CN104317546A - 情景互动体验仿真系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种情景互动体验仿真系统，包括服务器、图形工作站、图像显示单元，所述服务器输出端与所述图形工作站输入端相连，所述图形工作站输出端与所述图像显示单元相连，所述服务器用于对信号源进行处理，所述图形工作站接收服务器输出的图像数据，且所述图形工作站将接收到的图像数据传输至图像显示单元进行显示。本发明的有益效果是：本发明的情景互动体验仿真系统经过对图像的处理，提高图像显示质量，进一步增强沉浸式虚拟仿真环境，适用于多个领域及多种场所，使观看者和参与者获得一种身临其境的虚拟仿真视觉感受。

Description

情景互动体验仿真系统
技术领域
本发明涉及图像处理显示技术领域，尤其涉及情景互动体验仿真系统。
背景技术
随着社会的发展，科技的进步，目前出现了虚拟现实技术，虚拟现实技术的沉浸感和互动性能够给用户带来强烈、逼真的感官冲击，获得身临其境的体验，但是目前的虚拟仿真技术存在着图像质量差、真实感不强等缺陷。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种情景互动体验仿真系统。
本发明提供了一种情景互动体验仿真系统，包括服务器、图形工作站、图像显示单元，所述服务器输出端与所述图形工作站输入端相连，所述图形工作站输出端与所述图像显示单元相连，所述服务器用于对信号源进行处理，所述图形工作站接收服务器输出的图像数据，且所述图形工作站将接收到的图像数据传输至图像显示单元进行显示。
作为本发明的进一步改进，所述图像显示单元包括拼接屏，所述图形工作站与所述拼接屏相连，所述图形工作站将数字动画内容传输至拼接屏，所述拼接屏用于播放演示仿真情景画面。
作为本发明的进一步改进，所述图像显示单元包括投影机、投影幕，所述图形工作站与所述投影机相连，所述图形工作站将数字动画内容传输至投影机，所述投影机将数字动画内容投射到投影幕上进行显示。
作为本发明的进一步改进，所述投影机和所述图形工作站数量均为多个，所述投影机与所述图形工作站数量相同，且所述投影机与所述图形工作站分别为一一对应相连；该情景互动体验仿真系统还包括交换机，所述交换机输入端与所述服务器相连，所述交换机输出端与多台所述图形工作站分别相连。
作为本发明的进一步改进，所述投影机和所述图形工作站数量均为8台，8台所述图形工作站按照ID号接收来自服务器的信号，再通过图形工作站的显卡输出给投影机。
作为本发明的进一步改进，该情景互动体验仿真系统还包括音频播放单元，所述音频播放单元与所述服务器或图形工作站相连，所述音频播放单元用于播放音频。
作为本发明的进一步改进，所述音频播放单元包括均衡器、以及与所述均衡器相连的音箱，所述均衡器输入端与所述服务器或图形工作站相连。
作为本发明的进一步改进，该情景互动体验仿真系统还包括用于对所述服务器进行无线控制的控制终端。
作为本发明的进一步改进，所述服务器对信号源的处理包括音频、视频制作及处理，所述服务器用于建立三维模型并形成虚拟景观内容，所述服务器处理包括信号同步处理、实时信号处理、融合边带羽化处理、融合边带图形几何纠正处理、通道间的色彩与亮度平衡处理。
作为本发明的进一步改进，该情景互动体验仿真系统包括实现虚拟仿真阳台、或虚拟仿真电梯、或虚拟仿真热气球。
本发明的有益效果是：本发明的情景互动体验仿真系统经过对图像的处理，提高图像显示质量，进一步增强沉浸式虚拟仿真环境，适用于多个领域及多种场所，使观看者和参与者获得一种身临其境的虚拟仿真视觉感受。
附图说明
图1是本发明的原理框图。
图2是本发明的一个实施例原理框图。
图3是本发明的另一个实施例原理框图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明公开了一种情景互动体验仿真系统，包括服务器1、图形工作站2、图像显示单元，所述服务器1输出端与所述图形工作站2输入端相连，所述图形工作站2输出端与所述图像显示单元相连，所述服务器1用于对信号源进行处理，所述图形工作站2接收服务器1输出的图像数据，且所述图形工作站2将接收到的图像数据传输至图像显示单元进行显示。
作为本发明的一个实施例，所述图像显示单元包括拼接屏3，所述图形工作站2与所述拼接屏3相连，所述图形工作站2将数字动画内容传输至拼接屏3，所述拼接屏3用于播放演示仿真情景画面。
作为本发明的另一个实施例，所述图像显示单元包括投影机4、投影幕，所述图形工作站2与所述投影机4相连，所述图形工作站2将数字动画内容传输至投影机4，所述投影机4将数字动画内容投射到投影幕上进行显示。
如图3所示，作为本发明的进一步改进，所述投影机4和所述图形工作站2数量均为多个，所述投影机4与所述图形工作站2数量相同，且所述投影机4与所述图形工作站2分别为一一对应相连；该情景互动体验仿真系统还包括交换机5，所述交换机5输入端与所述服务器1相连，所述交换机5输出端与多台所述图形工作站2分别相连。
所述投影机4和所述图形工作站2数量均为8台，8台所述图形工作站2按照ID号接收来自服务器1的信号，再通过图形工作站2的显卡输出给投影机4。
该情景互动体验仿真系统还包括音频播放单元，所述音频播放单元与所述服务器1或图形工作站2相连，所述音频播放单元用于播放音频。
所述音频播放单元包括均衡器6、以及与所述均衡器6相连的音箱7，所述均衡器6输入端与所述服务器1或图形工作站2相连。
该情景互动体验仿真系统还包括用于对所述服务器1进行无线控制的控制终端8，该控制终端8包括平板电脑或智能手机等设备。
所述服务器1对信号源的处理包括音频、视频制作及处理，所述服务器1用于建立三维模型并形成虚拟景观内容，所述服务器1处理包括信号同步处理、实时信号处理、融合边带羽化处理、融合边带图形几何纠正处理、通道间的色彩与亮度平衡处理。
该情景互动体验仿真系统包括实现虚拟仿真阳台、或虚拟仿真电梯、或虚拟仿真热气球。
如图1所示，情景互动体验仿真系统为虚拟仿真热气球，虚拟三维动画配合投影显示系统和仿真热气球的一种沉浸式虚拟仿真环境，系统采用360度和270度的环幕投影屏幕作为仿真应用的显示载体，根据模拟热气球形状的大小，通采用环幕、270度、360度像超逼真的立体视觉画面，由于其独特的室内就能体验整个不同角度，高度、及视觉感官系统，该系统通常用于一些新型的虚拟仿真应用，比如：虚拟商业、数字城市规划、房地产售楼中心等大型场景仿真环境。
虚拟仿真热气球也可称为热气球城市空中体验系统，是目前非常流行的一种具有高度沉浸感的虚拟仿真显示系统，该系统以多通道视景同步技术、数字图像边缘融合技术为支撑、多通道亮度和色彩平衡技术和多通道视景同步技术为支撑，将三维图形计算机生成的三维数字图像实时地输出并显示在一个超大幅面仿真热气球情景360度环幕投影幕墙上，并以立体成像的方式呈现在观看者的眼前，使观看者和参与者获得一种身临其境的虚拟仿真视觉感受。它是整个虚拟仿真系统的重要的组成部分（即热气球城市空中体验系统）。
由于热气球城市空中体验系统是由多个同步运算的多通道投影显示画面无缝拼接而成，并在仿真热气球城市空中体验系统投影屏幕上成像，所以与通常的单通道显示系统相比，这种多通道图像同步拼接和折幕显示特征导致了它的技术复杂性。通常对一个完善的热气球城市空中体验系统而言，其必须具备以下几种成熟的核心技术做支撑：数字图像边缘融合与无缝拼接技术、通道间的色彩与亮度平衡技术、数字几何矫正（即非线性失真矫正）技术、pad视景同步控制技术、热气球仿真平台。
虚拟仿真热气球将三维图形计算机生成的实时三维虚拟仿真数字动画图形、实时同步地输出并显示在一个具有一定形热气球内投影屏幕上，最终形成一个具有极高分辨率、无任何变形失真的三维数字立体影像。
该虚拟仿真热气球为8通道全边缘融合、校正系统。我们采用软件边融合方法实现。该系统由1台服务器1，8台图形工作站2、一台交换机5组成。服务器1负责前期信号源的加工，主要包含音频、视频等制作，并且特有的强制同步处理，实时信号处理技术，融合边带羽化处理，融合边带图形几何纠正处理，从而实现了重叠融合区域的亮带递减，无边缘差别的完美融合。信号源加工后， 8台图形工作站2按照ID号接收到来自服务器1的信号，再通过自身的高分辨率显卡输出给投影机4。最终实现图像虚拟画面显示。
采用8台松下PT-D7700投影机4进行架设。在距离投影幕2-5米（根据投影机焦距具体计算距离）的地方每台一组分为8通道进行精确安放。
为了显示一幅清晰、色彩一致的图像，在保证机器之间保持相等距离的同时，投影机4的镜头中心与屏幕需要在一条垂直线上。
在投影幕的选择上，我们将采用漫反射幕。通过计算去掉融合区预留之后，幕长定为15米采用背投形式，幕高约为3.0米，热气球城市空中体验系统形状为环幕型。
如图2所示，虚拟仿真电梯简称为虚拟电梯系统，该虚拟电梯系统是虚拟三维动画配合投影显示系统中在仿真电梯室内呈现一种沉浸式虚拟仿真环境，系统采用折幕的投影屏幕作为仿真应用的显示载体，根据模拟实物电梯形状的大小，通采用三折幕、三面成像超逼真的立体视觉画面，由于其独特的室内就能体验整个不同角度，高度、及视觉感官系统，该系统通常用于一些新型的虚拟仿真应用，比如：虚拟商业、数字城市规划、房地产售楼中心等大型场景仿真环境。
该虚拟电梯系统为8通道全边缘融合、校正系统。我们采用软件边融合方法实现。该系统由1台服务器1，8台图形工作站2、一台交换机5组成。服务器1负责前期信号源的加工，主要包含音频、视频等制作，并且特有的强制同步处理，实时信号处理技术，融合边带羽化处理，融合边带图形几何纠正处理，从而实现了重叠融合区域的亮带递减，无边缘差别的完美融合。信号源加工后， 8台图形工作站按照ID号接收到来自服务器的信号，再通过自身的高分辨率显卡输出给投影机4。最终实现图像虚拟电梯画面显示。
采用8台松下PT-D7700投影机4进行架设。在距离投影幕2-5米（根据投影机焦距具体计算距离）的地方每台一组分为8通道进行精确安放。
为了显示一幅清晰、色彩一致的图像，在保证机器之间保持相等距离的同时，投影机4的镜头中心与屏幕需要在一条垂直线上。
在投影幕的选择上，我们将采用漫反射幕。通过计算去掉融合区预留之后，幕长定为15米采用背投形式，幕高约为3.0米，虚拟电梯形状为折幕型。
如图1所示，虚拟仿真阳台可称为虚拟阳台系统，该虚拟阳台系统是虚拟三维动画配合投影显示系统中一种沉浸式虚拟仿真环境，系统采用折幕的投影屏幕作为仿真应用的显示载体，根据模拟实物阳台形状的大小，通采用三折幕、三面成像超逼真的立体视觉画面，由于其独特的室内就能体验整个不同角度，高度、及视觉感官系统，该系统通常用于一些新型的虚拟仿真应用，比如：虚拟商业、数字城市规划、房地产售楼中心等大型场景仿真环境。
虚拟阳台系统是目前非常流行的一种具有高度沉浸感的虚拟现实显示系统，该系统以多通道视景同步技术、数字图像边缘融合技术为支撑、多通道亮度和色彩平衡技术和多通道视景同步技术为支撑，将三维图形计算机生成的三维数字图像实时地输出并显示在一个超大幅面仿真阳台投影幕墙上，并以立体成像的方式呈现在观看者的眼前，使观看者和参与者获得一种身临其境的虚拟仿真视觉感受。它是整个虚拟现实系统的重要的组成部分（即虚拟现实显示系统）。
由于虚拟阳台系统是由多个同步运算的多通道投影显示画面无缝拼接而成，并在仿真阳台上投影屏幕上成像。
虚拟阳台系统为8通道全边缘融合、校正系统。我们采用软件边融合方法实现。该系统由1台服务器1，8台图形工作站2、一台交换机5组成。服务器1负责前期信号源的加工，主要包含音频、视频等制作，并且特有的强制同步处理，实时信号处理技术，融合边带羽化处理，融合边带图形几何纠正处理，从而实现了重叠融合区域的亮带递减，无边缘差别的完美融合。信号源加工后， 8台图形工作站2按照ID号接收到来自服务器1的信号，再通过自身的高分辨率显卡输出给投影机4。最终实现图像虚拟阳台画面显示。
采用8台松下PT-D7700投影机4进行架设。在距离投影幕2-5米（根据投影机焦距具体计算距离）的地方每台一组分为8通道进行精确安放。
为了显示一幅清晰、色彩一致的图像，在保证机器之间保持相等距离的同时，投影机4的镜头中心与屏幕需要在一条垂直线上。
在投影幕的选择上，我们将采用漫反射幕。通过计算去掉融合区预留之后，幕长定为15米采用背投形式，幕高约为3.0米，虚拟仿真阳台形状为折幕型。
本发明的情景互动体验仿真系统经过对图像的处理，提高图像显示质量，进一步增强沉浸式虚拟仿真环境，适用于多个领域及多种场所，使观看者和参与者获得一种身临其境的虚拟仿真视觉感受。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种情景互动体验仿真系统，其特征在于：包括服务器、图形工作站、图像显示单元，所述服务器输出端与所述图形工作站输入端相连，所述图形工作站输出端与所述图像显示单元相连，所述服务器用于对信号源进行处理，所述图形工作站接收服务器输出的图像数据，且所述图形工作站将接收到的图像数据传输至图像显示单元进行显示。
2.根据权利要求1所述的情景互动体验仿真系统，其特征在于：所述图像显示单元包括拼接屏，所述图形工作站与所述拼接屏相连，所述图形工作站将数字动画内容传输至拼接屏，所述拼接屏用于播放演示仿真情景画面。
3.根据权利要求1所述的情景互动体验仿真系统，其特征在于：所述图像显示单元包括投影机、投影幕，所述图形工作站与所述投影机相连，所述图形工作站将数字动画内容传输至投影机，所述投影机将数字动画内容投射到投影幕上进行显示。
4.根据权利要求3所述的情景互动体验仿真系统，其特征在于：所述投影机和所述图形工作站数量均为多个，所述投影机与所述图形工作站数量相同，且所述投影机与所述图形工作站分别为一一对应相连；该情景互动体验仿真系统还包括交换机，所述交换机输入端与所述服务器相连，所述交换机输出端与多台所述图形工作站分别相连。
5.根据权利要求4所述的情景互动体验仿真系统，其特征在于：所述投影机和所述图形工作站数量均为8台，8台所述图形工作站按照ID号接收来自服务器的信号，再通过图形工作站的显卡输出给投影机。
6.根据权利要求1所述的情景互动体验仿真系统，其特征在于：该情景互动体验仿真系统还包括音频播放单元，所述音频播放单元与所述服务器或图形工作站相连，所述音频播放单元用于播放音频。
7.根据权利要求6所述的情景互动体验仿真系统，其特征在于：所述音频播放单元包括均衡器、以及与所述均衡器相连的音箱，所述均衡器输入端与所述服务器或图形工作站相连。
8.根据权利要求1所述的情景互动体验仿真系统，其特征在于：该情景互动体验仿真系统还包括用于对所述服务器进行无线控制的控制终端。
9.根据权利要求1至8任一项所述的情景互动体验仿真系统，其特征在于：所述服务器对信号源的处理包括音频、视频制作及处理，所述服务器用于建立三维模型并形成虚拟景观内容，所述服务器处理包括信号同步处理、实时信号处理、融合边带羽化处理、融合边带图形几何纠正处理、通道间的色彩与亮度平衡处理。
10.根据权利要求9所述的情景互动体验仿真系统，其特征在于：该情景互动体验仿真系统包括实现虚拟仿真阳台、或虚拟仿真电梯、或虚拟仿真热气球。
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