義成包括多個影像捕獲設備(例如，立體攝像頭對)、IR攝像頭、深度攝像頭及其組合。

在一些實施例中，電腦106可在電腦106之處理硬體上以本地方式執行遊戲。可以任何形式獲得遊戲或內容，如實體媒體形式(例如，數位光盤、磁帶、插卡、大拇哥驅動器、固態晶片或插卡等)，或藉助於經由網路110自網際網路下載。在另一個實施例中，電腦106充當經由網路與雲端遊戲提供商112通訊之客戶端。雲端遊戲提供商112可維護且執行使用者100正在玩的視訊遊戲。電腦106將來自HMD 102、控制器104及攝像頭108之輸入傳輸給雲端遊戲提供商，雲端遊戲提供商處理該輸入以影響正執行的視訊遊戲之遊戲狀態。來自正執行的視訊遊戲之輸出(如視訊資料、音訊資料及觸覺反饋資料)係傳輸至電腦106。電腦106在傳輸之前可進一步處理該資料，或可將資料直接傳輸到相關設備。舉例而言，將視訊流及音訊流提供至HMD 102，而將振動反饋命令提供至控制器104。

在一個實施例中，HMD 102、控制器104及攝像頭108本身可為連接至網路110之聯網設備，以便與雲端遊戲提供商112通訊。舉例而言，電腦106可為不另外執行視訊遊戲處理但促進通路網路流量的本地網路設備(如路由器)。HMD 102、控制器104及攝像頭108至網路之連接可為有線或無線的。在一些實施例中，可自任何內容源120獲得HMD 102上所執行的內容或顯示器107上可顯示的內容。示範性內容源可包括例如，提供可下載內容及/或串流內容之網際網路站點。在一些實例中，內容可包括任何類型之多媒體內容，如電影、遊戲、靜態/動態內容、圖像、社交媒體內容、社交媒體網站等。

如下文將更詳細地描述，在此類內容為沉浸式3D交互式內容的情況下，玩家100可在HMD 102上玩遊戲。當玩家正在玩遊戲時，可將HMD 102上之內容共享至顯示器107。在一個實施例中，共享至顯示器107之內容可允許接近玩家100或遠程的其他使用者在使用者玩遊戲時檢視。在其他實施例中，檢視玩家100在顯示器107上玩遊戲的另一個玩家可與玩家100交互地參與。舉例而言，檢視顯示器107上之遊戲玩法的使用者可控制遊戲場景中之人物角色、提供反饋、提供社交互動及/或提供評論(經由文本、經由語音、經由動作、經由手勢等)，從而使得沒有佩戴HMD 102之使用者能夠與玩家100、遊戲玩法或HMD 102中正呈現的內容以社交方式交互。

圖8B例示根據本發明的實施例的頭戴式顯示 器(HMD)。如圖所示，HMD 102包括複數個燈200A-H、J及K(例如，其中200K及200J朝向HMD頭帶之後部或後側定位)。此等燈中之每一者可組配成具有特定形狀及/或位置，且可組配成具有相同或不同顏色。燈200A、200B、200C及200D係佈置於HMD 102之前表面上。燈200E及200F係佈置於HMD 102之側表面上。而且，燈200G及200H係佈置於HMD 102之隅角處，從而跨越HMD 102之前表面及側表面。將瞭解，可在使用者使用HMD 102之交互式環境的所捕獲影像中識別該等燈。

基於對燈之識別及追蹤，可判定HMD 102在交互式環境中之位置及定向。將進一步瞭解，該燈中之一些燈可見或不可見，取決於HMD 102相對於影像捕獲設備之具體定向。此外，可暴露燈(例如，燈200G及200H)之不同部分以用於影像捕獲，取決於HMD 102相對於影像捕獲設備之定向。在一些實施例中，慣性感測器安置於HMD 102中，該慣性感測器在無需燈的情況下提供關於定位之反饋。在一些實施例中，燈及慣性感測器一起工作，以便實現位置/運動資料之混合及選擇。

在一個實施例中，燈可經組配以向附近其他人指示HMD之當前狀態。舉例而言，該燈中之一些或全部可組配成具有某一顏色佈置、密度佈置，該燈係組配成閃爍、具有某一開/關配置，或指示HMD 102之當前狀態的其他佈置。作為實例，該燈可經組配以顯示視訊遊戲之活動遊戲玩法(通常是發生在活動時間軸期間或遊戲場景 內之遊戲玩法)對抗視訊遊戲的其他不活動遊戲玩法方面期間的不同組態，諸如導航菜單界面或組配遊戲設置(在該設置期間，遊戲時間軸或場景可不活動或暫停)。該燈亦可經組配以指示遊戲玩法之相對強度等級。舉例而言，燈之強度或閃爍速率在遊戲玩法之強度增加時可增加。

HMD 102可另外包括一或多個麥克風。在所例示實施例中，HMD 102包括界定於HMD 102之前表面上的麥克風204A及204B，以及界定於HMD 102之側表面上的麥克風204C。藉由利用麥克風陣列，可處理來自麥克風中之每一者的聲音以判定聲源的位置。可以各種方式利用此資訊，該方式包括排除不所要聲源、使聲源與視覺識別相關聯等。

HMD 102亦可包括一或多個影像捕獲設備。在所例示實施例中，HMD 102係展示為包括影像捕獲設備202A及202B。藉由利用立體影像捕獲設備對，可自HMD 102之視角捕獲環境之三維(3D)影像及視訊。可將此類視訊呈現給使用者，以在佩戴HMD 102時向使用者提供「視訊透視」能力。亦即，雖然嚴格意義上而言，使用者不能透視HMD 102，但影像捕獲設備202A及202B所捕獲的視訊可提供功能等效物，其能夠如同看穿HMD 102一樣看見HMD 102外部之環境。

此類視訊可利用虛擬元素來增強，以便提供增強的現實體驗，或可與虛擬元素以其他方式組合或混配。雖然在所例示實施例中，在HMD 102之前表面上示 出兩個攝像頭，但將瞭解，可存在任何數目之面向外部的攝像頭，或單個攝像頭可安裝在HMD 102上，且定向在任何方向上。舉例而言，在另一個實施例中，HMD 102之側面上可安裝有攝像頭，以便提供對環境的額外全景影像捕獲。

圖9例示使用客戶端系統106之遊戲玩法的一個實例，該客戶端系統106能夠將視訊遊戲內容呈現至使用者100之HMD 102。在此圖解中，提供至HMD之遊戲內容處於豐富的交互式3-D空間中。如上所論述，遊戲內容可下載至客戶端系統106，或可在一個實施例中由雲端處理系統執行。雲端遊戲服務112可包括使用者140之資料庫，從而允許使用者140接入特定遊戲、與其他朋友分享經驗、發評論以及管理其賬戶資訊。

雲端遊戲服務亦可儲存特定使用者的遊戲資料150，該遊戲資料150在玩遊戲、未來玩遊戲、共享至社交媒體網路期間可用，或用於儲存獎品、獎項、狀態、排名等。社交資料160亦可由雲端遊戲服務112管理。社交資料可由單獨社交媒體網路管理，該社交媒體網路可經由網際網路110與雲端遊戲服務112介接。經由網際網路110，可連接任何數目之客戶端系統106，以便訪問內容且與其他使用者交互。

繼續參考圖9之實例，在HMD中所檢視的三維交互式場景可包括遊戲玩法，諸如在3-D視圖中所例示的人物角色。一個人物角色(例如P1)可由佩戴HMD 102 之使用者100控制。此實例展示兩個玩家之間的籃球運動場景，其中HMD使用者100在3-D視圖中在另一個人物角色上方將球扣入籃框。其他人物角色可為遊戲之AI(人工智慧)人物角色，或可由另一個玩家或多個玩家(Pn)控制。佩戴HMD 102的使用者100係展示為在使用空間中四處走動，其中HMD可基於使用者之頭部移動及身體位置來四處移動。攝像頭108係展示成定位在房間中的顯示螢幕上方，然而，對於HMD的使用而言，攝像頭108可置放於可捕獲HMD 102之影像的任何位置。如此，自攝像頭108之視角看，因為HMD 102中所呈現的內容可取決於HMD 102獲定位之方向，所以使用者102係展示為自攝像頭108及顯示器107轉向約90度。當然，在HMD之使用期間，使用者100將四處移動、轉動其頭部、在各個方向上看，因為可能會需要利用由HMD呈現的動態虛擬場景。

圖10例示根據一個實施例的在使用期間佩戴HMD 102之使用者。在此實例中，展示使用由攝像頭108自所捕獲的視訊碼框獲得的影像資料來追蹤802 HMD。另外，展示亦可使用由攝像頭108自所捕獲的視訊碼框獲得的影像資料來追蹤804控制器。亦展示其中HMD經由電纜806連接至計算系統106之組態。在一個實施例中，HMD自相同電纜獲得電力或可連接至另一條電纜。在又一個實施例中，HMD可具有可再充電的電池，以便避免額外的電源線。

參考圖11，展示例示根據本發明之實施例的頭戴式顯示器102的示範性組件之圖。應理解，HMD 102可包括或不包括更多或更少的組件，取決於允許的組態及功能。頭戴式顯示器102可包括用於執行程式指令之處理器900。記憶體902係提供用於儲存目的，且可包括依電性記憶體及非依電性記憶體。包括顯示器904，該顯示器904提供使用者可檢視之視覺界面。

顯示器904可由單個顯示器或可以每只眼睛單獨顯示螢幕之形式界定。當提供兩個顯示螢幕時，有可能分別提供左眼及右眼視訊內容。將視訊內容單獨呈現給每只眼睛例如可提供對三維(3D)內容更好的沉浸式控制。如上所述，在一個實施例中，藉由使用針對一隻眼睛的輸出，第二螢幕107具備HMD 102之第二螢幕內容，且隨後格式化該內容以供以2D格式顯示。一隻眼睛在一個實施例中可為左眼視訊饋送，而在其他實施例中其可為右眼視訊饋送。

電池906可提供為頭戴式顯示器102之電源。在其他實施例中，電源可包括插座連接電源。在其他實施例中，可提供插座連接電源及電池906。運動偵測模組908可包括各種運動敏感硬體中之任一者，該等運動敏感硬體諸如磁力計910、加速計912及迴轉儀914。

加速計係用於量測反作用力所引起的加速度及重力之設備。單軸及多軸(例如，六軸)模型能夠偵測不同方向上之加速度的量值及方向。加速計用於感測傾斜 度、振動及衝擊。在一個實施例中，使用三個加速計912來提供重力方向，該重力方向為兩個角度(世界空間俯仰和世界空間橫滾)給出絕對參考。

磁力計量測頭戴式顯示器附近之磁場的強度及方向。在一個實施例中，在頭戴式顯示器內使用三個磁力計910，從而確保世界空間偏航角之絕對參考。在一個實施例中，磁力計係設計來跨越地球磁場，地球磁場為±80微特士拉。磁力計受金屬影響，且提供與實際偏航無變化的偏航量測。磁場可由於環境中之金屬而扭曲，從而導致偏航量測的偏差。若必要的話，則可使用來自其他感測器(諸如迴轉儀或攝像頭)之資訊來校準此偏差。在一個實施例中，加速計912與磁力計910一起使用，以便獲得頭戴式顯示器102之傾斜度及方位角。

迴轉儀係用於基於角動量之原理來量測或維持定向之設備。在一個實施例中，三個迴轉儀914基於慣性感測提供關於越過相應軸線(x、y和z)之移動的資訊。迴轉儀幫助偵測快速旋轉。然而，迴轉儀在不存在絕對參考的情況下可隨時間而漂移。此需要定期重新設置迴轉儀，該重新設置可使用其他可利用之資訊來完成，該資訊諸如基於對物體、加速計、磁力計等之視覺追蹤的位置/定向判定。

提供攝像頭916來用於捕獲真實環境之影像及影像流。頭戴式顯示器102可包括一個以上攝像頭(視需要)，其包括後置攝像頭(當使用者正在檢視頭戴式顯示 器102之顯示時背離使用者)，及前向攝像頭(當使用者正在檢視頭戴式顯示器102之顯示時直接朝向使用者)。另外，深度攝像頭918可包括在頭戴式顯示器102內，以用於感測真實環境中物體之深度資訊。

頭戴式顯示器102包括用於提供音訊輸出之揚聲器920。此外，可包括麥克風922，以用於自真實環境捕獲音訊，該音訊包括來自周圍環境之聲音、使用者之語音等。頭戴式顯示器102包括用於向使用者提供觸覺反饋之觸覺反饋模組924。在一個實施例中，觸覺反饋模組924能夠引起頭戴式顯示器102之移動及/或振動，以便向使用者提供觸覺反饋。

LED 926係提供為頭戴式顯示器102之狀態的視覺指示器。舉例而言，LED可指示電池剩餘電量、通電等。提供讀卡器928來使頭戴式顯示器102自儲存卡讀取資訊，且將資訊寫入儲存卡。包括USB介面930來作為用於實現外圍設備之連接或連至其他設備(如其他可攜式設備、電腦等)的連接之介面的一個實例。在頭戴式顯示器102之各個實施例中，可包括各種介面中之任一者來實現頭戴式顯示器102的更大連接性。

可包括WiFi模組932，以用於實現經由無線聯網技術來連接至網際網路。此外，頭戴式顯示器102可包括用於實現無線連接至其他設備之藍芽模組934。亦可包括通訊鏈路936，以用於連接至其他設備。在一個實施例中，通訊鏈路936利用紅外線傳輸來進行無線通訊。在 其他實施例中，通訊鏈路936可利用用於與其他設備通訊之各種無線或有線傳輸協定中之任一者。

包括輸入按鈕/感測器938來提供使用者之輸入介面。可包括各種輸入介面中之任一者，諸如按鈕、手勢、觸摸板、操縱桿、軌跡球等。超聲波通訊模組940可包括在頭戴式顯示器102中，以用於促進經由超音波技術與其他設備之通訊。

包括生物感測器942來允許對來自使用者之生理資料的偵測。在一個實施例中，生物感測器942包括一或多個乾電極，其用於經由使用者皮膚、語音偵測、眼睛視網膜偵測來偵測使用者之生物電信號以識別使用者/設定檔等。

已將頭戴式顯示器102之前述組件描述為僅僅為可包括在頭戴式顯示器102中之示範性組件。在本發明之各個實施例中，頭戴式顯示器102可或可不包括前面提及的各種組件中之一些組件。頭戴式顯示器102之實施例可另外包括目前未描述、但在此項技術中已知的其他組件，以用於促進如本文所述的本發明之態樣的目的。

熟習此項技術者將瞭解，在本發明之各個實施例中，可結合顯示器上所顯示的交互式應用來利用前面提及的手持式設備，以提供各種交互式功能。僅作為實例且不作為限制來提供本文所述的示範性實施例。

在一個實施例中，如本文所提及的客戶端及/或客戶端設備可包括頭戴式顯示器(HMD)、終端、個人電 腦、遊戲控制台、平板電腦、電話、機上盒、資訊亭、無線設備、數位墊、獨立設備、手持式玩遊戲設備及/或類似設備。通常，客戶端經組配以接收經編碼視訊流，對視訊流進行解碼，且將所得視訊呈現至使用者(例如遊戲玩家)。接收經編碼視訊流及/或對視訊流進行解碼之過程通常包括將個別視訊碼框儲存於客戶端之接收緩衝器中。可以在與客戶端成一體的顯示器上或在諸如監視器或電視機之單獨設備上將視訊流呈現至使用者。

客戶端視需要經組配以支援一個以上遊戲玩家。舉例而言，遊戲控制台可經組配以支援兩個、三個、四個或更多個同時玩家(例如，P1、P2......Pn)。此等玩家中之每一者可接收或共享視訊流，或單個視訊流可包括特別針對每個玩家而產生(例如，基於每個玩家之視角而產生)的碼框的區。任何數目之客戶端可為本地的(例如，位於同一地點)或地理上分散的。遊戲系統中所包括的客戶端之數目可自一個或兩個廣泛變化到幾千個、幾萬個或更多個。如本文所使用，術語「遊戲玩家」用於指玩遊戲的人，且術語「玩遊戲設備」用於指用於玩遊戲的設備。在一些實施例中，玩遊戲設備可指複數個計算設備，其進行合作來向使用者遞送遊戲體驗。

舉例而言，遊戲控制台或HMD可與視訊伺服器系統合作來遞送經由HMD檢視之遊戲。在一個實施例中，遊戲控制台自視訊伺服器系統接收視訊流，且遊戲控制台將該視訊流或對該視訊串流之更新轉發至HMD及/或 電視機以便進行呈現。

更進一步而言，HMD可用於檢視所產生或所使用的任何類型之內容及/或與之交互，諸如視訊遊戲內容、電影內容、視訊剪輯文件內容、網路內容、廣告內容、比賽內容、博弈遊戲內容、電話會議/會談內容、社交媒體內容(例如，發帖、訊息、流媒體、朋友活動及/或玩遊戲)、視訊部分及/或音訊內容、以及經由瀏覽器及應用程式由網際網路自來源消耗之內容，以及任何類型之串流內容。當然，前述列舉的內容不具有限制性，因為任何類型之內容均可獲呈現，只要其可在HMD中檢視或呈現至螢幕或HMD之螢幕即可。

客戶端可(但不需要)進一步包含經組配以用於修改接收到的視訊之系統。舉例而言，客戶端可經組配以：進行進一步呈現，將一個視訊影像疊加在另一個視訊影像上，修剪視訊影像，及/或類似操作。舉例而言，客戶端可經組配以接收各種類型的視訊碼框，如I碼框、P碼框和B碼框，且經組配以將此等碼框處理成影像以向使用者顯示。在一些實施例中，客戶端的構件經組配以對視訊流執行進一步呈現、陰影處理、轉換成3-D、轉換成2D、失真消除、設定尺寸或類似操作。客戶端的構件視需要經組配以接收一個以上的音訊或視訊流。

客戶端之輸入設備可包括：例如，單手遊戲控制器、雙手遊戲控制器、手勢辨別系統、注視辨別系統、語音辨別系統、鍵盤、操縱桿、指點設備、力反饋設 備、運動及/或位置感測設備、鼠標、觸控螢幕、神經介面、攝影機、還未開發出的輸入設備，及/或類似設備。

視訊源可包括呈現邏輯，例如儲存在諸如儲存器之電腦可讀媒體上的硬體、韌體及/或軟體。此呈現邏輯經組配以基於遊戲狀態創建視訊流之視訊碼框。該呈現邏輯之全部或部分視需要安置於一或多個圖形處理單元(GPU)內。呈現邏輯通常包括經組配以用於判定對象之間之三維空間關係且/或用於基於遊戲狀態及視角來應用適當的紋理等的處理級。呈現邏輯可產生已編碼之原始視訊。舉例而言，可根據Adobe Flash®標準、HTML-5、.wav、H.264、H.263、On2、VP6、VC-1、WMA、Huffyuv、Lagarith、MPG-x.、Xvid.、FFmpeg、x264、VP6-8、realvideo、mp3等對原始視訊進行編碼。編碼過程產生視訊流，視需要將該視訊流封包以便遞送至設備上之解碼器。視訊流係由碼框大小及碼框速率來表徵。典型的碼框大小包括800 x 600、1280 x 720(例如720p)、1024 x 768，1080p，但可使用任何其他碼框大小。碼框速率為每秒之視訊碼框數。視訊流可包括不同類型之視訊碼框。舉例而言，H.264標準包括「P」碼框及「I」碼框。I碼框包括用來刷新顯示設備上的全部巨集區塊/像素之資訊，而P碼框包括用來刷新該巨集區塊/像素之子集之資訊。P碼框之資料大小通常小於I碼框。如本文中所使用，術語「碼框大小」意在指碼框內之像素數。術語「碼框資料大小」係用來指儲存該碼框所需的位元組數。

在一些實施例中，客戶端可為通用電腦、專用電腦、遊戲控制台、個人電腦、膝上型電腦、平板電腦、行動計算設備、可攜式遊戲設備、蜂窩式電話、機上盒、串流媒體介面/設備、智慧型電視機或聯網顯示器，或能夠經組配以滿足如本文所定義的客戶端功能性的任何其他計算設備。在一個實施例中，雲端遊戲伺服器經組配以偵測使用者正利用的客戶端設備之類型，且提供適合使用者之客戶端設備的雲端遊戲體驗。舉例而言，可使影像設置、音訊設置及其他類型之設置針對使用者之客戶端設備最佳化。

圖12例示資訊服務提供商架構之實施例。資訊服務提供商(ISP)1070向地理上分散且經由網路1086連接的使用者1082遞送大量資訊服務。ISP可僅遞送一種類型之服務，諸如股票價格更新，或多種服務，諸如廣播媒體、新聞、運動、遊戲等。另外，由每個ISP提供之服務為動態的，亦即，可在任何時間點增加或移除服務。因此，向特定個人提供特定類型服務之ISP可隨時間而改變。舉例而言，當使用者在其家鄉時，該使用者可由接近使用者之ISP服務，且當使用者前往不同城市旅遊時，該使用者可由不同ISP服務。家鄉ISP將所需的資訊及資料傳遞至新的ISP，使得使用者資訊「跟隨」使用者至新的城市，從而使資料更靠近使用者且容易訪問。在另一個實施例中，可在主ISP與伺服器ISP之間建立主機-伺服器關係，該主機ISP管理使用者之資訊，且伺服器ISP在主 機ISP之控制下與使用者直接介接。在另一個實施例中，當客戶端在世界範圍內移動時，資料自一個ISP轉移至另一個ISP，以便使處於較好位置來服務使用者之ISP成為遞送此等服務之ISP。

ISP 1070包括應用服務提供商(ASP)1072，該應用服務提供商(ASP)1072經由網路向客戶提供基於電腦之服務。使用ASP模型提供的軟體有時亦稱為按需軟體或軟體即服務(SaaS)。提供對特定應用程式(如客戶關係管理)之訪問權之簡單形式係經由使用標準協定，諸如HTTP。應用軟體駐留在供應商之系統上，且由使用者經由使用HTML之網頁瀏覽器、經由供應商提供的專用客戶端軟體或諸如瘦客戶端之其他遠程介面來訪問。

在廣泛的地理區域範圍內遞送的服務常常使用雲端計算。雲端計算係一種計算方式，其中經由網際網路提供可動態擴展及常常虛擬化之資源作為服務。使用者無需為支援使用者之「雲端」中之技術基礎建設方面的專家。雲端計算可分為不同服務，諸如基礎建設即服務(IaaS)、平台即服務(PaaS)及軟體即服務(SaaS)。雲端計算服務常常提供自網路瀏覽器接入的在線共用商業應用程式，而軟體及資料係儲存在伺服器上。基於在電腦網路圖中如何描繪網際網路以及其隱藏的複雜基礎建設之抽象概念，將術語雲端用作對網際網路(例如，使用伺服器、儲存器及邏輯)之隱喻。

此外，ISP 1070包括遊戲處理伺服器(GPS) 1074，該遊戲處理伺服器(GPS)1074由遊戲客戶端使用來玩單個玩家或多玩家視訊遊戲。經由網際網路玩的大多數視訊遊戲均經由連至遊戲伺服器之連接來操作。通常，遊戲使用專用伺服器應用程式，該伺服器應用程式收集來自玩家之資料，且將其分發給其他玩家。此比同級間佈置更高效且更有效，但是其需要單獨的伺服器來託管伺服器應用程式。在另一個實施例中，GPS建立玩家與其相應玩遊戲設備之間的通訊來交換資訊而無需依賴集中化GPS。

專用GPS係獨立於客戶端運行之伺服器。此類伺服器通常在位於資料中心的專用硬體上運行，從而提供更大的帶寬及專用處理能力。專用伺服器為託管大多數基於PC的多玩家遊戲之遊戲伺服器的較佳方法。大型多玩家在線遊戲在通常由軟體公司(該軟體公司擁有遊戲版權)託管的專用伺服器上運行，從而允許該專用伺服器控制並更新內容。

廣播處理伺服器(BPS)1076向觀眾分配音訊或視訊信號。對非常小範圍的觀眾廣播有時稱為窄播。廣播分配之最後一站為信號如何到達聽眾或檢視者，且如同無線電台或電視台一樣，該信號可自空中到達天線及接收器，或可藉由有線電視或有線廣播(或「無線電纜」)經由電台或直接自網路到達。網際網路亦可為接收者帶來無線電或電視(特別是利用多播)，從而允許共享信號及帶寬。歷史上，廣播已受地理區域限定，諸如國家廣播或區域廣播。然而，在快速網際網路擴散的情況下，廣播不再受地 理位置限定，因為內容可到達幾乎全世界的任何國家。

儲存服務提供商(SSP)1078提供電腦儲存空間及相關管理服務。SSP亦提供定期備份及歸檔。藉由提供儲存作為服務，使用者可根據需要訂購更多的儲存空間。另一個主要優點在於，SSP包括備份服務，且使用者在其電腦之硬盤驅動器發生故障時，將不會丟失其全部資料。此外，多個SSP可具有使用者資料之全部或部分副本，從而允許使用者獨立於使用者所處之位置或正用於訪問資料之設備以高效方式訪問資料。舉例而言，當使用者在移動中時，使用者可訪問家用電腦中以及行動電話中之個人檔案。

通訊提供商1080提供到達使用者之連接性。一種通訊提供商為提供對網際網路之訪問的網際網路服務提供商(ISP)。ISP使用適於遞送網際網路協定資料報的資料傳輸技術連接其客戶，該資料傳輸技術諸如撥號上網、DSL、電纜數據機、光纖、無線或專用高速互連件。通訊提供商亦可提供訊息傳遞服務，如電子郵件、即時訊息傳遞及SMS電文處理。另一種類型之通訊提供商是網路服務提供商(NSP)，該網路服務提供商(NSP)藉由提供至網際網路的直接主幹訪問來銷售帶寬或網路接入。網路服務提供商可由電信公司、資料運營商、無線通訊提供商、網際網路服務提供商、提供高速網際網路接入的有線電視運營商等組成。

資料交換1088使ISP 1070內部之若干模組互 連，且經由網路1086將此等模組連接至使用者1082。資料交換1088可覆蓋ISP 1070之全部模組均在附近的小型區域，或當不同模組在地理上分散時，可覆蓋較大的地理區域。舉例而言，資料交換1088可包括資料中心的機櫃內的快速十億位元以太網(或更快)，或洲際虛擬區域網路(VLAN)。

使用者1082利用客戶端設備1084來訪問遠程服務，該客戶端設備1084包括至少一個CPU、一個顯示器及I/O。該客戶端設備可為PC、行動電話、筆記型電腦、平板電腦、遊戲系統、PDA等。在一個實施例中，ISP 1070辨識客戶端所使用之設備的類型，且調整所採用的通訊方法。在其他狀況下，客戶端設備使用標準通訊方法(如html)來訪問ISP 1070。

本發明之實施例可藉由各種電腦系統組態來實踐，包括手持式裝置、微處理器系統、基於微處理器的或可編程的消費型電子產品、小型電腦、大型電腦等。本發明亦可以在分佈式計算環境下實踐，其中由藉由基於有線或無線的網路鏈接之遠程處理設備來執行任務。

考慮到以上實施例，應理解，本發明可採用涉及儲存於電腦系統中之資料的各種電腦實行操作。此等操作為需要對實體量進行實體操作之操作。本文所述的形成本發明之一部分的任何操作皆為有用的機器操作。本發明亦係關於用於執行此等操作的設備或裝置。該裝置可出於所要求的目的而專門構造而成，或該裝置可為由儲存於 電腦中之電腦程式選擇性地啟用或組配的通用電腦。具體而言，各種通用機器可以與根據本文的教示所編寫的電腦程式一起使用，或者可以更方便地構造更專用裝置來執行所要求的操作。

本發明亦可體現為電腦可讀媒體上之電腦可讀代碼。該電腦可讀媒體為可儲存資料之任何資料儲存設備，該資料隨後可由電腦系統讀取。電腦可讀媒體之實例包括硬碟機、網路附接儲存器(NAS)、唯讀記憶體、隨機存取記憶體、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁帶以及其他光學及非光學資料儲存裝置。該電腦可讀媒體可包括分佈在網路耦合電腦系統上之電腦可讀有形媒體，使得電腦可讀代碼以分佈式方式儲存及執行。

儘管以特定順序描述該等方法操作，但應理解，其他內務處理操作可在操作之間執行，或者可調整操作以使得其在略微不同的時間發生，或者可分佈在系統中，該系統允許處理操作以與該處理相關之各種時間間隔發生，只要重疊操作之處理以所需方式執行即可。

儘管為理解的清楚性目的而略微詳細地描述前述發明，但很顯然，可在所附申請專利範圍之範疇內做出某些變化及修改。因此，本發明實施例應視為說明性的而非限制性的，且本發明不限於本文所給出的細節，而是可在所附申請專利範圍之範疇及等效物內進行修改。

12‧‧‧使用者

14‧‧‧手

16‧‧‧場景

60‧‧‧智慧型電話

Claims (22)

1. 一種用於呈現虛擬現實內容之系統，其包含：一外殼，其經由一皮帶附接至一使用者之一頭部；整合在該外殼中之光學元件，顯示光學元件定向在該外殼之一內側上，當該外殼附接至該使用者之該頭部時，該外殼經組配以用於朝該使用者之眼睛定向；整合在該外殼中之一固持體，該固持體經組配以接納一智慧型電話，其中該智慧型電話之一螢幕朝該外殼之該顯示光學元件定向，該智慧型電話具有與該固持體之一資料連接，以允許該外殼之電子設備與該智慧型電話之電子設備之間的資料通訊；快門控制邏輯，其與該外殼之該電子設備介接；光學元件控制邏輯，其與該光學元件介接；以及一處理器，其經組配以與該快門控制邏輯及該光學元件控制邏輯介接，該處理器經組配以設置該快門控制邏輯，以便在將自該智慧型電話之該螢幕獲得的影像資料僅呈現至該光學元件之一左眼側與隨後僅呈現至該光學元件之一右眼側之間相繼地切換，該處理器進一步經組配以與該光學元件控制邏輯介接，使得呈現對於當將該影像資料提供至該光學元件之該左眼側及到所述右眼側時為最佳化的，其中該快門控制邏輯允許：當經由該外殼之該光學元件檢視時，根據呈現在該智慧型電話之該螢幕上之該影像資料的三維影像之顯示。
2. 如申請專利範圍第1項之系統，其進一步包含， 一設備介面，其用於將該智慧型電話連接至該外殼。
3. 如申請專利範圍第1項之系統，其進一步包含，該外殼之一慣性感測器，該慣性感測器提供該外殼之移動及定向資料，該外殼之該移動及定向資料經傳達至該智慧型電話；其中該智慧型電話使用該外殼之該移動及定向資料以及該智慧型電話之一慣性感測器所產生的移動及定向，以微調該外殼之移動及定向，以便影響或更新進入該智慧型電話所呈現的一虛擬現實場景中之一檢視方向及視角。
4. 如申請專利範圍第3項之系統，其進一步包含，將來自該外殼之該慣性感測器的至少一些資料與來自該智慧型電話之該慣性感測器的資料組合，以改良對該外殼之追蹤。
5. 如申請專利範圍第1項之系統，其進一步包含，複數個發光二極體，其安置於該外殼之一表面上，該等發光二極體用於使用至少一個攝像頭來追蹤該外殼之位置。
6. 如申請專利範圍第1項之系統，其進一步包含，複數個光電二極體，其安置於該外殼之一表面上，該光電二極體用於使用位於將在其內追蹤該外殼的空間中的至少一個發光設備來追蹤該外殼之位置。
7. 如申請專利範圍第1項之系統，其進一步包含，該外殼之該電子設備的電路系統，其用於處理一透視模式，在該透視模式下，該智慧型電話之一前向攝像頭獲 啟用；其中當處於該透視模式時，該快門控制邏輯暫停，且該光學元件控制邏輯允許根據該智慧型電話之該螢幕的影像資料的顯示，該顯示經由該智慧型電話之該前向攝像頭展示一現實世界視圖。
8. 如申請專利範圍第1項之系統，其進一步包含，該外殼之該電子設備的電路系統，其用於處理一透視模式，在該透視模式下，該外殼之一前向攝像頭獲啟用；其中當處於該透視模式時，該快門控制邏輯暫停，且該光學元件控制邏輯允許根據該智慧型電話之該螢幕的影像資料的顯示，該顯示經由該外殼之該前向攝像頭展示一現實世界視圖。
9. 如申請專利範圍第1項之系統，其進一步包含，與該外殼整合的一網路介面，該網路介面提供對用於連接至具有數位內容之一網際網路站點之該網路的訪問權，該數位內容為串流內容或交互式串流內容之一，其中該串流交互式內容將由該智慧型電話呈現，以供經由該外殼之該光學元件顯示。
10. 如申請專利範圍第1項之系統，其進一步包含，該智慧型電話所提供的一網路介面，該網路介面提供對用於連接至具有數位內容之一網際網路站點之該網路的訪問權，該數位內容為串流內容或交互式串流內容之一，其中該串流交互式內容將由該智慧型電話呈現，以供經由該外殼之該光學元件顯示。
11. 如申請專利範圍第1項之系統，其中整合至該外殼中之該光學元件包括一左眼光學元件及一右眼光學元件。
12. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該外殼包括一設備輸入端，該設備輸入端經組配以用於接收使用者輸入，該使用者輸入用於控制在該智慧型電話所產生之該影像資料中呈現的一交互式內容場景之至少一部分。
13. 如申請專利範圍第11項之系統，其中該使用者輸入係經由一控制器、一手部手勢、一觸摸手勢或語音控制或其組合。
14. 一種頭戴式顯示器(HMD)系統，其包含：一外殼；安置於該外殼中之光學元件；安置於該外殼中之一處理器；與該處理器介接的快門控制邏輯，該快門控制邏輯經組配以操作以在打開該光學元件之一左眼側並關閉該光學元件之一右眼側與打開該光學元件之該右眼側並關閉該光學元件之該左眼側之間交替；以及與該外殼整合的一固持體部分，該固持體部分經組配以接納具有一顯示螢幕之一智慧型設備，當使用者佩戴該HMD系統時，該顯示螢幕在朝向該使用者之一面部的一方向上朝該外殼之該光學元件定向；其中操作中之該快門控件經組配以允許呈現在該智慧型設備之該顯示螢幕上的影像資料之一三維視圖。
15. 如申請專利範圍第14項之頭戴式顯示器(HMD)系統，其中用於關閉該左眼側或右眼側光學元件之該快門經組配以致使所該光學元件變成與透明相反的不透明。
16. 如申請專利範圍第14項之頭戴式顯示器(HMD)系統，其進一步包含，光學元件控件，其用於調整經由該光學元件呈現之該影像資料的一焦距。
17. 如申請專利範圍第16項之頭戴式顯示器(HMD)系統，其中該調整包括執行影像失真調整、設定尺寸調整或其組合。
18. 如申請專利範圍第14項之頭戴式顯示器(HMD)系統，其中該外殼包括至少一個前向攝像頭。
19. 如申請專利範圍第14項之頭戴式顯示器(HMD)系統，其中該外殼包括光電二極體，以便允許對該外殼之追蹤，該光電二極體以預定義間隔佈置在該外殼之一表面上。
20. 如申請專利範圍第14項之頭戴式顯示器(HMD)系統，其中該外殼包括發光二極體，以便允許藉由一攝像頭對該外殼之追蹤。
21. 如申請專利範圍第14項之頭戴式顯示器(HMD)系統，其進一步包含，與該外殼整合的一網路介面，該網路介面提供對用於連接至具有數位內容之一網際網路站點之該網路的訪問權，該數位內容為串流內容或交互式串流內容之一，其中 該串流交互式內容將由該智慧型設備呈現，以供經由該外殼之該光學元件顯示。
22. 如申請專利範圍第14項之頭戴式顯示器(HMD)系統，其進一步包含，由該智慧型設備提供的一網路介面，該網路介面提供對用於連接至具有數位內容之一網際網路站點之該網路的訪問權，該數位內容為串流內容或交互式串流內容之一，其中該串流交互式內容將由該智慧型設備呈現，以供經由該外殼之該光學元件顯示。