CN107465850A - 虚拟现实系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种虚拟现实系统，其包括实体布景及多个影像产生装置；实体布景设置于室内空间中，而多个影像产生装置也设置于室内空间中，并分别在室内空间中产生各自的视频影像，多个视频影像被产生在室内空间的投影面上，并且部分地重叠而产生具有立体感的结合影像；其中，多个视频影像的内容是对应实体布景，而由多个视频影像部分地重叠而产生的结合影像与对应的实体布景相结合，从而造成完整的整体景观效果。

Description

虚拟现实系统

技术领域

本发明涉及一种虚拟现实系统，尤其涉及一种通过影像与实体布景的搭配，来造成身临其境效果的虚拟现实系统。

背景技术

近年来科技发达，传统的影音设备已无法满足人们的需求，因此，各式虚拟现实的装置或是显示方法已如雨后春笋般出现，成为现在各家厂商竞相发展的产品之一。同时，消费者对虚拟现实的要求也日益升高，不仅仅只是立体影像，在使用虚拟现实时的体验也更受到重视，俨然已是未来科技发展的重点之一。

然而，现有的虚拟现实装置或是显示方法，通常皆需要配戴具有特殊装置或功能的眼镜，这样使用者在进行虚拟现实时多少会受到所配戴的额外的装置影响，而令虚拟现实的体验变差，例如戴眼镜者再戴上立体眼镜时的不适感，或者是需在特定的场所才能有较佳的虚拟现实效果，进而限制了虚拟现实可运用的范围。

再者，现行虚拟现实技术通常为声光效果，顶多再加上喷气等简单的触觉体验，而无法真正达到身临其境的效果。因此若有一种能裸眼直视，并具有触觉体验的虚拟现实装置，应能更加提升现有的虚拟现实体验。

发明内容

有鉴于上述已知问题，本发明的目的在于提供一种结合视频影像及实体布景的虚拟现实系统。

根据上述目的，本发明提供一种虚拟现实系统，其包括实体布景及多个影像产生装置；实体布景设置于室内空间中；多个影像产生装置也设置于室内空间中，并分别在室内空间中产生各自的视频影像，多个视频影像被产生在室内空间的投影面上，并且部分地重叠而产生具有立体感的结合影像；其中，多个视频影像的内容及所产生的位置是对应实体布景，而由多个视频影像部分地重叠而产生的结合影像与对应的实体布景相结合，从而造成完整的整体景观效果。

较佳者，多个影像产生装置可分别为投影机。

较佳者，多个影像产生装置可设置在同一水平线上。

较佳者，多个影像产生装置的数量及所设置的位置，可根据室内空间的大小及多个视频影像所欲呈现的效果而决定。

较佳者，虚拟现实系统还包括处理模块，其含有原始影像数据，处理模块根据多个影像产生装置的位置、室内空间的大小及所欲呈现的效果来处理原始影像数据，进而产生多个视频影像数据，并将多个视频影像数据分别传至对应的多个影像产生装置，令多个影像产生装置分别在室内空间中产生各自的视频影像。

较佳者，虚拟现实系统还包括发声装置、气味产生装置、风感装置或其组合，发声装置配合整体景观效果而产生立体声，气味产生装置配合整体景观效果而产生气味，风感装置配合整体景观效果而令室内空间中的空气流动。

根据上述目的，本发明另提供一种虚拟现实系统，其包括实体布景、多个影像产生装置及透光隔离层；实体布景设置于室内空间中；多个影像产生装置设置于室内空间中，并分别对室内空间产生各自的视频影像，多个视频影像被产生在透光投影件上，并且部分地重叠而产生具有立体感的结合影像；透光隔离层设置于实体布景与透光投影件之间；其中，多个视频影像的内容及所产生的位置对应实体布景，而由多个视频影像部分地重叠而产生的结合影像与对应的实体布景相结合，从而造成完整的整体景观效果。

较佳者，虚拟现实系统还包括处理模块，其含有原始影像数据，处理模块根据多个影像产生装置的位置、透光投影件的大小及所欲呈现的效果来处理原始影像数据，进而产生多个视频影像数据，并将多个视频影像数据分别传至对应的多个影像产生装置，令多个影像产生装置分别在该室内空间中产生各自的视频影像。

承上所述的本发明的虚拟现实系统，通过处理模块依据原始影像数据控制多个影像产生装置产生多个视频影像，而使得多个视频影像与实体布景产生虚拟现实的效果，并设置发声装置及规划多个影像产生装置摆设位置，以产生更真实的整体景观效果，达到身临其境的功效。

附图说明

图1为本发明的虚拟现实系统的设置示意图。

图2为本发明的虚拟现实系统的示意图。

图3为本发明的虚拟现实系统的第一实施例的示意图。

图4为本发明的虚拟现实系统的方块图。

图5为本发明的虚拟现实系统的第二实施例的第一示意图。

图6为本发明的虚拟现实系统的第二实施例的第二示意图。

图7为本发明的虚拟现实系统的第三实施例的示意图。

附图标记说明：

10：虚拟现实系统；

11：实体布景；

12a、12b、12c、12d：影像产生装置；

121：视频影像；

13：处理模块；

14：发声装置；

15：气味产生装置；

16：风感装置；

17：透光投影件；

18：透光隔离层；

20：室内空间；

21：墙面；

22：观景平台。

具体实施方式

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。

请参阅图1及图2，图1为本发明的虚拟现实系统的设置示意图；图2为本发明的虚拟现实系统的示意图。如图所示，在图1中，本发明的虚拟现实系统10包括实体布景11以及影像产生装置12a、12b、12c。另外，在图1及图2中，本发明的虚拟现实系统10所呈现的效果是以海边的景色作为示例。

实体布景11设置于室内空间20中，而因为本实施例是呈现海边的景色，所以本实施例的实体布景11便可为由沙子铺设于室内空间20地板而成的沙滩。另外，室内空间20的大小并不局限于特定大小，在图1中的室内空间20与其他各元件之间的比例仅作为示例描述，并非实际的比例。

多个影像产生装置12a、12b、12c可为投影机或显示屏幕等可以产生影像的装置，而在本实施例中，将以投影机作为多个影像产生装置12a、12b、12c的示例，也就是说多个影像产生装置12a、12b、12c皆为投影机。

再者，多个影像产生装置12a、12b、12c也设置于室内空间20中，或者更详细地说，多个影像产生装置12a、12b、12c可吊挂在室内空间20的天花板，但是，多个影像产生装置12a、12b、12c也可以设置于室内空间20中的各个位置，可视空间大小及所欲产生的效果而予以调整，并不以此为限。

多个影像产生装置12a、12b、12c分别在室内空间20中产生各自的视频影像121，多个视频影像121被产生在室内空间20中的投影面上，并且彼此部分地重叠，从而产生具有立体感的结合影像。举例来说，如图1所示，各投影机可各自对室内空间20的墙面21进行投影，其各自投影的墙面21便是投影机所面向的投影面，因此，如图所示，所投影出来的各视频影像121便会有部分与其他的视频影像121重叠，而这些影像重叠的部分，在作为视频影像121的依据的视频影像121数据输入到投影机中之前，便已经过拼接计算，使得在观看此重叠的部分时，会造成错觉而有立体的感觉，因此在观看时所有的视频影像121拼接(部份地重叠)起来便为具有立体感的结合影像。

进一步地，多个视频影像121的内容及所产生的位置是对应实体布景11，也就是说，为了呈现出海边的景色，实体布景11已以沙子来布置为沙滩，这样多个视频影像121所需要呈现的便是海面(海浪)及天空的景色，并且，由多个视频影像121部分地重叠而产生的结合影像为了能够与对应的实体布景11在视觉上相结合，多个视频影像121所产生的位置是需要搭配实体布景11的位置，从而在视觉上造成完整的整体景观效果(如图2所示)。例如，视频影像121的海浪可显示为刚好打到实体布景11的部分沙滩，从而使观看此整体景观效果的观看者有身临其境的感觉，觉得是真的有海浪打在沙子上，如同身在海边一般。

此外，多个影像产生装置12a、12b、12c可设置在同一水平线上，如此，相较于其他的配置，天花板处可保留有较大的空间来显示天空的影像，并且，在投影时，也能保留较大的自由活动空间。例如，当有观看者想走上实体布景11来实际感受沙子的触感时，因为多个影像产生装置(投影机)12a、12b、12c设置在同一水平线上，便有较大的自由活动空间，不容易被观看者挡住投影光源而造成影子，进而破坏虚拟现实的效果。此外，多个影像产生装置12a、12b、12c设置在同一水平线上的配置因与投影面会距离较远，因此需要使用工程用高规格的投影机焦距镜头，来达到较好的效果。

续请参阅图3，其为本发明的虚拟现实系统的第一实施例的示意图。如图所示，本发明的虚拟现实系统10在此提出了一个较佳的实施例，其是在700cm×700cm的室内空间20中实施，并包括实体布景(沙滩)11及四个影像产生装置(投影机)12a、12b、12c、12d。在本实施例中，实体布景11占了700cm×400cm的空间，而剩下的700cm×300cm的空间则以木头制作了观景平台22。如此，当观看者一进到此室内空间20时，便会有置身海边沙滩旁的小木屋的临场感。

进一步来说，多个影像产生装置12a、12b、12c、12d的数量及所设置的位置，可根据室内空间20的大小及多个视频影像所欲呈现的效果而决定。而在上数规格的室内空间中，较佳的配置是如图所示般四个影像产生装置(投影机)12a、12b、12c、12d设置在实体布景(沙滩)11及观景平台22的交接处，其以吊挂在天花板上的方式设置，且是以设置在同一水平线上的方式配置，并将视频影像投影至墙面21上，如此，由多个视频影像部分地重叠而产生的结合影像便能有较好的立体影像感，且能如上所述的创造出较大的自由活动空间，令观看者不仅能在观景平台22上观看，甚至可以走到实体布景(沙滩)11上进一步体验。

续请参阅图4，其为本发明的虚拟现实系统的方块图。如图所示，除上述的实体布景11及多个影像产生装置12a、12b、12c之外，本发明的虚拟现实系统10可还包括处理模块13，其含有原始影像数据，原始影像数据可由外部装置传送取得，亦或是内建于处理模块13中，处理模块13根据多个影像产生装置的位置12a、12b、12c、室内空间的大小及所欲呈现的效果来处理原始影像数据，进而产生多个视频影像数据，并将多个视频影像数据分别传至对应的多个影像产生装置12a、12b、12c，令多个影像产生装置12a、12b、12c分别在室内空间中产生各自的视频影像。

也就是说，上述的由多个视频影像部分地重叠而产生的结合影像，其整体影像内容最初应为一个原始影像，而包括这个原始影像的原始影像数据的处理模块13，会根据实施本发明的虚拟现实系统10的室内空间的大小及所欲呈现的效果来将原始影像数据分割，并计算出需要重叠而产生立体感的部分，进而产生出多个视频影像数据，再将其传至各对应的多个影像产生装置(投影机)12a、12b、12c，也就是哪个影像产生装置12a、12b、12c要投影哪部分的视频影像也是经由处理模块13决定，如此，多个影像产生装置12a、12b、12c便会分别在室内空间中产生各自所要投影的视频影像。

值得一提的是，在不包括处理模块13的情况下，用来产生视频影像的视频影像数据，可预先储存在影像产生装置12a、12b、12c中，在需要时进行拨放而产生视频影像。而在包括处理模块13的情况下，可以是由处理模块13来进行控制拨放而产生视频影像。

再者，本发明的虚拟现实系统10可还包括发声装置14、气味产生装置15、风感装置16或是其组合，也就是可单独设置上述装置或是搭配设置多个。

发声装置14会配合整体景观效果而产生立体声。换句话说，在多个影像产生装置12a、12b、12c产生视频影像的同时，会产生相对应的立体声，例如，视频影像为海浪时，立体声的内容便可能是海浪的声音及风声。

气味产生装置15会配合整体景观效果而产生气味。换句话说，在多个影像产生装置12a、12b、12c产生视频影像的同时，会产生相对应的气味，例如，视频影像为海浪时，气味便可能是海边的味道。

风感装置16会配合整体景观效果而令室内空间20中的空气流动。换句话说，在多个影像产生装置12a、12b、12c产生视频影像的同时，会产生相对应的气流，也就是会产生有风吹的感觉。

通过发声装置14、气味产生装置15及风感装置16的搭配，可令观看者不只可看到影像及触摸到布景，还可感受到声音、气味或风吹感等，而更有身临其境的感觉。另外同样地，发声装置14、气味产生装置15及风感装置16可单独配合多个影像产生装置12a、12b、12c来运作，或是连接处理模块13，由处理模块13来控制其运作。

续请参阅图5及图6，图5为本发明的虚拟现实系统的第二实施例的第一示意图；图6为本发明的虚拟现实系统的第二实施例的第二示意图。如图所示，在本发明的虚拟现实系统10的第二实施例中，同样包括实体布景11及多个影像产生装置12a(在图5中仅以一个影像产生装置作为示例)，与前述不同的是，本实施例中的影像产生装置12a产生视频影像121的方式与第一实施例所述的产生方式不同。

在第二实施例中，影像产生装置12a可利用背投影技术来对室内空间20产生视频影像121。如在图5中所示，影像产生装置12a也可为投影机，设置在室内空间20中，并朝向室内空间20内部的投影面进行投影，而其投影面可为特殊的背投幕，并设置在室内空间20中可搭配实体布景11的位置(例如，原本设置窗户的位置)，如此，在室内空间20内部便能通过背投幕观看到由影像产生装置12a产生的视频影像121，并搭配室内空间20中的实体布景11而有身临其境的效果。

此外，在第二实施例中，多个影像产生装置所产生的多个视频影像121可能并不彼此重叠，但其会对应彼此的内容，并且其投影面是相邻设置，如此，多个视频影像121便会相邻显示，也就是说，多个视频影像121便可组合成较大的整体的结合影像，使观看者更有临场感。

另外，除了利用背投影技术外，多个影像产生装置也可能为显示屏幕，直接设置在室内空间20适当的位置(例如，原本设置窗户的位置)，显示视频影像121，以达到如同利用背投影技术的效果。

接着，将参考图6描述第二实施例的另一种实施方式。如图所示，影像产生装置12a、12b所产生的视频影像是投影在透光投影件17上，而透光投影件17可设置于实体布景11与影像产生装置12a、12b之间，也就是投影面为可达到背投影效果的透光投影件17，并且视频影像可如上所述的部分地重叠而产生具有立体感的结合影像。透光投影件17可为多层的错层玻璃、压克力板、背投膜板等，但不以此为限。

再者，在实体布景11与透光投影件17之间，设置有透光隔离层18，观看者若位于实体布景11，可通过透光隔离层18看到投影在透光投影件17上的视频影像，且透光隔离层18距离透光投影件17一段距离，该距离可能因透光投影件17的大小、影像产生装置12a、12b设置的位置及所欲呈现的效果而不同。

如此，在实际的投影面(透光投影件17)与观看者可观看的最近处(透光隔离层18设置的处)有段距离，可有效避免观看者零距离接触投影面，而不会造成近距离观看投影影像时的影像解析度失真。其中，在此种实施方式中，因为可能受限于室内空间20的大小，因此影像产生装置12a、12b可使用具有超短焦镜头的投影机，令所需的投影距离减小。

利用背投影技术所实施的本发明的虚拟现实系统10，可令观看者自由地在设置实体布景11处活动，增加可活动空间，而不会挡到影像产生装置12a、12b，达到更好的虚拟现实体验效果。

除此之外，在第二实施例中也可包括如上所述的处理模块、发声装置、气味产生装置及风感装置。其中，处理模块可根据多个影像产生装置12a、12b的位置、透光投影件17的大小及所欲呈现的效果来处理原始影像数据，进而产生多个视频影像数据。发声装置、气味产生装置及风感装置的运作方式与前述类似，在此便不再多加赘述。

续请参阅图7，其为本发明的虚拟现实系统的第三实施例的示意图。如图所示，在本发明的虚拟现实系统10的第三实施例中，其也是利用如第二实施例的背投影技术来实施，在此，仅描述第三实施例与前述实施例不同的部分，其余相似的部分将不再赘述。

如图所示，与第二实施例不同的是，在第三实施例中多个影像产生装置12a、12b、12c可能是设置于室内空间20的天花板，并向下投影产生视频影像121以搭配实体布景11。视频影像121所投影的投影面可如图所示般的为弧形，其中，投影面可直接为背投幕，或是如图6所示般的方式呈现(也就是观看者看到的面是透光隔离层)。

承上所述的本发明的虚拟现实系统，通过处理模块来处理及控制多个影像产生装置来产生多个视频影像，令其互相重叠时具有立体效果，且配合多个影像产生装置的设置方式、实体布景以及发声装置，造成完整的整体景观效果，达到身临其境的功效。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求书中。

Claims (9)

1.一种虚拟现实系统，包括：

一实体布景，设置于一室内空间中；以及

多个影像产生装置，设置于该室内空间中，并分别在该室内空间中产生各自的一视频影像，该多个视频影像被产生在该室内空间的一投影面上，并且部分地重叠而产生具有立体感的一结合影像；

其中，该多个视频影像的内容及所产生的位置对应该实体布景，而由该多个视频影像部分地重叠而产生的该结合影像与对应的该实体布景相结合，从而造成完整的一整体景观效果。

2.根据权利要求1所述的虚拟现实系统，其特征在于，该多个影像产生装置分别为一投影机。

3.根据权利要求2所述的虚拟现实系统，其特征在于，该多个影像产生装置设置在同一水平线上。

4.根据权利要求1所述的虚拟现实系统，其特征在于，该多个影像产生装置的数量及所设置的位置，是根据该室内空间的大小及该多个视频影像所欲呈现的效果而决定。

5.根据权利要求1所述的虚拟现实系统，其特征在于，还包括一处理模块，其含有一原始影像数据，该处理模块根据该多个影像产生装置的位置、该室内空间的大小及所欲呈现的效果来处理该原始影像数据，进而产生多个视频影像数据，并将该多个视频影像数据分别传至对应的该多个影像产生装置，令该多个影像产生装置分别在该室内空间中产生各自的该视频影像。

6.根据权利要求1所述的虚拟现实系统，其特征在于，还包括一发声装置、一气味产生装置、一风感装置或其组合，该发声装置配合该整体景观效果而产生一立体声，该气味产生装置配合该整体景观效果而产生一气味，该风感装置配合该整体景观效果而令该室内空间中的空气流动。

7.一种虚拟现实系统，包括：

一实体布景，设置于一室内空间中；

多个影像产生装置，设置于该室内空间中，并分别在该室内空间中产生各自的一视频影像，该多个视频影像被产生在一透光投影件上，并且部分地重叠而产生具有立体感的一结合影像；以及

一透光隔离层，设置于该实体布景与该透光投影件之间；

其中，该多个视频影像的内容及所产生的位置对应该实体布景，而由该多个视频影像部分地重叠而产生的该结合影像与对应的该实体布景相结合，从而造成完整的一整体景观效果。

8.根据权利要求7所述的虚拟现实系统，其特征在于，还包括一处理模块，其含有一原始影像数据，该处理模块根据该多个影像产生装置的位置、该透光投影件的大小及所欲呈现的效果来处理该原始影像数据，进而产生多个视频影像数据，并将该多个视频影像数据分别传至对应的该多个影像产生装置，令该多个影像产生装置分别在该室内空间中产生各自的该视频影像。

9.根据权利要求7所述的虚拟现实系统，其特征在于，还包括一发声装置、一气味产生装置、一风感装置或其组合，该发声装置配合该整体景观效果而产生一立体声，该气味产生装置配合该整体景观效果而产生一气味，该风感装置配合该整体景观效果而令该室内空间中的空气流动。