一種跟隨人眼位置的立體顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實(shí)用新型涉及3D立體顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品原型設(shè)計(jì)如汽車、航天、鐵路等制造業(yè)、課件教學(xué)、培訓(xùn)、科研等具體領(lǐng)域的跟隨人眼位置的立體顯示
目.ο
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前的立體交互式顯示裝置是通過捕捉用戶于三維空間的位置，輸入三維引擎進(jìn)行運(yùn)算，在顯示器實(shí)時(shí)輸出用戶在該視點(diǎn)應(yīng)該看到的內(nèi)容，在實(shí)際使用過程中，3D液晶屏以及其他類似技術(shù)中顯示器均是固定的，用戶想看三維虛擬物體的側(cè)面及后面的時(shí)候，需要對(duì)三維虛擬物體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，然后才在顯示器看到側(cè)面、背面。跟真實(shí)物體的體驗(yàn)差別太大，跟真實(shí)環(huán)境的交互體驗(yàn)差別太大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種跟隨人眼位置的立體顯示裝置。
[0004]本實(shí)用新型的一種跟隨人眼位置的立體顯示裝置采用以下技術(shù)方案:
[0005]—種跟隨人眼位置的立體顯示裝置，包括動(dòng)作捕捉設(shè)備1、3D立體眼鏡2、手柄3、底座4、顯示裝置5，其中底座4上方固定有電腦主機(jī)7和支架，支架中部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)電機(jī)6，旋轉(zhuǎn)電機(jī)6與電腦主機(jī)7連接，顯示裝置5固定于旋轉(zhuǎn)電機(jī)6上。動(dòng)作捕捉設(shè)備I固定在支架頂端，手柄3上以及3D立體眼鏡2上均分別設(shè)置有多個(gè)銀色反光球8，動(dòng)作捕捉設(shè)備1、顯示裝置5分別與電腦主機(jī)7電連接，手柄3與電腦主機(jī)7無線信號(hào)連接、3D立體眼鏡2與顯示裝置5無線信號(hào)連接同步。
[0006]在一種優(yōu)選實(shí)施例中，動(dòng)作捕捉設(shè)備I包括至少兩臺(tái)光學(xué)捕捉相機(jī)。
[0007]在一種優(yōu)選實(shí)施例中，顯示裝置5采用高清高分辨率、立體顯示器。
[0008]在一種優(yōu)選實(shí)施例中，手柄3上以及3D立體眼鏡2上方分別設(shè)置有3-6粒銀色反光球8 0
[0009]在一種優(yōu)選實(shí)施例中，手柄3上設(shè)置有多個(gè)控制按鈕。
[0010]通過該裝置，用戶走到側(cè)面可看到側(cè)面的效果，走到背后，可看到虛擬物體的背后，虛擬物體的坐標(biāo)系跟現(xiàn)實(shí)物理空間的坐標(biāo)系一一對(duì)應(yīng)，而且該裝置可識(shí)別用戶角度位置變化，驅(qū)動(dòng)顯示屏面對(duì)用戶，同時(shí)調(diào)整顯示內(nèi)容，增強(qiáng)了用戶的交互體驗(yàn)。
【附圖說明】
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[0011]圖1為本實(shí)用新型的一種跟隨人眼位置的立體顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本實(shí)用新型的一種跟隨人眼位置的立體顯示裝置的組成示意圖。
[0013]圖3為本實(shí)用新型的動(dòng)作捕捉攝像頭連接方式示意圖。
[0014]圖4為本實(shí)用新型的視差式立體成像原理示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】:
[0015]下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型的一種跟隨人眼位置的立體顯示裝置做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0016]如圖1、2所示，本實(shí)用新型的一種跟隨人眼位置的立體顯示裝置包括動(dòng)作捕捉設(shè)備1、3D立體眼鏡2、手柄3、底座4、顯示裝置5，其中底座4上方固定有電腦主機(jī)7和支架，支架中部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)電機(jī)6，旋轉(zhuǎn)電機(jī)6與電腦主機(jī)7連接，顯示裝置5固定于旋轉(zhuǎn)電機(jī)6上，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)6的驅(qū)使下顯示裝置5可以相對(duì)于支架轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)作捕捉設(shè)備I固定在支架頂端，手柄3上以及3D立體眼鏡2上均分別設(shè)置有多個(gè)銀色反光球8，動(dòng)作捕捉設(shè)備1、顯示裝置5分別與電腦主機(jī)7電連接，手柄3與電腦主機(jī)7無線信號(hào)連接、3D立體眼鏡2與顯示裝置5無線信號(hào)連接同步。
[0017]實(shí)際應(yīng)用過程中，初始化后首先識(shí)別用戶站立位置，驅(qū)動(dòng)顯示裝置5面向用戶，三維引擎渲染該角度下場(chǎng)景窗口，獲取手柄3、3D立體眼鏡2坐標(biāo)位置，三維渲染，顯示裝置5的顯卡進(jìn)行信息輸出。
[0018]在一種實(shí)施方式中，顯示裝置5采用高清高分辨率、立體顯示器，最好是具有立體顯不屏的電腦一體機(jī)。
[0019]在一種實(shí)施方式中，為達(dá)到直觀舒適的交互方式，需要選用準(zhǔn)確度極高且敏捷穩(wěn)定的光學(xué)式動(dòng)作捕捉系統(tǒng)作為手柄3、3D立體眼鏡2的位置跟蹤系統(tǒng)。通常需要至少兩臺(tái)光學(xué)捕捉相機(jī)，架在顯示器上方，其捕捉區(qū)域?yàn)?.5立方米。通過銀色反光球8安裝在手柄3上以及3D立體眼鏡2上方，具體數(shù)量3-6粒不等，用于計(jì)算被兩臺(tái)相機(jī)捕捉到的矩陣。通過這些被實(shí)時(shí)捕捉到的數(shù)據(jù)，我們可以精準(zhǔn)的計(jì)算出用戶頭部及手部在空間中的位置及坐標(biāo)，以及手部六自由度旋轉(zhuǎn)及朝向的向量。如圖3所示，由于單個(gè)動(dòng)作捕捉相機(jī)的可視范圍受到限制，為了獲取360度的可視范圍，所以用至少兩臺(tái)光學(xué)捕捉相機(jī)，優(yōu)選4-6臺(tái)光學(xué)捕捉相機(jī)，確認(rèn)拍攝角度可覆蓋。
[0020]在一種實(shí)施方式中，手柄3采用的一種類似空間鼠標(biāo)的交互裝置，手柄3設(shè)置有多個(gè)控制按鈕，通過無線傳輸將用戶的指令傳回電腦，如點(diǎn)擊、抓起、拖動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等命令。
[0021]電腦主機(jī)7需要保證雙通道同步顯示大規(guī)模三維場(chǎng)景的時(shí)候，能夠保證足夠的圖形運(yùn)算能力，從而一般選用高性能圖形工作站。同時(shí)，為保證雙眼3D立體圖形顯示所需要雙眼立體運(yùn)算和輸出，一般推薦Nvidia的QuadroFX圖卡進(jìn)行作為標(biāo)準(zhǔn)中高端配置。
[0022]如圖4所示，顯示的是本實(shí)用新型的一種跟隨人眼位置的立體顯示裝置的視差式立體成像原理。
[0023]傳統(tǒng)的3D立體顯示方式，如主動(dòng)式、被動(dòng)式3D電視、多通道環(huán)幕投影等，利用的雙目視差原理。
[0024]如圖4所示，圖中Al、A2分別是同一物點(diǎn)A在屏幕上所顯示的左圖像點(diǎn)與右圖像點(diǎn)，B1、B2分別是同一物點(diǎn)B在屏幕上所顯示的左圖像點(diǎn)與右圖像點(diǎn)，如果左眼只能看到A1、B1，右眼只能看到A2、B2，則在人的大腦里就可以反映出A點(diǎn)和B點(diǎn)的深度信息。圖像點(diǎn)A成像于屏幕之后我們稱之為后方圖像圖像，點(diǎn)B成像于屏幕之前稱之為前方圖像。
[0025]本實(shí)用新型中運(yùn)動(dòng)視差立體成像原理:
[0026]運(yùn)動(dòng)視差，坐在前進(jìn)的火車上往窗外就能容易體驗(yàn)到，遠(yuǎn)處的物體往后退的慢，近處的物體后退速度快。人的眼睛位置變動(dòng)時(shí)候，視覺范圍的所有物體相對(duì)于眼睛相對(duì)運(yùn)動(dòng)，徑向的位置變化則為遠(yuǎn)近位置變化，靠近眼睛則物體成像變大，遠(yuǎn)離眼睛則物體變小。切線方向的位置變化物體表現(xiàn)的往左或者往右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)能看到更多的物體的側(cè)面。運(yùn)動(dòng)視差立體成像技術(shù)，主要來自頭部跟蹤式3D立體顯示方式，多用于專業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品，如立體顯示頭盔，CAVE等沉浸式體驗(yàn)設(shè)備。運(yùn)動(dòng)視差是由觀察者和景物發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的，這種運(yùn)動(dòng)使景物的尺寸和位置在視網(wǎng)膜的投射發(fā)生變化，使產(chǎn)生深度感。
[0027]實(shí)際應(yīng)用過程中，用戶走到側(cè)面可看到側(cè)面的效果，走到背后，可看到虛擬物體的背后，虛擬物體的坐標(biāo)系跟現(xiàn)實(shí)物理空間的坐標(biāo)系一一對(duì)應(yīng)，而且該裝置可識(shí)別用戶角度位置變化，驅(qū)動(dòng)顯示屏面對(duì)用戶，同時(shí)調(diào)整顯示內(nèi)容，增強(qiáng)了用戶的交互體驗(yàn)。
[0028]應(yīng)當(dāng)指出的是，上述內(nèi)容只是本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方式的列舉，其中未盡詳細(xì)描述的部分，應(yīng)該理解為用本技術(shù)領(lǐng)域的一般方式予以實(shí)施。同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員來說，在不偏離本實(shí)用新型的精神范疇內(nèi)對(duì)本實(shí)用新型所做的等效變換和修飾，都將落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種跟隨人眼位置的立體顯示裝置，其特征在于:包括動(dòng)作捕捉設(shè)備(I)、3D立體眼鏡(2)、手柄(3)、底座(4)、顯示裝置(5)，其中底座(4)上方固定有電腦主機(jī)(7)和支架，支架中部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)電機(jī)(6)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)(6)與電腦主機(jī)(7)連接，顯示裝置(5)固定于旋轉(zhuǎn)電機(jī)(6)上;動(dòng)作捕捉設(shè)備(I)固定在支架頂端，手柄(3)上以及3D立體眼鏡(2)上均分別設(shè)置有多個(gè)銀色反光球(8)，動(dòng)作捕捉設(shè)備(1)、顯示裝置(5)分別與電腦主機(jī)(7)電連接，手柄(3)與電腦主機(jī)(7)無線信號(hào)連接，3D立體眼鏡(2)與顯示裝置(5)無線信號(hào)連接同步。2.如權(quán)利要求1所述的一種跟隨人眼位置的立體顯示裝置，其特征在于:動(dòng)作捕捉設(shè)備(I)包括至少兩臺(tái)光學(xué)捕捉相機(jī)。3.如權(quán)利要求1所述的一種跟隨人眼位置的立體顯示裝置，其特征在于:顯示裝置(5)采用高清高分辨率、立體顯示器。4.如權(quán)利要求1所述的一種跟隨人眼位置的立體顯示裝置，其特征在于:手柄(3)上以及3D立體眼鏡(2)上方分別設(shè)置有3-6粒銀色反光球(8)。5.如權(quán)利要求1所述的一種跟隨人眼位置的立體顯示裝置，其特征在于:手柄(3)上設(shè)置有多個(gè)控制按鈕。
【專利摘要】一種跟隨人眼位置的立體顯示裝置，包括動(dòng)作捕捉設(shè)備(1)、3D立體眼鏡(2)、手柄(3)、底座(4)、顯示裝置(5)，其中底座(4)上方固定有電腦主機(jī)(7)和支架，支架中部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)電機(jī)(6)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)(6)與電腦主機(jī)(7)連接，顯示裝置(5)固定于旋轉(zhuǎn)電機(jī)(6)上；動(dòng)作捕捉設(shè)備(1)固定在支架頂端，手柄(3)上以及3D立體眼鏡(2)上均分別設(shè)置有多個(gè)銀色反光球(8)，動(dòng)作捕捉設(shè)備(1)、顯示裝置(5)分別與電腦主機(jī)(7)電連接，手柄(3)與電腦主機(jī)(7)無線信號(hào)連接，3D立體眼鏡(2)與顯示裝置(5)無線信號(hào)連接同步。
【IPC分類】G02B27/22
【公開號(hào)】CN205193366
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521014401
【發(fā)明人】李欣, 陳德陸, 袁野, 李宜, 楊玉鵬, 孫宗桓, 沈壯鑫, 劉德森
【申請(qǐng)人】深圳市中視典數(shù)字科技有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2015年12月9日