CN102580328B - 4d影音一体机的控制装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种控制装置及其方法，尤其涉及一种4D影音一体机的控制装置及其方法，该装置包括包括一中央控制器、同中央控制器相连的起始信号发生装置、存储片源信息的数据库和各用以控制终端装置操作的视频、音频、特效控制模块，本装置的控制方法是通过中央控制器接受一起始信号，从数据库导入片源数据信息，并通过中央控制器对各控制模块发送控制指令，驱动各终端设备进行操作，实现了多维度的视听嗅动的效果，带来了新的用户体验。本发明将软件和硬件一体的结合，将影片和场景动作，音频，显示设备，动作驱动机械设备完美的集成于一体，省去了单个子系统复杂繁琐的安装和调试工作，完全实现了一体自动化。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制装置及其方法，尤其涉及一种4D影音一体机的控制装置及其方法。
背景技术
随着多媒体技术的发展，新型4D影音影院开始进入市场为观众所熟悉，4D技术相较原有的3D效果进一步引入了震动、坠落、吹风、喷水、扫腿、捅背等特效，使观众在观看4D影片时能够获得视觉、听觉、触觉、嗅觉等全方位感受，受到观众的广泛青睐。但由于现有4D影音设备的造价昂贵，投资建设大型4D影院投资较大，较难发展，且观众也无法自由选择时间、空间进行4D影片观赏，因而影院集成化，产品化是特效影院的发展趋势之一。
现有的普通3D影院只包含了简单的立体视觉画面，对于现在观众来说，已经不是新颖的技术了。而且仅仅停留在视觉感官层面，缺少了比如味觉，触觉，等不同于简单视觉的感觉。
本申请人已就如图1所示的4D影音一体机申请了实用新型专利(申请号：2011204380783)，该一体机4D影音一体机，包括支架1、特效座椅2、显示装置3和控制主机，支架1置于特效座椅2之前，显示装置3设置于支架顶端，支架1、特效座椅2和显示装置3的数据控制线同控制主机相连。并且进一步还设置了两缸一柱的多自由度运动平台21替代了原大型6缸动力装置，实现小体积灵活转动。进一步还配置了投币器和控制装置以便实现一体机的调控和商用。
发明内容
本发明提供一种动感座椅一体机控制方法，控制软件采用一台中央处理模块控制多个子控制单元的控制模式，实现由主控机统一向各个子控制单元发送控制指令信息，子控制单元收到控制指令信息后，根据约定协议执行相应的动作，并根据主控机发送的时间码实现时间的同步校对。为影院集成化提供了先进的技术支持。所述动感座椅一体机能够播放3D影片，并有4D座椅伴随影片内容做多自由度运动及发生场景特效。
具体实现方案如下：
4D影音一体机的控制装置，包括
中央控制器；
同中央控制器相连接的起始信号发生装置，以提供中央控制器以起始信号，触发影片播映流程；
同中央控制器相连接、并接收其指令的视频处理模块，该模块同显示装置相连接，以驱动显示装置显示视频信息；
同中央控制器相连接、并接收其指令的音频处理模块，该模块同音效设备相连接，以驱动音效设备显示音频信息；
同中央控制器相连接、并接收其指令的特效处理模块，该模块同特效装置相连接，以驱动特效装置实现特效效果，该特效装置包括一包含两驱动缸及一连接立柱的多自由度运动平台；
同中央控制器相连接的影片数据库，以存储影片的视频、音频及特效数据，并在播放时供中央控制器进行数据读取。
进一步，所述起始装置为一投币机。
进一步，还包括一同中央控制器连接的选片装置，以供用户进行选择片源，并将该片源选择信息传输至中央控制器。
使用前述的4D影音一体机控制装置的控制方法，
步骤一中央控制器接收到一起始信号；
步骤二中央控制器根据所存储的选片信息从数据库导入所 选影片数据：包括视频、音频数据及相应特效动作数据；
步骤三中央控制器更新一帧影片视频及相应音频数据、特效动作数据，并将前述数据和同步信息构成指令，传送给视频处理模块、音频处理模块和动作控制模块，各模块进一步构成指令发送到所控制终端，以便各特效装置按该所接收指令进行同步放映、驱动操作：其中，视频处理模块生成相应的3D成像信息指令在显示装置上进行显示视频信息；音频处理模块生成相应的音频信息指令在音效设备上进行播放音频信息；特效装置包括一动作控制模块，该模块生成相应的位移信息指令以驱动多自由度运动平台的气缸、支柱进行移动以形成运动效果；
步骤四重复步骤三直至影片结束或中央控制器接收到停止指令。
进一步，所述步骤一后还包括以下步骤：中央控制器启动选择程序，在显示装置上显示待选影片，用户通过选择装置进行选择，选择后，选择装置向中央控制器传输选片信息，中央控制器对该选片信息进行保存。
进一步，所述步骤三中位移信息指令中包括以下信息：驱动缸的上升或下降高度及持续时间。
进一步，所述步骤三中特效装置，还包括风力控制模块，该模块生成相应的吹风信息指令以驱动吹风装置进行吹风。
进一步，所述步骤三中吹风信息指令中包括以下信息：风的大小，方向及持续时间信息。
进一步，所述步骤三中视频处理模块生成相应的3D成像信息指令在显示装置上进行显示视频信息过程中，视频处理模块对将投影在屏幕上的视频信息画面进行一屏幕拼接校正过程：
步骤二/1将投影在屏幕上的画面显示成多个网格；
步骤二/2在屏幕上投射出若干条水平和垂直参考线，以参考线为基准，将对应的网格横向线条调整到与水平参考线平行，纵向线条与垂直参考线平行；
步骤二/3将画面切换到纹理显示状态，调整多控制点的贝塞尔曲 线，校正融合区的gamma颜色值。
本发明将软件和硬件一体的结合，将影片和场景动作，音频，显示设备，动作驱动机械设备完美的集成于一体，省去了单个子系统复杂繁琐的安装和调试工作，完全实现了一体自动化。
附图说明
图1为4D影音一体机；
图2为多自由度运动平台示意图；
图3为控制装置模块图；
图4为控制方法流程图；
图5为音频处理方法流程图；
图6为视频处理方法流程图；
图7为图像变形拼接方法流程图；
图8为动作控制方法流程图；
具体实施方式
如图1所示，为本发明较佳实施例的结构示意图，该4D影音一体机包括支架1、特效座椅2和置于支架1之上的显示装置3组成。特效座椅2包括底部的多自由度运动平台21和设置于多自由度运动平台21上的座椅22。本较佳实施例选用了双缸多自由度运动平台，以实现以小体积运动平台达到上升、下沉、左右平移、前后平移及翻转的接近大型运动平台所能达到的运动效果。多自由度运动平台21顶部同座椅22连接，运动时带动座椅22进行相应动作，以实现整体移动。座椅22上也可设置可张合气垫、喷风口等各种特效装置。座椅2前方设置有一弯曲支架1以固定显示装置3，使显示装置3的显示平面同特效座椅2形成一定角度并保持一定距离，该角度距离以便于坐于该特效座椅2上的观众观赏该显示装置3上所播放影片的角度及距离为宜。如图所示，支架1为一侧面呈“人”字形的曲线分体支架，包括支架底座11和支架端部12，支架底座11包括横向棱柱 111围绕连接纵向棱柱112的多棱柱架构，本实施例中为3条横向棱柱围绕连接4条纵向棱柱，纵向棱柱顶部设有螺栓孔，以同支架端部12连接。支架端部12同为多棱柱结构，棱柱顶部同显示装置3可转动连接，纵向棱柱底部设有多个定位孔，以同支架底座11相连接，并可通过不同定位孔的连接调整显示装置3的高度。支架1上也可再设置其他特效设备如吹风机、鼓泡机等，特效座椅2、显示装置3中的数据线同控制主机(图中未标识)相连接，以控制、同步特效。用户端同时设置一配套用户显现装置，在本实施例中为一3d眼镜，以配合显示装置3共同使用以实现3d影响的实现。本公司已就该双缸多自由度运动平台申请了实用新型专利(专利申请号：2011204380783)，详细内容如该申请文本中所述。
如图2所示，为多自由度运动平台示意图，该平台包括用以负担特效座椅2的托座216、动力装置和置于固定平台上的底座213，该动力装置包括提供运动动力的驱动缸214和从动支柱215，其中托座216通过一字节211同动力装置单向可先旋转连接，底座213通过万向节(十字节)同动力装置万向可旋转相连接。驱动缸214可使用液压油缸、气缸或电动缸。本公司已就该双缸多自由度运动平台申请了发明专利(专利申请号：2011103492786)，详细内容如该申请文本中所述。
如图3所示，为本发明的控制装置模块图，包括一中央控制器，同中央控制器相连、为其输送启动信号和选片信号的投币装置和选择装置，本发明也可使用其他装置触发启动信号，选择装置为可选模块，也可将选片信息预存在中央控制器内，比如单片循环的情况下，即不需要任何选择装置，及同中央控制器所连接的各信息处理模块，包括：视频处理模块，音频处理模块，动作控制模块。视频处理模块进一步同显示装置相连，以控制显示装置将3D成像信息显示给用户观赏，用户端还配有一显现装置，本实施例中显示装置为3D视频显示屏，显现装置为一3D眼镜。音频处理模块同音效设备相连，以控制音效设备播放音频数据。动作控制模块则同特效座椅相连，具体的包括设 置于特效座椅之下的特效装置，即多自由度运动平台，以传送相关指令控制运动平台负载特效座椅进行多维度、多方向的运动。中央控制器还同一影片数据库相连接，以便根据选片信息读取存储于该数据库内的相关影片数据。除以上所述，该中央控制器也可同其他特效模块相连接以控制其他的特效装置，如风力控制模块(未图示)，以控制设置在特效座椅两侧及底座上的吹风装置(未图示)，模拟风动的特效；或气垫控制模块(未图示)，来控制设置于特效椅上的气垫(未图示)起伏，以起到模拟冲击的感受。本发明实施例中中央控制器同一特效座椅相连为例，但不以此为限，也可同多个特效座椅相连以形成一影音系统。
如图4所示，为本发明方法的控制流程图，具体包括以下步骤：
步骤一用户通过投币机，进行投币，投币成功，则投币机发送信号至中央控制器，启动用户选择程序，继续步骤二；否则，则继续投币；
步骤二用户通过选择装置，即可以通过带有触摸屏的选择装置，进行片源选择，选择完毕，选择装置将相应片源信息发送给中央控制器；
步骤三中央控制器根据所存储的选片信息从数据库导入所选影片数据：包括视频、音频数据及相应特效动作数据；
步骤四中央控制器更新一帧影片视频及相应音频数据、特效动作数据，并将前述数据和同步信息构成指令，传送给视频处理模块、音频处理模块和动作控制模块，各模块进一步构成指令发送到所控制终端，以便各特效装置按该所接收指令进行同步放映、驱动操作：
视频处理模块生成相应的3D成像信息指令在显示装置上进行显示视频信息：本方法根据人类立体视觉原理，通过图像处理算法，将特定视频内容处理成人类左眼和右眼不同视角所观察到的视频，然后显示在专业的立体视觉图像显示设备上，观众通过佩戴专业的立体眼镜观看影片，经过上述的特定加工处理，依据人体立体视觉成像原理，观众将所左右眼看到的内容传输到大脑的视觉中枢，视觉中枢通过左 右眼所提供的观察同一物体产生的位移差，反映出物体在3维空间中的立体信息，在呈现立体效果的同时特效座椅根据每部影片的不同的视角信息做出相应的多自由度运动，比如高低起伏运行及左右倾摆。具体而言：首先，中央处理器将从外部物理存储设备读取的视频数据进行解码处理，然后将解码处理的每个像素数据传送到视频处理模块，如图6所示，为视频处理模块具体处理视频的方法进行处理：处理模块通过对接收到的数据进行顶点图元分配，顶点几何处理，顶点纹理绑定，最终通过渲染管道将像素渲染好后输出到显示装置。如前所述，显示装置包括终端显示装置，即显示屏，及用户显示装置，即3D眼镜，显示屏通过光栅技术和偏振处理，将左右眼的视频信息呈现在屏幕上，在通过观众佩戴的3D眼睛产生立体效果。其中，播放过程中，本控制方法还包括一对图像的拼接、校正过程，具体图像变形拼接方法流程图，如图7所示：1.通过软件的调试功能将左眼的屏幕画面显示成12x9网格；2.使用专业的红外激光水平仪，在屏幕上投射出若干条水平和垂直参考线，以参考线为基准，将对应的网格横向线条调整到与水平参考线平行，纵向线条与垂直参考线平行，同时保证每个网格均匀的呈现在屏幕上.此步骤已完成对屏幕的曲面校正.3.将界面切换到纹理显示状态，根据实际情况，通过调整软件上的带12个控制点的贝塞尔曲线，校正融合区的gamma颜色值，以达到融合区完美的拼接和色彩的一致.上述步骤完成后，左眼对应的屏幕已完成所有校正工作，右眼屏幕校正方法和目标同左眼。
音频处理模块生成相应的音频信息指令在音效设备上进行播放音频信息：中央控制器从外部物理存储设备中读取保存音频数据的文件至内存，并按照音频的编码格式解码出音频的原始数据，在解码的过程流中，将已经解码好的数据传输给音频处理模块，音频处理模块将接收到的数据进行采样后转换成电压或电流模拟信号；直接输出到扬声器上，扬声器根据不同的模拟信号发出不同的声音。音频处理模块具体处理方法如图5所示，音频模块从中央控制器接收本帧音频文件，解码所需音频内容后保存至内存块，进行音频物理采样、合成数 据输出至扬声器设备。
特效装置包括一动作控制模块，该模块生成相应的位移信息指令以驱动多自由度运动平台的气缸、支柱进行移动以形成运动效果：如图7所示，中央控制器从外部物理存储设备中读取保存动作位移数据的文件，包括数字开关量和模拟量，数字开关量决定了特效的开启和关闭状态，模拟量决定的驱动缸的运动行程，则运动平台接收到该信息指令后带动所负载的特效椅进行多自由度运动。
步骤五判断影片是否结束，或是否收到外来停止信号：如影片未结束，或未收到停止信号则重复步骤四；如影片结束，或收到停止信号，则继续下；
步骤六关闭所有特效，各控制模块复位，重新初始化。
如前述方法流程，也可不设置投币或选片步骤，可以通过其他方式来发送开始信号，启动整个影音播放过程，也可不进行选片，即片源播放顺序提前设置或内存于主控制器或数据库内，进行设定的循环播放。
本发明还可进一步设置风力特效控制方法，即特效装置还可进一步通过设置风力控制模块，以控制吹风装置，如设在特效椅或支架上的风机，进行不同风量、不同角度的吹风。当场景中出现刮风下雨小动物从脚底不经意穿过场景时，特效座椅也会同时在观众真实的场景中开启刮风下雨和模拟小动物穿过的过堂风扫腿的效果，使观众不仅在视觉上看的到还在触觉上感应的到，与普通的二维电影和三维电影相比更具有真实性、刺激性、感官性。
本控制方法还可进一步通过设置气垫控制模块，以控制气垫装置，如设在特效椅腰间或臀部位置的气垫，进行充气或排气，达到模拟冲击的效果。
综上所述仅为发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。
Claims (6)
1.一种4D影音一体机控制装置的控制方法，其特征在于，
步骤一 中央控制器接收到一起始信号；
步骤二 中央控制器根据所存储的选片信息从数据库导入所选影片数据：包括视频、音频数据及相应特效动作数据；
步骤三 中央控制器更新一帧影片视频及相应音频数据、特效动作数据，并将前述数据和同步信息构成指令，传送给视频处理模块、音频处理模块和动作控制模块，各模块进一步构成指令发送到所控制终端，以便各特效装置按该所接收指令进行同步放映、驱动操作：其中，视频处理模块生成相应的3D成像信息指令在显示装置上进行显示视频信息；音频处理模块生成相应的音频信息指令在音效设备上进行播放音频信息；特效装置包括一动作控制模块，该模块生成相应的位移信息指令以驱动多自由度运动平台的气缸、支柱进行移动以形成运动效果；
步骤四 重复步骤三直至影片结束或中央控制器接收到停止指令；
所述4D影音一体机的控制装置，包括
中央控制器；
同中央控制器相连接的起始信号发生装置，以提供中央控制器以起始信号，触发影片播映流程；
同中央控制器相连接、并接收其指令的视频处理模块，该模块同显示装置相连接，以驱动显示装置显示视频信息；
同中央控制器相连接、并接收其指令的音频处理模块，该模块同音效设备相连接，以驱动音效设备显示音频信息；
同中央控制器相连接、并接收其指令的特效处理模块，该模块同特效装置相连接，以驱动特效装置实现特效效果，该特效装置包括一包含两驱动缸及一连接立柱的多自由度运动平台；
同中央控制器相连接的影片数据库，以存储影片的视频、音频及特效数据，并在播放时供中央控制器进行数据读取。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤一后还包括以下步骤：中央控制器启动选择程序，在显示装置上显示待选影片，用户通过选择装置进行选择，选择后，选择装置向中央控制器传输选片信息，中央控制器对该选片信息进行保存。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤三中位移信息指令中包括以下信息：驱动缸的上升或下降高度及持续时间。
4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤三中特效装置，还包括风力控制模块，该模块生成相应的吹风信息指令以驱动吹风装置进行吹风。
5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步骤三中吹风信息指令中包括以下信息：风的大小，方向及持续时间信息。
6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤三中视频处理模块生成相应的3D成像信息指令在显示装置上进行显示视频信息过程中，视频处理模块对将投影在屏幕上的视频信息画面进行一屏幕拼接校正过程：
步骤三/1 将投影在屏幕上的画面显示成多个网格；
步骤三/2 在屏幕上投射出若干条水平和垂直参考线,以参考线为基准，将对应的网格横向线条调整到与水平参考线平行,纵向线条与垂直参考线平行；
步骤三/3 将画面切换到纹理显示状态,调整多控制点的贝塞尔曲线，校正融合区的gamma颜色值。
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