RU2783486C1 - Mobile multimedia complex - Google Patents

Mobile multimedia complex Download PDF

Info

Publication number
RU2783486C1
RU2783486C1 RU2021133021A RU2021133021A RU2783486C1 RU 2783486 C1 RU2783486 C1 RU 2783486C1 RU 2021133021 A RU2021133021 A RU 2021133021A RU 2021133021 A RU2021133021 A RU 2021133021A RU 2783486 C1 RU2783486 C1 RU 2783486C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
virtual space
motion capture
block
control system
mobile
Prior art date
Application number
RU2021133021A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Олегович Лысенко
Дмитрий Александрович Городничин
Антон Владиславович Самильянов
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Визионеро"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Визионеро" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Визионеро"
Application granted granted Critical
Publication of RU2783486C1 publication Critical patent/RU2783486C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: computer technology.
SUBSTANCE: mobile system for creation of a virtual space contains: a block of motion capture cameras, consisting of at least one motion capture camera, wherein the block of motion capture cameras is made with the possibility of reception of video data; a sensor system block consisting of at least one sensor system, receiving sensor data for creation of a sensor space; a projection system block consisting of at least two projectors projecting a virtual space on a surface; an acoustic system consisting of at least four speakers generating a volumetric sound; a control system, which is a core of the system, and which interconnects all components of the system for creation of a virtual space; a mobile dismountable structure, which is a bearing element for attachment of elements of the system for creation of a virtual space, wherein the mobile dismountable structure is made with the possibility of attachment of surfaces for projection of a virtual space.
EFFECT: increase in mobility of a system for creation of a virtual space.
3 cl, 4 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее техническое решение относится к области вычислительной техники, в частности, к мобильным системам для создания виртуального пространства.The present technical solution relates to the field of computer technology, in particular, to mobile systems for creating a virtual space.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Из уровня техники известно решение, выбранное в качестве наиболее близкого аналога, US 2011205341 (A1), опубл. 25.08.2011. Данное решение относится к архитектурам, сочетающим в себе несколько камер глубины и несколько проекторов для покрытия определенного пространства, что позволяет разрабатывать многомерные (например, 3D) модели объектов в пространстве, а также дает возможность управлять графикой на одних и тех же объектах. Архитектура объединяет данные о глубине со всех камер глубины, а также информацию о цвете в единую многомерную модель в сочетании с откалиброванными проекторами.The prior art solution, selected as the closest analogue, US 2011205341 (A1), publ. 08/25/2011. This solution refers to architectures that combine several depth cameras and several projectors to cover a certain space, which allows you to develop multidimensional (for example, 3D) models of objects in space, and also makes it possible to control graphics on the same objects. The architecture combines depth data from all depth cameras as well as color information into a single multi-dimensional model in combination with calibrated projectors.

Предлагаемое техническое решение направлено на устранение недостатков современного уровня техники и отличается от известных ранее тем, что предложенное решение обеспечивает мобильную систему для создания виртуального пространства.The proposed technical solution is aimed at eliminating the shortcomings of the state of the art and differs from those previously known in that the proposed solution provides a mobile system for creating a virtual space.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное решение, является создание мобильной системы для создания виртуального пространства.The technical problem to be solved by the claimed solution is the creation of a mobile system for creating a virtual space.

Технический результат заключается в повышении мобильности системы для создания виртуального пространства.The technical result is to increase the mobility of the system to create a virtual space.

Дополнительным техническим результатом является упрощение конструкции системы для создания виртуального пространства, поскольку при взаимодействии с виртуальным пространством системы, пользователям не требуются носимые устройства (например, VR шлемы, перчатки, датчики положения и т.д.).An additional technical result is the simplification of the system design for creating a virtual space, since when interacting with the virtual space of the system, users do not need wearable devices (for example, VR helmets, gloves, position sensors, etc.).

Заявленные технические результаты достигаются за счет осуществления мобильной системы для создания виртуального пространства, которая содержит:The claimed technical results are achieved through the implementation of a mobile system for creating a virtual space, which contains:

блок камер захвата движений 101, состоящий, по меньшей мере, из одной камеры захвата движений, причем блок камер захвата движений выполнен с возможностью приема видеоданных 111;a motion capture camera unit 101 comprising at least one motion capture camera, the motion capture camera unit being configured to receive video data 111;

блок сенсорных систем 102, состоящий, по меньшей мере, из одной сенсорной системы, принимающий сенсорные данные 112 для создания сенсорного пространства;a sensor systems unit 102 consisting of at least one sensor system receiving sensor data 112 to create a sensory space;

блок проекционных систем 103, состоящий, по меньшей мере, из двух проекторов, проецирующих виртуальное пространство на поверхности 121;block projection systems 103, consisting of at least two projectors projecting a virtual space on the surface 121;

акустическую систему 104, состоящую, по меньшей мере, из четырех колонок, генерирующих объемный звук 122;speaker system 104, consisting of at least four speakers generating surround sound 122;

систему управления 105, являющуюся ядром системы и осуществляющую взаимосвязь всех компонентов системы для создания виртуального пространства;a control system 105, which is the core of the system and interconnects all components of the system to create a virtual space;

мобильную сборно-разборную конструкцию 140, являющуюся несущим элементом для крепления элементов системы для создания виртуального пространства, причем мобильная сборно-разборная конструкция выполнена с возможностью крепления поверхностей для проецирования виртуального пространства.a mobile collapsible structure 140, which is a supporting element for attaching elements of the system for creating a virtual space, and the mobile collapsible structure is configured to attach surfaces for projecting a virtual space.

В частном варианте реализации описываемой системы, мобильная сборно-разборная конструкция реализована в виде фермовой конструкции.In a particular embodiment of the described system, the mobile collapsible structure is implemented as a truss structure.

В другом частном варианте реализации описываемой системы, поверхность для проецирования виртуального пространства - это проекционное полотно.In another particular embodiment of the described system, the surface for projecting virtual space is a projection canvas.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙDESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Реализация изобретения будет описана в дальнейшем в соответствии с прилагаемыми чертежами, которые представлены для пояснения сути изобретения и никоим образом не ограничивают область изобретения. К заявке прилагаются следующие чертежи:The implementation of the invention will be described hereinafter in accordance with the accompanying drawings, which are presented to explain the essence of the invention and in no way limit the scope of the invention. The following drawings are attached to the application:

Фиг. 1, иллюстрирует структурную схему мобильной системы.Fig. 1 illustrates a block diagram of a mobile system.

Фиг. 2, иллюстрирует взаимосвязь мобильной конструкции и аппаратной части комплекса.Fig. 2 illustrates the relationship between the mobile structure and the hardware of the complex.

Фиг. 3, иллюстрирует структурную схему процессов, происходящих при взаимодействии между одним или более пользователями и элементами системы.Fig. 3 illustrates a block diagram of the processes that occur during interaction between one or more users and system elements.

Фиг. 4, иллюстрирует пример общей схемы вычислительного устройства.Fig. 4 illustrates an example of a general layout of a computing device.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту, будет очевидно каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не были описаны подробно, чтобы не затруднять излишне понимание особенностей настоящего изобретения.In the following detailed description of the implementation of the invention, numerous implementation details are provided to provide a clear understanding of the present invention. However, one skilled in the art will appreciate how the present invention can be used, both with and without these implementation details. In other instances, well-known methods, procedures, and components have not been described in detail so as not to unnecessarily obscure the features of the present invention.

Кроме того, из приведенного изложения будет ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, будут очевидными для квалифицированных в предметной области специалистов.Furthermore, it will be clear from the foregoing that the invention is not limited to the present implementation. Numerous possible modifications, changes, variations and substitutions that retain the spirit and form of the present invention will be apparent to those skilled in the subject area.

Настоящее техническое решение представляет собой аппаратный комплекс, создающий интерактивное виртуальное пространство, за счет которого пользователь может находиться в виртуальном пространстве и взаимодействовать генерируемыми системой элементами. Симуляция пространства обеспечивается проекцией изображений на физические поверхности и системой пространственного звука. Взаимодействие с окружением обеспечивается посредством технологии определения положения пользователя и частей его тела в пространстве и/или посредством сенсорной системы.This technical solution is a hardware complex that creates an interactive virtual space, due to which the user can be in the virtual space and interact with the elements generated by the system. Space simulation is provided by the projection of images onto physical surfaces and the spatial sound system. Interaction with the environment is provided through technology for determining the position of the user and parts of his body in space and/or through a sensory system.

Система 100 на Фиг. 1 является типичным аппаратным обеспечением для реализации описанных ниже процессов. Система содержит следующие технические элементы.System 100 in FIG. 1 is typical hardware for implementing the processes described below. The system contains the following technical elements.

Блок камер захвата движений 101, состоящий из одной или более камер, принимающий видеоданные 111 (могут использоваться: RGB камеры, инфракрасные камеры, в том числе RGB камеры с ИК подсветкой и тепловизоры, датчики глубины (могут быть как отдельными устройствами, так и устройствами встроенными в существующую RGB или ИК камеру (например, Azure Kinect))). Камеры захвата движений предпочтительно крепятся на верхней раме мобильной конструкции таким образом, чтобы блок захватывал максимально возможное пространство с разных ракурсов.Motion capture camera block 101, consisting of one or more cameras, receiving video data 111 (can be used: RGB cameras, infrared cameras, including RGB cameras with IR illumination and thermal imagers, depth sensors (can be either separate devices or built-in devices into an existing RGB or IR camera (eg Azure Kinect))). The motion capture cameras are preferably mounted on the upper frame of the mobile structure in such a way that the unit captures the maximum possible space from different angles.

Блок сенсорных систем 102, состоящий из одной или более сенсорной системы, принимающий сенсорные данные 112 (для создания сенсорного пространства). Возможно использование следующих двух сенсорных систем. Сенсорная пленка, которая наклеивается на поверхность и фиксирует прикосновение за счет разницы емкостей между слоями и система из разнесенных ИК датчиков, которые создают между собой лазерную сетку и фиксируют не прикосновение, а попадание объекта в пространство (например, Surfancy). Необходимо отметить, что фактически, может использоваться любая система, которая может фиксировать и передавать прикосновения в 2х осевой системе координат. Сенсорные системы крепятся к стене попарно друг напротив друга, либо с левой и правой стороны стены, либо сверху и снизу. Второй вариант предпочтительней, поскольку в большинстве случаев ширина стены больше, чем максимально допустимая дальность расположения планок друг от друга.Sensor systems block 102, consisting of one or more sensor systems, receiving sensor data 112 (to create a sensory space). The following two sensor systems can be used. A touch film that is glued to the surface and detects touch due to the difference in capacitance between the layers and a system of spaced IR sensors that create a laser grid between themselves and detect not a touch, but an object falling into space (for example, Surfancy). It should be noted that, in fact, any system that can capture and transmit touches in a 2-axis coordinate system can be used. Sensor systems are attached to the wall in pairs opposite each other, either on the left and right sides of the wall, or above and below. The second option is preferable, since in most cases the width of the wall is greater than the maximum allowable distance of the planks from each other.

Блок проекционных систем 103, состоящий из двух или более проекторов, проецирующие виртуальное пространство на поверхности 121. Могут использоваться короткофокусные и ультракороткофокусные проекторы, которые позволяют «раскрыть» изображение на небольшом расстоянии между проектором и поверхностью (например, Optoma ZH406ST). Проекторы крепятся на верхней раме конструкции таким образом, чтобы:Projection system unit 103, consisting of two or more projectors projecting a virtual space onto surfaces 121. Short throw and ultra short throw projectors can be used, which allow the image to be “revealed” at a small distance between the projector and the surface (for example, Optoma ZH406ST). The projectors are mounted on the upper frame of the structure in such a way that:

- проектор висел напротив поверхности;- the projector hung against the surface;

- каждый проектор находился на максимальном отдалении от проецируемой поверхности для лучшего раскрытия изображения;- each projector was at the maximum distance from the projected surface for better image disclosure;

- изображения от проекторов не перекрывали друг друга.- the images from the projectors did not overlap each other.

Акустическая система 104, состоящая из четырех или более колонок, генерирующая объемный звук 122. Может использоваться любая акустическая система, позволяющая создать объемный звук 4.0 и выше. Акустическая система крепится на верхней или боковой раме конструкции в верхних углах комплекса.A speaker system 104 consisting of four or more speakers generating surround sound 122. Any speaker system capable of producing 4.0 surround sound and above can be used. The acoustic system is mounted on the upper or side frame of the structure in the upper corners of the complex.

Система управления 105 является ядром системы и осуществляет взаимосвязь элементов комплекса. Система управления представляет собой медиасервер, технические характеристики которого должны обеспечивать устойчивую работу систем комплекса в зависимости от его размеров и наполнения оборудованием. Система управления может обмениваться сигналами с дополнительными элементами взаимодействия 131, такими как телефон, планшет, тактовые кнопки, дополнительные системы управления элементами.The control system 105 is the core of the system and carries out the interconnection of the elements of the complex. The control system is a media server, the technical characteristics of which must ensure the stable operation of the systems of the complex, depending on its size and filling with equipment. The control system can communicate with additional interaction elements 131 such as phone, tablet, tact buttons, additional element control systems.

Связь между элементами системы может осуществляться как проводным, так и беспроводным путем.Communication between the elements of the system can be carried out both wired and wireless.

- Система передачи данных между проекционной системой 103 и системой управления 105 должна передавать видеопоток в разрешении 4К (3840 х 2160 пикселей) со скоростью не менее 60 кадров в секунду (стандарт HDMI версии не ниже 2.0).- The communication system between the projection system 103 and the control system 105 must transmit a video stream in 4K resolution (3840 x 2160 pixels) at a rate of at least 60 frames per second (HDMI version 2.0 or higher).

- Система передачи данных между блоком камер захвата движений 101 и системой управления 105 должны передавать видеопоток со скоростью не менее 4 Гбит\сек (стандарт USB версии не ниже 3.0).- The data transmission system between the motion capture camera block 101 and the control system 105 must transmit a video stream at a speed of at least 4 Gbps (USB standard version 3.0 or higher).

Система управления 105 обеспечивает прием, обработку и передачу данных, между элементами системы через одно или более соединений. Примеры таких сетей включают в себя любые типы проводных и беспроводных систем. Система управления 105 включает в себя рабочую память, хранилище для хранения данных и программного обеспечения, микропроцессоры для исполнения инструкций, графические процессоры и прочие компоненты для рендера и генерации графики, изображений, аудио и видео файлов.The control system 105 receives, processes, and transmits data between system elements through one or more connections. Examples of such networks include any type of wired and wireless systems. The control system 105 includes working memory, data and software storage, microprocessors for executing instructions, graphics processors, and other components for rendering and generating graphics, images, audio, and video files.

Система управления содержит набор программного обеспечения, компоненты которой могут включать одну или несколько функций:The control system contains a set of software, the components of which may include one or more functions:

- Генерация визуального контента для симуляции виртуальных пространств и передачи его на вывод в блок проекционных систем 103;- Generation of visual content for the simulation of virtual spaces and its transfer to the output in the block of projection systems 103;

- Генерация и передача в акустическую систему 104 аудиосигнала, в том числе, но не ограничиваясь: звуковых пресетов, музыки, голосовых записей, midi сигналов;- Generation and transmission of 104 audio signals to the speaker system, including, but not limited to: sound presets, music, voice recordings, midi signals;

- Обработка поступающих сигналов с блока сенсорных систем 102, определение точек касания в выбранной системе координат и запуск сценариев взаимодействия;- Processing of incoming signals from the sensor systems block 102, determination of touch points in the selected coordinate system and launch of interaction scenarios;

- Обработка поступающих сигналов с блока камер захвата движений 101, определение положения в пространстве одного или более пользователей, в том числе анализ положения частей скелета и последующий запуск сценариев взаимодействия;- Processing of incoming signals from the block of motion capture cameras 101, determining the position in space of one or more users, including the analysis of the position of parts of the skeleton and the subsequent launch of interaction scenarios;

- Обработка и отправка сигналов на дополнительные элементы взаимодействия 131.- Processing and sending signals to additional interaction elements 131.

Описанные системы физически мобильны и взаимосвязаны с мобильной конструкцией, указанной на Фиг. 2. Мобильная конструкция 201 создает физическое пространство, внутри которого разворачивается виртуальное пространство. Мобильная конструкция 201 может реализовываться в качестве фермовой конструкции (инженерное решение, позволяющие реализовывать разнообразные по геометрии временные сооружения). Она является сборно-разборной и многоразовой (мобильной) конструкцией и в том числе основным несущим элементом, к которому крепятся:The described systems are physically mobile and interconnected with the mobile structure shown in FIG. 2. Mobile structure 201 creates a physical space within which a virtual space unfolds. The mobile structure 201 can be implemented as a truss structure (an engineering solution that allows the implementation of temporary structures of various geometry). It is a collapsible and reusable (mobile) structure, including the main load-bearing element to which are attached:

- блок камер захвата движений 202;- a block of motion capture cameras 202;

- блок сенсорных систем 203;- block of sensory systems 203;

- блок проекционных систем 204;- a block of projection systems 204;

- акустическая система 205;- acoustic system 205;

- проекционные панели 206.- projection panels 206.

В настоящем решении может реализовываться два основных варианта проекционных поверхностей.In this solution, two main variants of projection surfaces can be implemented.

1. Проекционное полотно, которое крепится на полую или твердую раму.1. A projection screen that is mounted on a hollow or solid frame.

2. Проекционная краска. Наносится на листы твердого материала, который крепится к мобильной конструкции.2. Projection paint. It is applied to sheets of solid material that is attached to a mobile structure.

Типичная схема организации процессов описана на Фиг. 3.A typical process organization scheme is described in Fig. 3.

Один или более пользователей могут одновременно взаимодействовать с интерактивным пространством с помощью блока сенсорных систем 301 и блока камер захвата движения 311.One or more users can simultaneously interact with the interactive space using the sensor systems unit 301 and the motion capture camera unit 311.

Блок сенсорных систем отправляет данные в систему управления 302, которые обрабатываются системой управления, и которая определяет точки взаимодействия в системе координат сенсорной поверхности и синхронизирует их в системе координат виртуального пространства 303.The sensor systems block sends data to the control system 302, which is processed by the control system, and which determines the points of interaction in the coordinate system of the touch surface and synchronizes them in the coordinate system of the virtual space 303.

Блок камер захвата движения отправляет видеоданные в систему управления 312, в которых система управления распознает пользователей, детектирует их скелет и положение элементов в системе координат 313.The motion capture camera unit sends video data to the control system 312, in which the control system recognizes users, detects their skeleton and the position of elements in the coordinate system 313.

На основании полученных и обработанных данных система управления вносит изменения в генерируемые аудио и видео потоки согласно заданному ранее сценарию 304 и отправляет эти потоки в блок проекционных систем и/или акустическую систему 305.Based on the received and processed data, the control system makes changes to the generated audio and video streams according to the previously specified scenario 304 and sends these streams to the projection system unit and / or speaker system 305.

Процесс калибровки системы для создания виртуального пространства.The process of calibrating the system to create a virtual space.

Изображения, транслируемые с проекторов, калибруются в 2 этапа.Images from projectors are calibrated in 2 steps.

1. Осуществляется настройка изображения с каждого проектора и выравнивание относительно поверхности с учетом наклона и изгибов поверхности, а также расстояния между проекторами и поверхностью.1. The image from each projector is adjusted and leveled to the surface, taking into account the slope and curvature of the surface, as well as the distance between the projectors and the surface.

2. Осуществляется сведение общего пространства. Сведение позволяет синхронизировать общий участок изображения так, чтобы убрать разрывы между изображениями и при этом наложить края изображения друг на друга таким образом, чтобы этого не было видно пользователям.2. The reduction of the common space is carried out. Flattening allows you to synchronize a common portion of an image so that gaps between images are removed while overlapping the edges of the image in a way that is not visible to users.

Камеры с разных ракурсов фиксируют пользователя и передают видеопоток на систему управления. Система управления выделяет узловые скелетные точки и записывает их в системе координат. Калибровка позволяет создать единую систему координат для всех камер, чтобы положение условной опорной точки «правый локоть» было одинаковым для всех.Cameras capture the user from different angles and transmit the video stream to the control system. The control system selects the nodal skeletal points and writes them down in the coordinate system. Calibration allows you to create a single coordinate system for all cameras so that the position of the conditional reference point "right elbow" is the same for all.

Сенсорная система. Каждый набор планок сенсорной системы выдает точки касания в системе координат со своей точкой отсчета. Калибровка объединяет несколько двухосевых систем координат в одну и позволяет передавать единые данные на систему управления.Sensory system. Each set of slats of the sensory system produces touch points in a coordinate system with its own reference point. Calibration combines several two-axis coordinate systems into one and allows you to transfer uniform data to the control system.

На Фиг. 4 далее будет представлена общая схема вычислительного устройства (медиасервера) (400), обеспечивающего обработку данных, необходимую для реализации заявленного решения.On FIG. 4, the general scheme of the computing device (media server) (400) will be presented below, providing the data processing necessary for the implementation of the claimed solution.

В общем случае устройство (400) содержит такие компоненты, как: один или более процессоров (401), по меньшей мере один модуль памяти (402), средство хранения данных (403), интерфейсы ввода/вывода (404), средство В/В (405), средства сетевого взаимодействия (406).In general, the device (400) contains components such as: one or more processors (401), at least one memory module (402), data storage (403), input/output interfaces (404), I/O (405), networking tools (406).

Медиасервер дополнительно содержит видеоускоритель или их комплект, достаточной мощности для создания (в том числе рендера в реальном времени) и передачи видеопотока.The media server additionally contains a video accelerator or a set of them with sufficient power to create (including real-time rendering) and transmit a video stream.

Процессор (401) устройства выполняет основные вычислительные операции, необходимые для функционирования устройства (400) или функциональности одного или более его компонентов. Процессор (401) исполняет необходимые машиночитаемые команды, содержащиеся в оперативной памяти (402).The processor (401) of the device performs the basic computing operations necessary for the operation of the device (400) or the functionality of one or more of its components. The processor (401) executes the necessary machine-readable instructions contained in the main memory (402).

Память (402), как правило, выполнена в виде ОЗУ и содержит необходимую программную логику, обеспечивающую требуемый функционал.The memory (402) is typically in the form of RAM and contains the necessary software logic to provide the required functionality.

Средство хранения данных (403) может выполняться в виде HDD, SSD дисков, рейд массива, сетевого хранилища, флэш-памяти, оптических накопителей информации (CD, DVD, MD, Blue-Ray дисков) и т.п. Средство (403) позволяет выполнять долгосрочное хранение различного вида информации, например, вышеупомянутых файлов с наборами данных пользователей, базы данных, содержащих записи измеренных для каждого пользователя временных интервалов, идентификаторов пользователей и т.п.The data storage means (403) can be in the form of HDD, SSD disks, raid array, network storage, flash memory, optical information storage devices (CD, DVD, MD, Blue-Ray disks), etc. The means (403) allows long-term storage of various types of information, for example, the above-mentioned files with user data sets, a database containing records of time intervals measured for each user, user identifiers, etc.

Интерфейсы (404) представляют собой стандартные средства для подключения и работы с серверной частью, например, USB, RS232, RJ45, LPT, COM, HDMI, PS/2, Lightning, FireWire и т.п.Interfaces (404) are standard means for connecting and working with the server part, for example, USB, RS232, RJ45, LPT, COM, HDMI, PS/2, Lightning, FireWire, etc.

Выбор интерфейсов (404) зависит от конкретного исполнения устройства (400), которое может представлять собой персональный компьютер, мейнфрейм, серверный кластер, тонкий клиент, смартфон, ноутбук и т.п.The choice of interfaces (404) depends on the specific implementation of the device (400), which can be a personal computer, mainframe, server cluster, thin client, smartphone, laptop, and the like.

В качестве средств В/В данных (405) в любом воплощении системы, реализующей описываемый способ, должна использоваться клавиатура. Аппаратное исполнение клавиатуры может быть любым известным: это может быть как встроенная клавиатура, используемая на ноутбуке или нетбуке, так и обособленное устройство, подключенное к настольному компьютеру, серверу или иному компьютерному устройству. Подключение при этом может быть, как проводным, при котором соединительный кабель клавиатуры подключен к порту PS/2 или USB, расположенному на системном блоке настольного компьютера, так и беспроводным, при котором клавиатура осуществляет обмен данными по каналу беспроводной связи, например, радиоканалу, с базовой станцией, которая, в свою очередь, непосредственно подключена к системному блоку, например, к одному из USB-портов. Помимо клавиатуры, в составе средств В/В данных также может использоваться: джойстик, дисплей (сенсорный дисплей), проектор, тачпад, манипулятор мышь, трекбол, световое перо, динамики, микрофон и т.п.As means of I/O data (405) in any embodiment of the system that implements the described method, the keyboard must be used. The keyboard hardware can be any known: it can be either a built-in keyboard used on a laptop or netbook, or a separate device connected to a desktop computer, server, or other computer device. In this case, the connection can be either wired, in which the keyboard connection cable is connected to the PS / 2 or USB port located on the system unit of the desktop computer, or wireless, in which the keyboard exchanges data via a wireless communication channel, for example, a radio channel, with base station, which, in turn, is directly connected to the system unit, for example, to one of the USB ports. In addition to the keyboard, the following I/O devices can also be used: joystick, display (touchscreen), projector, touchpad, mouse, trackball, light pen, speakers, microphone, etc.

Средства сетевого взаимодействия (406) выбираются из устройства, обеспечивающего сетевой прием и передачу данных, например, Ethernet карту, WLAN/Wi-Fi модуль, Bluetooth модуль, BLE модуль, NFC модуль, IrDa, RFID модуль, GSM модем и т.п. С помощью средств (405) обеспечивается организация обмена данными по проводному или беспроводному каналу передачи данных, например, WAN, PAN, ЛВС (LAN), Интранет, Интернет, WLAN, WMAN или GSM.Means of networking (406) are selected from a device that provides network reception and transmission of data, for example, an Ethernet card, WLAN/Wi-Fi module, Bluetooth module, BLE module, NFC module, IrDa, RFID module, GSM modem, etc. With the help of means (405) the organization of data exchange over a wired or wireless data transmission channel, for example, WAN, PAN, LAN (LAN), Intranet, Internet, WLAN, WMAN or GSM, is provided.

Компоненты устройства (400) сопряжены посредством общей шины передачи данных (410).The components of the device (400) are coupled via a common data bus (410).

Таким образом, при реализации настоящего технического решения дополнительно можно выделить следующие положительные эффекты:Thus, when implementing this technical solution, the following positive effects can be additionally distinguished:

- Система для создания виртуального пространства является полностью мобильной и может быть использована внутри и вне помещений;- The system for creating a virtual space is completely mobile and can be used indoors and outdoors;

- Система для создания виртуального пространства предполагает использование различных способов взаимодействия с пространством (сенсоры, камеры, кнопки и т.д.), как по-отдельности, так и вместе, тем самым обеспечивая многофункциональность системы;- The system for creating a virtual space involves the use of various ways of interacting with the space (sensors, cameras, buttons, etc.), both separately and together, thereby providing the multifunctionality of the system;

- Система для создания виртуального пространства позволяет групповое использование мобильного пространства с возможностью одновременного взаимодействия пользователей с пространством;- The system for creating a virtual space allows the group use of mobile space with the possibility of simultaneous interaction of users with the space;

- Система для создания виртуального пространства предполагает отсутствие необходимости использования пользователями носимых устройств (например, VR шлемы, перчатки, датчики положения и т.д.), что облегчает использование, упрощает конструкцию всей системы и улучшает пользовательский опыт.- The system for creating a virtual space assumes that users do not need to use wearable devices (for example, VR helmets, gloves, position sensors, etc.), which makes it easier to use, simplifies the design of the entire system and improves the user experience.

Отдельно необходимо отметить необходимые функциональные характеристики ПО, устанавливаемого и используемого в системе управления:Separately, it is necessary to note the necessary functional characteristics of the software installed and used in the control system:

- Обеспечение взаимодействия устанавливаемого ПО с существующими системами и протоколами (операционная система);- Ensuring the interaction of installed software with existing systems and protocols (operating system);

- Настройка и калибровка систем, в том числе, но не ограничиваясь: сведение проекторов, калибровка камер захвата, калибровка сенсорной системы, настройка аудиосистемы;- Setting up and calibrating systems, including, but not limited to: mixing projectors, calibrating capture cameras, calibrating the sensor system, configuring the audio system;

- Обработка и сведение поступающих видеоданных (например, определение положения тела в пространстве и создание скелетной анимации/облака точек);- Processing and mixing of incoming video data (for example, determining the position of the body in space and creating skeletal animation / point clouds);

- Обработка и сведение поступающих сенсорных данных, и построение точек взаимодействия (создание карты касаний в 2х мерной системе координат и перенос в 3х мерную);- Processing and mixing incoming sensory data, and building interaction points (creating a touch map in a 2D coordinate system and transferring it to a 3D one);

- Генерация виртуального пространства в реальном времени;- Generation of virtual space in real time;

- Воспроизведение заранее записанных визуальных программ (например, видео 360);- Playback of pre-recorded visual programs (eg 360 video);

- Генерация в реальном времени и/или передача готовых аудиодорожек для воспроизведения;- Generation in real time and / or transfer of ready-made audio tracks for playback;

- Прием и обработка сигналов от внешних элементов (мышь/клавиатура, планшет, пульт).- Reception and processing of signals from external elements (mouse / keyboard, tablet, remote control).

Список реализуемого программного обеспечения.List of implemented software.

1. Плеер 360, который передает видеофайлы в 360 на проекторы и акустическую систему.1. A 360 player that transmits video files in 360 to projectors and a speaker system.

2. Программа, в которой происходит генерация виртуального пространства и объектов, обработка поступающих сенсорных сигналов и срабатывание сценариев и триггеров (Unity, Unreal, Resolume и т.д.)2. A program that generates virtual space and objects, processes incoming sensory signals and triggers scripts and triggers (Unity, Unreal, Resolume, etc.)

3. Программа для трекинга людей, которая на основе поступающего видеопотока в реальном времени создает скелетную анимацию пользователей, выделяет узловые точки скелета и передает в основную программу записанные траектории точек с положением в 3х осевой системе координат и отметками времени (https://www1.fips.ru/fips_servl/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2021660804).3. A program for tracking people, which, based on the incoming video stream in real time, creates a skeletal animation of users, selects the nodal points of the skeleton and transfers the recorded trajectories of points with the position in the 3-axis coordinate system and time stamps to the main program (https://www1.fips .ru/fips_servl/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2021660804).

4. Программа для агрегирования устройств и программ ввода/вывода, а также их интеграции в другие системы, которая позволяет удаленно управлять звуковым и проекционным оборудованием, а также использовать планшеты в качестве контроллеров (№ ЕА-53537).4. A program for aggregating devices and I / O programs, as well as integrating them into other systems, which allows you to remotely control sound and projection equipment, as well as use tablets as controllers (No. EA-53537).

5. Программа для сведения (калибровки) проекторов (например, Immersive Display PRO), которая позволяет настроить проекторы и сохранить характеристики настройки в конфигурацию.5. A program for mixing (calibrating) projectors (for example, Immersive Display PRO), which allows you to set up projectors and save the settings characteristics in the configuration.

Пример реализации настоящего изобретения.An example of the implementation of the present invention.

1. После сбора мобильной сборно-разборной конструкции и установки всех элементов осуществляется их запуск и калибровка.1. After collecting the mobile collapsible structure and installing all the elements, they are launched and calibrated.

2. Осуществляется запуск ПО на системе управления. Возможные варианты:2. The software is launched on the control system. Possible options:

2.1 Плеер 360. Видеоконтент с плеера 360 поступает на проекционную систему, при этом одновременно, аудиопоток из видеоконтента выводится в аудиосистему. Камеры захвата движения и сенсорные системы не активны.2.1 Player 360. The video content from the player 360 enters the projection system, while at the same time, the audio stream from the video content is output to the audio system. Motion capture cameras and sensor systems are not active.

2.2 Виртуальный мир. Осуществляется запуск игровой образовательной программы (ИОБ).2.2 Virtual world. The game educational program (IOB) is being launched.

2.2.1 Инициализация.2.2.1 Initialization.

ИОБ на сервере создает виртуальный мир. При инициализации в виртуальном мире происходят следующие процессы:IOB on the server creates a virtual world. During initialization in the virtual world, the following processes occur:

- Появляется мир с окружением, пассивными и интерактивными объектами;- Appears the world with the environment, passive and interactive objects;

- Появляются виртуальные камеры, которые не видны пользователям, но изображение с которых в дальнейшем передаются на проекторы;- Virtual cameras appear that are not visible to users, but the image from which is subsequently transmitted to projectors;

- Появляется виртуальный микрофон, который передает звук внутри виртуального мира в аудиосистему;- A virtual microphone appears, which transmits the sound inside the virtual world to the audio system;

- Инициализируется система координат для интерактивных систем (блок камер захвата движения 101, блок сенсорных систем 102), для переноса действий пользователя в виртуальное пространство.- The coordinate system for interactive systems is initialized (block of motion capture cameras 101, block of sensor systems 102) to transfer user actions to the virtual space.

2.2.2 Работа.2.2.2 Work.

ИОБ выводит на проекторы окружение и аудио из виртуального мира. Пользователь или группа пользователей передвигаются в комплексе, и данные об их перемещении и положении в пространстве считываются блоком камер захвата движения 101, обрабатываются и передаются в систему координат выбранного мира. При взаимодействии пользователей с сенсорной системой, точки касания также передаются в виртуальный мир согласно ранее инициализированной системы координат. В ИОБ может быть заранее задана система триггеров, приводящая к изменениям в виртуальном мире.The IOB brings the environment and audio from the virtual world to the projectors. A user or a group of users move in a complex, and data on their movement and position in space are read by the block of motion capture cameras 101, processed and transmitted to the coordinate system of the selected world. When users interact with the touch system, the touch points are also transferred to the virtual world according to the previously initialized coordinate system. In the OBI, a system of triggers can be pre-set, leading to changes in the virtual world.

В настоящих материалах заявки было представлено предпочтительное раскрытие осуществление заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.In these application materials, a preferred disclosure of the implementation of the claimed technical solution was presented, which should not be used as limiting other, private embodiments of its implementation, which do not go beyond the scope of the requested legal protection and are obvious to specialists in the relevant field of technology.

Claims (9)

1. Мобильная система для создания виртуального пространства, содержащая:1. Mobile system for creating a virtual space, containing: блок камер захвата движений (101), состоящий по меньшей мере из одной камеры захвата движений, причем блок камер захвата движений выполнен с возможностью приема видеоданных (111), причем блок камер захвата движения отправляет видеоданные в систему управления (312), в которых система управления распознает пользователей, детектирует их скелет и положение элементов в системе координат (313);motion capture camera unit (101) consisting of at least one motion capture camera, wherein the motion capture camera unit is configured to receive video data (111), wherein the motion capture camera unit sends video data to the control system (312), in which the control system recognizes users, detects their skeleton and position of elements in the coordinate system (313); блок сенсорных систем (102), состоящий по меньшей мере из одной сенсорной системы, принимающий сенсорные данные (112) для создания сенсорного пространства, причем блок сенсорных систем отправляет данные в систему управления (302), которые обрабатываются системой управления, которая определяет точки взаимодействия в системе координат сенсорной поверхности и синхронизирует их в системе координат виртуального пространства (303);sensor systems unit (102) consisting of at least one sensor system, receiving sensor data (112) to create a sensory space, wherein the sensor systems unit sends data to the control system (302), which are processed by the control system, which determines the points of interaction in the touch surface coordinate system and synchronizes them in the virtual space coordinate system (303); блок проекционных систем (103), состоящий по меньшей мере из двух проекторов, проецирующих виртуальное пространство на поверхности (121);block projection systems (103), consisting of at least two projectors projecting virtual space on the surface (121); акустическую систему (104), состоящую по меньшей мере из четырех колонок, генерирующих объемный звук (122);an acoustic system (104) consisting of at least four speakers generating surround sound (122); систему управления (105), являющуюся ядром системы и осуществляющую взаимосвязь всех компонентов системы для создания виртуального пространства, причем, на основании полученных и обработанных данных от блока камер захвата движений (101) и блока сенсорных систем (102), система управления вносит изменения в генерируемые аудио- и видеопотоки согласно заданному ранее сценарию (304) и отправляет эти потоки в блок проекционных систем и/или акустическую систему;control system (105), which is the core of the system and interconnects all components of the system to create a virtual space, moreover, based on the received and processed data from the block of motion capture cameras (101) and the block of sensor systems (102), the control system makes changes to the generated audio and video streams according to the previously set scenario (304) and sends these streams to the block of projection systems and/or speaker system; мобильную сборно-разборную конструкцию (140), являющуюся несущим элементом для крепления элементов системы для создания виртуального пространства, причем мобильная сборно-разборная конструкция выполнена с возможностью крепления поверхностей для проецирования виртуального пространства.a mobile collapsible structure (140), which is a carrier element for attaching elements of the system to create a virtual space, and the mobile collapsible structure is configured to attach surfaces for projecting a virtual space. 2. Система по п.1, в которой мобильная сборно-разборная конструкция реализована в виде фермовой конструкции.2. The system according to claim 1, in which the mobile collapsible structure is implemented as a truss structure. 3. Система по п.1, в которой поверхность для проецирования виртуального пространства - это проекционное полотно.3. The system of claim 1, wherein the virtual space projection surface is a projection canvas.
RU2021133021A 2021-11-15 Mobile multimedia complex RU2783486C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2783486C1 true RU2783486C1 (en) 2022-11-14

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5724775A (en) * 1996-01-29 1998-03-10 Alternate Realities Corporation Multi-pieced, portable projection dome and method of assembling the same
WO2003062918A1 (en) * 2002-01-23 2003-07-31 Jenoptik Ldt Gmbh Projection system having an associated space for dome projection
US20090187389A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 Lockheed Martin Corporation Immersive Collaborative Environment Using Motion Capture, Head Mounted Display, and Cave
US20140192087A1 (en) * 2013-01-09 2014-07-10 Northrop Grumman Systems Corporation System and method for providing a virtual immersive environment

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5724775A (en) * 1996-01-29 1998-03-10 Alternate Realities Corporation Multi-pieced, portable projection dome and method of assembling the same
WO2003062918A1 (en) * 2002-01-23 2003-07-31 Jenoptik Ldt Gmbh Projection system having an associated space for dome projection
US20090187389A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 Lockheed Martin Corporation Immersive Collaborative Environment Using Motion Capture, Head Mounted Display, and Cave
US20140192087A1 (en) * 2013-01-09 2014-07-10 Northrop Grumman Systems Corporation System and method for providing a virtual immersive environment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11196964B2 (en) Merged reality live event management system and method
CN110650354B (en) Live broadcast method, system, equipment and storage medium for virtual cartoon character
US20160225188A1 (en) Virtual-reality presentation volume within which human participants freely move while experiencing a virtual environment
CN107852573A (en) The social interaction of mixed reality
KR101640767B1 (en) Real-time virtual reality input/output system and method based on network for heterogeneous environment
US9849378B2 (en) Methods, apparatuses, and systems for remote play
WO2018098720A1 (en) Virtual reality-based data processing method and system
US20130120365A1 (en) Content playback apparatus and method for providing interactive augmented space
AU2019279990B2 (en) Digital camera with audio, visual and motion analysis
CN104243961A (en) Display system and method of multi-view image
CA2917590A1 (en) Gestural interface with virtual control layers
TWI644235B (en) Wearable instant interaction system
Chen et al. A case study of security and privacy threats from augmented reality (ar)
JP7186901B2 (en) HOTSPOT MAP DISPLAY METHOD, DEVICE, COMPUTER DEVICE AND READABLE STORAGE MEDIUM
JP2021043936A (en) Interaction method, device and system, electronic device, and storage medium
RU2783486C1 (en) Mobile multimedia complex
US20200230488A1 (en) Pre-Visualization Device
Davies et al. Mobile cross reality for cultural heritage
US20230308603A1 (en) Dynamic virtual background for video conference
Williams et al. Using a 6 degrees of freedom virtual reality input device with an augmented reality headset in a collaborative environment
Zidianakis et al. A technological framework for rapid prototyping of X-reality applications for interactive 3D spaces
KR102637820B1 (en) System for Providing Remote Control of Media Art Content and Device
Zhu et al. Integrated Co-Designing Using Building Information Modeling and Mixed Reality with Erased Backgrounds for Stock Renovation
KR102571086B1 (en) Method and system for supporting collaboration among multiple users using virtual space
US20220180664A1 (en) Frame of reference for motion capture