本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種桌面型個(gè)人沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)蓬勃發(fā)展，在不同應(yīng)用領(lǐng)域均有大量虛擬現(xiàn)實(shí)顯示和交互硬件設(shè)備出現(xiàn)，原理通常如下，顯示：通過(guò)計(jì)算機(jī)生成用于立體顯示的虛擬圖像，分為左眼圖像和右眼圖像，然后通過(guò)立體顯示技術(shù)傳輸給特定的顯示設(shè)備如立體投影機(jī)或顯示器；交互：簡(jiǎn)單交互通過(guò)普通游戲手柄進(jìn)行虛擬場(chǎng)景的漫游和導(dǎo)航，但因無(wú)法識(shí)別其在三維空間的坐標(biāo)位置，所以通常會(huì)通過(guò)在顯示設(shè)備和交互設(shè)備上安裝空間定位和追蹤設(shè)備，用于捕捉交互設(shè)備的空間位置，并由通信主機(jī)將獲取的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)保存并轉(zhuǎn)換，通過(guò)數(shù)據(jù)接口傳輸給圖像計(jì)算機(jī)，圖像計(jì)算機(jī)中的虛擬場(chǎng)景讀取獲取的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并將其綁定在虛擬場(chǎng)景中的頭部相機(jī)和手部操作位置，生成虛擬操作手模型，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬場(chǎng)景中的物體進(jìn)行定位、操作。

現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)顯示和交互硬件設(shè)備在應(yīng)用時(shí)需要大量安裝調(diào)試工作，而且并非一次調(diào)試安裝完畢可免除后期二次調(diào)試的工作，任意設(shè)備的位置、角度或參數(shù)稍作調(diào)整，即需要重復(fù)進(jìn)行安裝調(diào)試，安裝調(diào)試復(fù)雜。所以這一類(lèi)的虛擬現(xiàn)實(shí)交互系統(tǒng)通常構(gòu)建完成后從實(shí)用性和維護(hù)性上來(lái)講，都會(huì)存在很多問(wèn)題，而且設(shè)備通常無(wú)法進(jìn)行移位或快速搭建，所以便攜性較差，而且綜合成本高，還面臨交互體驗(yàn)差，顯示效果差等問(wèn)題，不適宜在商用、教學(xué)等應(yīng)用領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)顯示和交互硬件設(shè)備安裝調(diào)試復(fù)雜、交互體驗(yàn)差以及成本高等問(wèn)題，提供一種桌面型個(gè)人沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備，將紅外相機(jī)固化于3D立體顯示設(shè)備中，并結(jié)合偏振立體眼鏡和交互筆協(xié)同工作，確定操作者和交互筆在三維空間的坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視點(diǎn)交互以及在虛擬場(chǎng)景中實(shí)時(shí)定位顯示和對(duì)虛擬場(chǎng)景中物體的交互，形成一體化定制設(shè)備，購(gòu)買(mǎi)后無(wú)需任何設(shè)備安裝集成和調(diào)試工作，并具有交互體驗(yàn)強(qiáng)、顯示效果好且桌面型個(gè)人沉浸式產(chǎn)品硬件成本低等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種桌面型個(gè)人沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備，其特征在于，包括：

3D立體顯示設(shè)備，

固化于3D立體顯示設(shè)備的兩臺(tái)以上基于光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)的紅外相機(jī)，

偏振立體眼鏡，設(shè)置有被紅外相機(jī)識(shí)別的第一組光學(xué)捕捉點(diǎn)，

交互筆，設(shè)置有被紅外相機(jī)識(shí)別的第二組光學(xué)捕捉點(diǎn)，所述第二組光學(xué)捕捉點(diǎn)與第一組光學(xué)捕捉點(diǎn)的形狀和/或大小有差異；

所述紅外相機(jī)在識(shí)別到操作者佩戴的偏振立體眼鏡的第一組光學(xué)捕捉點(diǎn)后根據(jù)空間算法確定操作者在三維空間的坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視點(diǎn)交互；且所述紅外相機(jī)在識(shí)別到操作者操作交互筆的第二組光學(xué)捕捉點(diǎn)后根據(jù)空間算法確定交互筆在三維空間的坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)在虛擬場(chǎng)景中實(shí)時(shí)定位顯示和對(duì)虛擬場(chǎng)景中物體的交互。

所述紅外相機(jī)采用四臺(tái)，并嵌入式固化在3D立體顯示設(shè)備框架內(nèi)部，兩臺(tái)在3D立體顯示設(shè)備上框架的左端且另兩臺(tái)在3D立體顯示設(shè)備上框架的右端，四臺(tái)紅外相機(jī)角度固定且整體視角覆蓋操作空間。

所述第一組光學(xué)捕捉點(diǎn)和/或第二組光學(xué)捕捉點(diǎn)中的光學(xué)捕捉點(diǎn)為被動(dòng)形式或主動(dòng)形式，所述被動(dòng)形式的光學(xué)捕捉點(diǎn)為熒光反射剛體并在表面具有熒光反射涂層，所述主動(dòng)形式的光學(xué)捕捉點(diǎn)為L(zhǎng)ED發(fā)光器件。

所述偏振立體眼鏡上設(shè)置的第一組光學(xué)捕捉點(diǎn)具有5個(gè)光學(xué)捕捉點(diǎn)且均設(shè)置于偏振立體眼鏡的眼鏡框上，包括在鼻梁框、左眼鏡框左邊的上端和下端以及右眼鏡框右邊的上端和下端分別設(shè)置。

所述交互筆上設(shè)置的第二組光學(xué)捕捉點(diǎn)具有2個(gè)光學(xué)捕捉點(diǎn)且分別設(shè)置在交互筆的兩端。

所述交互筆上設(shè)置有多個(gè)可編程功能按鍵，在虛擬場(chǎng)景中實(shí)時(shí)定位顯示的基礎(chǔ)上，通過(guò)功能按鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬場(chǎng)景中物體的交互操作。

所述功能按鍵包括觸發(fā)類(lèi)按鍵和拾取類(lèi)按鍵，通過(guò)點(diǎn)擊觸發(fā)類(lèi)按鍵在虛擬場(chǎng)景中物體上實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的操作觸發(fā)，通過(guò)點(diǎn)擊拾取類(lèi)按鍵實(shí)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景中物體的抓取。

各所述紅外相機(jī)的捕捉距離為1.5米，鏡頭視角為55度。

所述3D立體顯示設(shè)備為偏振立體顯示設(shè)備，刷新率為120Hz。

本發(fā)明的技術(shù)效果如下：

本發(fā)明涉及的桌面型個(gè)人沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備，將紅外相機(jī)固化于3D立體顯示設(shè)備中，紅外相機(jī)的位置和角度均固定，并結(jié)合偏振立體眼鏡和交互筆協(xié)同工作，操作者佩戴偏振立體眼鏡并手持交互筆均能夠通過(guò)各自設(shè)置的光學(xué)捕捉點(diǎn)被紅外相機(jī)識(shí)別并相互區(qū)分，通過(guò)對(duì)空間距離、角度的判斷和計(jì)算，生成虛擬三維空間內(nèi)的坐標(biāo)系，而偏振立體眼鏡和交互筆均為虛擬三維空間坐標(biāo)系內(nèi)的實(shí)時(shí)變化的坐標(biāo)點(diǎn)，將此坐標(biāo)點(diǎn)與虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的相機(jī)和物體進(jìn)行綁定，即可實(shí)現(xiàn)操作者的視角、交互筆與虛擬場(chǎng)景或物體進(jìn)行實(shí)時(shí)交互效果。本發(fā)明桌面型個(gè)人沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備為一體化定制設(shè)備，無(wú)需任何設(shè)備安裝集成及調(diào)試工作，開(kāi)機(jī)即用，避免了現(xiàn)有技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備安裝調(diào)試以及后期維護(hù)復(fù)雜等諸多問(wèn)題。通過(guò)在偏振立體眼鏡和交互筆上設(shè)置的有差異的光學(xué)捕捉點(diǎn)被紅外相機(jī)識(shí)別并快速確定操作者和交互筆分別在三維空間的坐標(biāo)，空間算法也是固化在設(shè)備中的，也無(wú)需調(diào)試，并具有交互體驗(yàn)強(qiáng)、顯示效果好的優(yōu)點(diǎn)。并且是針對(duì)桌面型個(gè)人沉浸式，紅外相機(jī)根據(jù)3D立體顯示設(shè)備大小及人體操作區(qū)大小進(jìn)行選型，可大幅降低紅外相機(jī)分辨率和刷新率的規(guī)格參數(shù)，硬件成本是傳統(tǒng)成本的十分之一，具有桌面型個(gè)人沉浸式產(chǎn)品硬件成本低的優(yōu)點(diǎn)，便于在商業(yè)、教育等應(yīng)用領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)的推廣和應(yīng)用，解決傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)必須通過(guò)多種不同硬件設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)集成組合使用的問(wèn)題，通過(guò)高度集成化的定制設(shè)計(jì)使虛擬現(xiàn)實(shí)更加容易投入行業(yè)應(yīng)用，具備良好的便攜性和優(yōu)秀而穩(wěn)定的顯示、交互效果。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明桌面型個(gè)人沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為偏振立體眼鏡的第一組光學(xué)捕捉點(diǎn)的優(yōu)選設(shè)置示意圖。

圖3為交互筆的第二組光學(xué)捕捉點(diǎn)的優(yōu)選設(shè)置示意圖。

圖4為本發(fā)明桌面型個(gè)人沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備的工作原理圖。

圖中各標(biāo)號(hào)列示如下：

1－3D立體顯示設(shè)備；2－紅外相機(jī)；3－偏振立體眼鏡；4－交互筆；5－第一組光學(xué)捕捉點(diǎn)；6－第二組光學(xué)捕捉點(diǎn)；7－功能按鍵；8－操作者；9－虛擬場(chǎng)景中物體。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。

本發(fā)明公開(kāi)了一種桌面型個(gè)人沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備，如圖1所示，包括3D立體顯示設(shè)備1、兩臺(tái)以上的紅外相機(jī)2、偏振立體眼鏡3和交互筆4。其中，紅外相機(jī)2基于光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)工作，可稱為紅外光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉相機(jī)，各紅外相機(jī)2固化于3D立體顯示設(shè)備1中，優(yōu)選地，可如圖1所示，采用四臺(tái)紅外相機(jī)2，嵌入式固化在3D立體顯示設(shè)備1的框架內(nèi)部，兩臺(tái)紅外相機(jī)2在3D立體顯示設(shè)備1上框架的左端且另兩臺(tái)紅外相機(jī)2在3D立體顯示設(shè)備1上框架的右端，四臺(tái)紅外相機(jī)2角度固定且整體視角覆蓋操作空間。偏振立體眼鏡3設(shè)置有被各紅外相機(jī)2識(shí)別的第一組光學(xué)捕捉點(diǎn)，交互筆4設(shè)置有被各紅外相機(jī)2識(shí)別的第二組光學(xué)捕捉點(diǎn)，第二組光學(xué)捕捉點(diǎn)與第一組光學(xué)捕捉點(diǎn)的形狀和/或大小有差異；紅外相機(jī)2在識(shí)別到操作者佩戴的偏振立體眼鏡3的第一組光學(xué)捕捉點(diǎn)后根據(jù)空間算法確定操作者在三維空間的坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視點(diǎn)交互；紅外相機(jī)2在識(shí)別到操作者操作交互筆4的第二組光學(xué)捕捉點(diǎn)后根據(jù)空間算法確定交互筆4在三維空間的坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)在虛擬場(chǎng)景中實(shí)時(shí)定位顯示和對(duì)虛擬場(chǎng)景中物體的交互。

圖2為偏振立體眼鏡的第一組光學(xué)捕捉點(diǎn)的優(yōu)選設(shè)置示意圖。該實(shí)施例的偏振立體眼鏡3上設(shè)置的第一組光學(xué)捕捉點(diǎn)5具有5個(gè)光學(xué)捕捉點(diǎn)，位置關(guān)系如圖2所示，第一組光學(xué)捕捉點(diǎn)5均設(shè)置于偏振立體眼鏡3的眼鏡框上，處于同一平面，各光學(xué)捕捉點(diǎn)依次設(shè)置在鼻梁框、左眼鏡框左邊的上端和下端以及右眼鏡框右邊的上端和下端，5個(gè)光學(xué)捕捉點(diǎn)在空間內(nèi)組成特定的結(jié)構(gòu)體，然后在光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)的紅外相機(jī)2的空間算法中定義這個(gè)“結(jié)構(gòu)體”為Head Camera，即頭部視點(diǎn)位置，這樣一旦偏振立體眼鏡這個(gè)物體出現(xiàn)在捕捉區(qū)域內(nèi)的時(shí)候，系統(tǒng)即判別它為頭部視點(diǎn)，即偏振立體眼鏡3上通過(guò)5個(gè)光學(xué)捕捉點(diǎn)進(jìn)行對(duì)偏振立體眼鏡3的ID標(biāo)定，在空間算法中設(shè)定操作者的頭部運(yùn)動(dòng)信息與其空間位置坐標(biāo)進(jìn)行綁定，即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)視點(diǎn)的追蹤功能，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視點(diǎn)交互。

圖3為交互筆的第二組光學(xué)捕捉點(diǎn)的優(yōu)選設(shè)置示意圖。該實(shí)施例的交互筆4上設(shè)置的第二組光學(xué)捕捉點(diǎn)6具有2個(gè)光學(xué)捕捉點(diǎn)且分別固定設(shè)置在交互筆4的兩端，即在交互筆4上通過(guò)2個(gè)光學(xué)捕捉點(diǎn)進(jìn)行對(duì)交互筆4的ID標(biāo)定，這樣能保證操作者手持交互筆4的情況下，第二組光學(xué)捕捉點(diǎn)6不被遮擋，才能夠連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行位置跟蹤，并在虛擬場(chǎng)景中生成一條代表交互筆的直線，實(shí)現(xiàn)在虛擬場(chǎng)景中實(shí)時(shí)定位顯示和對(duì)虛擬場(chǎng)景中物體的交互。

偏振立體眼鏡3的第一組光學(xué)捕捉點(diǎn)5和交互筆4的第二組光學(xué)捕捉點(diǎn)6中的光學(xué)捕捉點(diǎn)在選擇上均可以采用被動(dòng)(熒光反射)形式或主動(dòng)(主動(dòng)發(fā)光)形式，其中，被動(dòng)形式：一種是熒光反射剛體模塊，可以為球形或塊狀，表面噴涂熒光反射涂層，如熒光球或熒光反射體，通過(guò)將光線反射回紅外相機(jī)來(lái)計(jì)算熒光球距離紅外相機(jī)的位置，多臺(tái)紅外相機(jī)共同計(jì)算完成位置修正，實(shí)時(shí)計(jì)算空間距離；主動(dòng)形式：LED發(fā)光器件，如LED發(fā)光燈泡，LED發(fā)光器件發(fā)出的光線傳輸至紅外相機(jī)，多臺(tái)紅外相機(jī)共同計(jì)算判斷LED發(fā)光器件發(fā)光點(diǎn)的空間位置坐標(biāo)。

第一組光學(xué)捕捉點(diǎn)與第二組光學(xué)捕捉點(diǎn)的形狀和/或大小有差異，也就是說(shuō)，空間物體想要被識(shí)別，必須在物體上綁定/設(shè)置不同數(shù)量和形狀的識(shí)別點(diǎn)(即光學(xué)捕捉點(diǎn)，至少2個(gè))，然后在紅外相機(jī)的空間算法模塊中定義“這一組”識(shí)別點(diǎn)為物體A，“另一組”識(shí)別點(diǎn)為物體B，兩組物體上的光學(xué)捕捉點(diǎn)必須有明顯區(qū)別才能保證空間算法模塊中識(shí)別為兩個(gè)不同物體。即偏振立體眼鏡3的第一組光學(xué)捕捉點(diǎn)5和交互筆4的第二組光學(xué)捕捉點(diǎn)6可一組采用被動(dòng)形式，另一組采用主動(dòng)形式，也可以兩組都采用被動(dòng)形式(或主動(dòng)形式)只要在識(shí)別上形成差異即可。舉例來(lái)說(shuō)，在偏振立體眼鏡3上通過(guò)5個(gè)熒光反射體進(jìn)行對(duì)偏振立體眼鏡3的ID標(biāo)定，5個(gè)熒光反射體分布于偏振立體眼鏡3框架上如圖2所示處于同一平面；在交互筆4上通過(guò)LED主動(dòng)發(fā)光的形式來(lái)進(jìn)行定位及ID識(shí)別，兩個(gè)LED發(fā)光器件的位置固定，分別處于筆的兩端，如圖3所示，能保證操作者手持交互筆4時(shí)LED發(fā)光器件的發(fā)光點(diǎn)不被遮擋，從而連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行位置跟蹤。

優(yōu)選地，在交互筆4上設(shè)置有多個(gè)可編程功能按鍵，如圖3所示，可設(shè)置三個(gè)功能按鍵7，在虛擬場(chǎng)景中實(shí)時(shí)定位顯示的基礎(chǔ)上，通過(guò)可編程的功能按鍵7實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬場(chǎng)景中物體的交互操作。該實(shí)施例的交互筆4上設(shè)置了三個(gè)可編程的功能按鍵7，可在程序中實(shí)現(xiàn)每個(gè)功能按鍵的功能賦予，在程序中三個(gè)功能按鍵的命名分別為Button1，Button2和Button3，在開(kāi)發(fā)軟件中可以通過(guò)邏輯定義實(shí)現(xiàn)對(duì)三個(gè)功能按鍵的功能定義，功能主要分為兩種：觸發(fā)類(lèi)按鍵和拾取類(lèi)按鍵，其中，觸發(fā)類(lèi)按鍵：點(diǎn)擊某鍵位觸發(fā)某功能，此功能模式類(lèi)似模擬鼠標(biāo)鍵點(diǎn)擊，通過(guò)點(diǎn)擊在虛擬場(chǎng)景中某物體上，實(shí)現(xiàn)對(duì)該物體的操作觸發(fā)，如：開(kāi)門(mén)，當(dāng)交互筆的光標(biāo)停留在虛擬物體“門(mén)”上面時(shí)，通過(guò)定義點(diǎn)擊某功能按鍵，實(shí)現(xiàn)虛擬門(mén)的開(kāi)關(guān)功能；拾取類(lèi)按鍵：模擬對(duì)空間內(nèi)虛擬物體的抓取功能，交互筆光標(biāo)停留在在虛擬場(chǎng)景中某物體(即虛擬物體)上時(shí)，持續(xù)按住某鍵位，可將此虛擬物體抓取起來(lái)，在空間內(nèi)改變虛擬物體的空間坐標(biāo)，松開(kāi)鍵位時(shí)，抓取結(jié)束，功能按鍵釋放開(kāi)。

結(jié)合圖4所示原理圖對(duì)本發(fā)明桌面型個(gè)人沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明桌面型個(gè)人沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備的3D立體顯示設(shè)備1優(yōu)選規(guī)格為：24寸全高清，偏振立體功能，能夠支持1920*1200@120Hz顯示，即分辨率為1920*1200，刷新率為120Hz，3D立體顯示設(shè)備為偏振立體顯示設(shè)備，即被動(dòng)立體的形式，無(wú)頻閃，減少操作者眼鏡長(zhǎng)時(shí)間觀看的疲勞感。一體化設(shè)計(jì)的紅外相機(jī)(紅外光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉相機(jī))嵌入式固定在3D立體顯示設(shè)備1框架內(nèi)部，根據(jù)固定的角度和位置，通過(guò)空間算法來(lái)計(jì)算空間內(nèi)的偏振立體眼鏡3和交互筆4的空間坐標(biāo)，并可進(jìn)一步傳輸給上位機(jī)，無(wú)需獨(dú)立的通訊主機(jī)。要實(shí)現(xiàn)空間定位需要，至少兩臺(tái)紅外相機(jī)2通過(guò)紅外反射等方式計(jì)算空間標(biāo)記點(diǎn)在空間內(nèi)的坐標(biāo)點(diǎn)，兩臺(tái)紅外相機(jī)2之間相互修正，使空間物體的坐標(biāo)值更加精確。越多的紅外相機(jī)代表越精確的計(jì)算修正，使空間坐標(biāo)更加精確，另外，紅外相機(jī)鏡頭參數(shù)決定了其捕捉區(qū)域是有限的，多臺(tái)紅外相機(jī)能夠彌補(bǔ)在捕捉區(qū)域覆蓋上的不足，使紅外相機(jī)對(duì)人體活動(dòng)范圍內(nèi)的追蹤更加連貫，不丟信號(hào)，根據(jù)對(duì)3D立體顯示設(shè)備1尺寸，人體常規(guī)操作區(qū)域分析，計(jì)算得出4臺(tái)紅外相機(jī)能夠較好的滿足并覆蓋人體操作空間，且性價(jià)比最優(yōu)。4臺(tái)紅外相機(jī)的安裝位置如表1：

表1

其中，F(xiàn)ocus為指對(duì)焦、聚焦，Range指鏡頭捕捉距離，以3D立體顯示設(shè)備的上邊框的中間位置為原點(diǎn)，上邊框所在線為x軸，與左右兩側(cè)邊框平行的線為y軸，垂直于3D立體顯示設(shè)備的線為z軸，表明4臺(tái)紅外相機(jī)位置角度固定的一種優(yōu)選情況。各紅外相機(jī)的捕捉距離也可以為1.5米，鏡頭視角為55度，大幅度降低硬件成本。紅外相機(jī)的位置和角度固定，紅外相機(jī)殼體內(nèi)部或外部設(shè)置空間算法模塊，即為空間算法電路板，通過(guò)對(duì)空間距離、角度的判斷和計(jì)算，生成虛擬三維空間內(nèi)的坐標(biāo)系，偏振立體眼鏡3和交互筆4均為虛擬三維空間坐標(biāo)系內(nèi)的實(shí)時(shí)變化的坐標(biāo)點(diǎn)，故空間算法電路板也是固定的，也就是說(shuō)，紅外相機(jī)整體固化。

在圖4所示原理圖中，具備第一組光學(xué)捕捉點(diǎn)的偏振立體眼鏡3，由操作者8佩戴，其偏振立體顯示無(wú)供電要求，即偏振立體眼鏡3無(wú)需現(xiàn)有的電子快門(mén)式眼鏡所需的紐扣電池，節(jié)能環(huán)保且使用方便，偏振立體眼鏡3能夠被4臺(tái)紅外相機(jī)2識(shí)別為空間剛體，通過(guò)計(jì)算空間位置，來(lái)確定操作者8在空間內(nèi)的坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視點(diǎn)交互的功能；具備第二組光學(xué)捕捉點(diǎn)的交互筆4，由操作者8手持操作，可被4臺(tái)紅外相機(jī)2識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)交互筆4在三維空間的定位，并在虛擬場(chǎng)景中生成一條代表筆的直線，在虛擬場(chǎng)景中實(shí)時(shí)定位顯示，并通過(guò)交互筆4的三個(gè)可編程功能按鍵，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬場(chǎng)景中物體的交互操作，也就是說(shuō)，在實(shí)時(shí)空間定位的基礎(chǔ)上，對(duì)交互筆4的三個(gè)功能按鍵進(jìn)行定義，可模擬鼠標(biāo)左鍵、中鍵、右鍵或鍵盤(pán)任意鍵位、鍵位組合所能夠觸發(fā)的功能事件，即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)空間內(nèi)的交互操作。

通過(guò)本發(fā)明桌面型個(gè)人沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備通過(guò)核心構(gòu)成元素：3D立體顯示設(shè)備1、內(nèi)置于3D立體顯示設(shè)備1框架的四臺(tái)以上的紅外相機(jī)2、由操作者8佩戴并具備空間位置標(biāo)定的偏振立體眼鏡3以及具備三個(gè)可編程功能按鍵的由操作者8手持進(jìn)行空間交互的交互筆4，在應(yīng)用時(shí)，如圖4所示，頭戴偏振立體眼鏡3的操作者8可通過(guò)交互筆4對(duì)虛擬場(chǎng)景中物體9進(jìn)行三維交互，交互操作可包括：拿動(dòng)、拆裝、縮放以及其他自定義的邏輯觸發(fā)操作。內(nèi)置于3D立體顯示設(shè)備1框架的四臺(tái)紅外相機(jī)可對(duì)操作者8的頭部及交互筆4進(jìn)行實(shí)時(shí)空間定位以及與虛擬場(chǎng)景中物體9的交互操作，具有交互體驗(yàn)強(qiáng)、顯示效果好的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明涉及的桌面型個(gè)人沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備打造一個(gè)針對(duì)個(gè)人沉浸式應(yīng)用體驗(yàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用環(huán)境，目標(biāo)性強(qiáng)，針對(duì)個(gè)人的虛擬現(xiàn)實(shí)交互平臺(tái)，傳統(tǒng)設(shè)備均為定制設(shè)計(jì)集成的系統(tǒng)，本方案通過(guò)論證，將目標(biāo)使用群體定位于個(gè)人的沉浸式工作平臺(tái)，按照經(jīng)驗(yàn)將3D立體顯示設(shè)備、運(yùn)動(dòng)追蹤設(shè)備(紅外相機(jī))、交互設(shè)備(偏振立體眼鏡和交互筆)一體化設(shè)計(jì)，并將其中的調(diào)試算法和接口固化在設(shè)備之中，打造為一款實(shí)用簡(jiǎn)單的平臺(tái)化產(chǎn)品，能夠最大化免除搭建復(fù)雜系統(tǒng)的時(shí)間和技術(shù)成本，使虛擬現(xiàn)實(shí)交互變得更加便捷容易，免除傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)建設(shè)所需的復(fù)雜系統(tǒng)集成工作，尤其是在3D立體顯示設(shè)備、運(yùn)動(dòng)追蹤設(shè)備和其內(nèi)應(yīng)用軟件之間的復(fù)雜調(diào)試和接口對(duì)接，將所有調(diào)試和接口工作一體化設(shè)計(jì)集成，使設(shè)備的使用沒(méi)有任何工作量；降低虛擬現(xiàn)實(shí)專(zhuān)業(yè)級(jí)設(shè)備的建設(shè)和使用成本，使目標(biāo)平臺(tái)具備專(zhuān)業(yè)級(jí)的使用要求同時(shí)將成本控制在個(gè)人或家庭可接受范圍；降低虛擬現(xiàn)實(shí)專(zhuān)業(yè)體驗(yàn)程序開(kāi)發(fā)的門(mén)檻，提供相對(duì)簡(jiǎn)單、統(tǒng)一且易用且流程化的SDK軟件工具開(kāi)發(fā)包，使基于設(shè)備的內(nèi)容開(kāi)發(fā)變得簡(jiǎn)單，且能夠支持較多主流設(shè)計(jì)、培訓(xùn)等平臺(tái)軟件。該桌面型個(gè)人沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備主要針對(duì)在商業(yè)、教育等應(yīng)用領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)，解決傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)必須通過(guò)多種不同硬件設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)集成組合使用的問(wèn)題，通過(guò)高度集成化的定制設(shè)計(jì)和軟件優(yōu)化，使虛擬現(xiàn)實(shí)更加容易投入行業(yè)應(yīng)用，具備良好的便攜性和優(yōu)秀而穩(wěn)定的顯示、交互效果。

應(yīng)當(dāng)指出，以上所述具體實(shí)施方式可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明創(chuàng)造，但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說(shuō)明書(shū)參照附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造已進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)行修改或者等同替換，總之，一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專(zhuān)利的保護(hù)范圍當(dāng)中。