TWI458530B - 娛樂顯示系統及其互動式立體顯示方法 - Google Patents

Description

娛樂顯示系統及其互動式立體顯示方法

本揭示內容是有關於一種娛樂顯示系統與顯示方法，且特別是有關於一種具有互動效果的娛樂顯示系統與顯示方法。

近來，具有互動式顯示效果的數位顯示裝置已廣泛應用中各種領域當中。舉例來說，可根據使用者的觀賞視角改變廣告內容的數位廣告看板，或是，可根據使用者的動作與視角變化遊戲顯示效果的遊戲機臺等。

以目前習知的互動式顯示系統為例，請參閱第1圖，其繪示一種習知的互動式顯示系統100的示意圖。如第1圖所示，互動式顯示系統100包含用來顯示內容的實體物件(如本例中的轉輪結構120)以及用來顯示額外資訊的透明顯示器140。基本上，轉輪結構120作為背景，且主要用來顯示遊戲內容資訊。

另一方面，透明顯示器140作於顯示前景，設置於轉輪結構120與使用者觀察區域200之間。透明顯示器140可用來顯示額外動態資訊。

藉此，以前景的透明顯示器140配合實體物件(即轉輪結構120)進行顯示，可形成前景與背景兩個圖層，使得互動式顯示系統100的畫面更多樣化。上述例子中，使用者觀察區域200必須與轉輪結構120上的物件以及透明顯示 器140上相對應的顯示效果(例如數字122與圖案142)成一直線，方能對位正確達到最佳的效果。請參閱第2圖，實際情況下，使用者觀察視角並非一成不變，例如，依照使用者高度或所站位置不同，使用者的視角不一定會落在最佳觀察區域200a的位置。

另一方面，目前的習知技術中，如第1圖中的轉輪結構120與透明顯示器140所帶來的顯示效果僅限於二維內容的組合。此外，近年來立體顯示的技術已逐漸突破，開始有立體電影、立體電視等應用問市。立體顯示器所可藉由同時將不同視角的左眼影像與右眼影像，分別獨立呈現給觀賞者的雙眼，進而模仿當雙眼觀看時由於眼睛間距所帶來的景深效果。因此，如何能將立體顯示技術整合至前述的透明顯示器上，進而帶來更多樣化的互動式顯示效果為目前業界重要的發展課題。

為解決上述問題，本揭示文件提出一種娛樂顯示系統以及互動式立體顯示方法，其中娛樂顯示系統中包含了透明顯示裝置設置於實體物件與使用者觀察位置之間，追蹤實體物件與使用者觀察位置之間的相對位置關係計算修正角度藉以產生立體虛擬物件並顯示於透明顯示裝置上，藉此，可避免使用者觀察位置改變導致的對位失準問題。此外，另有遮光結構與透明顯示裝置相鄰設置，遮光結構選擇性切換其遮光開關狀態藉此模擬立體虛擬物件與實體物 件之間的景深次序關係(如立體虛擬物件在前景而實體物件在背景，或實體物件在前景而立體虛擬物件在背景)，藉此，立體虛擬物件的虛擬位置可設定在實體物件之前或之後，不受限於實際設置的先後關係。

本揭示內容之一態樣是在提供一種娛樂顯示系統，用以搭配一實體物件產生互動顯示效果至一觀察區域，該娛樂顯示系統包含追蹤模組、運算模組以及立體顯示模組。追蹤模組用以追蹤該觀察區域與該實體物件之一相對位置關係。運算模組根據該相對位置關係產生至少一立體虛擬物件。立體顯示模組設置於該實體物件與該觀察區域之間，該立體顯示模組包含透明顯示裝置以及遮光結構，透明顯示裝置用以顯示該立體虛擬物件。遮光結構與該透明顯示裝置相鄰設置並位於該透明顯示裝置與該實體物件之間，該遮光結構根據該立體虛擬物件與該實體物件之間的一虛擬景深次序而切換其遮光開關狀態。

請參閱第3圖，其繪示根據本揭示文件之一實施例中一種娛樂顯示系統300的功能方塊圖。如第3圖所示之實施例中，娛樂顯示系統300包含追蹤模組320、運算模組340以及立體顯示模組360，其中，運算模組340耦接至追蹤模組320與立體顯示模組360。娛樂顯示系統300用以搭配一實體物件(例如商品、廣告物品或遊戲道具等)產生 互動顯示效果至對應使用者雙眼之一觀察區域，娛樂顯示系統300例如為一種具有立體顯示模組的遊戲機台。

請一併參閱第4A圖以及第4B圖，第4A圖繪示根據本揭示文件之其中一實施例中立體顯示模組360、觀察區域400以及實體物件420的示意圖。第4B圖繪示第4A圖之實施例中實體物件420與立體顯示模組360上顯示的立體虛擬物件366的示意圖。

追蹤模組320用以追蹤觀察區域400與實體物件420的實際座標並且運算所述之觀察區域400與實體物件420之間的相對位置關係，觀察區域400例如為使用者之眼睛。舉例來說，追蹤模組320可配置於娛樂顯示系統300不影響使用者觀看顯示畫面的位置，例如娛樂顯示系統300的角落、上下底面或者側面之至少一凹槽，用以包含至少一個感應單元(如攝影鏡頭，紅外線追蹤裝置)分別往觀察區域400以及實體物件420之方向擷取影像畫面，隨後經影像處理(如去背景、物件辨視等)得知觀察區域400與實體物件420之所在位置座標，進而計算觀察區域400與實體物件420之間的相對位置關係。運算模組340係根據相對位置關係產生立體虛擬物件366(如第4B圖所示)，有關產生立體虛擬物件366詳述於後續段落。

立體顯示模組360設置於實體物件420與觀察區域400之間，立體顯示模組360包含透明顯示裝置362以及遮光結構364，立體顯示模組360中的透明顯示裝置362用以顯示立體虛擬物件366。

此處所稱的立體虛擬物件366係用以搭配實體物件420的視覺影像，係透過立體顯示模組360上的透明顯示裝置362加以顯示。實際應用中，立體虛擬物件366可為遊戲影像中搭配實體物件420的附加遊戲資訊，或動畫效果等。於此實施例中為方便舉例說明，實體物件420為一球體，且立體虛擬物件366為視覺上位於球體(實體物件420)下方的立方型物體，但本發明並不以上述舉例的三維形狀為限。

須注意的是，本揭示文件中的立體虛擬物件366的形狀、外觀與顯示次序係根據觀察區域400與實體物件420之間的相對位置關係動態變化。也就是說，立體虛擬物件366的顯示內容(形狀、外觀與顯示次序)係根據使用者的觀察區域400位置改變或實體物件420的移動而有所變化，藉此達到互動效果。以下段落進一步說明互動效果的產生機制。

請一併參閱第4C圖、第4D圖、第4E圖、第4F圖、第4G圖以及第4H圖，第4C圖、第4E圖以及第4G圖分別繪示根據本揭示文件之其他實施例中觀察區域400與實體物件420之相對位置關係之示意圖。第4D圖繪示第4C圖之相對位置關係下實體物件420與立體顯示模組360上顯示的立體虛擬物件366的示意圖。第4F圖繪示第4E圖之相對位置關係下實體物件420與立體顯示模組360上顯示的立體虛擬物件366的示意圖。第4H圖繪示第4G圖之相對位置關係下實體物件420與立體顯示模組360上顯示 的立體虛擬物件366的示意圖。

如第4A圖至第4H圖所示，透明顯示裝置362之顯示平面具有橫軸Ax(沿水平方向延伸)以及縱軸Ay(沿垂直方向延伸)，此外，觀察區域400與顯示平面的投影連線形成垂直法線Az。

本揭示文件中，觀察區域400與實體物件420之間的相對位置關係包含觀察區域與實體物件之連線相較垂直法線Az往橫軸Ax偏轉之第一相對角度θ a(如第4A圖所示)、往縱軸Ay偏轉之第二相對角度θ b(如第4C圖所示)以及觀察區域400與實體物件420之間在垂直法線Az上的相對水平距離Ds(如第4E圖所示)。

運算模組340根據第一相對角度θ a以及該第二相對角度θ b修正物件原型的立體視角效果，於此實施例中物件原型以一立方型物體為例，並根據相對水平距離Ds修正該物件原型(立方型物體)的立體物件大小，進而產生立體虛擬物件366(如第4B圖、第4D圖、第4F圖以及第4H圖中的立體虛擬物件366)。

第4A圖以及第4B圖係用以說明，觀察區域400與實體物件420之相對位置關係為實體物件420與觀察區域400之連線相較垂直法線Az沿著橫軸Ax向左側偏轉。因此，運算模組340根據第一相對角度θ a修正物件原型的立體視角效果，產生第4B圖中的立體虛擬物件366，由於第一相對角度θ a的偏轉，此例中使用者由觀察區域400所看見的立體虛擬物件366為由右往左的視角，將使第4B圖之 例子中的使用者看見立體虛擬物件366右半側表面的較大區域，而僅見左半側表面的較小區域。

第4C圖以及第4D圖之例子係用以說明，觀察區域400與實體物件420之相對位置關係為實體物件420與觀察區域400之連線相較垂直法線Az沿著縱軸Ay向上方偏轉。因此，運算模組340根據第二相對角度θ b修正物件原型的立體視角效果，產生第4D圖中的立體虛擬物件366，由於第二相對角度θ b的偏轉，此例中使用者由觀察區域400所看見的立體虛擬物件366為由下往上的視角，將使第4D圖之例子中的立體虛擬物件366向上方伸展。

第4E圖以及第4F圖之例子係用以說明，觀察區域400與實體物件420兩者之間的相對水平距離Ds。運算模組340根據相對水平距離Ds修正該物件原型(立方型物體)的立體物件大小，產生第4F圖中的立體虛擬物件366，當相對水平距離Ds愈遠時，第4F圖之例子中的使用者看見立體虛擬物件366的物件較小，反之當相對水平距離Ds愈近時，使用者看見的立體虛擬物件366則相對應較大。

上述第4A圖至第4F圖中，僅繪示第一相對角度θ a、第二相對角度θ b或相對水平距離Ds其中之一發生變化時，修正物件原型並產生立體虛擬物件366的示意圖。實際應用中，觀察區域400與實體物件420之間的相對位置關係所包含第一相對角度θ a、第二相對角度θ b與相對水平距離Ds等三個因素中至少兩者可能同時改變，運算模組340須分別計算其變化量以產生相對應的立體虛擬物件 366，包含虛擬物件366所呈現的方向、角度與座標位置等均可加以修正，請見第4G圖與第4H圖之例子，於第4G圖之例子中，實體物件420位於偏左上方的較遠處，運算模組340同時考量第一相對角度θ a、第二相對角度θ b與相對水平距離Ds而產生相對應的立體虛擬物件366則為由右下方往左上方觀察之視角且具有較小的物件大小。以上第4A圖至第4G圖為舉例方式說明本案觀察區域400與實體物件420之相對位置關係，但實際應用中相對位置關係具有各種可能性可以此類推，並不僅以上述各例為限。

上述例子中，立體虛擬物件366的實際顯示位置皆在透明顯示裝置362之顯示平面上，係由運算模組340根據相對位置關係改變立體虛擬物件366的視角的上下左右與大小遠近，使立體虛擬物件366在視覺上與實體物件420配合，進而達到互動效果，當實體物件420的位置改變時，立體虛擬物件366呈現的形狀大小便可隨之改變。

此外，娛樂顯示系統300可更進一步包含驅動模組380，驅動模組380耦接於運算模組340與立體顯示模組360之間，驅動模組380主要用以根據運算模組340計算的立體虛擬物件366驅動立體顯示模組360上的各個顯示單元產生立體視覺的影像效果。在第4A圖至第4G圖所繪示的例子中，係以單一視點例示性說明立體虛擬物件366的形狀，但實際應用中因使用者雙眼具有一定視差，立體顯示模組360上顯示立體虛擬物件366時須分別對應使用者左眼與右眼分別提供具有視差的兩組影像。

請參閱第5A圖、第5B圖以及第5C圖，其用以繪示根據本揭示文件之其中一實施例中對立體虛擬物件進行雙眼視差計算並產生對應使用者左眼與右眼的兩組影像的示意圖。於第5A圖中，繪示了於此實施例中使用者在觀察區域400中兩眼分別位在不同的位置，其觀察實體物件420與立體虛擬物件366的角度將有所差異(即所謂兩眼視差)，因此，當運算模組340根據相對位置關係產生立體虛擬物件366的座標位置之後，驅動模組380可進一步根據雙眼視差產生第5B圖中的左眼影像366L以及第5C圖中的右眼影像366R，以顯示在透明顯示裝置362上。第5A圖至第5C圖中以較大的視差作示意講解，本發明並不以此為限，實際應用中兩眼視差所形成的兩組影像多半僅具有較小差距。

至於立體顯示方式可利用時序分離、光偏振分離或其他各種立體顯示技術傳遞至使用者的左右兩眼，此為習知技藝之人所熟知，在此不另贅述。於此實施例中，驅動模組380依據時序分別傳送複數個影像圖框至透明顯示裝置362，該些影像圖框可分別對應左眼影像以及右眼影像，藉此達到立體的影像效果，但本發明並不以此為限。

須進一步說明的是，於立體顯示模組360所顯示的畫面上(如第4B圖、第4D圖、第4F圖以及第4H圖所示)，立體虛擬物件366與實體物件420可能存在一定的前景後景的次序關係，當立體虛擬物件366與實體物件420兩者重疊的部份，須依據兩者的先後面景深次序，使較接近觀 察區域400的一者能遮蓋另一者，方能形成逼真的立體景深效果。

因此，本娛樂顯示系統300之立體顯示模組360中設置有遮光結構364。遮光結構364與透明顯示裝置362相鄰設置並位於透明顯示裝置362與實體物件420之間，遮光結構364根據立體虛擬物件366與實體物件420之間的虛擬景深次序而切換其遮光開關狀態。

請一併參閱第6A圖至第6C圖，其分別繪示於一實施例中當立體虛擬物件366與實體物件420為部份重疊時的示意圖。第6A圖與第6B圖分別繪示於此實施例中兩個子圖框(第一子圖框與第二子圖框)下遮光結構364的遮光開關狀態示意圖。第6C圖則繪示上述兩子圖框因視覺暫留產生之合併影像的示意圖。

於第6A圖至第6C圖之實施例中，立體虛擬物件366與實體物件420對觀察區域400之視角而言為部份重疊時，並且針對兩者之重疊處OLP於虛擬景深次序中實體物件420較接近觀察區域400(前景)，而立體虛擬物件366較遠離觀察區域400(遠景)。

於其中一子圖框(如第6A圖中的第一子圖框)，遮光結構364全面啟動遮光並在透明顯示裝置362顯示該立體虛擬物件366未重疊該實體物件420之部份(也就是顯示立體虛擬物件366減去重疊處OLP)，如此一來，遮光結構364隔絕了來自背景的光線與影像，僅由透明顯示裝置362顯示該立體虛擬物件366未重疊該實體物件420之部份，在 重疊處OLP排除立體虛擬物件366，達到立體虛擬物件366位在遠景的效果。於此實施例中，透明顯示裝置362可為主動發光顯示裝置等顯示面板之透光率實質上大於80%的顯示裝置，或透明顯示裝置362包含側向式背光源(圖中未示)，因此，透明顯示裝置362可在不須背景光源的情況下顯示立體虛擬物件366，而遮光結構364可例如是能夠部分致動的主動發光顯示裝置等顯示面板透光率實質上大於80%的顯示裝置，且遮光結構364係利用部份致動功能在顯示面板上部分顯示不透光部分透光以使實體物件420的光線可透過該遮光結構364。

於另一子圖框(如第6B圖中的第二子圖框)，該遮光結構364不啟動遮光而透明顯示裝置362切換至透明狀態，讓使用者能直接觀察到實體物件420，因此在重疊處OLP排除了立體虛擬物件366並使實體物件420覆蓋於其上，達到立體虛擬物件366位在遠景而實體物件420在前景的效果。藉此，兩子圖框因視覺暫留產生之合併影像效果如第6C圖所示。

請一併參閱第7A圖至第7C圖，其分別繪示於另一實施例中當立體虛擬物件366與實體物件420為部份重疊時的示意圖。第7A圖與第7B圖分別繪示於此實施例中兩個子圖框(第一子圖框與第二子圖框)下遮光結構364的遮光開關狀態示意圖。第7C圖則繪示上述兩子圖框因視覺暫留產生之合併影像的示意圖。

於第7A圖至第7C圖之實施例中，立體虛擬物件366 與實體物件420對觀察區域400之視角而言為部份重疊時，並且針對兩者之重疊處OLP於虛擬景深次序中立體虛擬物件366較接近觀察區域400(前景)，而實體物件420較遠離觀察區域400(遠景)。

於其中一子圖框(如第7A圖中的第一子圖框)，遮光結構364全面啟動遮光並在透明顯示裝置362顯示立體虛擬物件366，如此一來，遮光結構364隔絕了來自背景的光線與影像，僅由透明顯示裝置362顯示該立體虛擬物件366，在重疊處OLP可顯示立體虛擬物件366而排除實體物件420，達到立體虛擬物件366位在前景的效果。於此實施例中，透明顯示裝置362可為主動發光顯示裝置，或透明顯示裝置362包含側向式背光源(圖中未示)，因此，透明顯示裝置362可在不須背景光源的情況下顯示立體虛擬物件366。

於另一子圖框(如第7B圖中的第二子圖框)，遮光結構364僅於立體虛擬物件366與實體物件420之重疊處OLP部份啟動遮光而透明顯示裝置362切換至透明狀態，讓使用者能直接觀察到實體物件420。藉此，兩子圖框因視覺暫留產生之合併影像效果如第7C圖所示。

此外，於第7A圖至第7C圖之實施例中，因於第一子圖框時，遮光結構364全面啟動遮光，且於第二子圖框時，立體虛擬物件366與實體物件420之重疊處OLP亦進行遮光，可能使得重疊處OLP的顯示亮度特別低，與立體虛擬物件366其他未重疊部份不協調。因此，本揭示文件中的 娛樂顯示系統300可進一步對立體虛擬物件366與實體物件420之重疊處OLP進行亮度補償。

例如，針對各別子圖框調整透明顯示裝置362亮度以進行重疊處OLP的亮度補償。請參閱第8A圖以及第8B圖，其繪示根據本揭示文件之一實施例中的一種亮度補償機制。如第8A圖所示，於第一子圖框的開啟時間中，遮光結構364全面啟動遮光並在透明顯示裝置362顯示立體虛擬物件366。其中，立體虛擬物件366與實體物件420之未重疊處設定透明顯示裝置362為100%顯示亮度，而重疊處OLP設定透明顯示裝置362為50%顯示亮度。如第8B圖所示，於第二子圖框中，重疊處OLP不進行遮光，且透明顯示裝置362設定在重疊處OLP以50%顯示亮度繼續顯示立體虛擬物件366的重疊部份。如此一來，於第一子圖框與第二子圖框分別以均等亮度(50%顯示亮度)在透明顯示裝置362上顯示立體虛擬物件366之重疊部份，藉此對重疊處OLP的亮度補償。如此一來，第一子圖框啟動遮光，第二子圖框不啟動遮光。並且，立體虛擬物件366的未重疊處在第一子圖框的時間具有100%顯示亮度，立體虛擬物件366的重疊處OLP在一個影像圖框的時間(即第一子圖框與第二子圖框)具有50%顯示亮度，藉此完成亮度補償，可避免亮度不均的現象。另外，在每一影像圖框之間更可包含一空白區間，透明顯示裝置362於空白區間顯示黑畫面，用以避免圖框之間的干擾，然本實施例不加以侷限．

請參閱第9A圖以及第9B圖，其繪示根據本揭示文件 之一實施例中的另一種亮度補償機制。如第9A圖所示，於第一子圖框中，遮光結構364全面啟動遮光並在透明顯示裝置362顯示立體虛擬物件366。其中，立體虛擬物件366與實體物件420之未重疊處設定透明顯示裝置362為100%顯示亮度，而重疊處OLP設定透明顯示裝置362為200%顯示亮度。如第9B圖所示，於第二子圖框中，重疊處OLP進行遮光。也就是說，於第一子圖框，啟動該遮光結構全面遮光，並在透明顯示裝置362以增強亮度(如200%顯示亮度)顯示立體虛擬物件362之重疊部份。藉此，亦可完成亮度補償，可避免亮度不均的現象。

另一方面，請一併參閱第10圖，其繪示根據本揭示文件之另一實施例中一種互動式立體顯示方法的方法流程圖。互動式立體顯示方法對應實體物件產生互動顯示效果至觀察區域，於該實體物件與該觀察區域之間設置有一透明顯示裝置以及一遮光結構，上述物件與結構可參考先前實施例及圖式說明，在此不另贅述。

如第10圖所示，互動立體顯示方式首先執行步驟S100，追蹤該觀察區域與該實體物件之座標位置並且產生觀察區域與該實體物件相對位置關係。該相對位置關係包含以觀察區域為基準點，相對於觀察區域的實體物件於第一方向軸所夾之一第一相對角度、於垂直於第一方向軸之第二方向軸所夾之一第二相對角度以及相對於觀察區域的實體物件的相對水平距離(可參照第4A圖至第4F圖所示)。

接著，執行步驟S102，根據相對位置關係產生至少一 立體虛擬物件。其中，產生至少一立體虛擬物件之步驟S102可進一步根據該第一相對角度以及該第二相對角度修正一物件原型的立體視角效果，根據該相對水平距離修正該物件原型的立體物件大小，以及，根據該物件原型之修正結果，產生該立體虛擬物件(可參照第4A圖至第4F圖所示)。

接著，執行步驟S104，顯示立體虛擬物件於透明顯示裝置。於此步驟中，可依據時序分別產生複數個影像圖框至透明顯示裝置，該些影像圖框分別對應左眼影像以及右眼影像，藉此形成立體虛擬物件其立體視覺效果。

以及，執行步驟S106，根據立體虛擬物件與實體物件之間的虛擬景深次序而切換遮光結構之遮光開關狀態(可參照第6A圖至第6C圖以及第7A圖至第7C圖所示)。

此外，在步驟S102完成並產生立體虛擬物件之後，互動立體顯示方式可進一步執行步驟S103，對立體虛擬物件進行雙眼視差計算，分別產生對應左右眼之影像(如第5A圖至第5C圖所示)。

透明顯示裝置上所顯示的每一個影像圖框至少包含兩個子圖框，若該虛擬景深次序為該實體物件較接近該觀察區域時，於其中一子圖框，啟動該遮光結構全面遮光，並在該透明顯示裝置顯示該立體虛擬物件未重疊該實體物件之部份。於另一子圖框，關閉該遮光結構，並將該透明顯示裝置切換至透明狀態(可參照第6A圖至第6C圖)。

若該虛擬景深次序為該立體虛擬物件較接近該觀察區域時，於其中一子圖框，啟動該遮光結構全面遮光，並在該透明顯示裝置顯示該立體虛擬物件。於另一子圖框，啟 動該遮光結構於該立體虛擬物件與該實體物件之重疊處部份遮光，並切換該透明顯示裝置至透明狀態(可參照第7A圖至第7C圖)。

為避免使得重疊處的顯示亮度偏低，與其他未重疊部份不協調。因此，本揭示文件中的互動式立體顯示方法可進一步對立體虛擬物件與實體物件之重疊處進行亮度補償，例如，針對該立體虛擬物件與該實體物件之重疊處，於第一子圖框與第二子圖框分別以一均等亮度在該透明顯示裝置上顯示該立體虛擬物件之重疊部份(可參照第8A圖至第8B圖及前述對應實施例)，或是，於第一子圖框，啟動該遮光結構全面遮光，並在該透明顯示裝置以一增強亮度顯示該立體虛擬物件之重疊部份(可參照第9A圖至第9B圖及前述對應實施例)，亮度補償之細節已見於前述實施例在此不另贅述。

綜上所述，本揭示文件提出一種娛樂顯示系統以及互動式立體顯示方法，其中娛樂顯示系統中包含了透明顯示裝置設置於實體物件與觀察區域之間，追蹤實體物件與觀察區域之間的相對位置關係產生立體虛擬物件並顯示於透明顯示裝置上，藉此，可避免使用者位置改變導致的對位失準問題。此外，另設有遮光結構與透明顯示裝置相鄰，遮光結構選擇性切換其遮光開關狀態藉此模擬立體虛擬物件與實體物件之間的景深次序關係(如立體虛擬物件在前景而實體物件在遠景，或實體物件在前景而立體虛擬物件在遠景)，藉此，立體虛擬物件的虛擬位置可設定在實體物件之前或之後，不受限於實際設置的先後關係。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧互動式顯示系統

120‧‧‧轉輪結構

140‧‧‧透明顯示器

142‧‧‧圖案

122‧‧‧數字

S100~S106‧‧‧步驟

200,200a,200b,200c‧‧‧觀察區域

300‧‧‧娛樂顯示系統

320‧‧‧追蹤模組

340‧‧‧運算模組

360‧‧‧立體顯示模組

362‧‧‧透明顯示裝置

364‧‧‧遮光結構

366‧‧‧立體虛擬物件

380‧‧‧驅動模組

400‧‧‧觀察區域

420‧‧‧實體物件

為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示一種習知的互動式顯示系統的示意圖；第2圖繪示第1圖中互動式顯示系統的畫面內容示意圖；第3圖繪示根據本揭示文件之一實施例中一種娛樂顯示系統的功能方塊圖；第4A圖繪示根據本揭示文件之其中一實施例中立體顯示模組、觀察區域以及實體物件的示意圖；第4B圖繪示第4A圖之實施例中實體物件與立體顯示模組上顯示的立體虛擬物件的示意圖；第4C圖繪示根據本揭示文件之其中一實施例中立體顯示模組、觀察區域以及實體物件的示意圖；第4D圖繪示第4C圖之實施例中實體物件與立體顯示模組上顯示的立體虛擬物件的示意圖；第4E圖繪示根據本揭示文件之其中一實施例中立體顯示模組、觀察區域以及實體物件的示意圖； 第4F圖繪示第4E圖之實施例中實體物件與立體顯示模組上顯示的立體虛擬物件的示意圖；第4G圖繪示根據本揭示文件之其中一實施例中立體顯示模組、觀察區域以及實體物件的示意圖；第4H圖繪示第4G圖之實施例中實體物件與立體顯示模組上顯示的立體虛擬物件的示意圖；第5A圖繪示根據本揭示文件之其中一實施例中對立體虛擬物件進行雙眼視差計算並產生對應使用者左眼與右眼的兩組影像的示意圖；第5B圖繪示第5A圖中的左眼影像的示意圖；第5C圖繪示第5A圖中的右眼影像的示意圖；第6A圖至第6C圖分別繪示於一實施例中當立體虛擬物件與實體物件為部份重疊時的示意圖；第7A圖至第7C圖分別繪示於另一實施例中當立體虛擬物件與實體物件為部份重疊時的示意圖；第8A圖與第8B圖繪示根據本揭示文件之一實施例中的一種亮度補償機制；第9A圖與第9B圖繪示根據本揭示文件之一實施例中的另一種亮度補償機制；以及第10圖繪示根據本揭示文件之另一實施例中一種互動式立體顯示方法的方法流程圖。

S100~S106‧‧‧步驟

Claims (13)

1. 一種娛樂顯示系統，用以搭配一實體物件產生互動顯示效果至一觀察區域，該娛樂顯示系統包含：一追蹤模組，設置於該實體物件與該觀察區域之間，用以追蹤該觀察區域與該實體物件之一相對位置關係；一驅動模組；一運算模組，根據該相對位置關係計算至少一立體虛擬物件的顯示參數；以及一立體顯示模組，設置於該實體物件與該觀察區域之間，該立體顯示模組包含：一透明顯示裝置，用以顯示該至少一立體虛擬物件；以及一遮光結構，與該透明顯示裝置相鄰設置並位於該透明顯示裝置與該實體物件之間，該遮光結構根據該立體虛擬物件與該實體物件之間的一虛擬景深次序而切換其遮光開關狀態，其中該驅動模組依據時序分別傳送複數個影像圖框至該透明顯示裝置，該些影像圖框分別對應左眼影像以及右眼影像，該透明顯示裝置上所顯示的每一該些影像圖框至少包含兩個子圖框，於第一子圖框時該遮光結構全面啟動遮光，於第二子圖框時該遮光結構根據該虛擬景深次序選擇性地於該立體虛擬物件與該實體物件之重疊處部份啟動遮光。
2. 如請求項1所述之娛樂顯示系統，其中該透明顯示 裝置之顯示平面具有一橫軸以及一縱軸，該觀察區域與該透明顯示裝置之顯示平面的投影連線形成一垂直法線，該相對位置關係包含該觀察區域與該實體物件之連線相較該垂直法線往該橫軸偏轉之一第一相對角度、往該縱軸偏轉之一第二相對角度以及該觀察區域與該實體物件之間在該垂直法線上的一相對水平距離。
3. 如請求項2所述之娛樂顯示系統，其中該運算模組根據該第一相對角度以及該第二相對角度計算一物件原型的立體虛擬物件視角，並根據該相對水平距離計算該物件原型的立體虛擬物件大小。
4. 如請求項1所述之娛樂顯示系統，其中當該立體虛擬物件與該實體物件重疊，且於該虛擬景深次序中該實體物件較接近該觀察區域時，於第一子圖框，該遮光結構全面啟動遮光並在該透明顯示裝置顯示該立體虛擬物件未重疊該實體物件之部份，於第二子圖框，該遮光結構不啟動遮光而該透明顯示裝置切換至透明狀態。
5. 如請求項1所述之娛樂顯示系統，其中當該立體虛擬物件與該實體物件重疊，且於該虛擬景深次序中該立體虛擬物件較接近該觀察區域時，於第一子圖框，該遮光結構全面啟動遮光並在該透明顯示裝置顯示該立體虛擬物件，於第二子圖框，該遮光結構僅於該立體虛擬物件與該實體物件之重疊處部份啟動遮光而該透明顯示裝置切換至 透明狀態。
6. 如請求項1所述之娛樂顯示系統，其中該透明顯示裝置為一主動發光顯示裝置，或該透明顯示裝置包含一光源。
7. 一種互動式立體顯示方法，對應一實體物件產生互動顯示效果至一觀察區域，於該實體物件與該觀察區域之間設置有一透明顯示裝置以及一遮光結構，該互動立體顯示方式包含：追蹤該觀察區域與該實體物件之一相對位置關係；根據該相對位置關係計算至少一立體虛擬物件顯示參數；依據時序分別產生複數個影像圖框至該透明顯示裝置，該些影像圖框分別對應左眼影像以及右眼影像；顯示該立體虛擬物件於該透明顯示裝置；以及根據該立體虛擬物件與該實體物件之間的一虛擬景深次序而切換該遮光結構之遮光開關狀態，其中該透明顯示裝置上所顯示的每一個影像圖框至少包含兩個子圖框，若該虛擬景深次序為該實體物件較接近該觀察區域時，於第一子圖框，啟動該遮光結構全面遮光，並在該透明顯示裝置顯示該立體虛擬物件未重疊該實體物件之部份，於第二子圖框，關閉該遮光結構，並將該透明顯示裝置切換至透明狀態。
8. 如請求項7所述之互動式立體顯示方法，其中該透明顯示裝置之顯示平面具有一橫軸以及一縱軸，該觀察區域與該透明顯示裝置之顯示平面的投影連線形成一垂直法線，該相對位置關係包含該觀察區域與該實體物件之連線相較該垂直法線往該橫軸偏轉之一第一相對角度、往該縱軸偏轉之一第二相對角度以及該觀察區域與該實體物件之間在該垂直法線上的一相對水平距離，其中計算至少一立體虛擬物件顯示參數之步驟包含：根據該第一相對角度以及該第二相對角度計算一物件原型的立體視角；根據該相對水平距離計算該物件原型的立體物件大小；以及根據該物件原型之計算結果，得到該至少一立體虛擬物件。
9. 一種互動式立體顯示方法，對應一實體物件產生互動顯示效果至一觀察區域，於該實體物件與該觀察區域之間設置有一透明顯示裝置以及一遮光結構，該互動立體顯示方式包含：追蹤該觀察區域與該實體物件之一相對位置關係；根據該相對位置關係計算至少一立體虛擬物件顯示參數；依據時序分別產生複數個影像圖框至該透明顯示裝置，該些影像圖框分別對應左眼影像以及右眼影像顯示該立體虛擬物件於該透明顯示裝置；以及 根據該立體虛擬物件與該實體物件之間的一虛擬景深次序而切換該遮光結構之遮光開關狀態，其中該透明顯示裝置上所顯示的每一個影像圖框至少包含兩個子圖框，若該虛擬景深次序為該立體虛擬物件較接近該觀察區域時，於第一子圖框，啟動該遮光結構全面遮光，並在該透明顯示裝置顯示該立體虛擬物件，於第二子圖框，啟動該遮光結構於該立體虛擬物件與該實體物件之重疊處部份遮光，並切換該透明顯示裝置至透明狀態。
10. 如請求項7或9所述之互動式立體顯示方法，其中當該立體虛擬物件與該實體物件重疊，對該立體虛擬物件與該實體物件之重疊處進行亮度補償。
11. 如請求項10所述之互動式立體顯示方法，進一步包含：針對該立體虛擬物件與該實體物件之重疊處，於第一子圖框與第二子圖框分別以一均等亮度在該透明顯示裝置上顯示該立體虛擬物件之重疊部份。
12. 如請求項10所述之互動式立體顯示方法，進一步包含：於第一子圖框，在該透明顯示裝置以一增強亮度顯示該立體虛擬物件之重疊部份。
13. 如請求項12所述之互動式立體顯示方法，進一步 包含：於每一該些影像圖框之間更包含一空白區間，於該空白區間該透明顯示裝置顯示一黑畫面。