CN109838122A - 一种互动观影系统及其交互方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种互动观影系统及其交互方法，属于一种数字多媒体技术领域。系统包括控制器、分别与控制器连接的投影系统、轨道系统和互动射击系统；投影系统包括屏幕，互动射击系统包括仿真激光枪和红外摄像头，仿真激光枪进行射击之后，红外摄像头捕获屏幕图像并传输至控制器，控制器将射击反馈显示在屏幕上从而实现交互；轨道系统包括轨道车和轨道，轨道车包括底盘、位于底盘上方的转台，在控制器的控制下，轨道车可以沿着轨道进行往复运动，还可以进行360°旋转。本发明通过设计互动射击系统和轨道系统，可以使得观众在观影途中沿着轨道移动，实现旋转以及六自由度姿态变化，同时还可以与影片进行射击交互，具有强烈的沉浸感和真实感。

Description

一种互动观影系统及其交互方法

技术领域

本发明属于一种数字多媒体技术领域，具体涉及一种互动观影系统及其交互方法。

背景技术

随着人机交互技术、3D显示技术的发展，人们对观影带来的交互性和沉浸感的要求越来越高。特效影院是从传统的立体影院基础上发展而来，相比较于其他类型影院，目前的特效影院具有主题突出、效果逼真、科技含量高、视觉及感官冲击性强等特点和优势，除了可以达到4D影院、巨幕穹幕影院的效果，还可以让观众在安全的环境下体验到飞翔、交互娱乐等效果。但是现有特效影院，通常投影显示只能看到一个方向的画面，比较单一，并且在观影途中不能很好的随着场景变化进行相应的姿态变化，因此沉浸感较差、真实感不强；此外，现有的一些特效影院，只能实现较为简单的观众反馈，不能与影片进行深层次交互，观影者很难体验到主角的感受，娱乐性太低。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种互动观影系统及其交互方法，通过设计互动射击系统和轨道系统，可以使得观众在观影途中沿着轨道移动，并随着电影中的场景实现旋转以及六自由度姿态变化，同时还可以与影片进行射击交互，具有强烈的沉浸感和真实感。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种互动观影系统，包括控制器、分别与所述控制器连接的投影系统、轨道系统和互动射击系统；

所述投影系统包括屏幕，所述互动射击系统包括仿真激光枪和红外摄像头，所述仿真激光枪进行射击之后，所述红外摄像头捕获屏幕图像并传输至所述控制器，所述控制器将射击反馈显示在所述屏幕上，从而实现交互；所述轨道系统包括轨道车和轨道，所述轨道车包括底盘、位于所述底盘上方的转台，在所述控制器的控制下，所述轨道车可以沿着所述轨道进行往复运动，还可以进行360°旋转。

在一些实施例中，所述仿真激光枪包括无线通信装置，所述仿真枪通过所述无线通信装置与所述控制器连接。

在一些实施例中，所述轨道系统还包括六自由度运动平台，所述六自由度运动平台位于所述转台上方，在所述控制器的控制下，所述轨道车可以根据影片中的场景实现六自由度运动。

在一些实施例中，所述轨道系统还包括座椅，所述座椅固定于所述六自由度运动平台上，所述座椅可以为一个或是多个。

在一些实施例中，所述轨道车还包括安装在底盘下方的驱动轮以及与所述驱动轮连接的驱动电机。

在一些实施例中，所述轨道车还包括安装在转台下方用于驱动转盘进行360°旋转的旋转电机。

在一些实施例中，所述底盘上设有蓄电池。

在一些实施例中，所述投影系统包括投影机和红外感应开关，所述红外感应开关安装在所述轨道上，且与所述控制器通信连接。

第二方面，本发明提供了一种基于所述一种互动观影系统的互动观影系统的互动方法，所述方法包括：

观众登上所述轨道车，所述轨道车沿着所述轨道运动并触发所述红外感应开关，所述红外感应开关向所述控制器发送指令；

所述控制器控制所述投影系统播放影片，同时控制所述轨道车继续移动并且所述轨道车根据影片中的场景进行相应的姿态变换；

当交互场景出现时，观众进行互动射击，在所述控制器的控制下，所述红外摄像头根据射击点采集图像信息并将所述图像信息传输至所述控制器；

所述控制器对所述图像信息进行分析，并进行相应的射击反馈。

在一些实施例中，所述射击反馈包括画面反馈和声音反馈，其中，所述画面反馈包括射击火花、弹壳飞溅、射击弹痕和粒子效果。

本发明实施例具有如下有益效果：

本发明中通过设计轨道系统，使得观众在观影过程中视场角较大、可以通可以看到多个方向的画面，同时还能随着影片场景进行相应的360°旋转、俯仰、滚转、偏航、垂直移动、纵向移动、侧向移动，并且还能与影片进行射击交互，整个过程交互性强、沉浸感强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发发明实施例一提供的一种互动观影系统的交互方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

一种互动观影系统，包括控制器、分别与控制器连接的投影系统、轨道系统和互动射击系统。

轨道系统包括轨道车和轨道，轨道车包括底盘、位于底盘上方的转台、位于转台上方的六自由度运动平台和固定在六自由度运动平台上方的座椅。在控制器的控制下，轨道车可以沿着轨道进行往复运动，同时，轨道车还能根据影片中的场景实现360°旋转和六自由度运动。

具体的，为了实现上述技术目的，在本实施例中，底盘下方设有驱动轮和驱动电机，驱动电机与驱动轮连接，控制驱动轮转动，从而底盘在驱动轮的带动下沿着轨道进行移动。

为了实现轨道车的360°旋转，在转台的下方设有旋转电机，旋转电机的输出轴上设有驱动齿轮，驱动齿轮外啮合有传动齿轮，传动齿轮与设置在转台上的内齿轮啮合，因此，在旋转电机的驱动下，转台可实现旋转。

进一步地，为了实现轨道车的六自由度运动，在转台上还设有六自由度运动平台。本实施例中，六自由度运动平台包括上平台、下平台和固定在上、下平台之间的六个升降机构。其中，升降结构包括液压缸、气压缸、电动缸或者为通过其中任意一种实现的升降装置，作为优选，本实施例中选择液压缸作为升降机构。此外，下平台固定在转台上，每个液压缸的两端都通过万向铰与上、下平台连接，因此整个六自由度运动平台共有十二个万向铰。在液压缸的伸缩运动下，上平台可以相对于下平台进行六自由度运动。为了驱动六自由度运动平台实现姿态变化，轨道车还包括六个电机，六个电机固定在下平台下方，并且一一分别与六个液压缸连接。在六自由度运动平台上方，固定了一个或者多个座椅，座椅上设有安全带，确保观影途中的安全性；并且，在座椅的两端具有扶手，在扶手上还设置了停止按钮，若在观影途中发生任何紧急情况，可以通过按下按钮来停止观影。

具体实施时，为了给驱动电机、旋转电机和六个电机供电，在底盘上设有蓄电池，预先对蓄电池进行充电，从而蓄电池可对上述电机进行供电。

此外，轨道可以有很多种设计方式，如T形、S形等。本实施例中，轨道为环形轨道，轨道下方有用于支撑和固定的固定系统。

如此设计之后，通过控制器对上述驱动电机、旋转电机和六个电机的控制，可以使得轨道车启动、沿着轨道移动、停止，并且实现360旋转和六自由度运动。其中，六自由度运动包括：俯仰、滚转、偏航、垂直移动、纵向移动、侧向移动。

互动射击系统包括仿真激光枪和红外摄像头，仿真激光枪安装于座椅扶手上，红外摄像头安装于墙面上，在观影过程中，观众随着影片场景进行相应姿态变化的同时，当出现交互场景时，还可以使用仿真激光枪进行射击，随后，红外摄像头捕获屏幕图像，并且将图像信息传输至控制器处理，从而观众可以实现观影过程中的交互，整个观影的代入感更强并且有趣味性。

具体的，仿真激光枪包括无线通信装置，无线通信装置可以是具有蓝牙、Wifi、Lifi信号连接功能中的一种或多种功能的装置或模块。通过无线通信装置，仿真激光枪将信号发送到控制器，从而控制器控制红外摄像头采集射击点图像，图像采集完成后，红外摄像头将图像信息传输至控制器，方便控制器对图像进一步进行处理以及进行相应的射击反馈。

投影系统包括屏幕、投影机以及用于触发投影系统进行影片播放的红外感应开关。其中，屏幕可以为平面幕、弧形幕、球幕等，具体可以根据不同的实际情况进行选择，本实施例对此不加以限定；投影机可以为单通道投影机或者多通道投影机，作为优选，本实施例中选择使用多通道投影机，且至少为5通道。多通道投影机置于屏幕的前方或者固定在墙面或天花板上；红外感应开关安装在轨道上，当轨道车运行到开关位置时候触发开关，红外感应开关给控制器发出指令，控制器与投影机连接并且将影片通过投影机显示至屏幕，进行影片播放。为了整个系统的稳定性和准确性，本实施例中，红外感应开关有两个，分别是主开关和备用开关，两个红外感应开关都安装在轨道上，在主开关正常时，备用开关不被激活；当检测到主开关损坏时，备用开关被激活并参与工作。

此外，本实施中，系统还包括造景、音效系统以及雨雾机、闪频机、雪花机等，可以配合影片情节发展，模拟下雪、下雨、闪电、烟雾等效果，营造一种与影片内容相一致的环境，使得整个影院构成一个有机的整体。音效系统包括环境音箱以及立体耳机，给人以感官刺激，全方位调动观众的各种感官活动，使观众全身心融入到影片中。

本申请还提供了一种互动观影系统的交互方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：

S1、观众登上轨道车，轨道车沿着轨道运动并触发红外感应开关，红外感应开关向控制器发送指令。

具体的，当观众随着指示登上轨道车，同时带上安全带，系统检测所有观众都准备完毕后，工作人员启动系统，轨道车开始沿着轨道前进。当轨道车到达一定位置触发红外感应开关后，红外感应开关向控制器发送指令。

S2、控制器控制投影系统播放影片，同时控制轨道车继续移动并且轨道车根据影片中的场景进行相应的姿态变换。

具体的，控制器接收红外感应开关发出的指令，随后连接投影机，投影机将预先备好的影片投影至屏幕上；同时控制器控制继续控制轨道车移动，并且，在影片播放过程中，轨道车会根据影片场景进行旋转和六自由度运动。

示例性的，若当前影片的场景为旋转，则控制器将信号发送至旋转电机，旋转电机驱动转台旋转；

若当前影片场景为俯仰，则控制器根据当前场景中六自由度运动平台的位置、角度信息，将信号发送至与六个液压缸连接的六个电机，在六个电机的驱动下，六个液压缸进行伸缩运动，从而带动上平台发生运动，实现俯仰变化。作为优选，本实施例中的控制器为PLC。

S3、当交互场景出现时，观众进行互动射击，红外摄像头根据射击点采集图像信息并将图像信息传输至控制器。

交互场景出现时，观众进行互动射击，仿真激光枪进行射击时，同时还给控制器发送图像采集指令，控制器控制红外摄像头采集射击点图像，采集完成后，红外摄像头将图像信息传输至控制器，方便控制器对图像进一步进行处理以及进行相应的射击反馈。

若此时影片中还存在姿态变化，控制器同时还控制驱动电机、旋转电机、六个电机中的一个或者多个组合，来实现射击同时的姿态变化。

S4、控制器对图像信息进行分析，并进行相应的射击反馈。

具体的，控制器接收红外摄像头传输的图像信息，控制器对图像信息进行分析处理，获取仿真激光枪的准星位置与开枪信息，进而判断用户的此次射击行为并给出相应的射击反馈。其中，射击反馈包括画面反馈和音效反馈，画面反馈包括射击火花、弹壳飞溅、射击弹痕、粒子效果等，音效反馈则通过观众个人佩戴的立体耳机来实现。

当前影片播放结束后，轨道车继续沿着轨道前行，进入下一观影点并重复步骤S1～S4。当整个观影过程结束时，轨道车回到出发点。

尽管已描述了本发明实施例中的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例中范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种互动观影系统，其特征在于，所述系统包括控制器、分别与所述控制器连接的投影系统、轨道系统和互动射击系统；

所述投影系统包括屏幕，所述互动射击系统包括仿真激光枪和红外摄像头，所述仿真激光枪进行射击之后，所述红外摄像头捕获屏幕图像并传输至所述控制器，所述控制器将射击反馈显示在所述屏幕上，从而实现交互；所述轨道系统包括轨道车和轨道，所述轨道车包括底盘、位于所述底盘上方的转台，在所述控制器的控制下，所述轨道车可以沿着所述轨道进行往复运动，还可以进行360°旋转。

2.根据权利要求1所述的互动观影系统，其特征在于，所述仿真激光枪包括无线通信装置，所述仿真枪通过所述无线通信装置与所述控制器连接。

3.根据权利要求1所述的互动观影系统，其特征在于，所述轨道系统还包括六自由度运动平台，所述六自由度运动平台位于所述转台上方，在所述控制器的控制下，所述轨道车可以根据影片中的场景实现六自由度运动。

4.根据权利要求3所述的互动观影系统，其特征在于，所述轨道系统还包括座椅，所述座椅固定于所述六自由度运动平台上，所述座椅可以为一个或是多个。

5.根据权利要求1所述的互动观影系统，其特征在于，所述轨道车还包括安装在底盘下方的驱动轮以及与所述驱动轮连接的驱动电机。

6.根据权利要求1所述的互动观影系统，其特征在于，所述轨道车还包括安装在转台下方用于驱动转盘进行360°旋转的旋转电机。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的互动观影系统，其特征在于，所述底盘上设有蓄电池。

8.根据权利要求1～6任意一项所述的互动观影系统，其特征在于，所述投影系统还包括投影机和红外感应开关，所述红外感应开关安装在所述轨道上，且与所述控制器通信连接。

9.一种基于权利要求1～8任意一项所述的互动观影系统的交互方法，其特征在于，所述方法包括：

观众登上所述轨道车，所述轨道车沿着所述轨道运动并触发所述红外感应开关，所述红外感应开关向所述控制器发送指令；

所述控制器控制所述投影系统播放影片，同时控制所述轨道车继续移动并且所述轨道车根据影片中的场景进行相应的姿态变换；

当交互场景出现时，观众进行互动射击，在所述控制器的控制下，所述红外摄像头根据射击点采集图像信息并将所述图像信息传输至所述控制器；

所述控制器对所述图像信息进行分析，并进行相应的射击反馈。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述射击反馈包括画面反馈和声音反馈，其中，所述画面反馈包括射击火花、弹壳飞溅、射击弹痕和粒子效果。