一種基于三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種基于三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)，包括框架、放置在框架上的全息投影成像裝置、以及放置在框架內(nèi)部的計(jì)算機(jī)、和紅外體感設(shè)備；全息投影成像裝置包括全息投影金字塔和投影儀；全息投影金字塔，用于全息投影成像；投影儀，用于將全息投影源圖像投影在全息金字塔上；計(jì)算機(jī)，用于解析三維模型以及輸出全息投影圖像，并連接紅外體感設(shè)備、全息投影模型，并控制全息投影模型；全息投影成像裝置，用于全息投影成像，其中，通過計(jì)算機(jī)將所述全息投影模型投影在全息投影金字塔上；紅外體感設(shè)備，用于控制全息投影模型。利用本實(shí)用新型能夠解決目前交互式全息投影成本昂貴以及三維模型與全息投影銜接問題。
【專利說明】
一種基于三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)、虛擬現(xiàn)實(shí)以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種基于三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]全息投影技術(shù)(front-projected holographic display)也稱虛擬成像技術(shù)是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像的技術(shù)。全息投影技術(shù)不僅可以產(chǎn)生立體的空中幻像，還可以使幻像與表演者產(chǎn)生互動(dòng)，一起完成表演，產(chǎn)生令人震撼的演出效果。適用范圍產(chǎn)品展覽、汽車服裝發(fā)布會(huì)、舞臺(tái)節(jié)目、互動(dòng)、酒吧娛樂、場所互動(dòng)投影等。
[0003]目前，市場上現(xiàn)有的全息投影技術(shù)大多是利用全息投影視頻源文件播放，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)互動(dòng)，并且不支持人體交互，從而具有相當(dāng)大的局限性;支持交互式的全息投影技術(shù)成本過于昂貴，不適合普通用戶使用；目前的交互式全息投影不支持三維模型的直接解析導(dǎo)入并實(shí)時(shí)瀏覽，從而應(yīng)用范圍大大縮小。
[0004]因此，為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種基于三維模型的交換式全息投影系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]鑒于上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于三維模型的交換式全息投影系統(tǒng)，以解決目前交互式全息投影成本昂貴以及三維模型與全息投影銜接問題。
[0006]本實(shí)用新型提供一種基于三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)，其特征在于，包括框架、放置在所述框架上的全息投影成像裝置、以及放置在所述框架內(nèi)部的計(jì)算機(jī)、和紅外體感設(shè)備;其中，
[0007]所述全息投影成像裝置包括全息投影金字塔和放置在所述全息投影金字塔上方的投影儀；
[0008]全息投影金字塔，用于全息投影成像；
[0009]投影儀，用于將全息投影源圖像投影在全息金字塔上；
[0010]計(jì)算機(jī)，用于解析三維模型以及輸出全息投影圖像，并連接紅外體感設(shè)備、全息投影模型，并控制全息投影模型；
[0011]全息投影成像裝置，用于全息投影成像，其中，通過計(jì)算機(jī)將所述全息投影模型投影在全息投影金字塔上；
[0012]紅外體感設(shè)備，用于控制全息投影模型。
[0013]此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述全息投影成像裝置包括所述全息投影金字塔或者全息投影屏和所述投影儀或者顯示器。
[0014]此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述全息投影金字塔、所述全息投影屏上貼有全息投影膜，用于全息投影成像。
[0015]此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述框架為剛性木材或者鋼材。
[0016]此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述紅外體感設(shè)備通過數(shù)據(jù)線與所述計(jì)算機(jī)連接。
[0017]從上面的技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型提供的基于三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)解析三維模型，使得三維模型可以直接生成實(shí)時(shí)的全息投影源文件，并使得交互式全息投影適用范圍大大提高；另外，通過紅外體感設(shè)備降低交互式全息投影的成本。
[0018]為了實(shí)現(xiàn)上述以及相關(guān)目的，本實(shí)用新型的一個(gè)或多個(gè)方面包括后面將詳細(xì)說明并在權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的說明以及附圖詳細(xì)說明了本實(shí)用新型的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本實(shí)用新型的原理的各種方式中的一些方式。此外，本實(shí)用新型旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。
【附圖說明】
[0019]通過參考以下結(jié)合附圖的說明及權(quán)利要求書的內(nèi)容，并且隨著對(duì)本實(shí)用新型的更全面理解，本實(shí)用新型的其它目的及結(jié)果將更加明白及易于理解。在附圖中:
[0020]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的三維模型成像原理示意圖；
[0022]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)意施例的三維模型解析原理示意圖。
[0023]其中的附圖標(biāo)記包括:框架1、全息投影成像裝置2
[0024 ]在所有附圖中相同的標(biāo)號(hào)指示相似或相應(yīng)的特征或功能。
【具體實(shí)施方式】
[0025]在下面的描述中，出于說明的目的，為了提供對(duì)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的全面理解，闡述了許多具體細(xì)節(jié)。然而，很明顯，也可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)現(xiàn)這些實(shí)施例。
[0026]以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0027]為了說明本實(shí)用新型提供的三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
[0028]如圖1所示，本實(shí)用新型的三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)包括框架1、設(shè)置在框架I內(nèi)的計(jì)算機(jī)和紅外體感設(shè)備(圖中未示出)，設(shè)置在框架I上的全息投影成像裝置2。其中，框架I為剛性木材、鋼材或者強(qiáng)度足夠的其他材料。框架I用于放置全息投影成像裝置2、計(jì)算機(jī)以及紅外體感設(shè)備。其中，全息投影成像裝置2可以為全息投影金字塔，也可以為全息投影屏，在圖2中全息投影成像裝置2為全息投影金字塔，在全息投影金字塔中亞克力板貼全息投影膜，用于全息投影成像。
[0029]全息投影金字塔或者全息投影屏，用于全息投影成像;投影儀或者顯示屏，用于將全息投影源圖像投影在全息金字塔上;計(jì)算機(jī)，用于解析三維模型以及輸出全息投影圖像，并連接紅外體感設(shè)備、全息投影模型，并控制全息投影模型;全息投影成像裝置，用于全息投影成像，其中，通過計(jì)算機(jī)將全息投影模型投影在全息投影金字塔上;紅外體感設(shè)備，用于控制全息投影模型。
[0030]計(jì)算機(jī)用于解析三維模型為全息投影模型，并通過數(shù)據(jù)線與紅外體感設(shè)備連接，并且可以控制全息投影模型成像在全息投影裝置上。
[0031]在本實(shí)用新型中，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)將三維模型解析為全息投影模型并投影在全息投影金字塔(屏)上，從而呈現(xiàn)全息投影圖像，并且通過紅外體感設(shè)備或者計(jì)算機(jī)控制全息投影模型，從而達(dá)到人機(jī)互動(dòng)的目的。也就說，計(jì)算機(jī)將三維模型解析為全息投影模型后，可以根據(jù)需要，通過計(jì)算機(jī)控制全息投影模型投影在全息投影金字塔上，也可以通過紅外體感設(shè)備控制全息投影模型投影在全息投影金字塔上，從而達(dá)到人機(jī)互動(dòng)的目的。
[0032]在本實(shí)用新型！的實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)通過WEBGL及THREE.JS技術(shù)，直接在網(wǎng)頁中解析三維模型，生成三維的全息投影模型，并且為四面投影。
[0033]紅外體感設(shè)備用于控制全息投影模型，成像在全息投影裝置上。紅外體感設(shè)備通過識(shí)別人體固定手勢(shì)來出命令控制全息投影模型成像在全息投影裝置上。
[0034]在本實(shí)用新型中，圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的三維模型成像原理；圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)意施例的三維模型解析原理示意圖。
[0035]在圖2所示的實(shí)施例中，以圖2中的笑臉的為例，在顯示器以及全息投影金字塔的作用下，四個(gè)笑臉在金字塔中成像。在圖3所示的實(shí)施例中，從俯視的角度去看，將三維模型的四面投影分開，可以根據(jù)圖3所示的，四面分別為前、后、左和右;然后投影到全息投影金字塔上面，在全息投影金字塔中成像。從圖2和圖3的實(shí)施例可以看出，本實(shí)用新型提供的基于三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)任意三維模型的全息化，并且可以控制模型的縮放，位移及翻轉(zhuǎn)等動(dòng)作，達(dá)到真正的人與三維模型互動(dòng)的效果。
[0036]本實(shí)用新型中的軟件開發(fā)主要是要求把三維物體投影成四個(gè)面。網(wǎng)上大部分是采用視頻軟件制作，本發(fā)明是采用游戲引擎(Unity3d、UE4等)或者Three.js等軟件把空間物體投影成四個(gè)面，好處是物體可以被操控，可以和參觀者互動(dòng)。為了更好的進(jìn)行操控，考慮采用結(jié)合體感設(shè)備Leapmot1n來操控物體。
[0037]從圖2和圖3的實(shí)施例可以看出，本實(shí)用新型提供的基于三維模型的交互式全息投影方法，把空間三維模型投影成四個(gè)面，空間三維模型的格式支持FBX、DAE等主流三維格式，投影方式可以選用游戲引擎(Unity3d、UE4等)或者Three.js。投射出來的四個(gè)投影面分辨率及遠(yuǎn)近位置(也即是那四個(gè)攝像機(jī)的位置在軟件中可以調(diào)整)可調(diào)，也就是需要能夠適應(yīng)不同的屏幕大小(如普通顯示器、大屏幕電視)以及全息投影金字塔大小。三維物體能夠由用戶自由替換，而無需做很多復(fù)雜的編程等操作。另外，三維物體能夠結(jié)合Leapmot1n操作。實(shí)現(xiàn)的手勢(shì)操作主要有放大縮小模型、旋轉(zhuǎn)模型、平移模型(看開發(fā)難度定)、通過手勢(shì)切換模型(改變模型主體)。最后配合金字塔的集成調(diào)試。
[0038]根據(jù)本實(shí)用新型提供的基于三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)，本實(shí)用新型實(shí)施例的基于三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)的工作原理如下:
[0039]通過計(jì)算機(jī)將三維模型解析為全息投影模型；
[0040]通過計(jì)算機(jī)將所述全息投影模型投影在全息投影成像裝置上，并呈現(xiàn)全息投影圖像;或者，
[0041 ] 通過紅外體感設(shè)備控制全息投影模型，將全息投影模型通過投影儀或者顯示器投影在全息投影成像裝置上，并呈現(xiàn)全息投影圖像，從而實(shí)現(xiàn)交互式全息投影。
[0042]通過上述實(shí)施方式可以看出，本實(shí)用新型提供的基于三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)解析三維模型，使得三維模型可以直接生成實(shí)時(shí)的全息投影源文件;通過紅外體感設(shè)備或者鼠標(biāo)控制全息投影中的三維模型，降低交互式全息投影成本，解決目前大多數(shù)交互式全息投影成本昂貴問題以及三維模型與全息投影銜接問題，使三維模型直接進(jìn)入全息投影，增加交互式全息投影的應(yīng)用范圍。
[0043]如上參照附圖以示例的方式描述了根據(jù)本實(shí)用新型提出的基于三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于上述本實(shí)用新型所提出的基于三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)，還可以在不脫離本【實(shí)用新型內(nèi)容】的基礎(chǔ)上做出各種改進(jìn)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由所附的權(quán)利要求書的內(nèi)容確定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)，其特征在于，包括框架、放置在所述框架上的全息投影成像裝置、以及放置在所述框架內(nèi)部的計(jì)算機(jī)、和紅外體感設(shè)備;其中， 所述全息投影成像裝置包括全息投影金字塔和放置在所述全息投影金字塔上方的投影儀； 所述全息投影金字塔，用于全息投影成像； 所述投影儀，用于將全息投影源圖像投影在所述全息投影金字塔上； 所述計(jì)算機(jī)，用于解析三維模型以及輸出全息投影圖像，并連接所述紅外體感設(shè)備、全息投影模型，并控制所述全息投影模型； 所述全息投影成像裝置，用于全息投影成像，其中，通過所述計(jì)算機(jī)將所述全息投影模型投影在所述全息投影金字塔上； 所述紅外體感設(shè)備，用于控制所述全息投影模型。2.如權(quán)利要求1所述的基于三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)，其中， 所述全息投影成像裝置包括所述全息投影金字塔或者全息投影屏和所述投影儀或者顯示器。3.如權(quán)利要求2所述的基于三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)，其中， 所述全息投影金字塔或者所述全息投影屏上貼有全息投影膜。4.如權(quán)利要求1所述的基于三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)，其中， 所述框架為剛性木材或者鋼材。5.如權(quán)利要求1所述的基于三維模型的交互式全息投影系統(tǒng)，其中， 所述紅外體感設(shè)備通過數(shù)據(jù)線與所述計(jì)算機(jī)連接。
【文檔編號(hào)】G06F3/01GK205563070SQ201620283821
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月7日
【發(fā)明人】廖小烽, 黃林青, 周兆銀, 黃博, 劉楊, 周欽, 楊雨濛, 劉睿立, 周相呈
【申請(qǐng)人】廖小烽, 重慶科技學(xué)院