CN110134267A - 一种新型多媒体互动桌 - Google Patents

Abstract

本发明涉及展示设备领域，特别涉及一种新型多媒体互动桌。本发明将实物装置互动技术，球面互动投影技术，桌面互动投影技术，数字内容可视化展示相结合，创造性的发明了iWord互动桌，该新型互动桌为自主研发创新的新型多媒体交互装置产品，具有独特而又新颖的形式增加互动性，丰富交互体验。

Description

一种新型多媒体互动桌

技术领域

本发明涉及展示设备领域，特别涉及一种新型多媒体互动桌。

背景技术

计算机多点触摸技术是人机交互领域研究中的一个技术热点，近年来已逐步在商业领域发展起来。像Apple、Microsoft、NYU等著名公司和研究机构已经将多点触摸系统作为一种未来的交互概念正在推向大众。可以预见，在不远的将来，多点触摸系统将更加深入我们的生活。基于光学原理(如摄像头)的多点触摸技术搭建的设备体积相对较大，但它的可拓展性较强、成本较低以及容易搭建。受抑全内反射多点触摸技术(FTIR)，正面和背面散射光多点触摸技术(Front and Rear DI)，激光平面多点触摸技术(LLP)，发光二极管平面多点触摸技术(LED-LP)，散射光平面多点触摸技术(DSI)，这些都是基于光学原理多点触摸技术。每个基于光学原理的多点触摸技术都包含光学感应器，通常为摄像头或摄像机、红外光源以及通过投影仪或者显示面板显示的屏幕。

中国市场上的红外摄像头主要是通过红外线滤光片实现日夜转换，即在白天时打开滤光片，以阻挡红外线进入CCD，让CCD只能感应到可见光；夜视或光照条件不好的状态下，滤光片停止工作，不再阻挡红外线进入CCD，红外线经物体反射后进入镜头进行成像。但在实际中，红外摄像头经常会出现白天画面清楚，红外光条件下画面却变得模糊的现象。这是因为，可见光和红外光(IR光)的波长不一样，波长的不同，会导致成像的焦面位置不同，从而出现虚焦、画面模糊的现象。而IR镜头采用了最新的光学设计方法、特殊的光学玻璃材料以及特殊渡膜和材质等先进技术，消除了可见光和红外光的焦面偏移。特殊光学玻璃材料解决了红外摄像头红外对应清晰成像的问题，从而使可见光区到红外光区的光线都可以在同一个焦面位置成像，实现清晰的图像；特殊的渡膜技术则让红外光尽可能的透过去；多层镀膜还可以最大限度的抑制逆光条件下鬼影和闪光的发生，即使在逆光等不良条件下也可以获得相对高对比度的优质画面。IR镜头的应用范围非常广泛，既可以作红外对应特殊用途，也可以用作普通镜头。换而言之，依据使用场合不同，红外对应镜头可以与常规的红外摄像头灵活地配合使用。红外摄像头没有红外截止滤光片，但是日光的波谱中也含有红外光，所以即使在日光条件下，红外摄像头的成像也会受到红外线的干扰。因此配用红外对应镜头可以有效提高成像质量。

众所周知，一幅完整的图像，是由红色、绿色、蓝色三个通道组成的。红色、绿色、蓝色三个通道的缩览图都是以灰度显示的。用不同的灰度色阶来表示“红，绿，蓝”在图像中的比重。通道中的纯白，代表了该色光在此处为最高亮度，亮度级别是255。通道是整个Photoshop显示图像的基础。色彩的变动，实际上就是间接在对通道灰度图进行调整。通道是Photoshop处理图像的核心部分，所有的色彩调整工具都是围绕在这个核心周围使用的。在计算机领域中，这类图像通常显示为从最暗黑色到最亮的白色的灰度，尽管理论上这个采样可以任何颜色的不同深浅，甚至可以是不同亮度上的不同颜色。灰度图像与黑白图像不同，在计算机图像领域中黑白图像只有黑色与白色两种颜色；灰度图像在黑色与白色之间还有许多级的颜色深度。但是，在数字图像领域之外，“黑白图像”也表示“灰度图像”，例如灰度的照片通常叫做“黑白照片”。在一些关于数字图像的文章中单色图像等同于灰度图像，在另外一些文章中又等同于黑白图像。

我们可以通过下面几种方法，将其转换为灰度：

1.浮点算法：Gray＝R*0.3+G*0.59+B*0.11

2.整数方法：Gray＝(R*30+G*59+B*11)/100

3.移位方法：Gray＝(R*76+G*151+B*28)>>8；

4.平均值法：Gray＝(R+G+B)/3；

5.仅取绿色：Gray＝G；

通过上述任一种方法求得Gray后，将原来的RGB(R,G,B)中的R,G,B统一用Gray替换，形成新的颜色RGB(Gray,Gray,Gray)，用它替换原来的RGB(R,G,B)就是灰度图了。灰度图像通常是在单个电磁波频谱(如可见光)内测量每个像素的亮度得到的。用于显示的灰度图像通常用每个采样像素8位的非线性尺度来保存，这样可以有256级灰度。这种精度刚刚能够避免可见的条带失真，并且非常易于编程。但在医学图像与遥感图像等技术应用中，经常采用更多的级数以充分利用每个像素采样10或12位的传感器精度，并且避免计算时的近似误差，在这些应用领域每个像素采样16位即65536级得到流行。

随着科学技术的发展，基于以上技术在现今市面上存在的展示系统已经不能满足人们对更高效率、高科技展示系统的要求。基于以上状况，本发明将实物装置互动技术，球面互动投影技术，桌面互动投影技术，数字内容可视化展示相结合，创造性的发明了iWord互动桌，该新型互动桌为自主研发创新的新型多媒体交互装置产品，具有独特而又新颖的形式增加互动性，丰富交互体验。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提供了一种自主研发创新的新型多媒体交互装置产品，具有独特而又新颖的形式增加互动性，丰富交互体验。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明中一种新型多媒体互动桌，包括触摸球、转盘、显示屏、基础支架、投影机、摄像头和红外灯，所述显示屏固定在基础支架的上方，所述显示屏为倾斜设置，所述触摸球设在转盘正中间，所述触摸球镶嵌在显示屏的中部下方，所述基础支架呈不规则梯形，所述基础支架内部设有投影机，所述投影机上安装有摄像头，所述投影机包括第一投影机和第二投影机，所述第一投影机上安装有第一摄像头，所述第二投影机上安装有第二摄像头，所述第一摄像头和第二摄像头均为CCV红外摄像头，所述基础支架内部还设有红外灯，所述转盘上设有旋转传感器，所述触摸球为弧面球幕，所述第一摄像头正对触摸球所在区域，所述第二摄像头正对显示屏所在区域，所述基础支架下部分布有散热孔。

所述摄像头和投影机分别于电脑主机相连。

所述显示屏为触摸显示屏。

所述显示屏为一整块钢化玻璃，所述钢化玻璃的厚度为8mm。

所述红外灯共设置两组，所述红外灯分设在投影机的两侧。

所述新型多媒体互动桌系统中还包含弧幕软件、旋转装置软件、触摸屏软件、展示软件以及后台软件，所述弧幕软件可实现多点触摸技术，通过手触摸移动方向，球面软件也跟随手势的方向动态移动；所述旋转装置软件为通过旋转传感器，实时计算转动的角度，来判断旋转盘的转动的角度，来控制触摸软件对应的内容显示，实现标题和转盘同步转动的效果；所述触摸屏软件可实现多点触摸技术，通过触摸屏幕选择内容，支持多个手指同时操作响应，通过拖动来控制显示软件的内容变化，实现多屏幕互动体验；所述展示软件用于接收触摸屏发出的数据来判断展示的数据内容，即从后台读取数据，动态显示在桌面上，结合背景动效，加上数据库里的信息，同时展示，达到动态支撑效果；所述后台软件是将观众拖拽转盘后的响应数据，实时抓取到后台，后台将对应内容推送到小球幕上，球幕上显示的内容为动态接受信息；观众点击触摸桌上后到信息，也会抓取到后台，后台判断后将对应在触摸屏上的内容推送出去，触摸桌上显示相应内容，该系统有一套后台数据库系统，数据库可实现内容的添加，删除，整理，修改，并对展示的内容做有效的可视化管理。弧幕软件的功能为，定义整体软件的最高层级，实现区域的选择；旋转装置软件的功能为，定义旋转装置的类型层级整体软件的第二层级，实现展示类型的选择；触摸屏软件的功能为，定义多点触摸屏，具体类型项目展示，整体软件的第三层级，实现触摸查询功能；展示软件的功能为，定义整体软件的第四层级，实现最终内容的展示功能；后台软件的功能为，实现内容的添加，删除，整理，修改功能，对展示的内容做有效的可视化管理。

一种新型多媒体互动桌的操作流程，基于TUIO协议开发，调用摄像机捕捉手触摸的影像，来实现图像的识别和信息的跟踪手指触摸点的大小、方向、移动的位置、相应的时间、传输的频率；利用物理旋转传感器控制旋转盘的转动，通过串口通讯把角度、限位数据发给计算机设备；将信息转化为灰度图；查找Blob，并跟踪，根据blod的id及当前的坐标，根据纠正的矩阵，输出屏幕坐标；开启服务端口，以TUIO格式发送数据，检测是否有客户端连接，若没有，则继续进行监听，若有，则尝试连接服务器，与服务器连接后，触摸球获取转轮数据，发送当前选择地图，触摸屏根据发送ID，从服务器获取信息，投影根据点击按钮，从服务器加载信息；整个操作过程在不同的环境下做出相应的调整，应用权利要求6中的相应软件对得到的信息做出相应的互动处理，解决触摸信息精度的处理。

本发明的优点和有益效果在于：提供一种将实物装置互动技术，球面互动投影技术，桌面互动投影技术，数字内容可视化展示相结合，创造性的发明了iWord互动桌，该新型互动桌为自主研发创新的新型多媒体交互装置产品，具有独特而又新颖的形式增加互动性，丰富交互体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为交互桌结构示意图一。

图2为交互桌结构示意图二。

图3为交互桌后视图。

图4为互动桌面操作流程图。

附图标记说明

1.触摸球 2.转盘 3.显示屏 4.基础支架 5.第一投影机

6.第二投影机 7.第一摄像头 8.第二摄像头 9.红外灯 10.散热孔

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种新型多媒体互动桌，如图1所示，包括触摸球1、转盘2、显示屏3、基础支架4、投影机、摄像头和红外灯9，显示屏3固定在基础支架4的上方，显示屏3为倾斜设置，显示屏3为触摸显示屏。显示屏3为一整块钢化玻璃，钢化玻璃的厚度为8mm。触摸球1设在转盘2正中间，触摸球1镶嵌在显示屏3的中部下方，基础支架4呈不规则梯形，基础支架4下部分布有散热孔10，基础支架4内部设有投影机，投影机上安装有摄像头，投影机包括第一投影机5和第二投影机6，第一投影机5上安装有第一摄像头7，第二投影机6上安装有第二摄像头8，第一摄像头7和第二摄像头8均为CCV红外摄像头，基础支架4内部还设有红外灯，红外灯9共设置两组，红外灯分设在投影机的两侧。转盘2上设有旋转传感器，触摸球1为弧面球幕，第一摄像头7正对触摸球1所在区域，第二摄像头8正对显示屏3所在区域。摄像头和投影机分别于电脑主机相连。

新型多媒体互动桌系统中还包含弧幕软件、旋转装置软件、触摸屏软件、展示软件以及后台软件，弧幕软件可实现多点触摸技术，通过手触摸移动方向，球面软件也跟随手势的方向动态移动；旋转装置软件为通过旋转传感器，实时计算转动的角度，来判断旋转盘的转动的角度，来控制触摸软件对应的内容显示，实现标题和转盘同步转动的效果；触摸屏软件可实现多点触摸技术，通过触摸屏幕选择内容，支持多个手指同时操作响应，通过拖动来控制显示软件的内容变化，实现多屏幕互动体验；展示软件用于接收触摸屏发出的数据来判断展示的数据内容，即从后台读取数据，动态显示在桌面上，结合背景动效，加上数据库里的信息，同时展示，达到动态支撑效果；后台软件是将观众拖拽转盘后的响应数据，实时抓取到后台，后台将对应内容推送到小球幕上，球幕上显示的内容为动态接受信息；观众点击触摸桌上后到信息，也会抓取到后台，后台判断后将对应在触摸屏上的内容推送出去，触摸桌上显示相应内容，该系统有一套后台数据库系统，数据库可实现内容的添加，删除，整理，修改，并对展示的内容做有效的可视化管理。弧幕软件的功能为，定义整体软件的最高层级，实现区域的选择；旋转装置软件的功能为，定义旋转装置的类型层级整体软件的第二层级，实现展示类型的选择；触摸屏软件的功能为，定义多点触摸屏，具体类型项目展示，整体软件的第三层级，实现触摸查询功能；展示软件的功能为，定义整体软件的第四层级，实现最终内容的展示功能；后台软件的功能为，实现内容的添加，删除，整理，修改功能，对展示的内容做有效的可视化管理。

新型多媒体互动桌的操作流程，基于TUIO协议开发，如图2所示，调用摄像机捕捉手触摸的影像，来实现图像的识别和信息的跟踪手指触摸点的大小、方向、移动的位置、相应的时间、传输的频率；利用物理旋转传感器控制旋转盘的转动，通过串口通讯把角度、限位数据发给计算机设备；将信息转化为灰度图；查找Blob，并跟踪，根据blod的id及当前的坐标，根据纠正的矩阵，输出屏幕坐标；开启服务端口，以tuio格式发送数据，检测是否有客户端连接，若没有，则继续进行监听，若有，则尝试连接服务器，与服务器连接后，触摸球获取转轮数据，发送当前选择地图，触摸屏根据发送ID，从服务器获取信息，投影根据点击按钮，从服务器加载信息；整个操作过程在不同的环境下做出相应的调整，应用权利要求6中的相应软件对得到的信息做出相应的互动处理，解决触摸信息精度的处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型多媒体互动桌，其特征在于，包括触摸球、转盘、显示屏、基础支架、投影机、摄像头和红外灯，所述显示屏固定在基础支架的上方，所述显示屏为倾斜设置，所述触摸球设在转盘正中间，所述触摸球镶嵌在显示屏的中部下方，所述基础支架呈不规则梯形，所述基础支架内部设有投影机，所述投影机上安装有摄像头，所述投影机包括第一投影机和第二投影机，所述第一投影机上安装有第一摄像头，所述第二投影机上安装有第二摄像头，所述第一摄像头和第二摄像头均为CCV红外摄像头，所述基础支架内部还设有红外灯，所述转盘上设有旋转传感器，所述触摸球为弧面球幕，所述第一摄像头正对触摸球所在区域，所述第二摄像头正对显示屏所在区域，所述基础支架下部分布有散热孔。

2.根据权利要求1所述的一种新型多媒体互动桌，其特征在于，所述摄像头和投影机分别于电脑主机相连。

3.根据权利要求1所述的一种新型多媒体互动桌，其特征在于，所述显示屏为触摸显示屏。

4.根据权利要求1所述的一种新型多媒体互动桌，其特征在于，所述显示屏为一整块钢化玻璃，所述钢化玻璃的厚度为8mm。

5.根据权利要求1所述的一种新型多媒体互动桌，其特征在于，所述红外灯共设置两组，所述红外灯分设在投影机的两侧。

6.根据权利要求1所述的一种新型多媒体互动桌，其特征在于，所述新型多媒体互动桌系统中还包含弧幕软件、旋转装置软件、触摸屏软件、展示软件以及后台软件，所述弧幕软件可实现多点触摸技术，通过手触摸移动方向，球面软件也跟随手势的方向动态移动；所述旋转装置软件为通过旋转传感器，实时计算转动的角度，来判断旋转盘的转动的角度，来控制触摸软件对应的内容显示，实现标题和转盘同步转动的效果；所述触摸屏软件可实现多点触摸技术，通过触摸屏幕选择内容，支持多个手指同时操作响应，通过拖动来控制显示软件的内容变化，实现多屏幕互动体验；所述展示软件用于接收触摸屏发出的数据来判断展示的数据内容，即从后台读取数据，动态显示在桌面上，结合背景动效，加上数据库里的信息，同时展示，达到动态支撑效果；所述后台软件是将观众拖拽转盘后的响应数据，实时抓取到后台，后台将对应内容推送到小球幕上，球幕上显示的内容为动态接受信息；观众点击触摸桌上后到信息，也会抓取到后台，后台判断后将对应在触摸屏上的内容推送出去，触摸桌上显示相应内容，该系统有一套后台数据库系统，数据库可实现内容的添加，删除，整理，修改，并对展示的内容做有效的可视化管理。

7.一种新型多媒体互动桌的操作流程，其特征在于，基于TUIO协议开发，调用摄像机捕捉手触摸的影像，来实现图像的识别和信息的跟踪手指触摸点的大小、方向、移动的位置、相应的时间、传输的频率；利用物理旋转传感器控制旋转盘的转动，通过串口通讯把角度、限位数据发给计算机设备；将信息转化为灰度图；查找Blob，并跟踪，根据blod的id及当前的坐标，根据纠正的矩阵，输出屏幕坐标；开启服务端口，以TUIO格式发送数据，检测是否有客户端连接，若没有，则继续进行监听，若有，则尝试连接服务器，与服务器连接后，触摸球获取转轮数据，发送当前选择地图，触摸屏根据发送ID，从服务器获取信息，投影根据点击按钮，从服务器加载信息；整个操作过程在不同的环境下做出相应的调整，应用权利要求6中的相应软件对得到的信息做出相应的互动处理，解决触摸信息精度的处理。