CN110430412A - 一种大型穹顶5d沉浸式数字化场景演绎装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型穹顶5D沉浸式数字化场景演绎装置，包括用于进行场景演绎的演绎装置主体以及与演绎装置主体无线通讯连接的若干遥控装置，人携带遥控装置进入演绎场景后，遥控装置能够根据人于演绎场景中的位置和姿态对人接收到的声音进行细微处理，从而使场景中的人接收到的图像信息和声音信息高度匹配，提高了场景演绎的真实性，使人具有身临其境的感觉。

Description

一种大型穹顶5D沉浸式数字化场景演绎装置

技术领域

本发明涉及穹顶球幕投影的技术领域，尤其是涉及一种大型穹顶5D沉浸式数字化场景演绎装置。

背景技术

随着科技的发展，视频处理技术也随之进步，如穹顶球幕投影的出现，其能够通过在穹顶球幕中演绎场景从而使场景中的人有身临其境的感觉。

现有的穹顶球幕投影装置一般包括用于对图像进行分割处理的图像处理单元、用于对分割后的图像进行拼接投影的投影单元、用于承接投影单元投射出的图像的穹顶球幕以及用于输出对应视频内容声音信息的音箱系统。图像分割处理单元将图像进行分割处理并通过投影单元拼接投影以使图像适于穹顶球幕显示，音箱系统能够模拟对应视频内容的3D声响，从而提高了场景演绎的真实性，使人与演绎场景中有身临其境的感觉。

但是，现有的音箱系统一般是通过大型音箱进行全场景发生，由于音箱系统的庞大故不利于对细微声音区别的模拟，从而使音箱模拟出的3D声响会与对应视频内容应有的声响不对应，不利于提高场景演绎的真实性。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型穹顶5D沉浸式数字化场景演绎装置，其优点在于其能够提高场景演绎的真实性。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种大型穹顶5D沉浸式数字化场景演绎装置，用于进行场景演绎的演绎装置主体以及与演绎装置主体无线通讯连接的若干遥控装置；

所述演绎装置主体包括：

中央处理器；

视频存储模块，集成于中央处理器内的用于存储需要播放视频信息；

图像分割处理模块，集成于中央处理器内且用于对视频存储模块中存储的图像信息进行分割处理；

投影单元，设置有若干个，均耦接所述中央处理器且用于对分割后的图像进行投影以使投影出的图像拼接成完整视频图像；

穹顶球幕，用于承接并显示投影单元投射拼接出的视频图像；

所述遥控装置包括：

终端处理器；

音频处理模块，集成于所述终端处理器内部且用于实时对需要播放的视频信息的音频进行处理以使所述音频具有3D效果；

音频输出终端，设置有供人佩戴的两个且均耦接所述终端处理器以接收并输出具有3D效果的音频；

定位定向单元，用于确定音频输出终端于穹顶球幕中的位置以及佩戴者的朝向以使3D音频信息与穹顶球幕图像相匹配。

通过采用上述技术方案，在使用演绎装置进行场景演绎时，人进入场景中并携带遥控装置且佩戴音频输出终端，穹顶球幕中播放切割后且拼接而成的图像信息以使位于场景中的人能够直接位于场景中具有对场景较为直观的感受，音频输出终端佩戴者在场景中移动时，由于定位定向单元的存在，佩戴者相对视频图像的位置以及人的朝向都是固定的，并根据该信息确定佩戴者的感官应该就场景接收到的音频信息，从而使佩戴者更容易沉浸与演绎装置演绎出的场景中，提高场景演绎的真实性。

本发明进一步设置为：所述定位定向模块包括耦接所述终端处理器的用于确定遥控装置姿态的定向装置和用于确定遥控装置携带者于演绎场景中的位置的定位装置以及集成于终端处理器内部的方向位置确定模块。

通过采用上述技术方案，定位定向模块能够较为准确的确定遥控装置携带者于演绎装置主体内的位置以及遥控装置的姿态，从而判断遥控装置携带者的姿态和朝向，进而方便了模拟遥控装置携带者置于演绎的场景中更为直观的声音感受，进一步提高了演绎真实性。

本发明进一步设置为：所述定向装置设置为陀螺仪，所述方向位置确定模块基于陀螺仪反馈的信号确定遥控装置的姿态。

通过采用上述技术方案，通过陀螺仪确定遥控装置的姿态，技术成熟，简单方便且结果较为准确。

本发明进一步设置为：所述陀螺仪置于一个音频输出终端内。

通过采用上述技术方案，由于音频输出终端相对于佩戴者耳朵的位置是固定的，陀螺仪置于一个音乐输出终端内，能够判断该音乐输出终端相对于演绎装置主体的朝向，即佩戴者耳朵相对演绎场景的朝向，从而使佩戴者的感官朝向判断更为准确。

本发明进一步设置为：所述定位装置设置为定位天线，所述方向位置确定模块基于室内定位技术和定位天线反馈的相对演绎装置主体的位置信号确定遥控装置于演绎装置主体内的位置。

通过采用上述技术方案，室内定位技术成熟，确定遥控装置相对演绎装置主体的位置确定较为精确和方便，同时，使用定位天线实现对遥控装置的定位，使遥控装置与演绎装置主体的定位和通讯过程是并行的，从而降低了信号干扰的可能。

本发明进一步设置为：所述遥控装置还包括若干耦接所述终端处理器且预设有操作指令的操作键。

通过采用上述技术方案，通过预先设置操作键对应的操作指令，即可通过操作键向终端处理器键入操作命令，进而使遥控装置向演绎装置主体发送指定命令，从而方便了人通过遥控装置控制演绎装置主体动作，进而方便了人同演绎场景的互动。

本发明进一步设置为：所述终端处理器还耦接有用于向终端处理器输入声音信息的语音信息输入模块以及集成于终端处理器内部且用于识别语音信息输入模块接收到的语音信息的语音信息识别模块。

通过采用上述技术方案，语音信息输入模块能够将携带遥控装置的人输出的语音信息输送至终端处理器，终端处理器内的语音信息识别模块能够识别该语音信息并将根据该语音信息的内容向中央处理器发送指定命令以更换投影单元投射出的视频图像，从而使携带遥控装置的人能够直接通过语音演绎的场景进行互动，使演绎场景更生动，同时提高人与场景的互动效果。

本发明进一步设置为：所述中央处理器还耦接有若干用于输出对应视频图像内容的声音信息的扬声单元，所述扬声单元均布于所述穹顶球幕上以输出所述扬声单元所在位置的视频内容对应的声音信息。

通过采用上述技术方案，适用固定的扬声单元演绎场景中视频内容对应的声音信息，能够与音频输出终端相配合，进一步提高了场景演绎的真实性，同时也降低了终端处理器中音频处理模块处理音频的难度。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.演绎场景中的人的位置和姿态均以及3D声音处理的配合，使人与演绎场景中听到的声音信息与演绎场景的图像内容相配合，提高演绎场景的真实性；

2.通过遥控装置可操作投影单元投射出的图像，从而使人能够与演绎的场景互动，进一步提高演绎场景的真实性；

3.通过语音信息输入模块和语音信息识别模块的配合使人能够直接通过语音与视频内容互通，互动方式简单方便且进一步提高了场景演绎的真实性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，一种大型穹顶5D沉浸式数字化场景演绎装置，包括用于进行场景演绎的演绎装置主体以及与演绎装置主体无线通讯连接的若干遥控装置。

演绎装置主体包括中央处理器、用于存储需要播放的视频信息的视频存储模块、用于对视频存储模块中存储的图像信息进行分割处理的图像分割处理模块、用于对分割后的图像信息进行拼接投影的投影单元、用于承接投影并显示投影单元投射拼接出视频图像的穹顶球幕以及音响系统和灯光系统以及用于与遥控装置无线通讯连接的主体通讯模块。

中央处理器即演绎装置的控制中心，控制中心用于控制整个演绎装置各部分的动作，具体来说包括装置的启闭和投影单元、音箱系统、灯光系统的动作以及演绎装置主体与遥控装置的连接等，即其包含现有演绎装置所能实现的对装置各部分的控制功能。

视频存储模块是用于存储演绎装置所需要演绎场景对应的视频信息，视频存储模块集成于中央处理器内，即演绎装置需要演绎的场景对应的视频信息存储于中央处理器内，且中央处理器具备基本的对视频内容的存入和更换的功能。

图像分割处理模块也是集成于中央处理器内部，其基于图像分割算法，将所需要演绎场景对应的视频图像分割成与投影单元一一对应的若干份，分割后每一份视频均包含原视频内容某一区域的图像信息，图像分割处理的目的是使平面视频图像适于半球形的穹顶球幕。

投影单元耦接中央处理器且接收图像分割处理后的图像信息，每个投影单元与分割后的一份视频内容对应，即单个投影单元会接收并投射指定区域的视频图像，在本实施例中，投影单元设置有四个且每个投影单元均设置为现有技术中用于场景演绎的投影仪，图像分割处理模块会将所需要演绎场景的视频图像分割成四份以将四份不同区域的图像信息输送至不同的投影单元投射显示，不同投影单元投射出的视频图像采用无缝拼接技术拼接投射至穹顶球幕，从而将平面视频处理为适于穹顶球幕的视频。

穹顶球幕即在大型室内半球形穹顶上设置有投影介质，投影介质能够承接并显示投影单元投射出的图像信息，从而达到位于场景中的人四周均是投影图像的效果，提高了场景演绎的真实性。

音箱系统具体来说包括若干耦接中央处理器的扬声单元，在本实施例中，扬声单元设置为四个。扬声单元会播放对应视频内容的音频信息，根据所演绎场景的不同对音频信息进行实时的处理，以使位于演绎场景中的人听到的声音信息具有3D效果，场景与声音的结合使位于场景中人的视觉和听觉获得的信息相匹配，从而使人达到身临其境的效果。

灯光系统耦接且受控于中央处理器，其作用具体来说就是使用采用灯光制造光影效果，配合演绎场景的图像信息，以提高演绎场景的真实性。

遥控装置包括终端处理器、用于处理遥控装置接收到的声音信息的音频处理模块、用于确定遥控装置携带者于场景中的位置和姿态的定位定向单元、用于接收并识别遥控装置携带者发出的语音信息的语音信息识别模块和麦克风、供遥控装置携带者佩戴并接收声音信息的扬声器、若干用于操作遥控装置的操作键以及用于与演绎装置主体无线通讯连接的终端通讯模块。

终端通讯模块耦接终端处理器，终端通讯模块与主体通讯模块无线通讯连接以实现遥控装置与演绎装置主体无线通讯连接，中央处理器与终端处理器能够实现信息交互和互相发送命令，从而实现通过携带遥控装置获得演绎装置主体内所具备的信息或驱动演绎装置主体动作，当然，遥控装置的命令权限是小于演绎装置主体直接控制的，即终端处理器需要先获得中央处理器授予的权限，才能依照该权限来向中央处理器发送指定命令，并且该权限能够实时通过中央处理器端的控制来停止。

扬声器在本实施例中设置为具有3D音频播放功能的耳机，遥控装置的携带者通过佩戴耳机接收与演绎场景向对应的声音信息，即由于音箱系统较为庞大，故对声音的3D处理效果难以做到细致入微，难免使人获得的场景信息与接收到的音频信息不对应，此时使用单人佩戴的耳机针对个人对声音进行细致入微的处理，从而使位于场景中的人接收到的声音信息与场景图像信息高度匹配，进一步提高演绎场景的真实性。

需要指明的是，扬声器所输出的3D音频信息效果是针对遥控装置的携带者于演绎场景中的不同位置、不同姿态进行确定的，即在同样的场景下，位于场景不同位置的人接收到的音频效果是不同的，同时，位于同一位置的人其感官朝向不同位置接收到的音频信息也应该是不同的，针对这些细致入微的不同对声音作出进一步处理，从而使使位于场景中的人接收到的声音信息与场景图像信息高度匹配，进一步提高演绎场景的真实性。

音频处理模块即是对遥控装置接收到的音频进行处理，该音频是中央处理器发送的与演绎场景的图像信息实时对应的音频信息，音频处理模块能够实时对该音频信息进行处理，以使携带遥控装置且位于演绎场景不同位置处于不同姿态的人均能够获得与接收到场景图像相匹配的3D声音信息。

定位定向模块包括集成于终端处理器内部的方向位置确定模块和耦接终端处理器的陀螺仪和定位天线。定位定向模块所实现的功能即为对遥控装置携带者于演绎场景中的位置和其感官朝向进行确定并将该信息传递至终端处理器，以便终端处理器针对该位置该种姿态下的人于该时刻的场景所应该对应接收到的音频信息，当然，音频处理的过程是通过音频处理模块实现的。

陀螺仪集成于友耳佩戴的耳机中，由于右耳耳机的佩戴方式固定，人佩戴耳机时陀螺仪的姿态也确定，故在人进行转头等动作时陀螺仪所检测到的自身姿态信息也是不同的，即通过陀螺仪能够确定人的感官朝向，从而方便了音频处理模块针对人的感官朝向对3D声音信号进行相应处理。

定位天线是与演绎装置主体无线通讯连接的，具体来说，中央处理器耦接有定位通讯模块，定位天线与定位通讯模块无线通讯连接。定位天线与方向尾椎确定模块的配合以确定遥控装置携带者于演绎场景内的位置是基于室内定位技术实现的，在本实施例中，室内定位技术采用ZigBee，即定位通讯模块包括若干传统无线通讯模块，定位天线代表终端处理器所在位置的无线通讯模块，从而对遥控装置所在位置进行确定。

麦克风的作用是接收遥控装置携带者所发出的语音信息，同时，终端处理器内集成的语音信息识别模块能够对麦克风接收到的语音信息进行识别，并提取该语音信息中所具备的关键信息，根据该语音信息的内容向中央处理器发送指定命令，中央处理器根据该命令使食品内容进行相应的变化，从而达到人与视频互动的效果，进一步提高场景演绎的真实性，可以理解的，该视频的互动方式即变化样式是有限的，且需要人预先录入不同的视频内容，即该人与视频动作过程本质上来说还是人操控不同视频内容的播放过程，只是通过语音信息直接互动简单直接。

遥控装置上的操作键在本实施例中设置为三个且均耦接终端处理器，在本实施例中，三个操作键分别对应遥控装置的启闭、遥控装置操作模式的切换以及演绎场景内容的切换。遥控装置的启闭即通过操作键控制遥控装置的电源开关，遥控装置操作模式的切换即是否启动语音操作遥控装置与演绎场景互动，从而使人与场景语音互动更为灵活，场景内容的切换即通过手动按键的方式切换演绎场景的内容。可以理解的，遥控装置的操作键不限于三个，每一个操作键均是可编程定义的，即一个操作键能够对应遥控装置从演绎装置主体获得的一个权限命令，从而实现通过遥控装置向演绎装置主体发送命令。

具体工作过程中：启动演绎装置主体，播放需要演绎场景对应的视频内容，该视频内容通过分割和无缝拼接技术处理后投射在穹顶球幕上，同时音箱系统播放与演绎场景实时对应的声音信息，灯管系统与演绎场景实时配合，体验场景的人携带遥控装置佩戴耳机进入，在体验场景的人位于场景中不同位置且本身感官处于不同姿态时，在遥控装置的处理下体验场景的人能够接收到与演绎场景实时配合的细致入微变化的3D声音，从而提高体验场景的人接收到的图像信息和声音信息的匹配度，进而提高场景演绎的真实性，同时，遥控装置携带者能够通过遥控装置与操控场景内容变换，从而达到人与场景互动的效果，进一步提高场景演绎的真实性。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种大型穹顶5D沉浸式数字化场景演绎装置，用于进行场景演绎的演绎装置主体以及与演绎装置主体无线通讯连接的若干遥控装置；

所述演绎装置主体包括：

中央处理器；

视频存储模块，集成于中央处理器内的用于存储需要播放视频信息；

图像分割处理模块，集成于中央处理器内且用于对视频存储模块中存储的图像信息进行分割处理；

投影单元，设置有若干个，均耦接所述中央处理器且用于对分割后的图像进行投影以使投影出的图像拼接成完整视频图像；

穹顶球幕，用于承接并显示投影单元投射拼接出的视频图像；

所述遥控装置包括：

终端处理器；

音频处理模块，集成于所述终端处理器内部且用于实时对需要播放的视频信息的音频进行处理以使所述音频具有3D效果；

音频输出终端，设置有供人佩戴的两个且均耦接所述终端处理器以接收并输出具有3D效果的音频；

定位定向单元，用于确定音频输出终端于穹顶球幕中的位置以及佩戴者的朝向以使3D音频信息与穹顶球幕图像相匹配。

2.根据权利要求1所述的一种大型穹顶5D沉浸式数字化场景演绎装置，其特征在于：所述定位定向模块包括耦接所述终端处理器的用于确定遥控装置姿态的定向装置和用于确定遥控装置携带者于演绎场景中的位置的定位装置以及集成于终端处理器内部的方向位置确定模块。

3.根据权利要求2所述的一种大型穹顶5D沉浸式数字化场景演绎装置，其特征在于：所述定向装置设置为陀螺仪，所述方向位置确定模块基于陀螺仪反馈的信号确定遥控装置的姿态。

4.根据权利要求3所述的一种大型穹顶5D沉浸式数字化场景演绎装置，其特征在于：所述陀螺仪置于一个音频输出终端内。

5.根据权利要求2所述的一种大型穹顶5D沉浸式数字化场景演绎装置，其特征在于：所述定位装置设置为定位天线，所述方向位置确定模块基于室内定位技术和定位天线反馈的相对演绎装置主体的位置信号确定遥控装置于演绎装置主体内的位置。

6.根据权利要求1所述的一种大型穹顶5D沉浸式数字化场景演绎装置，其特征在于：所述遥控装置还包括若干耦接所述终端处理器且预设有操作指令的操作键。

7.根据权利要求1所述的一种大型穹顶5D沉浸式数字化场景演绎装置，其特征在于：所述终端处理器还耦接有用于向终端处理器输入声音信息的语音信息输入模块以及集成于终端处理器内部且用于识别语音信息输入模块接收到的语音信息的语音信息识别模块。

8.根据权利要求1所述的一种大型穹顶5D沉浸式数字化场景演绎装置，其特征在于：所述中央处理器还耦接有若干用于输出对应视频图像内容的声音信息的扬声单元，所述扬声单元均布于所述穹顶球幕上以输出所述扬声单元所在位置的视频内容对应的声音信息。