CN109936735A - 一种影子投影系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种影子投影系统及控制方法，系统包括：投影装置以及用于接收投影并成像的显示模组，所述显示模组包括单面透镜、设置在所述单面透镜正面的光源以及设置在所述单面透镜背面的全息成像膜，所述投影装置设置在所述全息成像膜的一侧，本申请通过将投影装置放置在单面透镜的内侧，避免了投影仪难以隐藏的尴尬，实际成像面由全息成型膜提供，成像效果更加清晰。

Description

一种影子投影系统及控制方法

技术领域

本发明涉及投影技术领域,更具体地说，它涉及一种影子投影系统及控制方法。

背景技术

随着科幻电影与商业宣传的引导，全息投影的概念逐渐延伸到舞台表演、展览展示等商用活动中。目前，全息投影技术已经广泛应用于高新技术游乐园，因其具有各种独特的视觉效果，深受游客以及业界相关人士的欢迎，而成为主题游乐园的主打技术之一。

传统的投影方案中，以幻影成像为主的方式，因效果清晰立体，并能够将画面呈现在半空中等特点广受欢迎。但是，投影类项目如需近景表演，很难避免游客遮挡投影仪，并且由于需要前置投影仪，所以遮挡投影仪十分困难。

因此，现有技术还有待改进与发展。

发明内容

本发明根据现有技术的不足，提供一种影子投影系统及控制方法，通过将投影装置放置在单面透镜的内侧，避免了投影仪难以隐藏的尴尬，实际成像面由全息成型膜提供，成像效果更加清晰。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种影子投影系统，其中，包括投影装置以及用于接收投影并成像的显示模组，所述显示模组包括单面透镜、设置在所述单面透镜正面的光源以及设置在所述单面透镜背面的全息成像膜，所述投影装置设置在所述全息成像膜的一侧。

所述的影子投影系统，其中，还包括分别连接于所述投影装置的面部识别装置以及动作捕捉装置，所述面部识别装置用于获取并处理所述显示模组前方人体面部信息并将实时数据发送至所述投影装置，所述动作捕捉装置用于获取并处理所述显示模组前方人体动作信息并将实时数据发送至所述投影装置。

所述的影子投影系统，其中，所述面部识别装置包括面部信息获取模块以及面部信息处理模块，所述面部信息获取模块包括分别设置于所述单面透镜两端的面部摄像设备。

所述的影子投影系统，其中，所述动作捕捉装置包括动作信息获取模块以及动作信息处理模块，所述动作信息获取模块包括设置在所述单面透镜上端的动作摄像设备。

所述的影子投影系统，其中，所述投影装置包括投影至所述全息成像膜上的投影设备以及图像处理模块，所述图像处理模块根据面部识别装置和动作捕捉装置传送的实时数据进行处理并发送给投影设备输出。

所述的影子投影系统，其中，所述单面透镜的正面设置有人体位置感应区以及人体感应器，所述人体感应器用于在感应到人体位置感应区内有人经过时发出系统启动指令。

一种影子投影控制方法，其中，包括步骤：

面部识别装置获取并处理所述显示模组前方人体面部信息并将实时数据发送至所述投影装置；

动作捕捉装置获取并处理所述显示模组前方人体动作信息并将实时数据发送至所述投影装置；

投影装置通过图像处理模块根据面部识别装置和动作捕捉装置传送的实时数据进行处理，并转化为图形信号传送给投影设备；

投影装置接收图形信号，并将图像投影到显示模组。

所述的影子投影控制方法，其中，所述面部识别装置获取并处理所述显示模组前方人体面部信息并将实时数据发送至所述投影装置步骤具体包括：

获取并确定显示模组前方人体面部的位置、大小以及姿态信息；

与预先存储的影视面部数据进行匹配；

实时跟踪人体面部节点数据，并实时将面部识别影视数据发送给投影装置。

所述的影子投影控制方法，其中，所述动作捕捉装置获取并处理所述显示模组前方人体动作信息并将实时数据发送至所述投影装置步骤具体包括：

获取并确定显示模组前方人体的位置、大小以及姿态信息；

与预先存储的影视人体数据进行匹配；

实时跟踪人体节点数据，并实时将人体动作识别影视数据发送给投影装置。

所述的影子投影控制方法，其中，所述投影装置通过图像处理模块根据面部识别装置和动作捕捉装置传送的实时数据进行处理，并转化为图形信号发送给投影设备步骤具体包括：

调用面部影视数据；

调用人体动作识别影视数据；

通过图像处理模块根据面部影视数据以及人体动作影视数据完成特效数据调用，并将特效数据发送给投影设备。

综上所述，本发明通过将单面透镜与投影技术相结合，使得单一的镜面装饰具有多种用途；通过将单面透镜作为成像介质，成像面与用户之间仅隔一面镜子，拉近了游客与投影之间的距离；将投影装置放置在单面透镜的内侧，避免了投影仪难以隐藏的尴尬，实际成像面由全息成型膜提供，成像效果相比于非专业成像介质更加清晰。

附图说明

图1是本实施例中影子投影结构原理剖面图。

图2是本实施例中影子投影结构原理俯视图。

图3是本实施例中影子投影系统结构框图。

图4是本实施例中影子投影控制方法的流程图。

图5是本实施例中面部识别装置的工作流程图。

图6是本实施例中动作捕捉装置的工作流程图。

图7是本实施例中投影装置的工作流程图。

图中：1、投影装置；11、投影设备；12、图像处理模块；2、显示模组；21、单面透镜；22、全息成像膜；23、光源；3、面部识别装置；31、面部摄像设备；32、面部信息处理模块；4、动作捕捉装置；41、动作摄像设备；42、动作信息处理模块；5、人体位置感应区；51、人体感应器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例：一种影子投影系统，如图1至图3所示，包括投影装置1以及用于接收投影并成像的显示模组2，所述显示模组2包括单面透镜21、设置在所述单面透镜21正面的光源23以及设置在所述单面透镜21背面的全息成像膜22，所述投影装置1设置在所述全息成像膜22的一侧。

随着投影技术的成熟与发展，目前已经广泛应用于高新技术游乐园，因其各种独特的视觉效果，深受游客以及业界相关人士的欢迎，而成为主题游乐园的主打技术之一。

本申请通过投影装置1、单面透镜21以及全息成像膜22的组合，形成新的3D成像模式，基于镜面带来的现实物象、与虚拟投影的巧妙结合，从而达到在镜面中增加其他影像的目的。通过本申请的技术方案，不依赖于真人演员的不确定因素，因此不存在表演时穿帮等风险，且能和游客在镜中的真实映像毫不违和地共存，比普通影像更具层次感，视觉效果更细腻。

具体的，单面透镜21采用单面透视玻璃，全息成像膜22采用透明全息投影膜，其中，透明全息投影膜贴附在单面透视玻璃的背面，单面透视玻璃的正面设置光源23，具体可采用例如LED灯、白炽灯等任意光源23，利用单面透视玻璃在光差环境下对光线反射的不同、以及高透明度的透明全息投影膜双面成像的特点，建造出一个能够在镜子中投射影响的系统。需要指出的是，所有具有单面透镜21效果的材质和全息成像膜22组合均可应用于本发明。

本申请的影子投影系统还包括面部识别装置3以及动作捕捉装置4，所述面部识别装置3和动作捕捉装置4分别连接于所述投影装置1，所述面部识别装置3用于获取并处理所述显示模组2前方人体面部信息并将实时数据发送至所述投影装置1，所述动作捕捉装置4用于获取并处理所述显示模组2前方人体动作信息并将实时数据发送至所述投影装置1。

所述面部识别装置3包括面部信息获取模块以及面部信息处理模块32，所述面部信息获取模块包括分别设置于所述单面透镜21两端的面部摄像设备31。

所述动作捕捉装置4包括动作信息获取模块以及动作信息处理模块42，所述动作信息获取模块包括设置在所述单面透镜21上端的动作摄像设备41。

本申请通过面部识别装置3结合投影装置1以及显示模组2，准确地将投影覆盖在用户在镜子中的映像身上，达到如更换衣物，给用户添加特效，如流血、皱纹、皮肤裂开等，以及将用户的映像隐藏。通过动作捕捉装置4接和投影装置1以及显示模组2，使投影与用户进行互动。

所述投影装置1包括投影至所述全息成像膜22上的投影设备11以及图像处理模块12，所述图像处理模块12根据面部识别装置3和动作捕捉装置4传送的实时数据进行处理并发送给投影设备11输出。

其中，图像处理模块12包括自动抠图模组，通过自动抠图模组配合面部识别装置3，将投影特效叠加到镜子里面的环境中，造成镜子内外两个世界的效果。通过自动抠图模组配合面部识别装置3和动作捕捉装置4，将投影效果按需求避开用户，造成影像在用户前后环绕的效果。

所述单面透镜21的正面设置有人体位置感应区5以及人体感应器51，所述人体感应器51用于在感应到人体位置感应区5内有人经过时发出系统启动指令。其中人体位置感应区5内设置有人体位置基准线，人体感应器51设置在人体感应区的正上方。

所述面部识别装置3、动作捕捉装置4及投影装置1均通过PC机控制。

目前，现有技术并没有类似投影成像方案，而同样以镜子作为卖点的，只有如镜子迷宫之类的单纯使用多面镜子构成的迷宫，没有其他功能，从而使镜子的利用效率变得单一。而本方案将镜子与投影相结合，将镜子在主题公园中的应用，从单一的装饰变成一种切实可行的科技类娱乐项目。

传统的投影方案中，以幻影成像为主的方式，因效果清晰立体，并能够将画面呈现在半空中等特点广受欢迎，但是由于成像膜需要在成像面和原画面之间形成夹角，导致越是大型的幻影成像，与观众的距离越大，而本方案通过将单面透镜作为成像介质，成像面与用户之间仅隔一面镜子，拉近了游客与投影之间的距离。

同时，在传统的投影方案中，以投影为主的项目方案，如地面投影、建筑投影之类，受限于材质，因此在效果表现方面不尽如人意；而投影类项目如需近景表演，很难避免游客遮挡投影仪，并且由于需要前置投影仪，所以遮挡投影仪需要花费大量心思。而本方案通过将投影装置放置在单面透镜的内侧，避免了投影仪难以隐藏的尴尬，实际成像面由全息成型膜提供，成像效果相比于非专业成像介质更加清晰。

本发明还提供一种影子投影控制方法，如图4所示，其中图4是本实施例中影子投影控制方法的流程图，具体包括步骤：

S100、面部识别装置获取并处理所述显示模组前方人体面部信息并将实时数据发送至所述投影装置；

S200、动作捕捉装置获取并处理所述显示模组前方人体动作信息并将实时数据发送至所述投影装置；

S300、投影装置通过图像处理模块根据面部识别装置和动作捕捉装置传送的实时数据进行处理，并转化为图形信号传送给投影设备；

S400、投影装置接收图形信号，并将图像投影到显示模组。

在所述步骤S100之前，还包括步骤：S001、人体感应器在感应到人体位置感应区内有人经过时发出系统启动指令。

其中，如图5所示，其中图5是本实施例中面部识别装置的工作流程图，所述步骤S100具体包括：

S110、获取并确定显示模组前方人体面部的位置、大小以及姿态信息；

S120、与预先存储的影视面部数据进行匹配；

S130、实时跟踪人体面部节点数据，并实时将面部识别影视数据发送给投影装置。

所述步骤S110之前还包括：S101、预先存储待匹配的相关影视面部数据。

其中，如图6所示，其中图6是本实施例中动作捕捉装置的工作流程图，所述步骤S200具体包括：

S210、获取并确定显示模组前方人体的位置、大小以及姿态信息；

S220、与预先存储的影视人体数据进行匹配；

S230、实时跟踪人体节点数据，并实时将人体动作识别影视数据发送给投影装置。

所述步骤S210之前还包括：S201、预先存储待匹配的相关影视人体数据。

其中，如图7所示，其中图7是本实施例中投影装置的工作流程图，所述步骤S300具体包括：

S310、调用面部影视数据；

S320、调用人体动作识别影视数据；

S330、通过图像处理模块根据面部影视数据以及人体动作影视数据完成特效数据调用，并将特效数据发送给投影设备。

所述步骤S300之前还包括：S301、预先存储待调用的相关影视特效数据。

具体的，当人体感应器感应到人体位置感应区内有人经过时，发出系统启动指令，此时，通过PC机控制动作捕捉装置、面部识别装置及投影装置开始工作。系统启动后，面部摄像设备及动作摄像设备对人体位置感应区内的用户进行拍摄。

动作摄像设备结合地面的人体位置基准线获取并确定人体的位置、大小及姿态，与系统存储的相关影视人体数据进行匹配，实时跟踪人体节点数据，并实时将人体动作识别影视数据发送给投影装置。

面部摄像设备获取并确定面部位置、大小及姿态，与系统存储的影视面部数据进行匹配，实时跟踪人体面部节点数据，并实时将面部识别影视数据发送给投影装置。

投影装置调用面部影视数据以及人体动作识别影视数据，结合自动抠图模组、面部识别装置及动作捕捉装置完成特效数据调用，将得到的特效数据与面部影视数据和人体动作识别影视数据相融合，得到添加特效后的用户影像数据，并将经过添加特效后的用户影像数据与预存的背景影像相结合，通过投影机投射在全息成像膜上，并在单面透镜上显示出来。

综上所述，本发明通过将单面透镜与投影技术相结合，使得单一的镜面装饰具有多种用途；通过将单面透镜作为成像介质，成像面与用户之间仅隔一面镜子，拉近了游客与投影之间的距离；将投影装置放置在单面透镜的内侧，避免了投影仪难以隐藏的尴尬，实际成像面由全息成型膜提供，成像效果相比于非专业成像介质更加清晰。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种影子投影系统，其特征是：包括投影装置以及用于接收投影并成像的显示模组，所述显示模组包括单面透镜、设置在所述单面透镜正面的光源以及设置在所述单面透镜背面的全息成像膜，所述投影装置设置在所述全息成像膜的一侧。

2.根据权利要求1所述的影子投影系统，其特征是：还包括分别连接于所述投影装置的面部识别装置以及动作捕捉装置，所述面部识别装置用于获取并处理所述显示模组前方人体面部信息并将实时数据发送至所述投影装置，所述动作捕捉装置用于获取并处理所述显示模组前方人体动作信息并将实时数据发送至所述投影装置。

3.根据权利要求2所述的影子投影系统，其特征是：所述面部识别装置包括面部信息获取模块以及面部信息处理模块，所述面部信息获取模块包括分别设置于所述单面透镜两端的面部摄像设备。

4.根据权利要求2所述的影子投影系统，其特征是：所述动作捕捉装置包括动作信息获取模块以及动作信息处理模块，所述动作信息获取模块包括设置在所述单面透镜上端的动作摄像设备。

5.根据权利要求2所述的影子投影系统，其特征是：所述投影装置包括投影至所述全息成像膜上的投影设备以及图像处理模块，所述图像处理模块根据面部识别装置和动作捕捉装置传送的实时数据进行处理并发送给投影设备输出。

6.根据权利要求2所述的影子投影系统，其特征是：所述单面透镜的正面设置有人体位置感应区以及人体感应器，所述人体感应器用于在感应到人体位置感应区内有人经过时发出系统启动指令。

7.一种基于权利要求2所述的影子投影控制方法，其特征是，包括步骤：

面部识别装置获取并处理所述显示模组前方人体面部信息并将实时数据发送至所述投影装置；

动作捕捉装置获取并处理所述显示模组前方人体动作信息并将实时数据发送至所述投影装置；

投影装置通过图像处理模块根据面部识别装置和动作捕捉装置传送的实时数据进行处理，并转化为图形信号传送给投影设备；

投影装置接收图形信号，并将图像投影到显示模组。

8.根据权利要求7所述的影子投影控制方法，其特征是，所述面部识别装置获取并处理所述显示模组前方人体面部信息并将实时数据发送至所述投影装置步骤具体包括：

获取并确定显示模组前方人体面部的位置、大小以及姿态信息；

与预先存储的影视面部数据进行匹配；

实时跟踪人体面部节点数据，并实时将面部识别影视数据发送给投影装置。

9.根据权利要求7所述的影子投影控制方法，其特征是，所述动作捕捉装置获取并处理所述显示模组前方人体动作信息并将实时数据发送至所述投影装置步骤具体包括：

获取并确定显示模组前方人体的位置、大小以及姿态信息；

与预先存储的影视人体数据进行匹配；

实时跟踪人体节点数据，并实时将人体动作识别影视数据发送给投影装置。

10.根据权利要求7所述的影子投影控制方法，其特征是，所述投影装置通过图像处理模块根据面部识别装置和动作捕捉装置传送的实时数据进行处理，并转化为图形信号发送给投影设备步骤具体包括：

调用面部影视数据；

调用人体动作识别影视数据；

通过图像处理模块根据面部影视数据以及人体动作影视数据完成特效数据调用，并将特效数据发送给投影设备。