CN111095077B - 具有自适应显示器的电子设备 - Google Patents

Abstract

电子设备可包括显示虚拟现实内容的显示器。控制电路可估计正在穿戴所述电子设备的用户的亮度适应状态。所述控制电路可基于所述用户的适应状态选择针对所述虚拟现实内容的色调映射曲线和亮度水平。为了估计所述用户的适应状态，所述控制电路可从环境光传感器采集环境光信息，可从相机采集所述用户的生理属性诸如眨眼率、瞳孔尺寸和眼睛张开度，并且可从注视检测电路采集注视位置信息。所述控制电路可基于所述用户的当前适应状态来优化所述显示器的所述亮度，或者所述控制电路可将所述显示器的所述亮度转换至不同于所述用户的适应水平的水平以帮助将所述适应状态引导至所期望的水平。

Description

具有自适应显示器的电子设备

本专利申请要求于2017年8月29日提交的美国专利申请62/551,723的优先权，该美国专利申请全文据此以引用方式并入本文。

背景技术

本发明整体涉及自适应显示器，并且更具体地，涉及用于头戴式设备的自适应显示器。

头戴式设备诸如虚拟现实眼镜和增强现实眼镜使用显示器来向用户生成图像。

如果不加注意，则头戴式设备可能穿戴起来非常笨重且令人疲劳。当用户首次将头戴式设备放置在他或她的头部上时，显示器上的图像可能显得太暗并且模糊。用户在从虚拟现实观看体验过渡出来时可能会经历眩目或不适。根据用户眼睛的适应状态，头戴式显示器的动态范围可被感知为不足。

发明内容

一种被配置为由用户穿戴的电子设备可包括显示虚拟现实内容的显示器。该电子设备中的控制电路可估计正在穿戴电该子设备的用户的亮度适应状态。该控制电路可基于用户的适应状态来调节显示器的亮度。这可包括：例如，针对用户的当前适应状态优化显示器的亮度范围、调节显示器的亮度范围以对用户的适应状态产生所期望的效果(例如，帮助将用户的当前适应状态“引导”至不同的适应状态)、在一定时间段调节亮度范围以增大显示器的所感知的动态范围、对图像的一些区域的亮度调节不同于对图像的其他区域的亮度调节以说明用户的适应状态，以及/或者基于所估计的用户的适应状态来采取其他动作。

该控制电路可从环境光传感器采集环境光信息，可从相机采集用户的生理属性诸如眨眼率、瞳孔尺寸以及眼睛张开度(openness)，并且可从注视检测电路采集注视位置信息。注视位置可与图像数据(例如，正在显示器上显示的显示数据的帧)组合，以确定显示器上与用户的注视位置对准的位置处的平均像素亮度。基于此信息，控制电路可确定用户的亮度适应状态。

当用户第一次打开电子设备的显示器时，(由于该电子设备所定位的房间中的环境光)该用户可为亮适应。控制电路可通过从第一亮度水平开始并且逐渐将显示器的亮度降低至第二亮度水平来说明这种适应状态。当达到第二亮度水平时，该用户可为暗适应。

当视频结束或用户在显示器上退出视频播放模式并进入主屏幕时，控制电路可逐渐提高显示器的亮度以提升用户的适应水平。这帮助避免当用户取下电子设备并看到光线明亮的房间时的目眩或不适。

控制电路也可使用适应状态信息以增大显示器的所感知的动态范围并且基于用户正在看的位置来选择性地调节图像的部分的亮度。

附图说明

图1是根据一个实施方案的例示性头戴式设备的图示。

图2是示出根据一个实施方案的基于多种不同的亮度适应状态可如何将内容亮度映射至显示亮度的曲线图。

图3是示出根据一个实施方案的色调映射电路如何可使用关于用户的适应状态的信息来实现内容亮度至显示亮度映射的图示。

图4是示出根据一个实施方案的用户的初始亮度适应状态如何可与显示器被优化用于的适应状态不同步的曲线图。

图5是示出根据一个实施方案的显示器如何可被优化用于与用户的适应状态相匹配的适应状态的曲线图。

图6是示出根据一个实施方案的显示器如何可暂时被优化用于与用户的适应状态不同的适应状态以在用户从虚拟现实体验中转变出来之前逐渐提升用户的适应水平的曲线图。

图7是示出根据一个实施方案的在大的亮度提升之前和之后显示器的亮度如何可调节以增强显示器的所感知的动态范围的曲线图。

图8是示出根据一个实施方案的与用户的注视位置对准的图像的部分如何可被优化用于用户的当前适应状态的图示。

图9是根据一个实施方案的使用具有显示器的头戴式设备所涉及的例示性操作的流程图。

具体实施方式

头戴式设备诸如头戴式显示器可用于虚拟现实和增强现实系统。例如，一副穿戴在用户头上的虚拟现实眼镜可用于向用户提供虚拟现实内容。

图1中示出了一种例示性系统，其中头戴式设备诸如一副虚拟现实眼镜用于向用户提供虚拟现实内容。如图1所示，头戴式设备10可包括显示系统诸如显示系统40，该显示系统形成图像并且可具有光学系统诸如光学系统20，用户(例如，用户的眼睛46)可通过该光学系统在方向48上查看由显示系统40产生的图像。

显示系统40可基于液晶显示器、有机发光二极管显示器、具有晶体半导体发光二极管管芯阵列的显示器、硅基液晶显示器、微机电系统(MEM)和/或基于其它显示技术的显示器。系统40中可包括独立的左右显示器，用于用户的左眼和右眼，或单一显示器可跨越两个眼睛。

可使用安装在头戴式设备10中的控制电路42和/或安装在头戴式设备10外部的控制电路(例如，与便携式电子设备、膝上型计算机或其它计算装置相关联)向显示系统40提供虚拟内容(例如，用于静止和/或活动图像的图像数据)。控制电路42可包括存储装置，诸如硬盘存储装置、易失性和非易失性存储器、用于形成固态驱动器的电可编程存储装置，以及其他存储器。控制电路42还可包括一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、图形处理器、基带处理器、专用集成电路和其他处理电路。电路42中的通信电路可用于传输和接收数据(例如，无线地和/或通过有线路径)。控制电路42可使用显示系统40来显示视觉内容，诸如虚拟现实内容(例如，与虚拟世界相关联的计算机生成的内容)，用于电影或其他媒体的预先录制的视频或其他图像。

在操作期间，设备10中的内容生成器诸如内容生成器12(例如，在控制电路42上运行的操作系统功能和/或应用程序)可为显示系统40生成内容(例如，虚拟现实内容、高动态范围内容、标准动态范围内容等)。亮度值映射电路诸如色调映射电路14可用于向内容生成器提供指示内容生成器应如何将内容亮度值映射至显示亮度值的色调映射参数(有时称为亮度值映射参数)，以及/或者可用于对来自内容生成器的内容亮度值直接执行内容亮度至显示亮度映射操作。例如，色调映射电路14可产生基于用户的视觉系统的当前适应水平的色调映射参数，以在产生用于在通过显示系统40显示图像时使用的显示亮度值时使用。色调映射电路14可使用在控制电路42和/或其它控制电路上运行的代码来实现和/或可使用设备10中的控制电路的硬连线特征结构。可以任何合适的格式来表示色调映射参数。例如，色调映射参数诸如适应水平、黑水平、参考白水平和/或高光白水平可以cd/m²表示。

人类视觉系统能够感知大范围的亮度水平。然而，人眼无法同时看到所有这些亮度水平。相反，眼睛连续调节其对观看的环境的灵敏度，以便感知眼睛的较大总体动态范围内的不同亮度水平范围。人类视觉系统的当前灵敏度水平有时被称为其亮度适应水平。用户所感知的主观亮度通常取决于用户的亮度适应水平。当人类视觉系统变得亮适应时(即，适应亮光)，眼睛就不那么敏感。相比之下，当人类视觉系统为暗适应(即，适应低光)时，眼睛更敏感。

如果不注意，则在使用头戴式显示器之前适应亮环境光的用户可初始地将显示器上的图像感知为微弱且模糊，直到用户的眼睛适应头部安装式显示器的暗度。相似地，当用户取下头戴式显示器并面对明亮的环境光时，适应头戴式显示器的暗度的用户可能经历目眩和不适。

为了增强头戴式设备10的用户的体验，控制电路42可包括用于估计用户的适应状态的适应状态电路16。适应状态可由亮度值或亮度值范围表示。适应状态电路16可向色调映射电路14提供适应状态信息，使得色调映射电路14可根据用户的适应状态来适应显示数据。这可包括例如将显示器40的亮度范围与用户的当前适应状态进行匹配(例如，优化)、将显示器40的亮度范围调节为对用户的适应状态具有期望效果(例如，以帮助将用户的当前适应状态“引导”至不同的适应状态)、调节某些时间段处的亮度范围以提升另一时间处的所感知亮度或暗度、调节图像的一些部分的亮度以提升图像的其它部分的所感知亮度或暗度、基于用户的适应状态来选择适当色调映射参数、和/或基于用户的估计适应状态来采取其它动作。色调映射电路14可被配置为适应左显示器和右显示器的显示数据。显示数据调整对于两个显示器可以是相同的，或者显示数据调整对于左右显示器可以是不同的。例如，如果需要，色调映射电路14可针对左显示器和右显示器使用不同的色调映射曲线以考虑用户左眼和右眼的不同色调映射需要。

输入-输出设备18可耦接到控制电路42。输入-输出设备18可安装在头戴式设备10中和/或可安装在头戴式设备10外部(例如，在相关联便携式电子设备/膝上型计算机或其它计算设备中)。输入-输出设备18可用于从用户采集用户输入，可用于对设备10周围的环境进行测量，可用于向用户提供输出，并且/或者可用于向外部电子装置提供输出。输入-输出设备18可包括按钮、操纵杆、小键盘、键盘按键、触摸传感器、触控板、显示器、触摸屏显示器、麦克风、扬声器、用于向用户提供视觉输出的发光二极管，以及传感器(例如，力传感器、温度传感器、磁性传感器、加速度计、陀螺仪和/或用于测量眼镜10的取向、位置和/或移动的其他传感器、接近传感器、电容式触摸传感器、应变仪、气体传感器、压力传感器、环境光传感器和/或其他传感器)。

输入-输出电路18可包括用于采集环境光测量值(例如，环境光水平诸如环境光亮度测量值和/或环境光颜色测量值，诸如色温测量值和/或颜色坐标测量值)的颜色环境光传感器或其它环境光传感器22。输入-输出设备18还可包括用于捕获用户环境的图像、用于通过查看的眼睛46执行凝视检测操作的相机26(数字图像传感器)和/或其它相机。输入-输出设备18可包括测量用户眼睛46的特性的感测系统。例如，光源26和相机24可用于向眼睛46供应光以及测量反射光来测量眼睛46的光学属性。光源26可产生任何合适波长(例如，近红外波长、较长红外波长、可见波长等)的光。相机24和/或光源26可用于确定瞳孔尺寸、眨眼率、面部表情、眼睛张开度(例如，用户是否在眯眼)等。相机24也可由控制电路42用于采集观看者的眼睛的瞳孔或其他部分的图像。观察者的瞳孔的位置和观察者的瞳孔相对于观察者的眼睛的其余部分的位置可用于确定观察者眼睛的中心的位置(即，用户的瞳孔的中心)和观察者的眼睛的视线的方向(凝视方向)。

图2是示出针对三种不同的例示性适应状态，设备10如何可将内容亮度值映射至显示亮度值的曲线图。图2的曲线图的内容亮度和显示亮度轴具有对数标度。在图2的示例中，曲线28被优化用于暗适应状态(例如，当用户适应暗环境时)，曲线30被优化用于中等适应状态(例如，当用户适应照明的办公室或暗淡的户外环境时)，并且曲线32被优化用于亮适应状态(例如，当用户适应亮户外环境时)。可存在用于根据用户的适应状态来将内容亮度值映射至显示亮度值的大于或少于三个不同的优化曲线。各自针对三种适应状态中的一种而优化的三条曲线的使用仅是例示性的。

色调映射电路14可基于各种因素从一个色调映射曲线切换到另一色调映射曲线。在一些情形下，色调映射电路14可选择针对用户的当前适应状态而优化的色调映射曲线。例如，当用户最初将设备10放置在他或她的头部上时，用户的眼睛可逐渐地从明亮的房间环境适应设备10的昏暗观看条件。色调映射电路14可遵循此情形下用户的适应，起初使用亮适应曲线32并逐渐地移动到暗适应曲线28。

在其他情形下，色调映射电路14可用于将用户的适应从其当前状态驱使或引导至不同的状态。例如，当用户正在观看的视频结束时、当用户进入主屏幕时、或者当用户以其他方式指示他或她正在从虚拟现实体验中转变出来时，色调映射曲线28可调节显示数据以将用户的适应状态从暗适应逐渐转换至亮适应，从而避免当用户取下设备10时的任何目眩或不适。在这种类型的情形下，色调映射电路系统14可最初使用暗适应曲线28并逐渐地移动到亮适应曲线32，从而使得用户的眼睛慢慢变得亮适应。

图3是示出适应状态电路16如何可接收输入诸如环境光条件34、用户的生理属性36、注视位置38以及显示内容(例如，显示内容44和/或重映射内容50)的图示。适应状态电路16可基于这些输入的一个或多个来估计用户的适应状态，并且可向色调映射电路14提供所估计的适应状态。

环境条件34可包括使用环境光传感器22测量的当前环境光水平。通过测量头戴式设备10外部的周围环境的亮度，适应状态电路16可能够当用户在其头部戴上设备10并打开显示器40时估计用户的适应状态。色调映射电路14然后可基于用户的当前适应状态来确定色调映射参数。例如，如果环境光传感器条件34指示明亮的环境光，则适应状态电路可得出结论：用户为亮适应。色调映射电路14可从亮适应曲线32开始，使得图像对用户显得足够明亮。色调映射电路14可在用户适应设备10的暗观看条件时逐渐地转变到针对暗适应状态优化的色调映射参数。

生理属性36可包括瞳孔尺寸、眨眼率、面部表情、眼睛张开度和/或可指示用户的适应状态的其它信息。例如，在用户的眼睛适应暗环境条件时，瞳孔可变得更大，眨眼率可减小，眼睛和脸颊之间的距离可随着脸部松弛而减小，并且眼睛可眯得更少。可(例如，使用相机24和/或光发射器26)测量这些生理属性，并且由适应状态电路16使用这些生理属性来估计用户的适应状态。除了指示用户的适应状态之外，生理属性36还可指示用户的疲劳水平。用户在长时间观看头戴式显示器上的图像之后可能会感到疲劳。如果需要，色调映射电路14可使用生理属性36来确定用户的疲劳水平并相应地调节色调映射参数。例如，当用户示出疲劳的迹象时，色调映射电路14可使显示器变暗以使观看体验更加舒适。

注视位置38也可用于估计观看者的适应状态。如果观看者的注视朝向图像的亮部分，则用户可为稍微亮适应，而朝向图像的暗部分注视的观看者可更为暗适应。可使用相机24捕获观看者的瞳孔和观看者眼睛的其它部分的图像来测量注视位置38。注视位置38可结合注视位置处的像素亮度使用来估计用户的当前适应状态。此计算可包括例如用于估计用户的适应状态的用户注视位置围绕的像素亮度水平的移动平均值。注视位置38处的像素亮度可通过分析显示器40上正在显示的图像数据的帧来确定(例如，通过分析内容44和/或重映射的内容50)。

在操作期间，内容生成器12可产生要在显示器40上显示的内容。内容生成器12可例如生成虚拟现实内容。这可包括在视频游戏中渲染游戏图像、检索所存储电影数据并提供要在显示器40上显示的对应视频帧、产生与操作系统功能或应用程序相关联的静态图像帧、和/或产生用于在显示器40上显示的其它内容。

适应状态电路16可使用关于环境条件34、生理属性36、注视位置38和/或内容44和内容50的信息来估计用户的适应状态。可向色调映射电路14提供该适应状态。色调映射电路14可使用该适应状态来确定如何应将原始内容值映射至显示内容值(例如，以确定如何根据结合图2所描述的类型的映射曲线将内容亮度值映射至显示亮度值)。这有时被称为调节显示器的亮度水平。为了确保内容被适当地显示在显示器40上，色调映射电路14可向内容生成器12提供执行亮度映射操作时使用的色调映射参数，和/或色调映射电路14可实施内容生成器12的亮度映射。

在一些配置中，内容生成器12可能够在内部调节内容亮度值。在这些情况下，色调映射电路14可向内容生成器12供应色调映射参数。色调映射参数向内容生成器12通知向显示器44供应内容40时使用的适当的映射曲线。

在其它配置中，内容生成器12可能不能够在内部调节内容亮度值，或者可能另外期望与内容生成器12的色调映射功能分开实施色调映射。在这些情况下，可将来自内容生成器12的内容44提供给色调映射电路14。然后，色调映射电路14可应用期望的内容亮度至显示亮度映射(例如，与图2所示的曲线中的一条相关联的映射限定完成映射参数)，以确保内容44的亮度被适当地调节(例如，使得内容44根据期望的内容亮度至显示亮度映射进行重映射以产生用于在显示器40上显示的对应重映射内容50)。

在图4的示例中，曲线52表示用户的适应状态。虚线54表示显示器被优化用于的适应状态。在用户在时间t1处将头戴式显示器放置于他或她的头部上之前，该用户的适应状态相对明亮(在水平L2)，因为该用户适应了光线明亮的房间。在时间t1处，显示器开始显示被优化用于处在水平L1的暗适应用户的图像。在时间t2处，用户的眼睛适应暗观看条件并且用户的适应状态从亮适应(L2)转换至暗适应(L1)。然而，从时间t1到时间t2，在用户的适应状态和显示内容被优化用于的适应状态之间存在不匹配。这可导致内容在最初显得暗淡且模糊，直到用户的眼睛适应了昏暗的环境。

在图5的示例中，曲线56表示用户的适应状态并且曲线58表示显示器(例如，显示器40)被优化用于的适应状态。如在图4的示例中那样，用户的适应状态相对明亮(在水平L2)，因为在使用设备10之前该用户适应了光线明亮的房间。在时间t1处，当用户将设备10放置于他或她的头部上并且显示器40开始显示内容时，色调映射电路14可调节显示内容的亮度使得其被优化用于用户的亮适应状态L2。在一些布置中，显示器40被优化用于的适应状态(即，曲线58)可基于由适应状态电路16计算的估计适应状态。响应于打开显示器40或者响应于任何其他合适的动作(例如，响应于将设备10放置于用户头部上)，适应状态电路16可在显示器40快打开之前计算适应状态。在其他布置中，色调映射电路14可使用预先确定的初始亮度设置，该亮度设置随时间自动从亮适应转换至暗适应。这种类型的预先确定的优化可例如基于用户研究或其他信息(例如，曲线58可基于针对从明亮的室内照明转换至昏暗的头戴式显示器照明的用户的典型适应转换)。

在图5的示例中，其中曲线58与曲线56相匹配仅为例示性的。如果需要，曲线58可与曲线56略微不同(例如，曲线58可略微高于或略微低于曲线56)。该差异可不被观看者注意到，但是可帮助将用户的适应状态引导至所期望的水平。

在一些布置方式中，可期望将用户的适应状态从一个水平驱动或引导到另一水平。例如，当用户正在从虚拟现实体验中转变出来时(例如，当电影或视频结束时、当用户进入主屏幕或以其他方式指示观看体验接近结束时等)，可期望将用户的适应水平从暗引导至亮，使得用户在将设备10从他或她的眼睛移开时不会经历目眩或不适。

这种类型的情形在图6中示出。在该示例中，曲线60表示用户的适应状态并且曲线62表示显示器40被优化用于的适应状态。从时间t0到时间t1，用户正在观看显示器40上的内容并且在适应状态L1下为暗适应。显示器40上的内容针对适应状态L1进行优化。在时间t1处，来自输入-输出设备18和/或控制电路42的信息可指示观看体验已结束或即将结束。这可包括例如致使显示器40暂停或停止视频的用户输入、导致在显示器40上显示主屏幕的用户输入、指示电影或其它视频已结束的控制电路42、或指示观看体验已结束或接近结束的其它信息。该信息可引起色调映射电路14显示被优化用于比用户的实际当前适应水平更亮的适应水平的内容。这可包括例如从时间t1到时间t2逐渐提升显示器40的总体亮度。显示器40的所提升的亮度提升用户的适应水平，直到该用户达到适应水平L2。

在一些布置中，显示器40的亮度的逐渐提升(例如，曲线62)可基于所采集的传感器数据。例如，环境光传感器22可用于测量设备10外部的环境的环境亮度。该信息可由色调映射电路14用于确定显示器40的适当亮度水平。在其他情形下，可预先确定显示器40的亮度的逐渐提升(例如，可为在预先确定的时间段内由暗到亮的固定转变)。这种类型的预先确定的亮度转换可基于用户研究或其他信息(例如，曲线62可基于典型室内照明条件)。

图7示出另一种方法，其中可通过跟踪用户的亮度适应状态来增强用户体验。图7的曲线图示出一种情形，其中色调映射电路可调节显示内容以转换用户的适应状态，使得亮的颜色被感知为更亮并且暗的颜色被感知为更暗。在显示器的最大亮度低于所预期的亮度水平的情况下，这种类型的适应状态转换可为有利的。

在图7的示例中，曲线64表示所预期的亮度(例如，与来自内容生成器的输入图像相关联的亮度)，虚线66表示显示器40的最大亮度，并且曲线68表示输出亮度(例如，在显示器40上显示的图像的亮度)。

如图7所示，内容随时间的所预期的亮度可包括场景变化，其中从时间t2到时间t3，亮度跳至亮度水平B5。在一些布置中，亮度B5可高于显示器40能够达到的峰值亮度。在其他布置中，可不期望产生亮度B5(例如，由于功率消耗或其他考虑因素)。在任一种情况下，显示器40可产生亮度水平B4，而不产生亮度水平B5。如果从时间t1到时间t2，显示器40沿循所预期的亮度(曲线64)，则从时间t2到时间t3，显示器40的亮度将被感知为不够亮。

为了避免这种类型的问题并且为了增大显示器40的所感知的动态范围，在大的亮度提升(诸如图7中所示的亮度提升)之前和/或之后，显示器40可缓慢地降低亮度。从时间t1到时间t2，显示器40的亮度(曲线68)可从水平B3缓慢地降低至水平B2。随着显示器40的亮度降低，用户的适应状态将变得更加暗适应，使得在时间t2处显示器40的亮度从B2至B4的突然提升将对用户显得更加明显。换句话讲，从B2至B4的亮度转换将与从B3至B5的亮度转换被相似地感知，因为随着用户变得更加暗适应，用户眼睛的敏感性将提高。相似地，在时间t3处，显示器40的亮度从水平B4瞬间降低至水平B1。用户可相似地感知从B4至B1的亮度转换与从B5至B3的所预期的亮度转换。到水平B1的瞬间亮度降低也可用于将用户的亮度适应重置为更加暗适应。在一些布置中，显示器40正在显示高动态范围内容，在时间t2和时间t3处的这种亮度的逐渐降低也可为高动态范围内容提供更多净空(例如，该内容的高光白电平和基准白电平之间更大的范围)。

如果需要，从时间t1到时间t2，适应状态电路16可跟踪用户的适应状态，以确保缓慢的亮度变化不被用户注意到。

色调映射电路14也可考虑用户的适应状态，因为该色调映射电路确定如何相对于图像的一部分中的内容来调节图像的另一部分中的内容。图8示出正在显示器40上显示的例示性图像74。在图像74中，可使用与周围区域72不同的色调映射参数来映射区域70。区域70可为用户的眼睛聚焦的图像74中的区域。注视跟踪电路(例如，相机24)可用于跟踪用户的注视、确定视线的方向并且确定图像74的哪一部分处于用户视线的方向的中心。色调映射电路14可使用该信息，与对用户适应状态的估计一起，针对用户的观看和适应状态来优化区域70。这可包括针对区域70使用与针对区域72不同的色调映射参数(例如，通过使区域70比区域72更亮、通过使区域70比区域72更暗、或者通过其他方式对针对区域70的内容进行与针对区域72不同的调节)。

图9是操作设备10所涉及的例示性操作的流程图。

在框100的操作期间，控制电路42(例如，适应状态电路16、色调映射电路14和/或在设备10上运行的其他代码)可使用输入-输出电路18采集关于环境条件36的信息，诸如环境光传感器读数(例如，来自环境光传感器22的环境光水平信息)，采集(例如，来自一个或多个相机24、光源26和/或其他传感器的)关于穿戴设备10的用户的生理属性36的信息，以及采集(例如，来自注视检测电路诸如一个或多个相机24的)注视位置信息38。控制电路42也可采集显示数据(例如，正在显示器40上显示的显示数据的帧，包括内容44和/或重映射内容50)以确定用户关注的像素处的像素亮度(例如，以计算用户注视位置周围的像素亮度水平的移动平均值)。

在框102的操作期间，适应状态电路16可基于在框100期间所采集的信息来估计用户的适应状态。这可包括：确定估计用户的适应状态的亮度值、确定估计用户的适应状态的亮度值范围、或者从一组所存储的适应状态(例如，暗适应、中等适应、亮适应等)中选择与用户的适应状态最紧密地相匹配的适应状态。

在框104的操作期间，基于在框100期间所采集的信息和在框102期间所确定的适应状态，色调映射电路14可选择色调映射曲线(例如，内容亮度至显示亮度映射，诸如图2的例示性映射中的一个)来应用于内容生成器12的内容。也可生成对应于所选择的色调映射曲线的色调映射参数(例如，白电平、黑电平和/或其他色调映射参数)。

在框106的操作期间，所选择的色调映射参数可应用于显示器40的内容。这可包括基于所选择的色调映射曲线来使用色调映射电路14将内容重映射至适当亮度值，并且/或者可包括将色调映射参数提供给内容生成器12以供内容生成器12使用(例如，使得内容生成器12将符合所选择的色调映射曲线的内容提供给显示器40)。

如框108所指出的那样，可在显示器40上显示具有由电路14和/或内容生成器12根据所选择的色调映射参数调节的亮度值的内容。如线110所指出的那样，在操作显示器40和设备10期间，可连续地执行图9的操作。

根据一个实施方案，提供了一种被配置为由用户穿戴的电子设备，该电子设备包括：测量电子设备外部的环境光的环境光传感器、用于测量生理属性的相机、生成虚拟现实内容的显示器，以及控制电路，该控制电路被配置为从环境光传感器接收环境光读数，基于该环境光读数和生理属性来调节显示器上的虚拟现实内容的亮度。

根据另一个实施方案，该电子设备包括确定注视位置的注视检测电路，该控制电路被配置为基于注视位置来调节虚拟现实内容的亮度。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为确定显示器上与注视位置对准的位置处的平均像素亮度。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为基于该位置处的平均像素亮度来调节虚拟现实内容的亮度。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为将虚拟现实内容的亮度从第一亮度水平调节至第二亮度水平，第一亮度水平低于第二亮度水平，并且当显示器显示视频时使用第一亮度水平，当显示器显示菜单屏幕时使用第二亮度水平。

根据另一个实施方案，生理属性包括眨眼率、瞳孔尺寸和眼睛张开度中的至少一者。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为基于环境光读数来估计用户的亮度适应状态，并且被配置为基于所估计的亮度适应状态来调节虚拟现实内容的亮度。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为基于环境光读数和生理属性来选择针对虚拟现实内容的色调映射曲线。

根据一个实施方案，提供了一种被配置为由用户穿戴的电子设备，该电子设备包括：测量电子设备外部的环境光的环境光传感器、采集关于用户的信息的输入-输出部件、生成虚拟现实内容的显示器，以及控制电路，该控制电路被配置为基于该环境光和该信息来估计用户的亮度适应状态，并且基于该亮度适应状态来调节显示器上的虚拟现实内容的亮度。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为通过针对该亮度适应状态来优化亮度以调节该亮度。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为将显示器的亮度从第一亮度水平调节至第二亮度水平，第一亮度水平高于第二亮度水平，并且当打开显示器时使用第一亮度水平且在打开显示器一段时间之后使用第二亮度水平。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为将显示器的亮度从第一亮度水平调节至第二亮度水平，第一亮度水平低于第二亮度水平，并且当显示器显示视频时使用第一亮度水平，当显示器显示菜单屏幕时使用第二亮度水平。

根据另一个实施方案，该输入-输出部件包括用于测量注视位置的相机。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为确定显示器上与注视位置对准的位置处的平均像素亮度。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为基于该位置处的平均像素亮度来估计用户的亮度适应状态。

根据另一个实施方案，该输入-输出部件包括测量眨眼率、瞳孔尺寸和眼睛张开度中的至少一者的相机。

根据一个实施方案，提供了一种用于操作具有显示虚拟现实内容的显示器的电子设备的方法，该方法包括：使用环境光传感器测量电子设备外部的环境光、使用相机采集关于穿戴该电子设备的用户的信息、使用控制电路确定该用户的亮度适应状态，以及基于该用户的亮度适应状态来调节虚拟现实内容的亮度。

根据另一个实施方案，调节虚拟现实内容的亮度包括针对用户的亮度适应状态来优化虚拟现实内容的亮度。

根据另一个实施方案，调节虚拟现实内容的亮度包括降低虚拟现实内容的亮度以使用户的亮度适应状态从第一亮度适应水平转换至第二亮度适应水平。

根据另一个实施方案，采集关于用户的信息包括跟踪以下信息中的至少一者：注视位置、眨眼率、瞳孔尺寸和眼睛张开度。

前述内容仅为例示性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (17)

1.一种被配置为被穿戴的电子设备，包括：

环境光传感器，所述环境光传感器测量所述电子设备外部的环境光；

相机，所述相机用于测量生理属性；

显示器，所述显示器生成虚拟现实内容；

注视检测电路，所述注视检测电路确定注视位置；以及

控制电路，所述控制电路被配置为：

从所述环境光传感器接收环境光读数；

基于所述环境光读数和所述生理属性来调节所述显示器上的所述虚拟现实内容的亮度，其中所述控制电路被配置为将所述虚拟现实内容的所述亮度从第一亮度水平调节至第二亮度水平，其中所述第一亮度水平低于所述第二亮度水平，并且其中在所述显示器显示视频时使用所述第一亮度水平，并且在所述显示器显示菜单屏幕时使用所述第二亮度水平；以及

将第一色调映射应用于与所述注视位置对准的虚拟现实内容，并且将第二色调映射应用于不与所述注视位置对准的虚拟现实内容，其中所述第二色调映射不同于所述第一色调映射。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为基于所述注视位置来调节所述虚拟现实内容的所述亮度。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为确定所述显示器上与所述注视位置对准的位置处的平均像素亮度。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为基于所述位置处的所述平均像素亮度来调节所述虚拟现实内容的所述亮度。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述生理属性包括眨眼率、瞳孔尺寸和眼睛张开度中的至少一者。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为基于所述环境光读数来估计亮度适应状态，并且被配置为基于所估计的亮度适应状态来调节所述虚拟现实内容的所述亮度。

7.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为基于所述环境光读数和所述生理属性来选择针对所述虚拟现实内容的色调映射曲线。

8.一种被配置为被穿戴的电子设备，包括：

环境光传感器，所述环境光传感器测量所述电子设备外部的环境光；

输入-输出部件，所述输入-输出部件采集眼睛信息；

显示器，所述显示器生成虚拟现实内容；

注视检测电路，所述注视检测电路确定注视位置；以及

控制电路，所述控制电路被配置为：

基于所述环境光和所述眼睛信息来估计亮度适应状态；

基于所述亮度适应状态来调节所述显示器上的所述虚拟现实内容的亮度，其中所述控制电路被配置为将所述显示器的所述亮度从第一亮度水平调节至第二亮度水平，其中所述第一亮度水平高于所述第二亮度水平，并且其中在打开所述显示器时使用所述第一亮度水平，并且在打开所述显示器之后一段时间使用所述第二亮度水平；以及

将第一色调映射应用于与所述注视位置对准的虚拟现实内容，并且将第二色调映射应用于不与所述注视位置对准的虚拟现实内容，其中所述第二色调映射不同于所述第一色调映射。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为通过针对所述亮度适应状态来优化所述亮度以调节所述亮度。

10.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述输入-输出部件包括用于测量注视位置的相机。

11.根据权利要求10所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为确定所述显示器上与所述注视位置对准的位置处的平均像素亮度。

12.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为基于所述位置处的所述平均像素亮度来估计所述亮度适应状态。

13.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述输入-输出部件包括测量眨眼率、瞳孔尺寸和眼睛张开度中的至少一者的相机。

14.一种用于操作具有显示虚拟现实内容的显示器的电子设备的方法，包括：

使用环境光传感器测量所述电子设备外部的环境光；

使用相机采集眼睛信息；

利用注视检测电路，确定注视位置；

基于所述眼睛信息，使用控制电路确定亮度适应状态；

基于所述亮度适应状态并且基于正在显示的虚拟现实内容的类型来调节虚拟现实内容的亮度；以及

将第一色调映射应用于与所述注视位置对准的虚拟现实内容，并且将第二色调映射应用于不与所述注视位置对准的虚拟现实内容，其中所述第二色调映射不同于所述第一色调映射。

15.根据权利要求14所述的方法，其中调节所述虚拟现实内容的所述亮度包括针对所述亮度适应状态来优化所述虚拟现实内容的所述亮度。

16.根据权利要求14所述的方法，其中调节所述虚拟现实内容的所述亮度包括降低所述虚拟现实内容的所述亮度以将所述亮度适应状态从第一亮度适应水平转换至第二亮度适应水平。

17.根据权利要求14所述的方法，其中采集所述眼睛信息包括跟踪以下项中的至少一者：注视位置、眨眼率、瞳孔尺寸和眼睛张开度。

Images