專利名稱：一種便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置，屬于計算機圖形學技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在基于計算機圖形學的虛擬現(xiàn)實設備應用已經(jīng)非常普遍，在展覽、博物館和電子娛樂場等都有廣泛使用。傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實設備通常是采用固定顯示裝置，通過專用控制設備實現(xiàn)人機互動，通常這類設備成本比較高，實現(xiàn)起來相對較為復雜，不利用在日常生活中推廣使用。目前，便攜式的投影裝置已經(jīng)開始非常流行，成本也比較低，因此，基于便攜式投影裝置來實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)便成為可能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種基于便攜式的投影裝置實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的便攜式虛擬現(xiàn)實投
影裝置。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)上述技術(shù)問題的，一種便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置，其特征在于:基于便攜式 投影裝置來實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)，便攜式投影裝置根據(jù)自身處于房間的不同位置和投影面積的大小，顯示投影面貼圖的不同位置。這里所產(chǎn)生的效果就像在一間不亮燈的房間內(nèi)，用手電筒去照亮房間里的情況，只有手電筒照亮的部分能看見，而其余部分無法看見。作為進一步具體的技術(shù)方案:該便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置內(nèi)，保存有所在房間的三維立體模型和貼圖信息，這里的房間應為長方體，地面與地平面平行，各墻面與地平面垂直，并且便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置內(nèi)安裝有重力加速度傳感器和傾角傳感器，以獲得自身的空間姿態(tài)信息，便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置內(nèi)安裝有三個激光測距裝置，以測定便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置到各墻面的距離，其中一個激光測距裝置與便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置的投影鏡頭安裝在同一平面，便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置內(nèi)安裝有電動對焦馬達，對投影鏡頭進行變焦操作。作為進一步具體的技術(shù)方案，該便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的步驟如下:( I)進入虛擬現(xiàn)實投影模式；(2)計算投影鏡頭所在平面的一個頂點為起始點沿寬邊指向相鄰頂點的單位向量與各貼圖方向的夾角；(3)判斷上述夾角，如果該夾角滿足設定條件，則確定需要投影的圖像，如果不滿足設定條件，則說明投影裝置的姿態(tài)有問題，提示用戶將投影裝置水平握持，并且正對投影面；(4)利用激光測距裝置獲取便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置到各墻面的距離；(5)計算便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置距離投影墻面的距離；
(6)對便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置距離投影墻面的距離進行判斷，判斷其是否處于投影裝置正常投影距離內(nèi)，如果不是，則遠離或靠近投影墻面；(7)根據(jù)便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置的水平投影角度和垂直投影角度計算投影畫面像素寬度和像素高度；(8)計算投影鏡頭所在平面的一個頂點為起始點沿長邊指向相鄰頂點的單位向量與貼圖水平方向向量的夾角，計算投影鏡頭所在平面的一個頂點為起始點沿高度邊指向相鄰頂點的單位向量與貼圖垂直方向向量的夾角；(9)計算投影中心點在投影貼圖的坐標位置；(10)根據(jù)投影中心點在投影貼圖的坐標位置判斷便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置是否距離墻面太近，若太近，則提醒用戶遠離墻面；(11)將確定需要投影的圖像的貼圖進行裁剪后送至投影上進行顯示。(12)根據(jù)步驟(5)計算的便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置距離投影墻面的距離驅(qū)動電動對焦馬達自動對焦，使投影圖像清晰；(13)重復(2)- (12)過程，直到用戶退出虛擬現(xiàn)實投影模式。
本發(fā)明的優(yōu)點在于:基于目前非常流行的便攜式的投影裝置實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)，成本較低，攜帶及使用非常方便，市場前景廣闊。
圖1是便攜式投影裝置顯示投影面貼圖的狀態(tài)示意圖。圖2是建立房間的三維立體模型坐標圖。圖3和圖4是便攜式投影裝置的自身的空間姿態(tài)信息示意圖。圖5是便攜式投影裝置上安裝的激光測距裝置位置示意圖。圖6是投影裝置的投影角示意圖。圖7是對貼圖進行裁到的不意圖。
具體實施例方式請參閱圖1，便攜式投影裝置可以自身處于房間的不同位置和投影面積的大小，顯示投影面貼圖的不同位置。便攜式投影裝置內(nèi)，保存有所在房間的三維立體模型和貼圖信息。這里的房間應為長方體，地面與地平面平行，各墻面與地平面垂直。請同時參閱圖2，三維立體模型建立的具體過程如下:選擇房間地面與墻面相交一頂點為原點0，如果以O為原點，建立起以地平面為參考系的直角坐標系，具體地，假設指
向重力加速度方向的反方向的單位向量為指向正東方向的單位向量為靈和指向正北方
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向的單位向量為■以O為起點,指向相鄰三個頂點的向量分別為l，\.v，H，房間的三維模型可以用這三個向量來表示。測量從原點O到相鄰三個頂點的距離|E|, |W|, _。測
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量L和W的方位角α和β ,即L和W分別與正北方向N的夾角。房間的三維模型信息可以保存為以下形式:
權(quán)利要求
1.一種便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置，其特征在于:基于便攜式投影裝置來實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)，便攜式投影裝置根據(jù)自身處于房間的不同位置和投影面積的大小，顯示投影面貼圖的不同位置。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置，其特征在于:該便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置內(nèi)，保存有所在房間的三維立體模型和貼圖信息，這里的房間為長方體，地面與地平面平行，各墻面與地平面垂直，并且便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置內(nèi)安裝有重力加速度傳感器和傾角傳感器，以獲得自身的空間姿態(tài)信息，便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置內(nèi)安裝有三個激光測距裝置，以測定便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置到各墻面的距離，其中一個激光測距裝置與便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置的投影鏡頭安裝在同一平面，便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置內(nèi)安裝有電動對焦馬達，對投影鏡頭進行變焦操作。
3.如權(quán)利要求2所述的便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置，其特征在于:該便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的步驟如下: (1)進入虛擬現(xiàn)實投影模式； (2)計算投影鏡頭所在平面的一個頂點為起始點沿寬邊指向相鄰頂點的單位向量與各貼圖方向的夾角； (3)判斷上述夾角，如果該夾角滿足設定條件，則確定需要投影的圖像，如果不滿足設定條件，則說明投影裝置的姿態(tài)有問題，提示用戶將投影裝置水平握持； (4)利用激光測距裝置獲取便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置到各墻面的距離； (5)計算便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置距離投影墻面的距離； (6)對便攜式虛擬現(xiàn)實 投影裝置距離投影墻面的距離進行判斷，判斷其是否處于投影裝置正常投影距離內(nèi)，如果不是，則遠離或靠近投影墻面； (7)根據(jù)便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置的水平投影角度和垂直投影角度計算投影畫面像素寬度和像素高度； (8)計算投影鏡頭所在平面的一個頂點為起始點沿長邊指向相鄰頂點的單位向量與貼圖水平方向向量的夾角，計算投影鏡頭所在平面的一個頂點為起始點沿高度邊指向相鄰頂點的單位向量與貼圖垂直方向向量的夾角； (9)計算投影中心點在投影貼圖的坐標位置； (10)根據(jù)投影中心點在投影貼圖的坐標位置判斷便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置是否距離墻面太近，若太近，則提醒用戶遠離墻面； (11)將確定需要投影的圖像的貼圖進行裁剪后送至投影上進行顯示。
(12)根據(jù)步驟(5)計算的便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置距離投影墻面的距離驅(qū)動電動對焦馬達自動對焦，使投影圖像清晰； (13)重復(2)-(12)過程，直到用戶退出虛擬現(xiàn)實投影模式。
4.如權(quán)利要求3所述的便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置，其特征在于:所述三維立體模型建立的具體過程如下:選擇房間地面與墻面相交一頂點為原點O，以O為原點，建立起以地平面為參考系的直角坐標系，具體地，假設指向重力加速度方向的反方向的單位向量為1，指向正東方向的單位向量為靈和指向正北方向的單位向量為P以O為起點，指向相鄰三個頂 No點的向量分別為i，W, H,房間的三維模型用這三個向量來表示，測量從原點O到相鄰三個頂點的距離悶，|w|, p|，測量11和_的方位角《和β，即E和w分別與正北方向.的夾角，房間的三維模型信息保存為以下形式:
5.如權(quán)利要求4所述的便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置，其特征在于:所述為房間的6個墻面各保存一幅圖像作為貼圖信息的具體方案為:為區(qū)分各墻面的貼圖信息，建立以下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來標識各墻面的圖像: Imagen= (In, IWn, IH11, PWn, PHn) 其中，ζ定義為垂直于該墻面，指向房間內(nèi)的單位向量，胃為圖像水平方向向量， Ιζ為圖像垂直方向向量，PWn為貼圖的像素寬度，PHn為貼圖的像素高度， I；，nr, II；具體為:
6.如權(quán)利要求5所述的便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置，其特征在于:為了描述便攜式投影裝置的空間姿態(tài)，同樣建立以地平面為參考的直角坐標系，具體地，假設指向重力加速度方向的反方向的單位向量為^指向正東方向的單位向量為營和指向正北方向的單位向量為
7.如權(quán)利要求6所述的便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置，其特征在于:便攜式投影裝置內(nèi)安裝有三個激光測距裝置，分別為\、\和V3，其測定便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置到各墻面的距離，精確度為1mm，其中，V1與投影鏡頭安裝在同一平面，設定V1，V2和V3的測距結(jié)果分別為Jl，J2，J3。
8.如權(quán)利要求7所述的便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置，其特征在于:所述便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置實現(xiàn)功能的具體流程如下: (1)進入虛擬現(xiàn)實投影模式； (2)計算而;與各貼圖方向ζ的夾角Yln(η為1，2，3，4，5，6其中之一)，具體計算方法如下:
全文摘要
本發(fā)明涉及一種便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置，基于便攜式投影裝置來實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)，便攜式投影裝置根據(jù)自身處于房間的不同位置和投影面積的大小，顯示投影面貼圖的不同位置。該便攜式虛擬現(xiàn)實投影裝置內(nèi)保存有所在房間的三維立體模型和貼圖信息，這里的房間為長方體，地面與地平面平行，各墻面與地平面垂直，且其內(nèi)安裝有獲得自身的空間姿態(tài)信息的重力加速度傳感器和傾角傳感器以及三個激光測距裝置，其中一個激光測距裝置與投影鏡頭安裝在同一平面，并設有電動對焦馬達，對投影鏡頭進行變焦操作。本發(fā)明的優(yōu)點在于基于目前非常流行的便攜式的投影裝置實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)，成本較低，攜帶及使用非常方便，市場前景廣闊。
文檔編號G03B21/00GK103226282SQ20131017508
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月13日
發(fā)明者文斐, 鮑小璐, 黃汪 申請人:合肥華恒電子科技有限責任公司