CN110394270A - 一种3d互动水幕的控制装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水幕控制技术领域，尤其涉及一种3D互动水幕的控制装置及控制方法，包括：净水塔，设置于表演场地内的顶部，通过水泵运输水源至净水塔；水幕装置，设置于净水塔的底部，蓄水池，设置于净水塔的底部，用于收集水源，蓄水池内设喷头，形成水幕；互动装置，利用红外线扫描以收集游客的人体模型数据；第一计算机，通过无线网络连接互动装置；第二计算机，通过无线网络分别连接第一计算机，控制喷头；控制箱，连接并控制水幕装置，以呈现所述3D互动水幕。有益效果在于：弥补了二维水幕不足，实现多样的体验效果更满足人们的需求；应用广泛，可以利用3D水幕进行动物，文物的展示，可以与电影院结合，进行更好的多媒体文化传播。
Description
技术领域
本发明涉及水幕控制技术领域，尤其涉及一种3D互动水幕的控制装置及控制方法。
背景技术
2D互动水幕如今深受大众喜爱，人与水的不可分割的关系导致游客对互动水幕有一种天生的亲切感，在当今对文化娱乐高度要求的现代社会中，人们需要多种多样的文化娱乐体验，现有技术中，水幕系统无一例外都是平面布置的，即使其规模再大，也无非是直线方向上喷头数量的增加。
2D形式的水幕系统只能展现同一平面内的图案变化，而无法展现立体形式的图案；3D互动水幕可以满足人们的需求，技术改进成为亟需问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种3D互动水幕的控制装置，具体技术方案如下：
一种3D互动水幕的控制装置，其中，包括：
一净水塔，设置于表演场地内的顶部，通过一水泵运输水源至所述净水塔；
一水幕装置，设置于所述净水塔的底部，所述水幕装置包括：
一蓄水池，设置于所述净水塔的底部，所述蓄水池内设置复数个喷头，所述蓄水池用于收集所述水源，以通过复数个所述喷头喷射形成3D互动水幕；
一互动装置，用于利用红外线扫描以收集游客的人体模型数据；
一第一计算机，通过无线网络连接所述互动装置，用于处理整合所述人体模型数据；
复数个第二计算机，通过无线网络分别连接所述第一计算机，用于分别控制复数个所述喷头；
一控制箱，连接所述水幕装置，用于控制所述水幕装置，以呈现所述3D互动水幕。
优选的，所述净水塔通过一软水管与所述水幕装置中的所述蓄水池连接。
优选的，所述蓄水池通过复数个软水管分别与对应复数个所述喷头连接。
优选的，所述水幕装置还包括一废水池，设置于所述水幕装置的下方，所述废水池用于收集水源。
优选的，所述废水池内设置一过滤系统，所述过滤系统通过一水管连接所述废水池，所述过滤系统用于将所述水源净化形成干净水源，经所述水泵输送至所述净水塔。
优选的，所述水幕装置还包括复数个电机，复数个所述电机连接于复数个所述第二计算机和复数个所述喷头之间，用于控制所述喷头的开关和所述喷头的出水量。
一种3D互动水幕的控制方法，应用于上述所述的3D互动水幕的控制装置，所述3D互动水幕的控制方法包括下述步骤：
步骤S1，采用一控制箱控制一水泵将水源运输到一净水塔中，并流入一水幕装置中；
步骤S2，所述控制箱向一第一计算机发送一第一指令，所述第一计算机接收所述第一指令，并根据所述第一指令控制复数个第二计算机发送一第二指令，以根据所述第二指令控制复数个喷头打开开关，喷射形成所述3D互动水幕；
步骤S3，所述控制箱向一互动装置发出互动请求，所述互动装置利用红外线扫描以收集游客的人体模型数据，向所述第一计算机发送一互动程序指令；
步骤S4，所述第一计算机接收所述互动程序指令，并向所述第二计算机发送一第三指令，同时所述第二计算机接收所述人体模型数据，并根据所述第三指令对所述人体模型数据进行处理计算，以控制所述喷头开关和出水量形成所述3D互动水幕。
优选的，于所述步骤S4之后，所述3D互动水幕形成之后所述水源落至一废水池，所述废水池将所述水源经一过滤系统处理得到干净水源，所述干净水源经所述水泵输送至所述净水塔。
本发明的技术方案的有益效果在于：弥补了二维水幕不足，实现多样的体验效果更满足人们的需求；应用广泛，可以利用3D水幕进行动物，文物的展示，可以与电影院结合，进行更好的多媒体文化传播。
附图说明
图1为本发明实施例3D互动水幕的控制装置的原理框图；
图2为本发明实施例3D互动水幕的控制装置的水幕装置结构图；
图3为本发明实施例3D互动水幕的控制装置的第二计算机与喷头的结构图；
图4为本发明实施例3D互动水幕的控制方法的步骤流程图；
图5为本发明实施例3D互动水幕的控制方法的步骤S4中互动程序的步骤流程图；
净水塔1；水泵2；水幕装置3；蓄水池31；喷头32；互动装置33；第一计算机34；第二计算机35；电机36；控制箱4；废水池5。
具体实施方式
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作出创造性劳动的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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。具体技术方案如下：
一种3D互动水幕的控制装置，其中，包括：
一净水塔1，设置于表演场地内的顶部，通过一水泵2运输水源至净水塔1；
一水幕装置3，设置于净水塔1的底部，水幕装置3包括：
一蓄水池31，设置于净水塔1的底部，蓄水池31内设置复数个喷头32，蓄水池31用于收集水源，以通过复数个喷头32喷射形成3D互动水幕；
一互动装置33，用于利用红外线扫描以收集游客的人体模型数据；
一第一计算机34，通过无线网络连接互动装置33，用于处理整合所述人体模型数据；
复数个第二计算机35，通过无线网络分别连接第一计算机34，用于分别控制复数个喷头32；
一控制箱4，连接水幕装置3，用于控制水幕装置3，以呈现所述3D互动水幕。
具体的，如图1、图2和图3所示，通过水泵2将干净水源运入净水塔1中，其中净水塔1安装于表演场地高处，净水塔1直接与水幕装置3，其中水幕装置3安装于净水塔1的底部，蓄水池31通过软水管相连，专用蓄水池31与每一个喷头32之间有相应的出水通道(软水管)；蓄水池31放置于水幕装置3正下方，不需与水幕装置3中相连。
具体的，如图2和图3所示，互动装置33利用红外线扫描装置用途是与游客互动，例如游客在指定的地点站定后，该装置进行拍摄扫描后得出相应人体模型数据，允许误差可以相对较大，将数据传送给第一计算机34。这样改变了原有的二维水幕特点，利用将扫描模型的分离，层层独立表现，达到3D的效果，相对于二维更加震撼，可表现得模型种类和特点更加全面。可以与游客直接互动，通过扫描，将游客自己通过水幕展现出来，可以实时进行扫描以及展示。
在一种较优的实施例中，净水塔1通过一软水管与水幕装置3中的蓄水池31连接。
在一种较优的实施例中，蓄水池31通过复数个软水管分别与对应复数个喷头32连接，
在一种较优的实施例中，水幕装置3还包括一废水池5，设置于水幕装置3的下方，废水池5用于收集水源。
在一种较优的实施例中，废水池5内设置一过滤系统，过滤系统通过一软水管连接废水池5，过滤系统用于将水源净化形成干净水源，经水泵2输送至净水塔1。
具体的，通过水泵2将干净的水源运入到净水塔1中，净水塔1直接与水幕装置3中蓄水池31通过软水管相连蓄水池31与每个喷头32之间有相应的软水管，废水池5设置于水幕装置3下方，不与水幕装置3相连，废水池5通过一软水管连接一过滤系统，废水池5中的水经过过滤系统变成干净水源，经水泵2将过滤后水源送至净水塔1，将废水池的水源进行过滤净化处理，节约水源。
在一种较优的实施例中，水幕装置3还包括复数个电机36，复数个电机36连接于复数个第二计算机35和复数个喷头35之间，用于控制喷头32的开关和喷头32的出水量。
具体的，控制箱4与第一计算机34之间、互动装置33与第一计算机34之间均为无线控制；第一计算机34与第二计算机35之间、第二计算机与相应的电机36之间均为串口相连；
具体的，一个第二计算机35对应着四个电机36，4个喷头32设置为一组，总共纵向n组，共计n×n个喷头32(n越大所产生的3D图像越精细)，一般的喷头32都是直接喷水，此喷头32受控制后(on状态时)进行一定高速率的滴水，使没滴水之间在落入蓄水池前不接触，从而加大每个水滴面积，导致视觉难以分辨，可以相对弥补三维水幕行与行之间的空隙造成的视觉差异。
进一步，当一排喷头依照设定时间喷水时，可以展现出互动物体的某一个角度的剖面图，当所有喷头32同时依照设定时间喷水时，可以通过n个平行的剖面图展示互动物体的3D立体图。由于喷头32之间间距相等，且为正方形分布，所以在任意角度都可以展现出物体在该角度的具体剖面图。
本发明还包括一种3D互动水幕的控制方法，应用于上述的3D互动水幕的控制装置，如图4所示，3D互动水幕的控制方法包括下述步骤：
步骤S1，采用一控制箱4控制一水泵2将水源运输到一净水塔1中，并流入一水幕装置3中；
步骤S2，控制箱4向一第一计算机34发送一第一指令，第一计算机34接收第一指令，并根据第一指令控制复数个第二计算机35发送一第二指令，以根据第二指令控制复数个喷头32打开开关，喷射形成所述3D互动水幕；
步骤S3，控制箱4向一互动装置33发出互动请求，互动装置33利用红外线扫描以收集游客的人体模型数据，向第一计算机34发送一互动程序指令；
步骤S4，第一计算机34接收互动程序指令，并向第二计算机35发送一第三指令，同时第二计算机34接收人体模型数据，并根据第三指令对人体模型数据进行处理计算，以控制喷头32开关和出水量形成3D互动水幕。
在一种较优的实施例中，于步骤S4之后，3D互动水幕形成之后水源落至一废水池5，废水池5将水源经一过滤系统处理得到干净水源，干净水源经水泵5输送至净水塔1。
具体的，在3D互动水幕的控制系统启动前准备工作包括,首先开启电源，第一计算机34进行自检，检测第一计算机的信号；若是，则进行下一步；若否，则返回第一计算机34自检；其次，检测互动装置33是否发出中断请求，若是，则进行下一步；若否，则运行预先设计程序，结束；再次，检测第二计算机35的信号，若是，则进行下一步；若否，则运行预先设计程序，结束；最后，运行互动程序。
在一种较优的实施例中，步骤S4中互动程序还包括下述步骤：
步骤S41，开启互动装置33，并向第一计算机34发出中断请求，同时向第一计算机34上传人体模型数据；
步骤S42，判断互动装置33是否关闭，若是，进行下一步；若否，返回上一步；
步骤S43，第一计算机34进行计算人体模型数据，分配所发信息串口；
步骤S44，第二计算机35接收人体模型数据；
步骤S45，利用定时器控制相应电机36打开喷头32；
步骤S46，结束互动程序。
具体的，如图5所示，第一计算机34分配所有串口后，在同一时刻向所有第二计算机35发出开始表演开始指令，所有第二计算机35接收数据，第二计算机35利用定时器控制相应电机打开喷头32，以保证所有喷头32同时工作。
当一排喷头32依照设定时间喷水时，可以展现出互动物体的某一个角度的剖面图，当所有喷头同时依照设定时间喷水时，可以通过n个平行的剖面图展示互动物体的3D立体图。由于喷头32之间间距相等，且为正方形分布，所以在任意角度都可以展现出物体在该角度的具体剖面图。
3D互动水幕的优势在于：
(1)改变了原有的二维水幕特点，利用将扫描模型的分离，层层独立表现，达到3D的效果，相对于二维更加震撼，可表现得模型种类和特点更加全面。
(2)可以与游客直接互动，通过扫描，将游客自己通过水幕展现出来，可以实时进行扫描以及展示。
(3)一般的喷头都是直接喷水，此喷头受控制后(on状态时)进行一定高速率的滴水，使没滴水之间在落入蓄水池前不接触，从而加大每个水滴面积，导致视觉难以分辨，可以相对弥补3维水幕行与行之间的空隙造成的视觉差异。
(4)相较于二维水幕的投影，3D水幕可以配合未来的3D投影技术，实现3D影像的展现，从而在未来进行多媒体的融合。
(5)可以在3D投影的基础上，再加上音乐喷泉，实现3D音乐喷泉的效果。
本发明的技术方案的有益效果在于：弥补了二维水幕不足，实现多样的体验效果更满足人们的需求；应用广泛，可以利用3D水幕进行动物，文物的展示，可以与电影院结合，进行更好的多媒体文化传播。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种3D互动水幕的控制装置，其特征在于，包括：
一净水塔，设置于表演场地内的顶部，通过一水泵运输水源至所述净水塔；
一水幕装置，设置于所述净水塔的底部，所述水幕装置包括：
一蓄水池，设置于所述净水塔的底部，所述蓄水池内设置复数个喷头，所述蓄水池用于收集所述水源，以通过复数个所述喷头喷射形成3D互动水幕；
一互动装置，用于利用红外线扫描以收集游客的人体模型数据；
一第一计算机，通过无线网络连接所述互动装置，用于处理整合所述人体模型数据；
复数个第二计算机，通过无线网络分别连接所述第一计算机，用于分别控制复数个所述喷头；
一控制箱，连接所述水幕装置，用于控制所述水幕装置，以呈现所述3D互动水幕。
2.根据权利要求1所述3D互动水幕的控制装置，其特征在于，所述净水塔通过一软水管与所述水幕装置中的所述蓄水池连接。
3.根据权利要求1所述3D互动水幕的控制装置，其特征在于，所述蓄水池通过复数个软水管分别与对应复数个所述喷头连接。
4.根据权利要求1所述3D互动水幕的控制装置，其特征在于，所述水幕装置还包括一废水池，设置于所述水幕装置的下方，所述废水池用于收集水源。
5.根据权利要求4所述3D互动水幕的控制装置，其特征在于，所述废水池内设置一过滤系统，所述过滤系统通过一水管连接所述废水池，所述过滤系统用于将所述水源净化形成干净水源，经所述水泵输送至所述净水塔。
6.根据权利要求1所述3D互动水幕的控制装置，其特征在于，所述水幕装置还包括复数个电机，复数个所述电机连接于复数个所述第二计算机和复数个所述喷头之间，用于控制所述喷头的开关和所述喷头的出水量。
7.一种3D互动水幕的控制方法，其特征在于，应用于上述权利要求1～6任意一项所述的3D互动水幕的控制装置，所述3D互动水幕的控制方法包括下述步骤：
步骤S1，采用一控制箱控制一水泵将水源运输到一净水塔中，并流入一水幕装置中；
步骤S2，所述控制箱向一第一计算机发送一第一指令，所述第一计算机接收所述第一指令，并根据所述第一指令控制复数个第二计算机发送一第二指令，以根据所述第二指令控制复数个喷头打开开关，喷射形成所述3D互动水幕；
步骤S3，所述控制箱向一互动装置发出互动请求，所述互动装置利用红外线扫描以收集游客的人体模型数据，向所述第一计算机发送一互动程序指令；
步骤S4，所述第一计算机接收所述互动程序指令，并向所述第二计算机发送一第三指令，同时所述第二计算机接收所述人体模型数据，并根据所述第三指令对所述人体模型数据进行处理计算，以控制所述喷头开关和出水量形成所述3D互动水幕。
8.根据权利要求7所述3D互动水幕的控制方法，其特征在于，于所述步骤S4之后，所述3D互动水幕形成之后所述水源落至一废水池，所述废水池将所述水源经一过滤系统处理得到干净水源，所述干净水源经所述水泵输送至所述净水塔。
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