CN105629488A - 一种全息成像ktv系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全息成像KTV系统,包括中央服务器(1)、点歌设备(2)、三维旋转显示设备(3)和播放设备(4),所述的三维旋转显示设备(3)包括控制器(31)、二维显示屏(32)旋转机构,系统工作时,中央服务器(1)根据点歌设备(2)的指令,将相应音频数据发送给播放设备(4)进行播放,同时将相应三维矢量数据发送给控制器(31),控制器(31)将三维矢量数据转化为点云数据流传输给二维显示屏(32),并控制旋转机构带动二维显示屏(32)旋转,从而利用人眼视觉暂留效应在二维显示屏(32)上产生立体显示效果。与现有技术相比,本发明可将用户喜爱的明星通过全息技术呈现出来,吸引客户,具有竞争力强、成本低、易于开发的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种KTV系统,尤其是涉及一种全息成像KTV系统。
背景技术
随着KTV行业的迅猛发展,完备的KTV系统在KTV里的重要性越来越大,特别是在量贩式KTV,投资方在选系统的时候无不练就一双金睛火眼,千挑万选,而且更是在配套设备上重金投入,确保营造出一个更好的消费环境。在这种强烈的竞争环境下,如果想使自身的KTV脱颖而出就需要用更特殊的手段赢得客户的认可。
全息技术第一步是利用干涉原理记录物体光波信息,即拍摄过程:被拍摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作为参考光束射到全息底片上,和实物光束叠加产生干涉,把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度,从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。再现的图像立体感强,具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息,故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像,通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像,而且能互不干扰地分别显示出来。
现有的KTV系统为全电脑自动操作,无需DJ操作,无需换碟、换节目、无盘片磨损之忧,不存在花碟、死机等现象,然而无法呈现出用户喜爱的明星的具有立体感的图像,且价格高,不方便使用者进行开发。
申请号为201210125087.6的中国专利公开了一种全息液晶显示器、立体显示方法及立体显示系统,该全息LCD立体显示系统包括:全息投影设备、信号同步发生器和具有多层LCD面板的全息LCD。全息投影设备将存储的全息立体图像分解后得到的分解图像按顺序投影至全息LCD,全息LCD根据接收到的来自信号同步发生器的同步信号,控制多层LCD面板按投影顺序显示投影的分解图像,当全息LCD显示分解图像的频率不低于46HZ时,利用人眼的视觉暂留效应,分解图像在人脑中形成真实的三维立体图像。然而该系统需使用结构复杂不易维护的多层LCD,当中间任意一层有损坏时将影响显示效果;LCD成本高、耗电量大。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种成本低、控制方便、便于开发、实用价值高的全息成像KTV系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种全息成像KTV系统,包括中央服务器、点歌设备和播放设备,所述的点歌设备和播放设备分别与中央服务器连接,其特征在于,所述的系统还包括三维旋转显示设备,所述的三维旋转显示设备包括控制器、二维显示屏和旋转机构,所述的控制器分别与中央服务器、二维显示屏和旋转机构连接,所述的二维显示屏与旋转机构连接,电机转速和二维显示屏的刷新速率受控制器控制。
系统工作时,中央服务器根据点歌设备的指令,将相应音频数据发送给播放设备进行播放,同时将相应三维矢量数据发送给控制器,控制器将三维矢量数据转化为点云数据流传输给二维显示屏,并控制旋转机构带动二维显示屏旋转,从而利用人眼视觉暂留效应在二维显示屏上产生立体显示效果。
所述的旋转机构设置在二维显示屏下方,包括电机和旋转平台,所述的旋转平台分别与电机和二维显示屏连接,所述的电机与控制器连接。
所述的电机的转轴与旋转平台的转轴通过同步带传动连接。
所述旋转平台设有底部配重块。
所述的二维显示屏为LED阵列显示屏。
所述的中央服务器包括数据转换单元,所述的数据转换单元将从中央服务器外部获取的3D影像数据转换为三维矢量数据。3D影像数据的承载介质可为计算机可读介质或无线通信介质,计算机可读介质如硬盘、压缩盘、数字视频盘、数字带、存储器,数据输入接口可为光驱、无线收发器、USB接口等。
所述的中央服务器还包括数据存储单元,所述的数据存储单元内存储三维矢量数据和音频数据。
所述的中央服务器和控制器均为STM32F4系列微控制器。
所述的中央服务器与控制器通过无线信号连接。
所述的二维显示屏上设有角度传感器,所述的角度传感器与控制器连接。
所述的控制器将点云数据流通过总线传输给二维显示屏的驱动器。
所述的点歌设备内设有用户存储单元,所述的STM32F4系列微控制器分别与触控屏、存储单元和中央服务器连接,用户存储单元存储用户的操作习惯,例如经常点播的歌曲、选择的歌手,便于快捷操作。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)三维旋转显示设备接收中央服务器发送的三维矢量数据,在二维显示屏显示相应图像并做旋转运动,利用人眼视觉暂留效应,从而将用户喜爱的明星通过全息技术呈现出来,极大的满足用户的心理渴望,吸引客户,提高KTV系统的市场竞争力。
(2)旋转机构中设置在二维显示屏下方,通过电机带动旋转平台和二维显示屏旋转,电机与控制器连接,电机转速和二维显示屏的刷新速率受控制器控制,便于对全息影像的效果进行控制。
(3)电机的转轴与旋转平台的转轴通过同步带传动连接,所需电机转矩小,减少旋转机构消耗电能。
(4)旋转平台设有底部配重块,提高旋转机构底部稳定性,防止二维显示屏摇晃。
(5)二维显示屏为LED阵列显示屏,LED具有耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点,适合在KTV系统中使用。
(6)点歌设备中的存储单元存储用户的操作习惯,便于快捷操作。
(7)中央服务器中的数据转换单元可将外部获取的3D影像数据转换为三维矢量数据,可使KTV系统获得更多的外部图像资源。
(8)中央服务器中的数据存储单元内存储三维矢量数据和音频数据,方便KTV系统的资源升级,从而存储更多的全息图像资源。
(9)中央服务器和控制器使用同一硬件,均为STM32F4系列微控制器,基于STM32F4的KTV系统具有成本低、控制方便、便于开发、管理和维护。
(10)中央服务器与控制器通过无线信号连接,减少系统布线,适用于KTV使用环境。
(11)二维显示屏上设有角度传感器,角度传感器与控制器连接,便于对二维显示屏转速及时调整,并可自动检测出旋转机构故障。
附图说明
图1为本发明的整体结构框图;
图2为本发明立体显示原理图;
图3为本实施例机械部分结构示意图;
图4为本实施例点歌设备组成框图;
图5为本实施例的二维显示屏效果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1所示,一种全息成像KTV系统,包括中央服务器1、点歌设备2、三维旋转显示设备3和播放设备4,点歌设备2和播放设备4分别与中央服务器1连接,三维旋转显示设备3包括控制器31、二维显示屏32和旋转机构,二维显示屏32为LED阵列显示屏,控制器31分别与中央服务器1、二维显示屏32和旋转机构连接,二维显示屏32与旋转机构连接,电机转速和二维显示屏的刷新速率受控制器控制。
中央服务器1用来存储大量的数据包括视频、音频资料,实现的功能主要由在PC上的上位机完成,;点歌设备2主要用于人机交流,实现视频与音频的选取;三维旋转显示设备3主要原理是利用人眼视觉暂留效应,基于LED阵列的“三维体扫描”实现了立体显示效果;播放设备4为传统KTV设备,包括音响设备、功放设备、麦克风等一些辅助设备。
旋转机构设置在二维显示屏32下方,包括电机33和旋转平台34,旋转平台34分别与电机33和二维显示屏32连接,电机33与控制器31连接。电机33的转轴与旋转平台34的转轴通过同步带传动连接。旋转平台34设有底部配重块38。
众所周知人眼在接收被观察物体的信息时,携带物体信息的光信号通过人眼细胞及神经传入大脑神经,光的作用时间只是一个很短暂的时间段,当光的作用时间结束后,视觉影像并不会立即消失,这种残留的视觉称“后像”,视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。物体在快速运动时,当人眼所看到的影像消失后,人眼仍能继续保留其影像0.1---0.4秒左右的图像。在空间立体物体离散化的基础上,再利用人眼视觉暂留效应,基于LED阵列的“三维体扫描”立体显示系统便实现了立体显示效果。
如图2所示,以显示一个空心的边长为单位1的正方体为例。LED显示阵列组成的二维显示屏32即为正方体每个离散平面的显示载体,LED显示屏上的被点亮的LED即为正方体的平面离散像素。将该LED显示平面置于轴对称的角度机械扫描架构内,在严格机电同步的立体柱空间内进行各离散像素的寻址、赋值和激励,由于机械扫描速度足够快,便在人眼视觉上形成一个完整的正方体图像。图2中上部分从左至右依次为立方体0度平面二维切片图、立方体45度平面二维切片图、立方体135度平面二维切片图和立方体180度平面二维切片图,下部分为观看者观察到的完整立方体显示效果。
本实施例KTV系统工作时,中央服务器1根据点歌设备2的指令,将相应音频数据发送给播放设备4进行播放,同时将相应三维矢量数据发送给控制器31,控制器31将三维矢量数据转化为点云数据流传输给二维显示屏32,并控制旋转机构带动二维显示屏32旋转,从而利用人眼视觉暂留效应在二维显示屏32上产生立体显示效果。
中央服务器1包括数据输入接口10、数据转换单元11、数据存储单元12和数据输出接口13,数据转换单元11利用3D-Max、OpenCV和OpenGL,将从中央服务器1外部获取的3D影像数据转换为三维矢量数据即ASE文件,存储至数据存储单元12,然后通过数据输出接口13通过无线模块或有线网络传输给控制器1。数据存储单元12内也固有存储一些本地的三维矢量数据和音频数据。外部的3D影像数据承载介质可为计算机可读介质或无线通信介质,计算机可读介质如硬盘、压缩盘、数字视频盘、数字带、存储器,数据输入接口可为光驱、无线收发器、USB接口等,从数据输入接口10读入。本地3D影像数据和外部3D影像数据均适用于本实施例的KTV系统,图像资源来源广。
二维显示屏32上设有与控制器31连接的角度传感器35,可以实时得到二维显示屏32的方位角以及旋转角速度,从而得到旋转机构旋转速率,结合wifi模块或以太网模块(电力线)传给控制器31,控制器31将ASE文件解析成LED显示阵列所需的点云数据流,通过串行总线传输给由FPGA驱动的LED显示阵列,通过LED刷新速率与旋转机构旋转速率相匹配,从而实现体三维显示的效果,具体效果如图5所示,图中右侧为全息成像的效果。
控制器31内设有控制命令块、控制命令处理单元和数据缓存单元,控制命令块根据角度传感器35反馈信息与达到ASE文件显示效果进行时时分析,并加密调整旋转角度、速度等指令,进而传输指令;控制命令处理单元主要是根据传输协议接收到控制命令指令进行解码;数据缓存单元用于缓存指令,转换成机器码或者VHDL语言从而对FPGA进行调控。中央服务器1和控制器31均为STM32F4系列微控制器,并通过无线信号或数据线连接。
系统的机械部分即三维旋转显示设备3如图3所示。底部是电机33和碳刷36,电机33为直流电机,通过同步传动机构,即同步带轮37带动上层的旋转平台34高速旋转,而碳刷36则负责传递能量和通信信号。电源39设置在底部配重块38同一侧,与电机33在不同侧,使旋转机构底部重量均衡,结构稳定。二维显示屏32的正面是由1536*2048构成的三色LED点阵,FPGA的PWM信号通过驱动芯片控制三色LED从而实现真彩显示。二维显示屏32顶部设有顶部支撑310,顶部支撑310为圆柱体状,内部有轴承,和三维旋转显示设备3的外部支架11相连,用于支撑和固定二维显示屏32的旋转轴。二维显示屏32背面由多块STM32F4、SD卡、FIFO构成,负责解析ASE文件,并实时生成体三维显示数据传给LED灯板的驱动FPGA,并通过其实现最终的图像显示。
基于STM32F4处理器20的点歌设备2如图4所示,点歌设备2设有触控屏21,用于选歌、点歌,用户通过触控屏21直接操作,具有良好的人机界面;用户存储单元22可以记忆用户的操作,STM32F4处理器20通过无线WIFI模块23将数据实时发送给中央服务器1,并接受中央服务器1返回的信息,显示在触控屏上;
网络环境常见于办公室、企业广域网(WAN)、局域网(LAN)、内联网和因特网。当在LAN或WLAN网络环境中使用时,计算机可通过网络接口或适配器与LAN耦合。当在WAN网络环境中使用时,计算机通常包括用于建立经由诸如因特网或网络的WAN的通信的调制解调器或其他部件。WAN可以包括因特网、图示的网络、其他各类网络或其任意组合。将理解的是,可以使用其他用于在计算机之间建立通信链路、环路、网格、总线、云或网络的机构。
在一些实现中,信号承载介质可以包含通信介质810,诸如但不限于数字和/或模拟通信介质(例如光纤电缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。因此,例如,程序产品可以通过RF信号承载介质而被传送到全息设备或的一个或多个模块,其中信号承载介质由无线通信介质(例如,符合IEEE802.11标准的无线通信介质)来传送。
Claims (10)
1.一种全息成像KTV系统,包括中央服务器(1)、点歌设备(2)和播放设备(4),所述的点歌设备(2)和播放设备(4)分别与中央服务器(1)连接,其特征在于,所述的系统还包括三维旋转显示设备(3),所述的三维旋转显示设备(3)包括控制器(31)、二维显示屏(32)旋转机构,所述的控制器(31)分别与中央服务器(1)、二维显示屏(32)和旋转机构连接,所述的二维显示屏(32)与旋转机构连接,
系统工作时,中央服务器(1)根据点歌设备(2)的指令,将相应音频数据发送给播放设备(4)进行播放,同时将相应三维矢量数据发送给控制器(31),控制器(31)将三维矢量数据转化为点云数据流传输给二维显示屏(32),并控制旋转机构带动二维显示屏(32)旋转,从而利用人眼视觉暂留效应在二维显示屏(32)上产生立体显示效果。
2.根据权利要求1所述的一种全息成像KTV系统,其特征在于,所述的旋转机构设置在二维显示屏(32)下方,包括电机(33)和旋转平台(34),所述的旋转平台(34)分别与电机(33)和二维显示屏(32)连接,所述的电机(33)与控制器(31)连接。
3.根据权利要求2所述的一种全息成像KTV系统,其特征在于,所述的电机(33)的转轴与旋转平台(34)的转轴通过同步带传动连接。
4.根据权利要求2所述的一种全息成像KTV系统,其特征在于,所述旋转平台(34)设有底部配重块(36)。
5.根据权利要求1所述的一种全息成像KTV系统,其特征在于,所述的二维显示屏(32)为LED阵列显示屏。
6.根据权利要求1所述的一种全息成像KTV系统,其特征在于,所述的中央服务器(1)包括数据转换单元(11),所述的数据转换单元(11)将从中央服务器(1)外部获取的3D影像数据转换为三维矢量数据。
7.根据权利要求6所述的一种全息成像KTV系统,其特征在于,所述的中央服务器(1)还包括数据存储单元(12),所述的数据存储单元(12)内存储三维矢量数据和音频数据。
8.根据权利要求1所述的一种全息成像KTV系统,其特征在于,所述的中央服务器(1)和控制器(31)均为STM32F4系列微控制器。
9.根据权利要求1所述的一种全息成像KTV系统,其特征在于,所述的中央服务器(1)与控制器通过无线信号连接。
10.根据权利要求1所述的一种全息成像KTV系统,其特征在于,所述的二维显示屏(32)上设有角度传感器(35),所述的角度传感器(35)与控制器(31)连接。
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PB01 | Publication | ||
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