CN109725734A - 一种显示系统及显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示系统及其显示方法，所述显示装置包括控制主机，数据库，显示装置，以及探测装置；所述数据库包括多个互动素材的影像数据；所述控制主机用于从所述数据库中随机选取一个互动素材的多个局部特征图像和活动场景图像，将所述活动场景图像显示在所述显示组件的显示屏上，将多个所述局部特征图像分别显示在多个局部特征图像显示区域内，并根据互动人员的位置信息从所述数据库中选取与所述局部特征图像相对应的多维动画影像，并在所述显示屏播放所述多维动画影像。本发明的显示系统可增加科普活动的互动性和趣味性，吸引参与人员认识并了解互动素材的相关知识。

Description

一种显示系统及显示方法

技术领域

本发明属于科普技术领域，特别是涉及一种显示系统及显示方法。

背景技术

动物的脚根据着地的方式分为跖行动物、趾行动物、蹄形动物。跖行动物也称掌行动物，它们在行走或奔跑时整个脚掌着地，例如猩猩、熊猫等。趾行动物是以四肢的趾端两节着地行走或奔跑，例如老虎、狮子、狼等。蹄形动物是仅以趾端着地行走或奔跑，如斑马、鹿等。动物的脚形状各异，通过动物的脚可以了解动物的习性。

目前已有的介绍动物习性的科普展品主要有两类：静态式和动态式。静态式主要是通过图文板、贴画等方式，直接介绍动物的各种习性，这样内容较为单调，交互方式较为简单；动态式主要通过屏幕、模型的方式，对动物的各种习性进行过介绍，交互的方式有所提高，展现的内容较为丰富。这两种方式实现的动物科普展品，均缺少互动性和趣味性，难以吸引互动人员认识并了解动物的习性。

因此，开发一种能有效增加互动性和趣味性，能吸引互动人员认识并了解动物的习性的显示系统及显示方法，成为本领域技术人员亟需解决的一个重要技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种显示系统及显示方法，用于解决现有技术中的显示系统缺少互动性和趣味性，难以吸引互动人员认识并了解动物的习性的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种显示系统，所述显示系统包括：

控制主机；

数据库，与所述控制主机通信连接，所述数据库包括多个互动素材的影像数据，一个所述互动素材的影像数据包括与所述互动素材相对应的多个局部特征图像，活动场景图像及多维动画影像；

显示装置，与所述控制主机相连，所述显示装置包括显示屏以及设置在所述显示屏上的多个局部特征图像显示区域；

探测装置，与所述控制主机相连，用于探测互动人员的位置信息，并将所述互动人员的位置信息上传到所述控制主机中；

所述控制主机用于从所述数据库中随机选取一个所述互动素材的多个所述局部特征图像和所述活动场景图像，将所述活动场景图像显示在所述显示组件的所述显示屏上，将多个所述局部特征图像分别显示在多个所述局部特征图像显示区域内，并根据所述互动人员的位置信息从所述数据库中选取与所述局部特征图像相对应的多维动画影像，并在所述显示屏播放所述多维动画影像。

可选地，所述互动素材包括动物，所述局部特征图像包括动物脚印图像。

可选地，所述探测装置包括激光扫描雷达或压力传感器。

可选地，所述显示装置包括多个所述显示屏，每个显示屏包括一所述局部特征图像显示区域。

可选地，多个所述显示屏一字排列。

可选地，所述探测装置设置在所述显示装置的一侧。

可选地，所述控制主机将随机选取的所述素材的多个所述局部特征图像分别显示在多个所述局部特征图像显示区域内且全部的所述局部特征图像的显示状态为第一状态；所述控制主机比较所述互动人员的位置信息和多个所述局部特征图像显示区域的位置信息，以此来确定所述互动人员是否处于一所述局部特征图像显示区域的位置，若处于一所述局部特征图像显示区域的位置，则将所述互动人员位置处的所述局部特征图像显示区域中的所述局部特征图像的显示状态切换为第二状态，否则，所述互动人员位置处的所述局部特征图像显示区域中的所述局部特征图像的显示状态维持不变；当全部所述局部特征图像显示区域中的所述局部特征图像全部显示为第二状态时，所述控制主机将与调取的所述互动素材相对应的所述多维动画影像在所述显示屏上进行播放。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种显示方法，所述方法包括：

随机选取一个互动素材的多个局部特征图像和活动场景图像；

显示所述互动素材的所述活动场景图像和所述局部特征图像，将多个所述局部特征图像的显示状态设置为第一状态；

探测互动人员的位置信息，并将所述互动人员的位置信息上传到控制主机中；

依次比较所述互动人员的位置信息和多个所述局部特征图像的位置信息，以此来确定所述互动人员是否处于一所述局部特征图像上；

若处于一所述局部特征图像上，则将所述互动人员位置处的所述局部特征图像的显示状态切换为第二状态；

否则，所述互动人员位置处的所述局部特征图像的显示状态维持不变；

当全部的所述局部特征图像显示为第二状态时，所述控制主机将调取与所述互动素材相对应的多维动画影像，并播放所述多维动画影像；

播放结束后，再次随机选取一个互动素材的多个局部特征图像和活动场景图像，重复上述过程。

可选地，所述探测装置包括激光扫描雷达或压力传感器。

可选地，所述互动素材包括动物，所述局部特征图像包括动物脚印图像。

利用本发明，通过激光扫描雷达识别或者压力传感器的方式来触发多维动画影像的播放，动态显示不同互动素材(例如动物)的生活习性，互动人员在互动之前，只能看到互动素材的局部特征图像(例如动物的脚印图像)及其活动场景图像(例如动物的生活环境图像)，根据局部特征(例如脚印特征)猜测是什么互动素材(例如动物)，交互用户在参加互动游戏后，显示装置通过播放互动素材(例如动物)的多维动画影响的方式来显示出答案；

利用本发明，通过互动、深度参与的方式强化了动物生活习性的科普教育，改变了以往单调粗糙的显示形式，提升了科普展品的访问效果；

利用本发明，将大面积的视频显示空间与人体行进空间融合，提升了显示系统的空间利用效率；

本发明的交互方式符合科学原理的探索、认知过程，具备引人入胜和寓教于乐的效果。

附图说明

图1为本发明的显示系统的示意图。

图2为本发明的显示方法的步骤示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，本发明实施例提供一种显示系统，所述显示系统包括控制主机1，数据库(未图示)，显示装置(显示屏31，显示屏32和显示屏33)以及探测装置2，所述显示系统提高了可以实现与用户(也即互动人员)的互动，增加对用户的吸引力，吸引用户认识并了解互动素材的相关知识(例如动物的习性)，本发明的交互方式符合科学原理的探索、认知过程，具备引人入胜和寓教于乐的效果。

具体地，所述数据库与所述控制主机1通信连接，所述数据库包括多个互动素材的影像数据，一个所述互动素材的影像数据包括与所述互动素材相对应的多个局部特征图像，活动场景图像及多维动画影像；所述显示装置与所述控制主机1相连，所述显示装置包括显示屏以及设置在所述显示屏上的多个局部特征图像显示区域；所述探测装置2与所述控制主机1相连，用于探测互动人员的位置信息，并将所述互动人员的位置信息上传到所述控制主机1中；所述控制主机1用于从所述数据库中随机选取一个所述互动素材的多个所述局部特征图像和所述活动场景图像，将所述活动场景图像显示在所述显示组件的所述显示屏上，将多个所述局部特征图像分别显示在多个所述局部特征图像显示区域内，并根据所述互动人员的位置信息从所述数据库中选取与所述局部特征图像相对应的多维动画影像，并在所述显示屏播放所述多维动画影像。

需要说明的是，所述数据库例如可以存储在所述控制主机1中，当然也可以是独立于所述控制主机1之外。

具体地，所述控制主机1将随机选取的所述素材的多个所述局部特征图像分别显示在多个所述局部特征图像显示区域内且全部的所述局部特征图像的显示状态为第一状态(例如灰色)；所述控制主机1比较所述互动人员的位置信息和多个所述局部特征图像显示区域的位置信息，以此来确定所述互动人员是否处于一所述局部特征图像显示区域的位置(也即是否踩中脚印)，若处于一所述局部特征图像显示区域的位置，则将所述互动人员位置处的所述局部特征图像显示区域中的所述局部特征图像的显示状态切换为第二状态(例如亮色)，否则，所述互动人员位置处的所述局部特征图像显示区域中的所述局部特征图像的显示状态维持不变；当全部所述局部特征图像显示区域中的所述局部特征图像全部显示为第二状态时，所述控制主机1将与调取的所述互动素材相对应的所述多维动画影像在所述显示屏上进行播放。

在本实施例中，所述探测装置2例如可以采用激光扫描雷达，所述激光扫描雷达设置在所述显示装置的一侧。激光雷达基于三角测距原理，并配以相关光学、电学、算法设计，能够实现高频高精度的距离测量，在测距的同时，雷达的机械结构在一设定角度范围(例如360度)旋转，不断获取角度信息，从而实现了设定角度范围内的扫描测距，输出扫描环境的点云数据到所述控制主机1中，根据所述点云数据和控制主机1中存储的局部特征图像显示区域的距离和角度信息进行比对，从而判断互动人员是否站立在所述局部特征图像显示区域上，也即踩中局部特征图像。

在其它实施例中，所述探测装置2也可以包括压力传感器，压力传感器设置在局部特征图像显示区域上，通过压力传感器是否检测到压力信号来判断互动人员是否位于局部特征图像显示区域上，也即互动人员是否踩中所述局部特征图像显示区域内的所述局部特征图像。

在本实施例中，所述互动素材包括动物(涵盖跖行动物、趾行动物以及蹄形动物)，所述局部特征图像包括动物脚印图像或者动物的其它局部特征；在其它实施例中，所述互动素材也可以是例如昆虫，花朵，家禽，鸟类，植物等。

具体地，所述激光扫描雷达的识别过程包括：启动激光扫描雷达并进入扫描模式，测距单元点亮激光器，开始工作，不断对外部环境进行激光采样。根据脚印(也即局部特征图像显示区域)和激光扫描雷达实际安装的相对位置，控制主机1中预先设定每个脚印相对于激光扫描雷达的角度和距离参数。当没有互动人员进入雷达扫描范围时，激光扫描雷达无触发信号输出；当有互动人员进入雷达扫描范围时，雷达输出用户的角度和距离信息，并和控制主机1中设定的脚印的角度和距离参数对比，如果参数不一致，表示用户并没有踩在脚印上，脚印图案保持原状态，如果参数一致，表示用户已踩在脚印上，点亮脚印图案。

如图1所示，在本实施例中，所述显示装置包括多个所述显示屏，每个显示屏包括一所述局部特征图像显示区域。在图1中，所述显示装置示出了包括三个显示屏的情形，分别为显示屏31，显示屏32以及显示屏34，三个显示屏一字排列，组成一个大屏，需要说明的是，所述显示屏的个数可根据实际需求进行设定，所述显示屏的排列方式可根据实际需求进行排布，在采用激光扫描雷达作为探测装置2时，需要保证各显示屏内的所述局部特征图像显示区域与所述激光扫描雷达的连线不位于同一平面，也即不会发生遮挡。

如图2所示，本发明的实施例还提供图1所示的显示系统的显示方法，包括如下步骤：

步骤S10、控制主机1随机从数据库中选取一个互动素材的多个局部特征图像和活动场景图像；

步骤S20、将选取的所述互动素材的动场景图像显示在所述显示组件的显示屏中，将多个所述局部特征图像分别显示在所述显示屏上的多个局部特征图像显示区域，且将全部的所述局部特征图像的显示状态设置为第一状态；

步骤S30、所述探测装置2探测互动人员的位置信息，并将所述互动人员的位置信息上传到所述控制主机1中；

步骤S40、所述控制主机1依次比较所述互动人员的位置信息和多个所述局部特征图像显示区域的位置信息，以此来确定所述互动人员是否处于一所述局部特征图像显示区域上；

步骤S50、若若处于一所述局部特征图像显示区域的位置，则所述控制主机1将所述互动人员位置处的所述局部特征图像显示区域中的所述局部特征图像的显示状态切换为第二状态，否则，所述互动人员位置处的所述局部特征图像显示区域中的所述局部特征图像的显示状态维持不变；

步骤S60、当全部的所述局部特征图像显示区域中的所述局部特征图像显示为第二状态时，所述控制主机1将从所述数据库中调取与所述互动素材相对应的所述多维动画影像在所述显示屏上进行播放；

步骤S70、播放结束后，所述控制主机1再次随机从数据库中选取一个互动素材的多个局部特征图像和活动场景图像，重复上述过程。

在具体实施例中，所述的显示系统例如可应用于动态模仿动物脚印展现动物习性的科普展品装置，在进行科普展览之前，需要将所述显示系统设置在科普活动地点。具体地，在地面上预先做地台，将例如三个液晶显示屏放置于地台中央位置并固定，三个液晶显示屏按照预设排布方式(例如一字排布方式)进行拼接，拼接后的三块液晶显示屏呈现为一个大屏，液晶显示屏的上方布置钢化玻璃，接缝处密封处理；其中，激光扫描雷达放置在液晶屏一侧的0.3-1米处，为防止激光雷达被碰撞，在激光扫描雷达上设置一保护柜台。需要说明的是，所述激光扫描雷达与所述液晶显示屏的距离可根据实际情况进行调节，不以此处列举范围为限。

待机界面时，控制主机1随机显示动物脚印库(数据库)中的某一种动物的脚印及其代表性的活动场景，共三组脚印，脚印显示为灰色(第一状态)，分别显示在三个液晶屏中，动物的脚印全部为写实图片，此时互动人员可根据脚印的特征猜猜是什么动物。当用户踩到液晶屏的第一个脚印时，激光扫描雷达检测到用户已踩到脚印，并将数据发送给控制主机1，控制主机1随即将互动人员踩中的脚印图片显示为亮色。依次类推，用户按照三个液晶屏上分别设定的三对脚印位置，全部踩中并走完，激光雷达将检测到用户已踩中所有脚印，控制主机1随即播放相应脚印的动物的3D动画，此时互动人员可以看到了动物的全貌，和之前根据脚印特征猜的动物对比是否猜对了，以此实现互动。当用户依次踩过六个脚印时，依次点亮六个脚印图案，然后播放动物的3D动画。

需要说明的是，所述动物脚印的数据库中涵盖了跖行动物、趾行动物、蹄形动物，共数十种常见动物的素材数据。

需要说明的是，所述显示屏(例如液晶显示屏或其他显示屏)的个数，以及脚印的个数可根据实际情况进行调节，不以此处列举为限。

在该具体实施例中，该显示系统将大面积的视频显示空间与人体行进空间融合，提升了显示系统的空间利用效率，通过真实脚印图片和踩脚印动作的交互形式，增加科普活动的交互性和趣味性，以达到信息交互用户认识并了解动物的习性，改变了以往单调粗糙的显示形式，提升了科普展品的访问效果。

在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本发明实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本发明的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本发明实施例的方面变模糊。

在整篇说明书中提到“一个实施例(one embodiment)”、“实施例(anembodiment)”或“具体实施例(a specific embodiment)”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中，并且不一定在所有实施例中。因而，在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中(in one embodiment)”、“在实施例中(inan embodiment)”或“在具体实施例中(in a specific embodiment)”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外，本发明的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解本文所述和所示的发明实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的，并将被视作本发明精神和范围的一部分。

还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个，或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。

另外，除非另外明确指明，附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的，而并非限制。此外，除非另外指明，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。

如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”包括复数参考物。同样，如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“在…中(in)”的意思包括“在…中(in)”和“在…上(on)”。

本发明所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本发明限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本发明的具体实施例和本发明的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本发明的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本发明所述实施例的上述描述来对本发明进行这些修改，并且这些修改将在本发明的精神和范围内。

本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本发明的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本发明实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本发明的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本发明实施例的各方面造成混淆。

因而，尽管本发明在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换意在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出发明的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本发明的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本发明的最佳方式公开的具体实施例，但是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本发明的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

Claims (10)

1.一种显示系统，其特征在于，包括：

控制主机；

数据库，与所述控制主机通信连接，所述数据库包括多个互动素材的影像数据，每个所述互动素材的影像数据包括与所述互动素材相对应的多个局部特征图像，活动场景图像及多维动画影像；

显示装置，与所述控制主机相连，所述显示装置包括显示屏以及设置在所述显示屏上的多个局部特征图像显示区域；

所述探测装置，与所述控制主机相连，用于探测互动人员的位置信息，并将所述互动人员的位置信息上传到所述控制主机中；

所述控制主机用于从所述数据库中随机选取一个所述互动素材的多个所述局部特征图像和所述活动场景图像，将所述活动场景图像显示在所述显示组件的所述显示屏上，将多个所述局部特征图像分别显示在多个所述局部特征图像显示区域内，并根据所述互动人员的位置信息从所述数据库中选取与所述局部特征图像相对应的多维动画影像，并在所述显示屏播放所述多维动画影像。

2.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述互动素材包括动物，所述局部特征图像包括动物脚印图像。

3.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述探测装置包括激光扫描雷达或压力传感器。

4.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述显示装置包括多个所述显示屏，每个显示屏包括一所述局部特征图像显示区域。

5.根据权利要求4所述的显示系统，其特征在于，多个所述显示屏一字排列。

6.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述探测装置设置在所述显示装置的一侧。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的显示系统，其特征在于，所述控制主机将随机选取的所述素材的多个所述局部特征图像分别显示在多个所述局部特征图像显示区域内且全部的所述局部特征图像的显示状态为第一状态；所述控制主机比较所述互动人员的位置信息和多个所述局部特征图像显示区域的位置信息，以此来确定所述互动人员是否处于一所述局部特征图像显示区域的位置，若处于一所述局部特征图像显示区域的位置，则将所述互动人员位置处的所述局部特征图像显示区域中的所述局部特征图像的显示状态切换为第二状态，否则，所述互动人员位置处的所述局部特征图像显示区域中的所述局部特征图像的显示状态维持不变；当全部所述局部特征图像显示区域中的所述局部特征图像显示为第二状态时，所述控制主机将调取与所述互动素材相对应的所述多维动画影像在所述显示屏上进行播放。

8.一种显示方法，其特征在于，所述方法包括：

随机选取一个互动素材的多个局部特征图像和活动场景图像；

显示所述互动素材的所述活动场景图像和所述局部特征图像，将多个所述局部特征图像的显示状态设置为第一状态；

探测互动人员的位置信息，并将所述互动人员的位置信息上传到控制主机中；

依次比较所述互动人员的位置信息和多个所述局部特征图像的位置信息，以此来确定所述互动人员是否处于一所述局部特征图像上；

若处于一所述局部特征图像上，则将所述互动人员位置处的所述局部特征图像的显示状态切换为第二状态，否则，所述互动人员位置处的所述局部特征图像的显示状态维持不变；

当全部的所述局部特征图像显示为第二状态时，所述控制主机将调取与所述互动素材相对应的多维动画影像，并播放所述多维动画影像；

播放结束后，再次随机选取一个互动素材的多个局部特征图像和活动场景图像，重复上述过程。

9.根据权利要求1所述的显示方法，其特征在于，探测互动人员的位置信息包括使用激光扫描雷达或压力传感器探测互动人员的位置信息。

10.根据权利要求1所述的显示方法，其特征在于，所述互动素材包括动物，所述局部特征图像包括动物脚印图像。