CN105957000A - 用于实现艺术品虚拟展示的设备以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于实现艺术品虚拟展示的设备以及方法，该设备包括：姿态传感器、显示单元、数据提供单元以及控制单元，姿态传感器、显示单元以及数据提供单元均与控制单元通信连接，姿态传感器用于采集使用者的身体姿态信息并将身体姿态信息传输至控制装置，控制装置用于基于身体姿态信息确定使用者的身体姿态，根据预先定义的身体姿态与艺术品展示数据之间的对应关系确定与身体姿态相对应的艺术品展示数据，数据提供单元用于提供艺术品展示数据，以及显示单元用于显示基于艺术品展示数据生成的艺术品图像。通过本发明，能够基于与艺术品相对应的图像数据实现对艺术品多角度、全方位的展示，并且允许观众通过自身的身体姿态来控制艺术品的展示过程。

Description

用于实现艺术品虚拟展示的设备以及方法
技术领域
本发明主要涉及三维仿真技术领域与体感交互技术领域，特别是涉及一种借助于体感交互技术实现艺术品3D虚拟展示的设备以及方法。
背景技术
艺术品作为人类文明的物质载体，具有非常重要的历史价值和文化价值。但是，传统的实体艺术品展馆受到观念、技术、场地、展陈能力等方面的限制或者由于很多艺术品需要很高的保藏条件、出于保护艺术品的目的，对其收藏大量艺术品并未进行展出，使得很多艺术品深藏馆中无人知晓。以故宫为例，每年展出的藏品仅占藏品总量的约5％。在这种情况下，很多艺术品的历史和文化传承价值无法实现，艺术品展馆也因展示、提供的艺术品信息量严重不足而在社会教育和文化传播能力方面受到很大的限制。
而且，即使是被展出的艺术品，出于保护艺术品的考虑以及受到展陈条件和设施的限制，也不允许观众对艺术品进行直接的接触和操作，使观众无法对艺术品进行多视角的全面观赏。
因此，实有必要设计一种设备和方法，基于与艺术品相对应的三维图像数据、以能够与观众互动的方式实现艺术品的虚拟展示，由此克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于实现艺术品虚拟展示的设备以及方法，基于与艺术品相对应的三维图像数据实现对艺术品的多角度、全方位的展示，并且允许观众通过自身的身体姿态来控制艺术品的展示。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于实现艺术品虚拟展示的设备，包括：姿态传感器、显示单元、数据提供单元以及控制单元，所述姿态传感器、所述显示单元以及所述数据提供单元均与所述控制单元通信连接，所述姿态传感器用于采集使用者的身体姿态信息并将所述身体姿态信息传输至所述控制装置，所述控制装置用于基于所述身体姿态信息确定使用者的身体姿态，根据预先定义的身体姿态与艺术品展示数据之间的对应关系确定与所述身体姿态相对应的艺术品展示数据，所述数据提供单元用于提供所述艺术品展示数据，以及所述显示单元用于显示基于所述艺术品展示数据生成的艺术品图像。
优选地，所述姿态传感器包括RGB摄像头和/或红外深度传感器。
优选地，所述数据提供单元包括数据存储器和/或用来连接外部设备的数据通信接口。
优选地，所述设备进一步包括音频播放单元，所述音频播放单元用于播放所述艺术品展示数据中包含的音频数据。
另一方面，本发明提供了一种用于实现艺术品虚拟展示的方法，包括如下步骤：采集使用者的身体姿态信息；根据所述身体姿态信息确定使用者的身体姿态；获取与所述身体姿态相对应的艺术品展示数据；以及基于所述艺术品展示数据生成艺术品图像并显示所述艺术品图像。
优选地，所述方法进一步包括预先定义使用者的身体姿态与艺术品展示数据之间的对应关系的步骤。
优选地，所述艺术品展示数据包括艺术品三维图像数据以及与艺术品相关的文字、图片和/或视频数据。
优选地，所述艺术品展示数据包括音频数据，所述方法进一步包括基于所述音频数据播放音频的步骤。
另一方面，本发明提供一种用于实现艺术品虚拟展示的设备，包括：采集装置，用于采集使用者的身体姿态信息；判定装置，用于根据所述身体姿态信息确定使用者的身体姿态；获取装置，用于获取与所述身体姿态相对应的艺术品展示数据；和显示装置，用于基于所述艺术品展示数据生成艺术品图像并显示所述艺术品图像。
优选地，所述设备进一步包括关联装置，所述关联装置用于预先定义使用者的身体姿态与艺术品展示数据之间的对应关系。
优选地，所述艺术品展示数据包括艺术品三维图像数据以及与艺术品相关的文字、图片和/或视频数据。
优选地，所述艺术品展示数据包括音频数据，所述设备进一步包括音频播放装置，用于基于所述音频数据播放音频。
通过本发明的用于实现艺术品虚拟展示的设备和方法，能够基于与艺术品相对应的图像数据实现对艺术品的多角度、全方位的展示，使艺术品的展示不再受到实体艺术品所需要的苛刻条件的限制，并且观众能够通过自身的身体姿态来控制艺术品的展示过程，实现多角度、全方位展示的同时也显著改善了展示的效果，从而显著地增强了实体展览馆的社会教育和文化传播能力。
附图说明
图1为根据本发明优选实施例的、用于实现艺术品虚拟展示的设备的结构示意图。
图2为根据本发明优选实施例的、用于实现艺术品虚拟展示的方法的流程示意图。
图3为根据本发明优选实施例的、用于实现艺术品虚拟展示的设备的组成示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的优选实施方式进行详细的说明。本领域技术人员应该理解，这里所描述的实施例均为示例性的，不应被解释为对本发明的限制。
本文中所称的“艺术品”应该从广义上理解，包括任何凝聚了人类智慧、体现并传承人类文化的艺术作品。利用当前已知影像处理技术以及3D建模技术，可以在不损坏实体艺术品的情况下对其进行仿真、模拟，使其数字化。
图1示出了根据本发明优选实施例的、用于实现艺术品虚拟展示的设备100的结构示意图。如图所示，设备100包括显示单元101、姿态传感器102、数据提供单元103以及控制单元104，姿态传感器102、显示单元101以及数据提供单元103均与控制单元104通信连接。
姿态传感器102可以包括RGB摄像头和/或红外深度传感器，其通过捕获使用者的影像、凭借对人体骨骼节点的分析和/或其它的技术来采集使用者的身体姿态信息，作为进一步判断使用者的身体动作或身体姿态的基础。姿态传感器102将采集到的使用者的身体姿态信息传输至控制单元104。
控制单元104对接收到的使用者身体姿态信息进行识别，确定使用者的身体姿态，并根据预先定义的身体姿态与艺术品展示数据之间的对应关系确定与该身体姿态相对应的艺术品展示数据。
例如，姿态传感器102检测到使用者正面朝向传感器，双臂向前伸出，双手沿水平方向平移且向两侧分开，控制单元104基于上述信息确定使用者的身体姿态，并例如在预先定义的查找表中查找与该身体姿态对应的艺术品展示数据。
数据提供单元103用于提供控制单元104所确定的与使用者当前的身体姿态相对应的艺术品展示数据。数据提供单元103既可以是设备100内置的数据存储器，也可以是用来与外部设备进行通信的数据通信接口，例如，可以将艺术品实体的三维图像数据存储在后台数据服务器中，当控制单元104确定了需要的三维图像数据后，通过设备100的用于连接后台数据服务器的网络接口来提供相应的三维图像数据。
显示单元101用于向使用者呈现基于艺术品展示数据生成的艺术品图像。显示单元101并不局限于常规的具有显示屏的CRT显示器、液晶显示器或等离子显示器，也可以借助于投影仪、全息成像设备等来向使用者呈现艺术品图像，以满足特定应用环境的需要或者实现更加逼真的立体显示效果。
通过对艺术品实体的三维图像采集，能够得到艺术品的三维图像数据，其中，包含对应于艺术品不同观看角度和不同缩放程度的数据。针对不同的艺术品，可以预先定义使用者的身体姿态信息与艺术品的三维图像数据的对应关系，例如，对于书画作品，可以将使用者双手沿水平方向左右分开的动作预先定义为展开卷轴，而将双手并拢的动作定义为收起卷轴；此外，还可以将使用者双手沿左下至右上(或左上至右下)方向的分开和并拢分别定义为放大和缩小。由此，当姿态传感器102采集到上述身体姿态信息时，控制单元104就能够确定使用者的身体姿态，并由此确定使用者期望进行的操作，从而调取与该操作相对应的艺术品展示数据并通过相关的设备展示给使用者，例如，展开卷轴、平移、局部放大等等。
本领域技术人员应该理解，艺术品展示数据并不局限于三维图像数据，还可以包括与艺术品相关的辅助信息，例如，文字介绍、相关的图片以及音频视频数据，其同样可以与使用者的身体姿态信息形成预先定义的对应关系，从而在检测到使用者特定的身体姿态时向使用者呈现相应的信息，比如，在显示单元上呈现艺术品三维图像的同时，可以辅以说明性的文字、介绍性的音频视频信息等。容易理解，为了向使用者呈现其它类型的信息，例如音频信息，设备100优选地包括相应的设备，例如音频播放器。
此外，本领域技术人员能够理解，控制单元104并不局限于单个的部件，其也可以由分别实现不同子功能的若该子单元构成。
在本发明的一种优选实施例中，设备100以艺术品虚拟展示终端的形式实现，其包括：显示器、电脑主机和红外深度摄像头，显示器和红外深度摄像头均与电脑主机连接，设备功能利用安装在电脑主机上的软件实现，艺术品展示数据存储与电脑主机的硬盘上、与电脑主机通讯连接的外置移动存储设备上、或者通过网络接口从后台服务器获取。然而，本领域技术人员能够理解，设备100同样可以以纯硬件和/或固件的形式，作为专用的展示设备实现。
图2示出了根据本发明优选实施例的、用于实现艺术品虚拟展示的方法的流程示意图。
在步骤S201中，采集使用者的身体姿态信息，优选通过姿态传感器(例如RGB摄像头和/或红外深度传感器)来实现。
在步骤S202中，根据所述身体姿态信息确定使用者的身体姿态。优选地，所确定的身体姿态既可以是静态的身体姿势，也可以是使用者在一定时间内身体姿势的连续变化过程或一连串动作的组合。
在步骤S203中，获取与所述身体姿态相对应的艺术品展示数据。在确定了使用者的身体姿态之后，根据预先定义的身体姿态与艺术品展示数据之间的对应关系，就能够确定需要获取的艺术品展示数据。艺术品展示数据也可以通过多种方式获得，例如，从本地数据存储器调取，通过网络接口从互联网下载，检索远程数据库，甚至可以通过其它应用程序即时生成，等等。
在步骤S204中，基于所述艺术品展示数据生成艺术品图像并显示所述艺术品图像。
在本发明的优选实施例中，方法流程还可以包括预先定义使用者的身体姿态与艺术品展示数据之间的对应关系的步骤。
优选地，在艺术品展示数据包括音频数据的情况下，方法流程还包括基于音频数据播放音频的步骤。
图3示出了根据本发明优选实施例的、用于实现艺术品虚拟展示的设备300的组成示意图。设备300包括采集装置301、判定装置302、获取装置303以及显示装置304，其中采集装置301用于采集使用者的身体姿态信息；判定装置302用于根据采集到的身体姿态信息确定使用者的身体姿态；获取装置303用于获取与所确定的身体姿态相对应的艺术品展示数据；显示装置304用于基于获得的艺术品展示数据生成相应的艺术品图像并向使用者显示该艺术品图像。
在优选实施例中，设备300还包括关联装置，其用于预先定义使用者的身体姿态与艺术品展示数据之间的对应关系。
在优选实施例中，设备300还包括音频播放装置，用来播放艺术品展示数据中包含的音频数据。
本领域技术人员应该理解，设备300既可以利用软件实现，也可以根据需要以硬件的形式实现。而且，采集装置301、判定装置302、获取装置303以及显示装置304，也可以单独地或者以适当的方式组合起来通过硬件实现，并且可以集成在相关的实体部件中。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种用于实现艺术品虚拟展示的设备，包括：姿态传感器、显示单元、数据提供单元以及控制单元，所述姿态传感器、所述显示单元以及所述数据提供单元均与所述控制单元通信连接，
所述姿态传感器用于采集使用者的身体姿态信息并将所述身体姿态信息传输至所述控制装置，
所述控制装置用于基于所述身体姿态信息确定使用者的身体姿态，根据预先定义的身体姿态与艺术品展示数据之间的对应关系确定与所述身体姿态相对应的艺术品展示数据，
所述数据提供单元用于提供所述艺术品展示数据，以及
所述显示单元用于显示基于所述艺术品展示数据生成的艺术品图像。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述姿态传感器包括RGB摄像头和/或红外深度传感器。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述数据提供单元包括数据存储器和/或用来连接外部设备的数据通信接口。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述设备进一步包括音频播放单元，所述音频播放单元用于播放所述艺术品展示数据中包含的音频数据。
5.一种用于实现艺术品虚拟展示的方法，包括如下步骤：
采集使用者的身体姿态信息；
根据所述身体姿态信息确定使用者的身体姿态；
获取与所述身体姿态相对应的艺术品展示数据；以及
基于所述艺术品展示数据生成艺术品图像并显示所述艺术品图像。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括预先定义使用者的身体姿态与艺术品展示数据之间的对应关系的步骤。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述艺术品展示数据包括艺术品三维图像数据以及与艺术品相关的文字、图片和/或视频数据。
8.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述艺术品展示数据包括音频数据，所述方法进一步包括基于所述音频数据播放音频的步骤。
9.一种用于实现艺术品虚拟展示的设备，包括：
采集装置，用于采集使用者的身体姿态信息；
判定装置，用于根据所述身体姿态信息确定使用者的身体姿态；
获取装置，用于获取与所述身体姿态相对应的艺术品展示数据；和
显示装置，用于基于所述艺术品展示数据生成艺术品图像并显示所述艺术品图像。
10.根据权利要求9所述的设备，进一步包括关联装置，所述关联装置用于预先定义使用者的身体姿态与艺术品展示数据之间的对应关系。
11.根据权利要求9或10所述的设备，其中所述艺术品展示数据包括艺术品三维图像数据以及与艺术品相关的文字、图片和/或视频数据。
12.根据权利要求9或10所述的设备，其中所述艺术品展示数据包括音频数据，所述设备进一步包括音频播放装置，用于基于所述音频数据播放音频。
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