CN102784479A - 全息投影体感互动系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种全息投影体感互动系统和方法。其中的全息投影体感互动系统包括：3D游戏运行装置和全息投影显示装置。3D游戏运行装置主要用于运行基于3D建模的游戏，接收外部输入的游戏控制信息，将所述游戏控制信息转换为正在运行的游戏可识别的游戏控制命令，将该游戏控制命令提供给所述正在运行的游戏，对所述游戏在运行过程中产生的游戏画面信息进行全息投影显示方式处理，并输出所述处理后的游戏画面信息；全息投影显示装置主要用于显示所述3D游戏运行装置输出的游戏画面信息对应的游戏画面。本发明提供的技术方案充分利用了3D建模的游戏所具有的3D特点，并带给用户实际的视觉立体感，提高人们的游戏体验，非常适于实用。

Description

全息投影体感互动系统和方法

技术领域

本发明涉及一种游戏控制技术，特别是涉及一种全息投影体感互动系统和方法。 

背景技术

3D游戏是使用空间立体计算技术实现操作的游戏。从编程实现的角度来说，游戏基础模型(如游戏的人物、场景、以及基础地形等)是使用三维立体模型实现的。3D游戏中的人物角色控制是使用空间立体编程算法实现的。 

相对于传统的2D游戏而言的，3D游戏因其采用了立体空间的概念，所以更显真实，而且，3D游戏对空间操作的随意性也较强，也更容易吸引人。 

发明人在实现本发明过程中发现：现有的3D游戏虽然是基于3D建模而实现的，但是，现有的3D游戏也仅限于用户可以从多个视觉角度来感受游戏，并不能够带给用户实际的视觉立体感。 

有鉴于上述现有的3D游戏存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的全息投影体感互动系统和新的全息投影体感互动方法，能够克服现有的3D游戏实现存在的问题，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。 

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的3D游戏存在的缺陷，而提供一种新型结构的全息投影体感互动系统和全息投影体感互动方法，所要解决的技术问题是，使基于3D建模的游戏带给用户实际的视觉立体感，提高人们的游戏体验，非常适于实用。 

本发明的目的以及解决其技术问题可以采用以下的技术方案来实现。 

依据本发明提出的一种全息投影体感互动系统，包括：3D游戏运行装置，用于运行基于3D建模的游戏，接收外部输入的游戏控制信息，将所述游戏控制信息转换为正在运行的游戏可识别的游戏控制命令，将该游戏控制命令提供给所述正在运行的游戏，对所述游戏在运行过程中产生的游戏画面信息进行全息投影显示方式处理，并输出处理后的游戏画面信息；全 息投影显示装置，用于以全息投影方式显示所述3D游戏运行装置输出的游戏画面信息对应的游戏画面。 

本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。 

较佳的，前述的全息投影体感互动系统，其中所述系统还包括：游戏手柄，用于根据用户的操作产生游戏控制信息，并将所述游戏控制信息传输给所述3D游戏运行装置。 

较佳的，前述的全息投影体感互动系统，其中所述游戏手柄包括：重力加速度传感器；游戏控制键；收发模块，用于将所述重力加速度传感器和游戏控制键产生的游戏控制信息向所述3D游戏运行装置发送。 

较佳的，前述的全息投影体感互动系统，其中游戏手柄还包括：声音撷取模块，用于拾取声音，并产生声音的音频信号，所述收发模块将所述声音的音频信号作为游戏控制信息向所述3D游戏运行装置发送；和/或声音播放模块，用于播放所述收发模块接收到的所述3D游戏运行装置发送来的播放音频信号；和/或陀螺仪，用于产生采集数据，所述收发模块将所述采集数据作为游戏控制信息向所述3D游戏运行装置发送。 

较佳的，前述的全息投影体感互动系统，其中所述系统还包括：用于光源定位的发光源；光源跟踪模块，用于通过监测所述发光源获得光源位置信息，并将所述光源位置信息作为游戏控制信息向所述3D游戏运行装置发送。 

较佳的，前述的全息投影体感互动系统，其中所述系统还包括：RGB彩色摄像头和/或3D深度感应器，用于摄取图像，并将所述摄取的图像作为游戏控制信息向所述3D游戏运行装置发送；所述3D游戏运行装置识别接收到的图像中的用户的动作，并将所述动作转换为所述游戏可识别的游戏控制命令。 

较佳的，前述的全息投影体感互动系统，其中3D深度感应器包括：红外线发射器和红外线CMOS摄像机，或包括：激光发射器和激光摄像机，或者包括：LED发光设备和针对LED光进行捕捉的光学摄像机。 

本发明的目的以及解决其技术问题可以采用以下的技术方案来实现。 

依据本发明提出的一种全息投影体感互动方法，包括：运行基于3D建模的游戏；接收游戏控制信息；将所述游戏控制信息转换为正在运行的游戏可识别的游戏控制命令；将所述游戏控制命令提供给所述正在运行的游戏；对所述游戏在运行过程中产生的游戏画面信息进行全息投影显示方式处理操作，并以全息投影方式显示所述处理后的游戏画面信息对应的游戏画面。 

较佳的，前述的全息投影体感互动方法，其中所述游戏控制信息由游 戏手柄、光源跟踪模块、RGB彩色摄像头、以及3D深度感应器中的至少一个产生。

借由上述技术方案，本发明的全息投影体感互动系统和方法至少具有下列优点及有益效果：本发明通过将基于3D建模的游戏运行产生的游戏画面信息进行全息投影显示方式处理，并以全息投影的形式显示处理后的游戏画面信息对应的游戏画面，从而充分利用了3D建模的游戏所具有的3D特点，并带给用户实际的视觉立体感，提高人们的游戏体验。 

综上所述，本发明在实现技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。 

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。 

附图说明

图1为本发明的全息投影体感互动系统示意图； 

图2为本发明的全息投影体感互动方法示意图。 

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的全息投影体感互动系统和方法其具体实施方式、结构、特征、步骤及功效，详细说明如后。 

图1示出了本发明具体实施例的一种全息投影体感互动系统，包括：3D游戏运行装置1和全息投影显示装置2。另外，该系统还可以包括：游戏手柄3、发光源4、光源跟踪模块5、RGB彩色摄像头6、以及3D深度感应器7中的至少一个。 

3D游戏运行装置1主要用于运行基于3D建模的游戏，3D游戏运行装置1在接收到外部输入的游戏控制信息时，将该游戏控制信息转换为正在运行的游戏能够有效识别的游戏控制命令，并将该转换后的游戏控制命令提供给正在运行的游戏。 

上述基于3D建模的游戏可以是体感游戏，也可以是非体感游戏，且该基于3D建模的游戏可以是采用现有的3D建模技术而设计的游戏。本发明不限制基于3D建模的游戏所表现出来的具体游戏名称、以及如何采用现有的3D建模技术来构建游戏的具体实现过程等。 

3D游戏运行装置1接收到的游戏控制信息即用户表达出的其对正在运行的游戏所需要进行的控制的信息。该游戏控制信息可以为按键对应的游 戏控制信息，如游戏手柄3的按键、计算机键盘、计算机鼠标、或者游戏机按键等的按键对应的游戏控制信息；该游戏控制信息也可以为拾取的声音信息、摄取的图像信息、获得的光源位置信息、重力加速度传感器以及陀螺仪产生的采集数据等。本发明不限制游戏控制信息的具体表现形式。 

3D游戏运行装置1将其接收到的游戏控制信息转换为正在运行的游戏能够有效识别的游戏控制命令的一个具体的例子为：在正在运行的基于3D建模的游戏不是体感游戏且用户希望实现体感游戏的情况下，3D游戏运行装置1接收到的外部输入的游戏控制信息其实是体感游戏控制信息，3D游戏运行装置1应先识别出该体感游戏控制信息所需要表达的体感游戏控制命令，之后，3D游戏运行装置1再将体感游戏控制命令转换为键盘或者鼠标所对应的游戏控制命令，该转换后的游戏控制命令才可以提供给正在运行的游戏。另一个具体的例子为：在正在运行的基于3D建模的游戏即为体感游戏的情况下，3D游戏运行装置1接收到的外部输入的游戏控制信息其本身就是体感游戏控制信息，3D游戏运行装置1应识别出该体感游戏控制信息所需要表达的体感游戏控制命令，该识别出的体感游戏控制命令可以直接提供给正在运行的游戏。 

3D游戏运行装置1可以采用多种方法基于游戏控制信息确定出游戏控制命令，例如，3D游戏运行装置1可以基于Kinet技术根据其接收到的图像序列来确定出体感游戏控制命令；再例如，3D游戏运行装置1可以基于语音识别技术根据其接收到的音频信号来确定出体感游戏控制命令。本发明不限制3D游戏运行装置1根据其接收到的游戏控制信息确定出正在运行的游戏可以识别出的游戏控制命令的具体实现过程。 

正在运行的游戏在运行过程中会产生一系列的游戏画面信息，3D游戏运行装置1需要对该游戏画面信息进行全息投影显示方式处理，并将处理后的游戏画面信息向全息投影显示装置2发送，以使全息投影显示装置2显示的画面可以产生全息投影形式的立体视觉效果。 

全息投影显示装置2主要用于在接收到3D游戏运行装置1输出的游戏画面信息后，以全息投影的形式显示该游戏画面信息对应的游戏画面。本发明中的全息投影显示装置2可以为现有的全息投影显示器。 

本发明的系统可以利用现有的多种全息投影技术来实现视觉的立体效果，例如空气投影和交互技术、用激光束来投射实体的3D影像技术、或者360度全息显示屏技术等。 

由于本发明的全息投影体感互动系统可以采用现有的全息投影技术来产生视觉立体效果，因此，3D游戏运行装置1所执行的游戏画面信息的转换操作、以及全息投影显示装置2如何以全息投影的方式来显示其接收到的游戏画面信息等内容，应根据其采用的全息投影技术的原理来实现，本 发明不限制上述游戏画面的全息投影显示方式处理操作以及以全息投影形式显示游戏画面的具体实现过程。 

本发明的游戏手柄3可以包括：重力加速度传感器、游戏控制键、以及收发模块。另外，该游戏手柄3还可以包括：声音撷取模块、声音播放模块、陀螺仪、发光源、以及光源跟踪模块中的至少一个。上述例举并没有列出游戏手柄3所包含的所有元件，例如，游戏手柄3还可以包含有电源模块、以及控制模块等。 

重力加速度传感器与收发模块连接(如间接连接)，该重力加速度传感器主要用于产生重力加速度传感信号。该重力加速度传感信号可以通过游戏手柄3中的收发模块向3D游戏运行装置1发送。例如，该加速度传感信号可以先由游戏手柄3中的控制模块获取，并由控制模块将该信号通过收发模块向3D游戏运行装置1发送。 

游戏控制键主要用于根据用户的按压等操作产生游戏控制信息，该游戏控制信息可以通过游戏手柄3中的收发模块向3D游戏运行装置1发送。 

收发模块主要用于进行游戏手柄3与3D游戏运行装置1之间的信息传输，例如，收发模块将游戏手柄3产生的游戏控制信息(如重力加速度传感器、游戏控制键、声音撷取模块、或者陀螺仪)向3D游戏运行装置1发送，再例如，收发模块接收3D游戏运行装置1发送来的播放音频信息等。 

收发模块可以包括无线接口模块以及有线接口模块中的至少一个，即游戏手柄3可以通过有线连接方式或者无线连接方式与3D游戏运行装置1连接。一个具体的例子：该收发模块可以包括蓝牙、2.4GHz模块、WIFI模块、红外模块或者USB接口等等。本发明不限制收发模块的具体实现方式。 

声音撷取模块与收发模块连接(如间接连接)。该声音撷取模块主要用于拾取声音，其拾取的声音的音频信号可以作为游戏控制信息通过收发模块向3D游戏运行装置1发送。该声音撷取模块可以为麦克风等元件。本发明不限制声音撷取模块的具体表现形式。 

声音播放模块与收发模块连接(如间接连接)。该声音播放模块主要用于在接收模块接收到3D游戏运行装置1发送的播放音频信号后，播放该播放音频信号，以发出声音。该声音播放模块可以为：扬声器。另外，该声音播放模块还可以包括耳机，即声音播放模块可以通过外放的方式向用户播出声音，也可以通过耳机向用户播出声音。 

陀螺仪与收发模块连接(如间接连接)。陀螺仪即角运动检测装置。陀螺仪主要用于产生采集数据。陀螺仪可以将其感知到的角速度的变化转换为电信号，从而产生采集数据。陀螺仪产生的采集数据可以作为游戏控制信息通过接口模块向3D游戏运行装置1发送。 

发光源4可以设置在游戏手柄3中。发光源4可以与游戏手柄3中的电源模块连接，发光源4主要用于光源定位。 

光源跟踪模块5主要用于通过监测发光源4来获得光源位置信息，并将光源位置信息作为游戏控制信息向3D游戏运行装置1发送。例如，光源跟踪模块5可以对其实时捕捉的光源信号进行运算分析，以获得在Δt时间段内光信号的位置变化的信息。光源跟踪模块5可以包括无线接口模块以及有线接口模块中的至少一个，即光源跟踪模块5可以通过有线连接方式或者无线连接方式与3D游戏运行装置1连接。一个具体的例子：该光源跟踪模块5可以包括蓝牙、2.4GHz模块、WIFI模块、红外模块或者USB接口等等。本发明不限制光源跟踪模块5的具体实现方式。 

RGB彩色摄像头6、以及3D深度感应器7主要用于摄取图像，并将其摄取的图像作为游戏控制信息向3D游戏运行装置1发送。RGB彩色摄像头6、以及3D深度感应器7可以包括无线接口模块以及有线接口模块中的至少一个，即RGB彩色摄像头6、以及3D深度感应器7可以通过有线连接方式或者无线连接方式与3D游戏运行装置1连接。一个具体的例子：RGB彩色摄像头6、以及3D深度感应器7可以包括：蓝牙、2.4GHz模块、WIFI模块、红外模块或者USB接口等等。 

3D游戏运行装置1可以从接收到的图像序列中识别出用户的动作，从而3D游戏运行装置1可以将其识别出的动作转换为游戏(如体感游戏)可有效识别的游戏控制命令。 

3D深度感应器7可以包括：红外线发射器和红外线CMOS摄像机，也可以包括：激光发射器和激光摄像机，还可以包括：LED发光设备和针对LED光进行捕捉的光学摄像机。 

图2示出了本发明具体实施例的一种全息投影体感互动方法。 

图2中，S200、运行基于3D建模的游戏。 

上述基于3D建模的游戏可以是体感游戏，也可以是非体感游戏，且该基于3D建模的游戏可以是采用现有的3D建模技术而设计的游戏。本发明不限制基于3D建模的游戏所表现出来的具体游戏名称、以及如何采用现有的3D建模技术来构建游戏的具体实现过程等。 

S210、接收游戏控制信息。 

具体的，该游戏控制信息可以由游戏手柄、光源跟踪模块、RGB彩色摄像头、以及3D深度感应器中的至少一个产生。另外，该游戏控制信息可以为按键对应的游戏控制信息，如游戏手柄3的按键、计算机键盘、计算机鼠标、或者游戏机按键等的按键对应的游戏控制信息；该游戏控制信息也可以为拾取的声音信息、摄取的图像信息、获得的光源位置信息、重力加速度传感器以及陀螺仪产生的采集数据等，具体如上述系统实施例中的描述，在此不再详细说明。本发明不限制游戏控制信息的具体表现形式。 

S220、将接收到的游戏控制信息转换为正在运行的游戏可识别的游戏控制命令。 

一个具体的例子为：在正在运行的基于3D建模的游戏不是体感游戏且用户希望实现体感游戏的情况下，接收到的游戏控制信息其实是体感游戏控制信息，从而应先识别出该体感游戏控制信息所需要表达的体感游戏控制命令，之后，再将体感游戏控制命令转换为键盘或者鼠标所对应的游戏控制命令，该转换后的游戏控制命令才可以提供给正在运行的游戏。 

另一个具体的例子为：在正在运行的基于3D建模的游戏即为体感游戏的情况下，接收到的游戏控制信息其本身就是体感游戏控制信息，识别出该体感游戏控制信息所需要表达的体感游戏控制命令，该识别出的体感游戏控制命令可以直接提供给正在运行的游戏。 

本发明可以采用多种方法基于游戏控制信息确定出游戏控制命令，例如，本发明可以基于Kinet技术根据其接收到的图像序列来确定出体感游戏控制命令；再例如，本发明可以基于语音识别技术根据其接收到的音频信号来确定出体感游戏控制命令。本发明不限制根据接收到的游戏控制信息确定出正在运行的游戏可以识别出的游戏控制命令的具体实现过程。 

S230、将游戏控制命令提供给正在运行的游戏。 

S240、对游戏在运行过程中产生的游戏画面信息进行全息投影显示方式处理操作，并以全息投影的形式显示处理后的游戏画面信息对应的游戏画面。 

具体的，正在运行的游戏(体感游戏或者非体感游戏)在运行过程中会产生一系列的游戏画面信息，本发明需要对该游戏画面信息进行全息投影显示方式处理，并以全息投影形式显示处理后的游戏画面信息对应的游戏画面，以产生全息投影形式的立体视觉效果。 

本发明可以根据其采用的全息投影技术的原理来实现上述对游戏画面信息的全息投影显示方式处理操作，本发明不限制上述游戏画面的全息投影显示方式处理操作以及以全息投影形式显示游戏画面的具体实现过程。 

本发明可以通过现有的全息投影显示器来显示该具有全息投影视觉效果的游戏画面。需要说明的是，S240与S210、S220、以及S230之间并没有明确的先后执行顺序，例如，在刚运行游戏时，虽然并没有产生游戏控制信息，但是，本发明同样可以对运行的游戏产生的游戏画面信息进行全息投影显示方式处理操作并以全息投影形式显示游戏画面。 

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。 

Claims (9)

1.一种全息投影体感互动系统，其特征在于，该系统包括：

3D游戏运行装置，用于运行基于3D建模的游戏，接收外部输入的游戏控制信息，将所述游戏控制信息转换为正在运行的游戏可识别的游戏控制命令，将该游戏控制命令提供给所述正在运行的游戏，对所述游戏在运行过程中产生的游戏画面信息进行全息投影显示方式处理，并输出所述处理后的游戏画面信息；

全息投影显示装置，用于以全息投影方式显示所述3D游戏运行装置输出的游戏画面信息对应的游戏画面。

2.如权利要求1所述的全息投影体感互动系统，其特征在于，所述系统还包括：

游戏手柄，用于根据用户的操作产生游戏控制信息，并将所述游戏控制信息传输给所述3D游戏运行装置。

3.如权利要求2所述的全息投影体感互动系统，其特征在于，所述游戏手柄包括：

重力加速度传感器；

游戏控制键；

收发模块，用于将所述重力加速度传感器和游戏控制键产生的游戏控制信息向所述3D游戏运行装置发送。

4.如权利要求3所述的全息投影体感互动系统，其特征在于，所述游戏手柄还包括：

声音撷取模块，用于拾取声音，并产生所述声音的音频信号，所述收发模块将所述声音的音频信号作为游戏控制信息向所述3D游戏运行装置发送；和/或

声音播放模块，用于播放所述收发模块接收到的所述3D游戏运行装置发送来的播放音频信号；和/或

陀螺仪，用于产生采集数据，所述收发模块将所述采集数据作为游戏控制信息向所述3D游戏运行装置发送。

5.如权利要求1所述的全息投影体感互动系统，其特征在于，所述系统还包括：

用于光源定位的发光源；

光源跟踪模块，用于通过监测所述发光源获得光源位置信息，并将所述光源位置信息作为游戏控制信息向所述3D游戏运行装置发送。

6.如权利要求1所述的全息投影体感互动系统，其特征在于，所述系统还包括：

RGB彩色摄像头和/或3D深度感应器，用于摄取图像，并将所述摄取的图像作为游戏控制信息向所述3D游戏运行装置发送；

所述3D游戏运行装置识别接收到的图像中的用户的动作，并将所述动作转换为所述游戏可识别的游戏控制命令。

7.如权利要求6所述的全息投影体感互动系统，其特征在于，所述3D深度感应器包括：红外线发射器和红外线CMOS摄像机，或者包括：激光发射器和激光摄像机，或者包括：LED发光设备和针对LED光进行捕捉的光学摄像机。

8.一种全息投影体感互动方法，其特征在于，包括：

运行基于3D建模的游戏；

接收游戏控制信息；

将所述游戏控制信息转换为正在运行的游戏可识别的游戏控制命令；

将所述游戏控制命令提供给所述正在运行的游戏；

对所述游戏在运行过程中产生的游戏画面信息进行全息投影显示方式处理操作，并以全息投影方式显示所述处理后的游戏画面信息对应的游戏画面。

9.如权利要求8所述的全息投影体感互动方法，其特征在于，所述游戏控制信息由游戏手柄、光源跟踪模块、RGB彩色摄像头、以及3D深度感应器中的至少一个产生。

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