CN113050357A - 一种阵列式喷雾水幕3d全息投影方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阵列式喷雾水幕3D全息投影方法及装置，实现在空中投影出可裸眼全方位观看的且可以触摸的3D全息图像，包括电磁阀喷嘴阵列、控制模块、计算机、投影设备、供水设备；其中电磁阀喷嘴按照水平一字型阵列紧密地排列，喷嘴喷雾形成的水幕相互平行；供水设备一端与水源连通，另一端为供水支路端口与每个电磁阀进水口连通；控制模块分别与每个电磁阀的开关电路连接；控制模块与计算机连接；控制模块与供水设备开关电路连接；计算机与投影设备连接；控制模块通过控制电磁阀门开关，按顺序不断切换喷嘴快速刷新水幕；计算机控制投影设备给水幕投影对应的图像，利用视觉暂留现象，投影就会拼接成一个从任意方向观看都是完整的3D全息图像。

Description

一种阵列式喷雾水幕3D全息投影方法及装置
技术领域
本发明涉及水幕全息投影技术领域，具体涉及一种阵列式喷雾水幕3D全息投影方法及装置。
背景技术
水幕投影，就是在水幕或水帘上投射影像，具有立体感，形成斑斓夺目的奇异效果，给人以虚无缥缈的梦幻之感。目前运用该技术较好的案例是水幕电影，其实现了在水幕上投影出电影视频效果，接近全息效果，观众具有较强的身临其境感。
然而在现有的水幕投影技术以及与之相近的水雾投影技术中，投影的图像只是呈现出3D效果，皆无法实现投影出一个可裸眼从任意方位观看都是完整的3D全息图像。
发明内容
本发明的目的是提供一种阵列式喷雾水幕3D全息投影方法及装置，用于实现在空中投影出可裸眼从任意方位观看都是完整的3D全息图像。
本发明的技术方案为：一种阵列式喷雾水幕3D全息投影方法及装置，包括电磁阀喷嘴阵列、控制模块、计算机、投影设备、供水设备；其中所述电磁阀喷嘴阵列的喷嘴采用扇形喷雾喷嘴或细缝条形喷嘴，按照水平一字型阵列紧密地排列，喷嘴喷雾形成的水幕相互平行；所述供水设备一端与水源连通，另一端为供水支路端口与所述电磁阀喷嘴阵列的每个电磁阀进水口连通；所述控制模块分别与所述电磁阀喷嘴阵列的每个电磁阀的开关电路连接；所述控制模块与所述计算机连接；所述控制模块与供水设备开关电路连接；所述计算机与所述投影设备连接；
所述阵列式喷雾水幕3D全息投影方法步骤如下：
控制模块打开供水设备开关进行供水后，控制模块通过控制电磁阀门，按顺序控制第一个喷嘴打开喷雾快速形成水幕，水幕短暂存在一段时间后控制模块关闭当前喷嘴，并立即控制下一个喷嘴打开喷雾，顺序首尾循环，以此不断切换喷嘴快速刷新水幕；在快速刷新水幕的同时，控制模块发送同步信号给计算机，计算机根据控制模块发送的同步信号，在水幕短暂存在的时间里，控制投影设备给水幕投影对应的图像，利用视觉暂留现象，投影就会拼接成一个从任意方位观看都是完整的3D全息图像。
优选的，所述方法包括，将所述电磁阀喷嘴阵列的所有喷嘴依次连续分组，每组喷嘴个数和次序相同，控制模块打开供水设备开关进行供水后，控制模块通过控制电磁阀门，同时控制每组序号相同的一个喷嘴打开喷雾快速形成水幕，水幕短暂存在一段时间后控制模块关闭当前序号喷嘴，并立即同时控制每组下一个序号喷嘴打开喷雾，组内序号首尾循环，以此不断切换喷嘴快速刷新水幕；在快速刷新水幕的同时，控制模块发送同步信号给计算机，计算机根据控制模块发送的同步信号，在水幕短暂存在的时间里，控制投影设备给每个水幕投影对应的图像，并且投影给对应水幕的对应图像不能投影到相邻的水幕上。
优选的，所述投影的3D全息图像，人可以直接触摸。
优选的，所述方法包括，控制模块切换喷嘴的时间间隔=1/（每组的喷嘴个数×刷新率）；刷新率为每秒完整循环刷新水幕的次数，所述刷新率需保证能够利用视觉暂留现象拼接成完整的3D全息图像；喷嘴喷雾的射速需保证在切换喷嘴的时间间隔内能够形成完整的水幕。
优选的，所述方法中分组内的喷嘴个数至少为2个；若末尾分组的喷嘴个数不足时，缺少喷嘴的序号需等待其他组相同序号的喷嘴切换完成；所述电磁阀喷嘴阵列的电磁阀，每组相同序号的喷嘴可公用一个电磁阀。
优选的，所述控制模块采用可编程逻辑控制器PLC。
优选的，所述电磁阀喷嘴阵列的喷嘴总个数至少需要2个。
优选的，所述供水设备包括水泵和供水总管，所述供水总管一端与所述供水支路端口连通，另一端与所述水泵，所述水泵与水源连通。
优选的，所述投影设备可使用一个或多个。
优选的，所述装置还包括盛水器，所述盛水器在所述电磁阀喷嘴阵列正下方，用于盛接每个喷嘴形成的水幕，底部与所述供水设备连通，实现水源循环利用。
本发明的优点是：1、本发明实现了在空中投影出可裸眼从任意方位观看都是完整的3D全息图像，而且人可以直接触摸，真正实现了3D全息投影效果，该装置还可以增加其他交互装置，让人们与3D全息图像进行互动；在现实应用中，该装置可以用于观看3D全息视频和电影，可进行3D全息游戏，可以在网络购物中直接看到实物完整的3D全息图像等等，其对于改变人们生活方式和对社会发展的作用显而易见；2、本发明的电磁阀喷嘴形成的水幕为水和雾的混合体，具有一定的透明性和较好的投影效果，其喷嘴个数越多，排列得越紧密，形成的水幕厚度越薄，则其侧面的投影显示效果越好。
附图说明
下面结合附图和实施例，对本发明进一步说明。
图1是本发明装置实施例的结构示意图；
图2是本发明装置实施例的电磁阀喷嘴阵列俯视图。
在所有附图中，相同元件或结构使用相同的标号，其中：
1-电磁阀喷嘴阵列，2-可编程逻辑控制器，3-计算机，4-投影设备，5-水泵，6-供水总管，7-盛水器，8-水幕，9-投影射线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1与图2所示，本实施例的阵列式喷雾水幕3D全息投影方法及装置，包括电磁阀喷嘴阵列1、可编程逻辑控制器2、计算机3、投影设备4、水泵5、供水总管6、盛水器7；其中电磁阀喷嘴阵列1的喷嘴采用扇形喷雾喷嘴，按照水平一字型阵列紧密地排列，喷嘴喷雾形成的水幕8相互平行；水泵5和供水总管6组成供水设备，其一端与盛水器7底部连通，另一端为供水支路端口与电磁阀喷嘴阵列1的每个电磁阀进水口连通；盛水器7在电磁阀喷嘴阵列1正下方，用于盛接每个喷嘴形成的水幕8，实现水源循环利用；可编程逻辑控制器2作为控制模块，其分别与电磁阀喷嘴阵列1的每个电磁阀的开关电路连接；可编程逻辑控制器2与计算机3连接；可编程逻辑控制器2与水泵5开关电路连接；计算机3与投影设备4连接。
阵列式喷雾水幕3D全息投影方法步骤如下：
如图2所示，将电磁阀喷嘴阵列1的所有喷嘴依次连续分组，连续4个喷嘴分为一组，一共7组，每组喷嘴序号分为A、B、C、D，顺序相同，可编程逻辑控制器2打开水泵5开关进行供水后，可编程逻辑控制器2通过控制电磁阀喷嘴阵列1的电磁阀门，同时控制每组序号A喷嘴打开喷雾快速形成水幕8，水幕8短暂存在一段时间后可编程逻辑控制器2关闭序号A喷嘴，并立即同时控制每组下一个序号B喷嘴打开喷雾快速形成水幕8，以此类推，可编程逻辑控制器2按顺序循环控制每组A、B、C、D号喷嘴的开和关，组内序号首尾循环，不断切换喷嘴快速刷新水幕8；在快速刷新水幕8的同时，可编程逻辑控制器2发送同步信号给计算机3，计算机3根据可编程逻辑控制器2发送的同步信号，在水幕8短暂存在的时间里，控制投影设备4给每个水幕8投影对应的图像，投影设备4的投影射线9采用小角度或平行投影的方式，使得投影给对应水幕8的对应图像不会投影到相邻的水幕8上。
可编程逻辑控制器2切换喷嘴的时间间隔=1/（每组的喷嘴个数×刷新率）；刷新率为每秒完整循环刷新水幕8的次数，所述刷新率需保证能够利用视觉暂留现象拼接成完整的3D全息图像；便于理解，以刷新率为16HZ来进行阐述，该切换喷嘴的时间间隔=1/（4×16），结果为0.0156s，即每15.6ms切换下一个序号喷嘴；喷嘴喷雾的射速需保证在切换喷嘴的时间间隔内能够形成完整的水幕8，在该喷雾射速的水幕8对人不会造成伤害的情况下，人可以直接触摸在水幕8投影的3D全息图像。
优选的，投影设备4可使用多个进行投影画面拼接。
优选的，电磁阀喷嘴阵列1的喷嘴个数越多，排列得越紧密，形成的水幕8厚度越薄，则其侧面的投影显示效果越好。
以上所述仅为本发明的优选实施例，本发明的保护范围并不仅限于上述实施例，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。在不脱离本发明的原理和精神的前提下进行的若干改进、修饰、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种阵列式喷雾水幕3D全息投影方法及装置，其特征在于，该方法及装置能够实现在空中投影出可裸眼全方位观看的3D全息静态和动态图像，所述装置包括电磁阀喷嘴阵列、控制模块、计算机、投影设备、供水设备；其中所述电磁阀喷嘴阵列的喷嘴采用扇形喷雾喷嘴或细缝条形喷嘴，按照水平一字型阵列紧密地排列，喷嘴喷雾形成的水幕相互平行；所述供水设备一端与水源连通，另一端为供水支路端口与所述电磁阀喷嘴阵列的每个电磁阀进水口连通；所述控制模块分别与所述电磁阀喷嘴阵列的每个电磁阀的开关电路连接；所述控制模块与所述计算机连接；所述控制模块与供水设备开关电路连接；所述计算机与所述投影设备连接；
所述阵列式喷雾水幕3D全息投影方法步骤如下：
控制模块打开供水设备开关进行供水后，控制模块通过控制电磁阀门，按顺序控制第一个喷嘴打开喷雾快速形成水幕，水幕短暂存在一段时间后控制模块关闭当前喷嘴，并立即控制下一个喷嘴打开喷雾，顺序首尾循环，以此不断切换喷嘴快速刷新水幕；在快速刷新水幕的同时，控制模块发送同步信号给计算机，计算机根据控制模块发送的同步信号，在水幕短暂存在的时间里，控制投影设备给水幕投影对应的图像，利用视觉暂留现象，投影就会拼接成一个从任意方位观看都是完整的3D全息图像。
2.根据权利要求1所述的阵列式喷雾水幕3D全息投影方法及装置，其特征在于，所述方法包括，将所述电磁阀喷嘴阵列的所有喷嘴依次连续分组，每组喷嘴个数和次序相同，控制模块打开供水设备开关进行供水后，控制模块通过控制电磁阀门，同时控制每组序号相同的一个喷嘴打开喷雾快速形成水幕，水幕短暂存在一段时间后控制模块关闭当前序号喷嘴，并立即同时控制每组下一个序号喷嘴打开喷雾，组内序号首尾循环，以此不断切换喷嘴快速刷新水幕；在快速刷新水幕的同时，控制模块发送同步信号给计算机，计算机根据控制模块发送的同步信号，在水幕短暂存在的时间里，控制投影设备给每个水幕投影对应的图像，并且投影给对应水幕的对应图像不能投影到相邻的水幕上。
3.根据权利要求1或2所述的阵列式喷雾水幕3D全息投影方法及装置，其特征在于，所述投影的3D全息图像，人可以直接触摸。
4.根据权利要求1或2所述的阵列式喷雾水幕3D全息投影方法及装置，其特征在于，所述方法包括，控制模块切换喷嘴的时间间隔=1/（每组的喷嘴个数×刷新率）；刷新率为每秒完整循环刷新水幕的次数，所述刷新率需保证能够利用视觉暂留现象拼接成完整的3D全息图像；喷嘴喷雾的射速需保证在切换喷嘴的时间间隔内能够形成完整的水幕。
5.根据权利要求2所述的阵列式喷雾水幕3D全息投影方法及装置，其特征在于，所述方法中分组内的喷嘴个数至少为2个；若末尾分组的喷嘴个数不足时，缺少喷嘴的序号需等待其他组相同序号的喷嘴切换完成；所述电磁阀喷嘴阵列的电磁阀，每组相同序号的喷嘴可公用一个电磁阀。
6.根据权利要求1所述的阵列式喷雾水幕3D全息投影装置，其特征在于，所述控制模块采用可编程逻辑控制器PLC。
7.根据权利要求1所述的阵列式喷雾水幕3D全息投影装置，其特征在于，所述电磁阀喷嘴阵列的喷嘴总个数至少需要2个。
8.根据权利要求1所述的阵列式喷雾水幕3D全息投影装置，其特征在于，所述供水设备包括水泵和供水总管，所述供水总管一端与所述供水支路端口连通，另一端与所述水泵，所述水泵与水源连通。
9.根据权利要求1所述的阵列式喷雾水幕3D全息投影装置，其特征在于，所述投影设备可使用一个或多个。
10.根据权利要求1或8所述的阵列式喷雾水幕3D全息投影装置，其特征在于，还包括盛水器，所述盛水器在所述电磁阀喷嘴阵列正下方，用于盛接每个喷嘴形成的水幕，底部与所述供水设备连通，实现水源循环利用。
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