CN105589293A - 全息投影方法及全息投影系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种全息投影方法。所公开的全息投影方法包括以下步骤：11)获取观察者相对于全息投影仪当前显示界面的基准的偏离角度；12)根据所述偏离角度获取该偏离角度所对应的全息影像视图；13)将所述全息影像视图渲染并呈现于所述当前显示界面。本发明还公开一种全息投影系统。上述方法和系统能解决目前的全息投影技术存在的观众观察图像时图像的立体感不强的问题。

Description

全息投影方法及全息投影系统

技术领域

本发明涉及投影技术领域，尤其涉及一种全息投影方法及全息投影系统。

背景技术

360全息影像被称之为三维全息影像、全息三维成像、全息金字塔，它通常由透明材料制成的四维锥体，观众的视线能从任何一面穿透它，通过表面反射原理，观众能从锥形空间里面看到自由漂浮的图像。360全息影像由于具有较好的投影效果，越来越受到用户的青睐。

目前的全息投影技术中，一般由2D图形动画模拟成3D图形，观众在90°的视角范围内所观察到的仍然是一个平面图形信息，所以在此范围内观察者的移动或变化角度所观察到的内容是相同的。很显然，这使得图像的立体感受不强，影响视觉效果。

由此可知，如何解决目前的全息投影技术存在的观众观察图像时图像的立体感不强的问题，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

一方面，本发明公开一种全息投影方法，以解决目前的全息投影技术存在的观众观察图像时图像的立体感不强的问题。

为解决上述技术问题，本发明公开如下技术方案：

全息投影方法，包括以下步骤：

11)获取观察者相对于全息投影仪当前显示界面的基准的偏离角度；

12)根据所述偏离角度获取所述偏离角度所对应的全息影像视图；

13)将所述全息影像视图渲染并呈现于所述当前显示界面。

优选的，上述方法中，步骤13)之后还包括：

接收所述观察者在所述全息投影仪的当前显示界面上的点触轨迹；

根据所述点触轨迹控制渲染后的所述全息影像视图移动。

优选的，上述方法中，步骤13)之后还包括：

获取所述观察者设定部位在其当前位置的移动轨迹；

控制渲染后的所述全息影像视图按照所述移动轨迹移动。

优选的，上述方法中，步骤11)包括：

获取所述观察者在所述当前显示界面所对应区域内的位置坐标；

根据所述位置坐标计算所述偏离角度。

优选的，上述方法中，步骤11)包括：

分别获取多个所述观察者相对于所述全息投影仪当前显示界面所对应区域内的位置坐标；

确定距所述当前显示界面距离最小的所述观察者作为主观察者；

根据所述主观察者的所述位置坐标计算所述偏离角度。

优选的，上述方法中，步骤11)包括：

在多位所述观察者中选取一者作为主观察者；

获取所述主观察者在所述当前显示界面所对应区域内的位置坐标；

根据所述位置坐标计算所述偏离角度。

另一方面，本发明还公开一种全息投影系统。所公开的全息投影系统包括：

第一获取单元，用于获取观察者相对于全息投影仪当前显示界面的基准的偏离角度；

第二获取单元，用于根据所述偏离角度获取所述偏离角度所对应的全息影像视图；

控制单元，用于将所述全息影像视图渲染并呈现于所述当前显示界面。

优选的，上述系统中，所述第一获取单元包括：

第一获取子单元，用于获取所述观察者在所述当前显示界面所对应区域内的位置坐标；

第一计算子单元，用于根据所述位置坐标计算所述偏离角度。

优选的，上述系统中，所述第一获取单元包括：

第二获取子单元，用于分别获取多个所述观察者相对于所述全息投影仪当前显示界面所对应区域内的位置坐标；

确定子单元，用于确定距所述当前显示界面距离最小的所述观察者作为主观察者；

第二计算子单元，用于根据所述主观察者的所述位置坐标计算所述偏离角度。

优选的，上述系统中，第一获取单元包括：

选取子单元，用于在多位所述观察者中选取一者作为主观察者；

第三获取子单元，用于获取所述主观察者在所述当前显示面所对应区域内的位置坐标；

第三计算子单元，用于根据所述位置坐标计算所述偏离角度。

本发明公开的全息投影方法具有以下有益效果：

本发明公开的全息投影方法能够根据观察者相对于全息投影仪当前显示界面的基准来确定偏离角度，进而获取该偏离角度所对应视角下观察者应该看到的全息影像视图，然后将该全息影像视图渲染后呈现于当前显示界面。相比于背景技术中观察者在当前显示界面只看到单一的平面图像而言，本发明公开的全息投影方法能根据观察者的角度变化提供该角度所对应视角下的平面图像，观察者在这个变化过程中的视觉差能使得其所观察的影像更加具有立体感，进而能提高视觉效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案，下面将对实施例或背景技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例公开的全息投影方法的流程示意图；

图2是本发明实施例公开的全息投影方法的另一流程示意图；

图3是本发明实施例公开的全息投影方法的再一流程示意图；

图4是本发明实施例公开的获取偏离角度的一种流程示意图；

图5是本发明实施例公开的获取偏离角度的另一种流程示意图；

图6是本发明实施例公开的获取偏离角度的再一种流程示意图；

图7是本发明实施例公开的全息投影系统的一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

请参考图1，本发明实施例公开一种全息投影方法。该方法包括以下步骤：

S100、获取观察者相对于全息投影仪的当前显示界面的基准的偏离角度。

我们知道，全息投影仪通常情况可以通过四个显示界面来显示其内部所显示的图像，观察者相应就能站在每个显示界面前观察该面90°视角下的平面图形信息，当然观察者在观察的过程中所处的位置不相同。本步骤可以在每个显示界面内选设一个基准，例如每一个显示界面的中间位置、左侧边界或右侧边界作为基准。通过检测观察者相对于基准的偏离角度来确定观察者的位置。

S200、根据偏离角度获取该偏离角度所对应的全息影像视图。

观察同一物体，在不同的视角下观察者观察的图像应该不相同。但是，如背景技术所述，目前的全息投影技术中观察者通常在90°视角范围内观察的仍然是一个平面图形信息，很显然这影响观察效果。本步骤基于观察者在不同视角下观察物体时所能观察的图像不同为依据，根据偏离角度获取该偏离角度所对应的全息影像视图，也就是说建立偏离角度与该偏离角度对应的视角下观察者所应该看到的物体图像之间的关系，通过偏离角度就能够获取该偏离角度所对应的全息影像视图。

S300、将全息影像视图渲染并呈现于当前显示界面。

本步骤将步骤S200中所获取的全息影像视图进行渲染后呈现于当前显示界面，使得观察者在其当前观察位置能够看到其在该视角下应该看到的视图。

本发明公开的全息投影方法能够根据观察者相对于全息投影仪当前显示界面的基准来确定偏离角度，进而获取该偏离角度所对应视角下观察者应该看到的全息影像视图，然后将该全息影像视图渲染后呈现于当前显示界面。相比于背景技术中观察者在当前显示界面只看到单一的平面图像而言，本发明公开的全息投影方法能根据观察者的角度变化提供该角度所对应视角下的平面图像，观察者在这个变化过程中的视觉差能使得其所观察的影响更加具有立体感，进而能提高视觉效果。

此种情况下，当同一个观众围绕全息投影仪进行360度渲染时，他所看到一个物体的所有角度的内容，即实物方在玻璃罩内的假象，由于图像实时渲染，所以生成的图像可以是静态物体或动态物体，此过程中，观察者看到的图像变化视差是通过观察者的相对位置变化产生的，大脑会自动生成立体图像，类似于观察者通过窗户看窗外物体，在不同的位置看到不同的图像，进而获取物体的3D物体形象。

请参考图2，在上述实施例的基础之上，本发明实施例公开的全息投影方法中，步骤S300之后还可以包括如下步骤：

S400、接收观察者在当前显示界面上的点触轨迹。

S500、根据点触轨迹控制渲染后的全息影像视图移动。

通过接收观察者在当前显示界面上的点触轨迹，来控制渲染后的全息影像视图移动，这能够实现观察者与全息影像视图的互动，例如观察者用手指在显示范围内移动，可以实现全息影像视图发生转动、碰撞、抚摸等效果，进而能在3D视觉的基础之上增加所显示物体的真实性。

请参考图3，在上述实施例的基础之上，本发明实施例公开的全息投影方法中，步骤S300之后还可以包括如下步骤：

S600、获取观察者设定部位在其当前位置的移动轨迹。

S700、控制渲染后的全息影像视图按照移动轨迹移动。

上述方案可以通过3D扫描的方式来获取观察者设定部位，例如手，身体主躯干的移动轨迹，然后控制全息影像视图按照移动轨迹移动。例如用户跳舞时，全息影像视图也会做出相同的跳舞动作。可见，上述优选方案能进一步加强人机互动。

本发明实施例中，步骤S100的实现方式有多种，请参考图4，一种具体实施方式包括：

S111、获取观察者在当前显示界面所对应区域内的位置坐标。

S112、根据位置坐标计算偏离角度。

步骤S111通常由3D摄像机来实现，确定观察者在当前显示界面内的位置坐标。我们知道，全息投影仪的每个显示界面都相对应一个观察区域，在每个观察区域内建立坐标系，那么每个观察区域内的位置都可以通过坐标来标示，因此通过观察者位置坐标则能够确定观察者相对于当前显示界面的基准的偏离角度。

在实际的观察过程中，观察者很可能不止一个，通常为多位观察者都在全息投影仪前观察。为此，请参考图5，另一种具体实施步骤S100的方式包括：

S121、分别获取多个观察者相对于当前显示界面所对应区域内的位置坐标。

S122、确定距当前显示界面距离最小的观察者作为主观察者。

S123、根据主观察者的位置坐标计算偏离角度。

上述方案中通过多个观察者的位置，确定距当前显示界面最近的观察者作为主观察者，以主观察者的位置坐标来计算偏离角度，进而使得当前显示界面内的全息影像视图以距离当前显示界面最近的观察者为依据进行变化。

同样，在实际的观察过程中，观察者通常由很多个，而且多个观察者的位置不断变化，很可能使得多个观察者距当前显示界面的距离一直处于变化状态。为此，请参考图6，再一种具体实施步骤S100的方式包括：

S131、在多位观察者中选取一者作为主观察者。

S132、获取主观察者在当前显示界面所对应区域内的位置坐标。

S133、根据位置坐标计算偏离角度。

本实施方式中，通过预先从多位观察者中选取主观察者，然后通过主观察者在当前显示界面所对应区域内的位置坐标来计算偏离角度。此种情况下，以主观察者作为当前显示界面的全息影像视图变化的依据。

基于本发明实施例公开的全息投影方法，本发明实施例还公开一种全息投影系统，请参考图7，图7所示的系统包括：

第一获取单元100，用于获取观察者相对于全息投影仪的当前显示界面的基准的偏离角度。

我们知道，全息投影仪通常情况可以通过四个显示界面来显示其内部所显示的图像，观察者相应就能站在每个显示界面前观察该面90°视角下的平面图形信息，当然观察者在观察的过程中所处的位置不相同。第一获取单元100工作时可以在每个显示界面内选设一个基准，例如每一个显示界面的中间位置、左侧边界或右侧边界作为基准。通过检测观察者相对于基准的偏离角度来确定观察者的位置。

第二获取单元200，用于根据偏离角度获取该偏离角度所对应的全息影像视图。

观察同一物体，在不同的视角下观察者观察的图像应该不相同。但是，如背景技术所述，目前的全息投影技术中观察者通常在90°视角范围内观察的仍然是一个平面图形信息，很显然这影响观察效果。第二获取单元200基于观察者在不同视角下观察物体时所能观察的图像不同为依据，根据偏离角度获取该偏离角度所对应的全息影像视图，也就是说建立偏离角度与该偏离角度对应的视角下观察者所应该看到的物体图像之间的关系，通过偏离角度就能够获取该偏离角度所对应的全息影像视图。

控制单元300，用于将全息影像视图渲染并呈现于当前显示界面。

控制单元300将第二获取单元200中所获取的全息影像视图进行渲染后呈现于当前显示界面，使得观察者在其当前观察位置能够看到其在该视角下应该看到的视图。

由于本发明实施例公开的全息投影系统与上述实施例所述的全息投影方法相对应，因此，全息投影系统的有益效果可参考上文中相应部分的描述即可。

本发明实施例公开的全息投影系统，还可以包括：

接收单元，用于接收观察者在当前显示界面上的点触轨迹。

第二控制单元，用于根据点触轨迹控制渲染后的全息影像视图移动。

通过接收观察者在当前显示界面上的点触轨迹，来控制渲染后的全息影像视图移动，这能够实现观察者与全息影像视图的互动，例如观察者用手指在显示范围内移动，可以实现全息影像视图发生转动、碰撞、抚摸等效果，进而能在3D视觉的基础之上增加所显示物体的真实性。

本发明实施例公开的全息投影系统，还可以包括：

第三获取单元，用于获取观察者设定部位在其当前位置的移动轨迹。

第三控制单元，用于控制渲染后的全息影像视图按照移动轨迹移动。

上述方案可以通过3D扫描的方式来获取观察者设定部位，例如手，身体主躯干的移动轨迹，然后控制全息影像视图按照移动轨迹移动。例如用户跳舞时，全息影像视图也会做出相同的跳舞动作。可见，上述优选方案能进一步加强人机互动。

本发明实施例中，第一获取单元100可以包括：

第一获取子单元，用于获取观察者在当前显示界面所对应区域内的位置坐标。

第一计算子单元，用于根据位置坐标计算偏离角度。

第一获取子单元通常由3D摄像机来实现，确定观察者在当前显示界面内的位置坐标。我们知道，全息投影仪的每个显示界面都相对应一个观察区域，在每个观察区域内建立坐标系，那么每个观察区域内的位置都可以通过坐标来标示，因此通过观察者位置坐标则能够确定观察者相对于当前显示界面的基准的偏离角度。

在实际的观察过程中，观察者很可能不止一个，通常为多位观察者都在全息投影仪前观察。为此，第一获取单元可以包括：

第二获取子单元，用于分别获取多个观察者相对于当前显示界面所对应区域内的位置坐标。

确定子单元，用于确定距当前显示界面距离最小的观察者作为主观察者。

第二计算子单元，用于根据主观察者的位置坐标计算偏离角度。

上述方案中通过多个观察者的位置，确定距当前显示界面最近的观察者作为主观察者，以主观察者的位置坐标来计算偏离角度，进而使得当前显示界面内的全息影像视图以距离当前显示界面最近的观察者为依据进行变化。

同样，在实际的观察过程中，观察者通常由很多个，而且多个观察者的位置不断变化，很可能使得多个观察者距离当前显示界面的距离一直处于变化状态。为此，第一获取子单元可以包括：

选取子单元，用于在多位观察者中选取一者作为主观察者。

第三获取子单元，用于获取主观察者在当前显示界面所对应区域内的位置坐标。

第三计算子单元，用于根据位置坐标计算偏离角度。

本实施方式中，通过预先从多位观察者中选取主观察者，然后通过主观察者在当前显示界面所对应区域内的位置坐标来计算偏离角度。此种情况下，以主观察者作为当前显示界面的全息影像视图的变化依据。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.全息投影方法，其特征在于，包括以下步骤：

11)获取观察者相对于全息投影仪当前显示界面的基准的偏离角度；

12)根据所述偏离角度获取所述偏离角度所对应的全息影像视图；

13)将所述全息影像视图渲染并呈现于所述当前显示界面。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤13)之后还包括：

接收所述观察者在所述全息投影仪的当前显示界面上的点触轨迹；

根据所述点触轨迹控制渲染后的所述全息影像视图移动。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤13)之后还包括：

获取所述观察者设定部位在其当前位置的移动轨迹；

控制渲染后的所述全息影像视图按照所述移动轨迹移动。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤11)包括：

获取所述观察者在所述当前显示界面所对应区域内的位置坐标；

根据所述位置坐标计算所述偏离角度。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤11)包括：

分别获取多个所述观察者相对于所述全息投影仪当前显示界面所对应区域内的位置坐标；

确定距所述当前显示界面距离最小的所述观察者作为主观察者；

根据所述主观察者的所述位置坐标计算所述偏离角度。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤11)包括：

在多位所述观察者中选取一者作为主观察者；

获取所述主观察者在所述当前显示界面所对应区域内的位置坐标；

根据所述位置坐标计算所述偏离角度。

7.全息投影系统，其特征在于，包括：

第一获取单元，用于获取观察者相对于全息投影仪当前显示界面的基准的偏离角度；

第二获取单元，用于根据所述偏离角度获取所述偏离角度所对应的全息影像视图；

控制单元，用于将所述全息影像视图渲染并呈现于所述当前显示界面。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一获取单元包括：

第一获取子单元，用于获取所述观察者在所述当前显示界面所对应区域内的位置坐标；

第一计算子单元，用于根据所述位置坐标计算所述偏离角度。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一获取单元包括：

第二获取子单元，用于分别获取多个所述观察者相对于所述全息投影仪当前显示界面所对应区域内的位置坐标；

确定子单元，用于确定距所述当前显示界面距离最小的所述观察者作为主观察者；

第二计算子单元，用于根据所述主观察者的所述位置坐标计算所述偏离角度。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，第一获取单元包括：

选取子单元，用于在多位所述观察者中选取一者作为主观察者；

第三获取子单元，用于获取所述主观察者在所述当前显示面所对应区域内的位置坐标；

第三计算子单元，用于根据所述位置坐标计算所述偏离角度。