CN102737567A - 多媒体正投影数字模型互动集成系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多媒体正投影数字模型互动集成系统，该系统包括实物模型、第一投影机组、模型图形服务工作站、以太网络中控机、无线路由器、触控一体机、平板电脑和遥控器，平板电脑和遥控器分别与无线路由器无线通讯连接，触控一体机与无线路由器有线通讯连接，无线路由器与以太网络中控机通讯连接，第一投影机组通过模型图形服务工作站与以太网络中控机通讯连接，第一投影机组的投影面朝向实物模型。本发明通过无线路由器和以太网中控机相连，最后通过触控一体机或无线平板电脑或遥控器来控制整个系统，将声、光、电、动画、音效等显示效果添加到实物模型的展示上，动静结合，虚实相映，使其具有更加生动、逼真的展示效果。

Description

多媒体正投影数字模型互动集成系统

技术领域

本发明涉及模型展示技术领域，尤其涉及一种多媒体正投影数字模型互动集成系统。 

背景技术

目前，各城市的政府部门、地产开发商接待、招商引资需要制作精美的城市规划实物模型、地产建筑实物模型，以便于参观者更深入了解。但是这些模型都只是静态的、单一的，缺乏声、光、电、动画、音效等演示手段，其展示效果大打折扣。同时，还需要解说人员对相关信息进行反复的解说，造成人力资源的浪费。 

中国发明专利申请号为：“200880016675.8”，专利名称为：“立体影像的投影装置及立体影像的投影方法”的申请文件中公开了一种立体影像的投影装置及立体影像的投影方法，通过提供沉浸感高的立体影像，能够将观看者极其容易地引入假想空间，使其体会与以往不同的影像体验。该立体影像的投影装置，用影像投影装置将立体影像投影在屏幕上，所述立体影像能够通过配设有第一偏振片和第二偏振片的立体眼镜进行观看而被有立体感地观看到，其中，屏幕制成以内周面为屏幕面的圆筒体，影像投影装置与屏幕面对置设置多个，并且，使形成为屏幕面的周向30°以下的立体影像从影像投影装置沿屏幕面的周向排列而投影，由此生成在周向上连续的立体影像。 

但是，上述的立体投影装置，显然不能满足城市规划模型、地产建筑模型的立体展示需求，缺乏声、光、电、动画、音效等演示手段，不能完全适应市场追新求变的要求，因此，市场上迫切需要一种在完全继承传统建筑模型特点的基础上融合高新科技元素的新型模型展示系统。 

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种多媒体正投影数字模型互动集成系统，具有良的声、光、电、动画、音效等显示效果，能够使城市规划模型、地产建筑模型具有更加生动、逼真的展示效果。 

为实现上述目的，本发明提供一种多媒体正投影数字模型互动集成系统，包括实物模型、第一投影机组、模型图形服务工作站、以太网络中控机、无线路由器、触控一体机、平板电脑和遥控器，所述平板电脑和遥控器分别与无线路由器无线通讯连接，所述触控一体机与无线路由器有线通讯连接，所述无线路由器与以太网络中控机通讯连接，所述第一投影机组通过模型图形服务工作站与以太网络中控机通讯连接，所述第一投影机组的投影面朝向所述实物模型。 

其中，所述第一投影机组朝向所述实物模型的方式包括第一投影机组镜头正对实物模型或者是通过反射装置将光线反射入实物模型上。 

其中，所述第一投影机组的投影机数量为一台或一台以上。 

其中，所述系统还包括第二投影机组、弧幕图形服务工作站和挂幕，所述第二投影机组通过弧幕图形服务工作站与以太网络中控机通讯连接，所述第二投影机组的投影面朝向所述挂幕。 

其中，所述挂幕为弧形幕布，且接受第二投影机组投影的一侧为凹弧。 

其中，所述第二投影机组的投影机数量为一台或一台以上。 

其中，所述系统还包括音响组和音响功放机，所述音响组通过音响功放机与弧幕图形服务工作站通讯连接。 

其中，所述系统还包括灯光组和网络灯光中控工作站，所述灯光组通过网络灯光中控工作站与弧幕图形服务工作站通讯连接。 

其中，所述平板电脑通过WIFI无线通讯方式与无线路由器无线通讯连接。 

其中，所述遥控器通过红外无线通讯方式与无线路由器无线通讯连接。 

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的多媒体正投影数字模型互动集成系统，通过网络连接以太网络中控机，再通过无线路由器和以太网络中控机相连，最后通过触控一体机或无线平板电脑或遥控器来控制整个系统，将声、光、电、动画、音效等显示效果添加到实物模型的展示上， 动静结合，虚实相映，使其具有更加生动、逼真的展示效果。 

附图说明

图1为本发明的多媒体正投影数字模型互动集成系统部件布置示意图； 

图2为本发明的多媒体正投影数字模型互动集成系统部件连接示意图。 

主要元件符号说明如下： 

M、实物模型               T1、第一投影机组 

F2、模型图形服务工作站    J1、以太网络中控机 

Z1、无线路由器            C1、触控一体机 

P1、平板电脑              K、遥控器 

T2、第二投影机组          F1、弧幕图形服务工作站 

H、挂幕                   Y1、音响组 

G1、音响功放机            L1、灯光组 

J2、网络灯光中控工作站 

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。 

请参阅图1及图2，本发明提供的多媒体正投影数字模型互动集成系统，包括实物模型M、第一投影机组T1、模型图形服务工作站F2、以太网络中控机J1、无线路由器Z1、触控一体机C1、平板电脑P1和遥控器K，平板电脑P1和遥控器K分别与无线路由器Z1无线通讯连接，触控一体机C1与无线路由器Z1有线通讯连接，无线路由器Z1与以太网络中控机J1通讯连接，第一投影机组T1通过模型图形服务工作站F2与以太网络中控机J1通讯连接，第一投影机组T1的投影面朝向实物模型M。 

相较于现有技术的情况，本发明提供的多媒体正投影数字模型互动集成系统，通过网络连接以太网络中控机，再通过无线路由器和以太网络中控机相连，最后通过触控一体机或无线平板电脑或遥控器来控制整个系统，将声、光、电、动画、音效等显示效果添加到实物模型的展示上，动静结合，虚实相映，使其具有更加生动、逼真的展示效果。 

在另一实施例中，上述第一投影机组T1朝向实物模型M的方式包括第一投影机组T1镜头正对实物模型M或者是通过反射装置(图未示)将光线反射入实物模型M上。 

在另一实施例中，上述第一投影机组T1的投影机数量为一台或一台以上。当然，本发明并不局限于投影机的数量，数量越多，产生的效果越逼真。只要采用投影机加强展示效果的实施方式，均属于对本发明的简单变形或者变换，落入本发明的保护范围。 

请继续参阅图1及图2，上述系统还包括第二投影机组T2、弧幕图形服务工作站F1和挂幕H，第二投影机组T2通过弧幕图形服务工作站F1与以太网络中控机J1通讯连接，第二投影机组T2的投影面朝向挂幕H。当然，本发明并不局限于采用第二投影机组，也可以包括更多的投影机组，只要采用多个投影机组进一步加强本发明的声、光、电、动画、音效等显示效果的实施方式，均属于对本发明的简单变形或者变换，落入本发明的保护范围。 

在另一实施例中，上述挂幕H为弧形幕布，且接受第二投影机组T2投影的一侧为凹弧。当然，本发明并不局限于接受第二投影机组T2投影的一侧为凹弧，也可以采用凸弧面来接受投影，只要采用弧形幕布来接受投影的实施方式，均属于对本发明的简单变形或者变换，落入本发明的保护范围。 

在另一实施例中，上述第二投影机组T2的投影机数量为一台或一台以上。当然，本发明并不局限于投影机的数量，数量越多，产生的效果越逼真。只要采用投影机加强展示效果的实施方式，均属于对本发明的简单变形或者变换，落入本发明的保护范围。 

在另一实施例中，上述系统还包括音响组Y1和音响功放机G1，音响组Y1通过音响功放机G1与弧幕图形服务工作站F1通讯连接。当然，本发明并不局限于音响组的数量，上述系统还可以包括更多音响组，音响组的数量越多，产生的效果越逼真。只要采用音响组和音响功放机加强展示效果的实施方式，均属于对本发明的简单变形或者变换，落入本发明的保护范围。 

在另一实施例中，上述系统还包括灯光组L1和网络灯光中控工作站J2，灯光组L1通过网络灯光中控工作站J2与弧幕图形服务工作站F1通讯连接。当然，本发明并不局限于灯光组的数量，灯光组的数量越多，产生的效果越逼真。只要采用灯光组和网络灯光中控工作站加强展示效果的实施方式，均 属于对本发明的简单变形或者变换，落入本发明的保护范围。 

在另一实施例中，上述平板电脑P1通过WIFI无线通讯方式与无线路由器Z1无线通讯连接。当然，本发明并不局限于采用WIFI无线通讯方式进行无线通讯，也可采用蓝牙、紫蜂等无线通讯方式进行无线通讯，只要是通过平板电脑进行控制本发明的声、光、电、动画、音效等显示效果的实施方式，均属于对本发明的简单变形或者变换，落入本发明的保护范围。 

在另一实施例中，上述遥控器K通过红外无线通讯方式与无线路由器Z1无线通讯连接。当然，本发明并不局限于采用红外无线通讯方式进行无线通讯，也可采用蓝牙、紫蜂等无线通讯方式进行无线通讯，只要是通过遥控器进行控制本发明的声、光、电、动画、音效等显示效果的实施方式，均属于对本发明的简单变形或者变换，落入本发明的保护范围。 

在本发明的具体实施例中，实物模型可以为建筑实物模型或者沙盘实物模型等。参阅图1，在实际的部件布置中，建筑实物模型M摆放于展台上，模型顶部固定有第一投影机组T1。第一投影机组T1位于模型M的正顶部，根据现场不同的条件可将第一投影机组T1的镜头直接对准模型或者是通过反射装置将光线反射入模型上，优选为镜头直接正对下部的模型M以保证光线的强度。由于投影机的光线范围及光线强度要求，实际摆放时，还需要根据模型的大小、场地的净高、投影机的光路等因素分析出来确定最终的投影机位置与数量。投影机视现场环境采取不同方法吊装，有天花顶的，可以将吊架安装在天花顶上，如果上方中空，则需要用支架搭棚固定投影机。 

第一投影机组T1与以太网络中控机J1输入端口连接，以太网络中控机J1输入输出端口连接触控一体机C1，以太网络中控机J1输出端口连接音响设备Y1，音响设备Y1可固定在天花顶上，如受现场环境限制，可放置于场地四角。参观者通过触控一体机C1的触摸屏的菜单进行播放控制，使投影仪播放预先制作完成的影片，同时由音响设备播放声音信息。 

为了达到一个更好的演示效果，还可以在模型M斜上方设置第二投影机组T2，模型M前方设置挂幕布H，该投影机组T2可播放动画或者其他视频对模型做辅助性的介绍说明。该挂幕H优选弧形幕布，且投影一侧为凹型弧幕或凸型弧幕，使参观者有一个更加开阔的视角感受。根据实际场地的情况及演示效果的需要，来确定投影机组T2的位置及数量，安装时应注意安装的位 置，不能出现障碍物遮挡住投影机组T2投射出来的光线。 

本发明具有以下八大优点，具体为： 

1)形式新颖、展示亮点：超越传统实物模型的展示方式，整合传统模型展示方法与现代多媒体技术并有机的融入高科技含量的声响、光影、图片播放、摄影对位等技术，更全面系统的诠释项目的特性和特点，从而使参观者从视觉、听觉都产生一种全新的体验，获得强烈的科技感，打造成为政府接待的重要场所，开发招商引资的重要平台。 

2)动静结合，虚实相映：整个多媒体投影数字模型的展示过程是在动态的数字影像和静态的模型之间的互动和交流的情况下共同完成的，相映成趣。动态的数字影像高科技感，突破静态模型的局限做总体全面的描写，静态的模型在动态的数字影像的辉映下做局部细节的阐述，从两个视角切入先宏观继而微观的表达项目所要传达的意义。 

3)动态“活”模型：为传统的实体模型形式注入生命元素，通过设置多种动态元素，例如：水流的流动性，春夏四季的更替，天色的变化以及川流不息的街道等使整个模型活灵活现，充满生机，在观感方面给参观者带来传统模型不能企及的效果。 

4)信息分层显示：将各种不同类型的信息，例如：交通设施分布、周边配套、道路信息等通过光影的变幻和模型的结合直观、生动的展示于参观者的面前，特别是针对相对复杂细节较多的项目，更能事无巨细地把每个细节和片段完整地传达给参观者，使其更能理解项目的实际意义和影响。 

5)互动展示：观者可以通过操作设置在数字模型周边的控制台，根据自身喜好，便宜地选择观看相应的展示内容，大大提高整个展示的互动效果和效率，节省参观者的选择判断时间，增加其对项目的好感。 

6)数字沙盘介绍与物理沙盘灯光指示同步工作步骤： 

弧幕图形服务工作站F1在特定的时间内向网络灯光中控系统J2发送特定的串口指令，网络灯光中控系统J2对串口指令解码然后做出相应动作(打开或者关闭相应的灯光)。 

7)图形服务工作站F1和F2相对于传统的大屏显示系统而言，在显示的精准度上能做到像素点对点视频无损输出，传统的大屏显示系统采用单通道视频输出，然后通过视频分割器将画面分割成若干个小画面，从而引起视频 像素成反比例缩小，造成视频清晰度下降。本系统采用图形服务工作站F1和F2不经过任何切割，直接无损输出从而保证其清晰度。 

8)本系统增加了红外遥控控制器K、平板电脑P1两个操作平台，以便客户在移动的状态下也可以对沙盘显示进行操作。平板电脑P1和无线路由器Z1通过WI-FI连接通信从而达到控制整个系统。红外遥控控制器K1和无线路由器Z1进行红外连接对码从而达到控制整个系统。 

请参阅图2，本发明的各部件是这样配合工作的： 

1)触控一体机C1、平板电脑P1和遥控控制器K用于工作人员操作界面，操作人可以通过以上设备控制整套系统的开机、关机以及视频播放进度，音量的调节等等。 

2)无线路由器Z1用于触控一体机C1、平板电脑P1、以及各种无线控制终端。通过WI-FI同整套网络系统连接，从而达到通过无线终端控制整套系统。 

3)以太网络中控机J1用于所有设备的网络连接以及网络控制信号的分配，它将控制终端的信号根据需求分配到各个设备点。 

4)弧幕图形服务工作站F1具有以下功能：用于对图形进行像素点对点输出，单通道最高输出可达到12000X9000；对投影显示边缘进行几何校正。对成像面进行修饰从而达到显示边缘平滑；对多台投影显示进行视频融合。让显示画面过度更加顺畅自然；对影像音源进行输出；对投影机开机关信号进行中转传输。 

5)、网络灯光中控系统J2用于使物理模型的灯光系统根据影像资料的变化而发生改变，在不同的时段点亮不同的灯光。 

6)模型图形服务工作站F2具有以下功能：用于对图形进行像素点对点输出，最高输出可达到12000X9000；对投影显示边缘进行几何校正，对成像面进行修饰从而达到显示边缘平滑；对多台投影显示进行视频融合，让显示画面过度更加顺畅自然；对影像音源进行输出；对投影机开机关信号进行中转传输；通过串口对模型灯光控制系统发送指令。 

本发明的工作原理是：触控一体机、平板电脑、遥控控制器通过无线路由器和以太网网络中控机进行网络通信，然后通过网络向弧幕图形服务工作站、网络灯光中控系统、模型图形服务工作站发送控制指令，控制整个设备 的正常运行，弧幕图形服务工作站和模型图形服务工作站将观众所想了解的资料通过投影机显示在成像面，音响系统将弧幕图形服务工作站和模型图形服务工作站的音频信号传输给各个音箱。 

本发明的投入使用包含以下步骤： 

一、模型的制作 

首先模型与数字影片的基础制作数据如图纸，色调，尺寸等参数要完全一致，这是先决条件。模型制作工程中，要严格根据图纸要求和客户需要制作，以图纸的尺寸和要求为基本原则制作，模型的基本色调为素色，以避免跟投影融合时，出现吸色或者混色的现象；建筑群，道路，水系等有棱角的单品的边缘尽量处理柔和，尽量避免在与投影融合时出现区域边缘不重合的现象。在安装调试过程中，如果模型尺寸较大，需要多台投影进行拼接画面时，需要将影片分割成若干块，并对应反射到模型相应的区域，除了硬件方面的基础调节，还要通过相关软件对影片的每一块图像进行像素对位，让图像与模型完美地匹配。 

二、动态影片的制作 

影片的制作应严格根据图纸和客户要求制作，以图纸的尺寸为基本原则。在正式制作影片前必须先做到测试，以测试投影仪投射出来的灯光和特效是否在与模型融合时出现混色不匀或效果不理想以及边缘不重合的现象。在导入投影仪针对不同模型项目所制作的灯光和特效前必须与客户确认。 

1、前期策划：根据项目实质，对影片进行故事策划，动画制作参考解说词和脚本制作，与客户商议达成一致，确定最终脚本创意方案。 

2、影片制作：将确认的影片策划案，细化深入，由专业的人员制定出影片详细脚本及分镜头示意，必须符合模型影片制作要求，通过影片特效，传递出更多更吸引人观看的项目信息。 

3、内容制作：根据CAD图纸，制作园林景观类的动态白天、夜晚效果，所有转场，动画表现均在底图上切换。 

4、特色制作：制作三维部分内容，真实液体水流效果，开篇、转场、结尾等符合项目特色的各种光影视频效果。 

5、后期制作：对各个影片片段进行剪辑和特效配音，按照解说词内容对视频配音。 

6、影片输出：根据不同载体，输出不同规格的影片制式，模型大时，影片需要分屏输出多个视频。 

三、投影仪的安装调试 

预先了解现场的情况，根据投影仪摆放的高度和角度选择不同规格功率的投影仪。投影仪安装结束后，开机运行，播放动态影片来微调，观察投影的区域是否和模型整体和单品的重合，调整角度一直到完全重合为止，在不影响观者观看视角的情况下，尽量把投影仪安装在模型的垂直方向，这样更容易对位融合和调整角度。 

四、优化补充 

为了达到更好的演示表现效果，还可以在模型的对面增补弧形或者其他形状的幕来配合另一台投影仪播放动画或者其他视频，对模型做辅助性的介绍说明。在安装时要注意安装位置，不能出现后添加的投影仪和模型用投影仪投射出来的灯光重叠的现象。同时，还可添置音响设备作为数字模型演示时的辅助，与其互相补足，更加全面地、系统地诠释项目的意义和内涵。 

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。 

Claims (10)

1.一种多媒体正投影数字模型互动集成系统，其特征在于，包括实物模型、第一投影机组、模型图形服务工作站、以太网络中控机、无线路由器、触控一体机、平板电脑和遥控器，所述平板电脑和遥控器分别与无线路由器无线通讯连接，所述触控一体机与无线路由器有线通讯连接，所述无线路由器与以太网络中控机通讯连接，所述第一投影机组通过模型图形服务工作站与以太网络中控机通讯连接，所述第一投影机组的投影面朝向所述实物模型。

2.根据权利要求1所述的多媒体正投影数字模型互动集成系统，其特征在于，所述第一投影机组朝向所述实物模型的方式包括第一投影机组镜头正对实物模型或者是通过反射装置将光线反射入实物模型上。

3.根据权利要求2所述的多媒体正投影数字模型互动集成系统，其特征在于，所述第一投影机组的投影机数量为一台或一台以上。

4.根据权利要求3所述的多媒体正投影数字模型互动集成系统，其特征在于，所述系统还包括第二投影机组、弧幕图形服务工作站和挂幕，所述第二投影机组通过弧幕图形服务工作站与以太网络中控机通讯连接，所述第二投影机组的投影面朝向所述挂幕。

5.根据权利要求4所述的多媒体正投影数字模型互动集成系统，其特征在于，所述挂幕为弧形幕布，且接受第二投影机组投影的一侧为凹弧。

6.根据权利要求5所述的多媒体正投影数字模型互动集成系统，其特征在于，所述第二投影机组的投影机数量为一台或一台以上。

7.根据权利要求6任一项所述的多媒体正投影数字模型互动集成系统，其特征在于，所述系统还包括音响组和音响功放机，所述音响组通过音响功放机与弧幕图形服务工作站通讯连接。

8.根据权利要求7所述的多媒体正投影数字模型互动集成系统，其特征在于，所述系统还包括灯光组和网络灯光中控工作站，所述灯光组通过网络灯光中控工作站与弧幕图形服务工作站通讯连接。

9.根据权利要求8所述的多媒体正投影数字模型互动集成系统，其特征在于，所述平板电脑通过WIFI无线通讯方式与无线路由器无线通讯连接。

10.根据权利要求8所述的多媒体正投影数字模型互动集成系统，其特征在于，所述遥控器通过红外无线通讯方式与无线路由器无线通讯连接。

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