CN114035681A - 一种3d主动立体可交互沉浸式虚拟现实cave系统 - Google Patents

Abstract

一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，包括CAVE屏幕设备、主动3D投影设备、动作捕捉设备、中控装置和3D眼镜，其中，动作捕捉设备可实时捕捉用户的位置信息和姿态变化信息作为系统的输入，中控装置可根据动作捕捉设备获取的用户位置信息和姿态变化信息而调整虚拟场景的渲染视角和控制改变虚拟模型的运动状态，实时渲染出虚拟现实动画图像，并将虚拟现实动画图像处理成3D投影图像而输出给主动3D投影设备进行播放，从而实现交互效果，主动3D投影设备可将3D投影图像投射到CAVE屏幕设备上进行显示，用户通过3D眼镜便可观看到投影屏幕上的立体图像，用户通过姿态变化可对投影内容进行控制，从而进行交互体验。

Description

一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统

【技术领域】

本发明涉及虚拟现实技术，特别涉及一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统。

【背景技术】

虚拟现实系统的目的是创建一个虚拟的三维世界环境，并使之尽量贴近真实世界，提供给用户一种身临其境的体验，允许用户能够像在真实世界中一样与虚拟对象有良好的交互，使用户(在理想状态下)不能区分虚拟世界与真实世界。在自然条件苛刻的情况下，虚拟现实技术尤其可以发挥它的优势，因为用户不需要进入不适宜的环境(例如危险、寒冷等)也可以实施作业。正因为这一特点，虚拟现实系统具有巨大的应用前景，其系统随着市场需求的变化而需要不断升级。

【发明内容】

本发明旨在解决上述问题，而提供一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统。

为解决上述问题，本发明提供了一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，其特征在于，其包括CAVE屏幕设备、主动3D投影设备、动作捕捉设备、中控装置和3D眼镜，所述CAVE屏幕设备包括至少一面投影屏幕；所述主动3D投影设备用于向所述投影屏幕投射投影图像；所述动作捕捉设备用于获取用户的位置信息和姿态变化信息；所述中控装置的输入端与所述动作捕捉设备连接，输出端与所述主动3D投影设备连接；其可构建虚拟现实的3D虚拟场景和3D虚拟模型，并可根据所述动作捕捉设备获取的用户位置信息和姿态变化信息而调整所述3D虚拟场景的渲染视角和控制改变所述3D虚拟模型的运动状态，实时渲染出虚拟现实动画图像，并将所述虚拟现实动画图像处理成3D投影图像而输出给所述主动3D投影设备进行播放；所述3D眼镜可接收所述中控装置发射的同步信号而控制左眼镜片和右眼镜片交替透光而使用户观看到投影在所述投影屏幕上的立体图像。

进一步地，其还包括扩声设备，其与所述中控装置连接，其包括音箱和麦克风。

进一步地，所述中控装置包括输入端口、虚拟现实平台、3D图像处理单元、同步信号处理单元、同步信号发射单元和输出端口，所述输入端口与所述动作捕捉设备连接，用于接收用户的位置信息和姿态变化信息；所述虚拟现实平台用于构建虚拟现实的3D虚拟场景和3D虚拟模型，根据用户的位置信息和姿态变化信息调整所述3D虚拟场景的渲染视角和控制改变所述3D虚拟模型的运动状态以实时渲染出虚拟现实动画图像；所述3D图像处理单元，用于将所述虚拟现实动画图像处理成3D投影图像，所述3D投影图像包括与不同的视角相关联的左眼图像数据和右眼图像；所述同步信号处理单元用于按照所述3D眼镜的配置信息生成对应所述左眼图像和右眼图像的同步信号；所述同步信号发射单元用于将所述同步信号发射至3D眼镜；所述同步信号用于控制所述3D眼镜的左眼镜片和右眼镜片分别对应接收所述左眼图像和右眼图像。所述输出端口与所述主动3D投影设备连接，用于将所述3D投影图像输出给所述主动3D投影设备。

进一步地，所述中控装置还包括投影融合单元，用于将所述3D投影图像处理为多个可输出至所述主动3D投影设备进行播放以在所述CAVE屏幕设备上融合呈现整个投影图像的3D投影图像单元数据。

进一步地，所述输出端口设有若干个，其分别连接一台主动3D投影设备；所述投影融合单元可将所述3D投影图像处理为数量与所述主动3D投影设备数量相一致的多个3D投影图像单元数据。

进一步地，所述中控装置还包括动作跟踪及分析处理模块，其与所述输入端口及虚拟现实平台连接，其用于对所述输入端口接收的位置信息和姿态变化信息进行分析处理，以计算出用户当前在场景中所处的位置及发出的交互指令。

进一步地，所述虚拟现实平台包括三维建模模块、渲染模块、3D虚拟模型动画模块和人机交互模块，所述三维建模模块用于搭建所述3D虚拟场景和3D虚拟模型；所述渲染模块用于实时渲染出所述虚拟现实动画；所述3D虚拟模型动画模块用于模拟现实物体的运动状态；所述人机交互模块根据用户当前所处的位置而实时改变所述3D虚拟场景显示的视角，并根据用户的交互指令控制改变所述3D虚拟模型的运动状态。

进一步地，所述CAVE屏幕设备包括正幕、左侧幕、右侧幕和地幕，所述正幕为背投式投影屏幕；所述左侧幕设于所述正幕的左侧，其为背投式投影屏幕；所述右侧幕设于所述正幕的右侧，其为背投式投影屏幕；所述地幕平铺于水平面上，其为正投式投影屏幕；所述正幕、左侧幕、右侧幕、地幕围合出一立体空间。

本发明的有益贡献在于，其有效解决了上述问题。本发明的一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统包括CAVE屏幕设备、主动3D投影设备、动作捕捉设备、中控装置和3D眼镜，其中，动作捕捉设备可实时捕捉用户的位置信息和姿态变化信息作为系统的输入，中控装置可根据动作捕捉设备获取的用户位置信息和姿态变化信息而调整所述3D虚拟场景的渲染视角和控制改变所述3D虚拟模型的运动状态，实时渲染出虚拟现实动画图像，并将所述虚拟现实动画图像处理成3D投影图像而输出给所述主动3D投影设备进行播放，从而实现交互效果。所述主动3D投影设备可将3D投影图像投射到CAVE屏幕设备上进行显示，用户通过3D眼镜便可观看到投影屏幕上的立体图像，用户通过姿态变化可对投影内容进行控制，从而进行交互体验。本发明的一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统可获得完全沉浸式的虚拟现实感受，其可应用于游戏、展示体验、仿真训练系统等，如模拟战地训练、汽车驾驶等各种场景，其应用范围十分广泛。

【附图说明】

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是CAVE屏幕设备的结构框架图。

图3是中控装置的原理示意图。

图4是虚拟现实平台的结构框架图。

附图标识：CAVE屏幕设备10、正幕11、左侧幕12、右侧幕13、地幕14、支撑结构15、主动3D投影设备20、动作捕捉设备30、中控装置40、输入端口41、虚拟现实平台42、三维建模模块421、渲染模块422、3D虚拟模型动画模块423、人机交互模块424、三维模型数据库425、3D图像处理单元43、同步信号处理单元44、同步信号发射单元45、输出端口46、动作跟踪及分析处理模块47、投影融合单元48、3D眼镜50、扩声设备60。

【具体实施方式】

下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不构成任何限制。

如图1～图4所示，本发明的一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统包括CAVE屏幕设备10、主动3D投影设备20、动作捕捉设备30、中控装置40、3D眼镜50。进一步的，其还可包括扩声设备60。

所述CAVE屏幕设备10用于承载投影图像，其包括至少一面投影屏幕。在一些实施例中，所述CAVE屏幕设备10可只设置一面投影屏幕。在一些实施例中，所述CAVE屏幕设备10可设置三面投影屏幕。本实施例中，为获得更好的沉浸感，所述CAVE屏幕设备10设有4面投影屏幕，其围合出一立体空间，用户可在该立体空间内和投影图像进行交互，从而可大大提高沉浸感。如图2所示，所述CAVE屏幕设备10包括正幕11、左侧幕12、右侧幕13和地幕14。所述左侧幕12、右侧幕13分别设于所述正幕11的左右两侧，所述地幕14平铺设于所述正幕11、左侧幕12、右侧幕13之间的地面上。所述正幕11、左侧幕12、右侧幕13均为背投式投影屏幕，其可选用公知的背投式投影屏幕。所述地幕14为正投式投影屏幕，其可选用公知的正投式投影屏幕。作为优选，所述正幕11、左侧幕12、右侧幕13选用玻璃幕，所述地幕14选用复合树脂为基底的投影屏幕。所述正幕11、左侧幕12、右侧幕13、地幕14的尺寸可根据需要而设置。本实施例中，所述正幕11、地幕14的显示画面≥2700*7500mm,左侧幕11、右侧幕12的显示画面≥2700*2700mm，其可实现4K、8K、16K的超高清分辨率效果；所述正幕11、左侧幕12、右侧幕13、地幕14之间的物理和光学拼缝≤1mm，亮度差≤5％，色差≤5％，从而可更好的提高沉浸式效果。

不对其进行限制。

由于CAVE屏幕设备10的投影屏幕尺寸较大，为支撑设置所述投影屏幕，所述CAVE屏幕设备10还包括支撑结构15。所述支撑结构15以立柱、横梁、衍架焊接而成，其为框架结构，其具体结构可根据需要而设置，其可方便支撑设置各投影屏幕即可。

如图1所示，所述主动3D投影设备20与所述中控装置40连接，其可接收中控装置40输出的3D格式的图像数据——3D投影图像，从而在投影屏幕上投射出相应的3D投影图像。所述主动3D投影设备20的数量，根据投影屏幕的数量、尺寸而确定。在一些实施例中，可只设置一台主动3D投影设备20。本实施例中，正幕11采用两台主动3D投影设备20进行背投，地幕14采用两台主动3D投影设备20进行正投，左侧幕12采用一台主动3D投影设备20进行背投，右侧幕13采用一台3D投影设备进行背投。其他实施例中，所述正幕11也可采用一台主动3D投影设备20进行背投，所述地幕14也可采用一台主动3D投影设备20进行正投。

为缩短投影距离，避免产生太阳效应，还可设置投影反射装置。所述投影反射装置包括反射镜支架和反射镜。所述反射镜支架用于支撑设置所述反射镜。所述反射镜固定设于所述反射镜支架上或支撑结构15上，其用于将主动3D投影设备20发出的投影光反射至投影屏幕上，从而可将主动3D投影设备20设置在距投影屏幕较近的位置处，进而可依靠反射镜的反射而将投影光投射至投影屏幕上，从而缩短主动3D投影设备20与投影屏幕之间的距离。本实施例中，在正幕11、左侧幕12、右侧幕13的后侧均设有一反射镜支架和反射镜，在所述地幕14的上方设有一反射镜，该反射镜安装于所述CAVE屏幕设备10的支撑结构15上。

如图1所示，所述动作捕捉设备30与所述中控装置40的输入端连接，其用于获取用户的位置信息和姿态变化信息，其是该虚拟现实CAVE系统的输入信号来源。中控装置40以该信号为基础进行分析和运算，从而改变显示给用户的视景，实现人机交互的沉浸式体验。所述动作捕捉设备30实时捕捉用户的位置变化情况、姿态变化情况，例如，抬头、低头、前进、转向等位置、姿态变化等。所述动作捕捉设备30的组成，可参考现有技术。本实施例中，所述动作捕捉设备30包括多台红外定位摄像头和设置在用户身上的标记点，通过利用多台摄像头捕捉标记点在三维空间中的运动信息，包括位置、角度信息，便可实时追踪用户的位置、姿态变化情况。

如图1所示，所述中控装置40可构建虚拟现实的3D虚拟场景和3D虚拟模型，并可根据所述动作捕捉设备30获取的用户位置信息和姿态变化信息而调整所述3D虚拟场景的渲染视角和控制改变所述3D虚拟模型的运动状态，实时渲染出虚拟现实动画图像，并将所述虚拟现实动画图像处理成3D投影图像而输出给所述主动3D投影设备20进行播放。所述中控装置40的输入端与所述动作捕捉设备30连接，所述中控装置40的输出端与所述主动3D投影设备20连接。所述中控装置40以动作捕捉设备30输入的信息为基础进行分析和计算，从而实时更新显示给用户的视景及其他必要的输出信息，如声音、振动等与用户进行交互。

如图3所示，所述中控装置40包括输入端口41、虚拟现实平台42、3D图像处理单元43、同步信号处理单元44、同步信号发射单元45和输出端口46，其可构建虚拟现实动画并输出3D投影图像与用户进行交互，用户可通过3D眼镜50与动作捕捉设备30而观看到3D投影图像并进行交互。

如图3所示，所述输入端口41与所述动作捕捉设备30连接，其用于接收用户的位置信息和姿态变化信息，从而跟踪用户的行为。所述位置信息和姿态变化信息是用户与3D虚拟模型进行交互的基础，其用于为虚拟现实显示提供正确的渲染视角，使得用户获得图像随用户位置、操作的变化而变化。

如图3所示，所述虚拟现实平台42用于构建虚拟现实的3D虚拟场景和3D虚拟模型，根据用户的位置信息和姿态变化信息调整3D虚拟场景的渲染视角和控制改变3D虚拟模型的运动状态以实时渲染出虚拟现实动画图像，及管理三维模型数据库425。所述3D虚拟场景和3D虚拟模型根据应用需要而构建，例如，用于军事演习的交互系统中，可通过所述虚拟现实平台42构件各种地球环境、太空环境等3D虚拟场景，及坦克、导弹、飞行器等各种模拟实体军事武器的3D虚拟模型。

具体的，如图4所示，所述虚拟现实平台42包括三维建模模块421、渲染模块422、3D虚拟模型动画模块423、人机交互模块424、三维模型数据库425。

所述三维建模模块421用于搭建所述3D虚拟场景和3D虚拟模型。

所述三维模型数据库425用于存储和管理所述3D虚拟场景和3D虚拟模型，其包括各虚拟物体的属性，如形状参数、材质、纹理、照明、物理性质等。所述虚拟现实平台42可根据用户的操作而及时更新所述三维模型数据库425中的信息。

所述渲染模块422用于实时渲染出虚拟现实动画。

所述3D虚拟模型动画模块423用于模拟现实物体的运动状态，以实现3D虚拟模型逼真的运动变化效果。

所述人机交互模块424用于根据用户当前所处的位置而实时改变所述3D虚拟场景显示的视角，并根据用户的交互指令控制改变所述3D虚拟模型的运动状态。

所述3D虚拟场景显示的视角，通过虚拟现实平台42的运动相机进行控制。所述运动相机以特定的视角为用户显示三维场景，3D虚拟场景中至少有一个相机，当然，根据需要同时也可设置多个运动相机，每个运动相机的渲染顺序和屏幕位置设置的不同，就可以为用户提供不同的场景展示。通过输入端口41获取到位置信息和姿态变化信息后，便可根据该位置信息和姿态变化信息而控制所述运动相机的属性，从而实现用户观察到的场景根据自身所处的位置和方向而改变。例如，用户仰头观看时，运动相机跟随运动，从而使得用户观看到仰头时所能观看到的场景。

进一步的，用户的位置及交互指令，通过动作跟踪及分析处理模块47处理而得到。所述动作跟踪及分析处理模块47分别与所述输入端口41及虚拟现实平台42连接，其用于对所述输入端口41接收的位置信息和姿态变化信息进行分析处理，以计算出用户当前在场景中所处的位置及发出的交互指令。

通过所述虚拟现实平台42，用户可以构建出虚拟现实的3D虚拟场景和3D虚拟模型，然后结合输入端口41接收到的位置信息和姿态变化信息，便可调整所述3D虚拟场景的渲染视角以及根据用户的操作而控制改变所述3D虚拟模型的运动状态，并实时渲染出相应的虚拟现实动画图像，从而实现虚拟现实的人机交互。

如图3所示，所述3D图像处理单元43用于将所述虚拟现实动画图像处理成3D投影图像。所述3D投影图像数据输入至主动3D投影设备20便可播放出3D立体图像，用户通过3D眼镜50便可观看到该3D立体图像。所述3D投影图像包括与不同的视角相关联的左眼图像和右眼图像。所述左眼图像和右眼图像数据按特定的时序依次输出，当用户通过3D眼镜50迭合左眼图像和右眼图像时，便可产生立体感受。

如图3所示，所述同步信号处理单元44用于按照所述3D眼镜50的配置信息生成对应所述左眼图像和右眼图像的同步信号。所述同步信号用于控制3D眼镜50的左眼镜片和右眼镜片分别对应接收所述左眼图像和右眼图像。当主动3D投影设备20投射左眼图像时，所述同步信号处理单元44发出一个控制信号，通过同步信号发射单元45而发送至3D眼镜50，3D眼镜50的左眼镜片打开，右眼镜片关闭，从而使得用户当前瞬间可观看到左眼图像；当下一瞬间主动3D投影设备20投射右眼图像时，所述同步信号处理单元44发出一个控制信号，通过同步信号发射单元45而发送至3D眼镜50，3D眼镜50的右眼镜片打开，左眼镜片关闭，从而使得用户在该瞬间可观看到右眼图像。所述同步信号处理单元44发出的控制信号，与所述左眼图像和右眼图像依次投射的时序同步，因而称为同步信号。

如图3所示，所述同步信号发射单元45用于将所述同步信号发射至所述3D眼镜50。所述同步信号发射单元45可通过蓝牙、红外等多种方式将所述同步信号发送至3D眼镜50。

如图3所示，所述输出端口46用于将所述3D投影图像输出给与之连接的主动3D投影设备20。

应用时，当投影屏幕为一面时，所述主动3D投影设备20需一台，此时，所述主动3D投影设备20与所述输出端口46连接，通过所述输出端口46便可将所述3D投影图像输出给所述主动3D投影设备20，所述主动3D投影设备20便可在投影屏幕上投射出相应的3D投影图像，用户通过3D眼镜50便可观看到3D立体图像。用户进行相应动作时，例如改变方位、进行操作等，便可通过所述输入端口41而反馈至所述3D虚拟场景和3D虚拟模型，同步调节所述3D虚拟场景的渲染视角和3D虚拟模型的运动状态，从而观看到可实时交互变化的3D立体图像，获得完全沉浸式体验。

应用时，当投影屏幕为多面时，所述主动3D投影设备20需要多台，此时，所述3D投影图像需要按照投影屏幕或3D投影设备的数量进行分割，才能使各投影屏幕显示出相应部分的图像，所有投影屏幕结合而显示出完整的图像。

为使多个投影屏幕融合显示所述3D投影图像，本实施例中，如图3所示，所述中控装置40还包括投影融合单元48。

如图3所示，所述投影融合单元48用于将所述3D投影图像处理为多个3D投影图像单元数据，该多个3D投影图像数据可分别输出至连接在所述输出端口46的主动3D投影设备20进行播放，从而使各主动3D投影设备20分别播放部分3D投影图像，各投影屏幕分别投射出部分3D投影图像，而整个CAVE屏幕设备10则拼接显示出完整的3D投影图像，即融合呈现整个投影图像。

相应的，所述输出端口46设有若干个，其可分别连接一台主动3D投影设备20。所述投影融合单元48可将所述3D投影图像处理为数量与所述主动3D投影设备20的数量相一致的多个3D投影图像单元数据。

例如，所述CAVE屏幕设备10设有4块投影屏幕，其需4台主动3D投影设备20进行投射，该4台主动3D投影设备20便可通过4个所述输出端口46而与中控装置40连接。所述投影融合单元48便可将所述3D投影图像处理为4个内容不同的3D投影图像单元数据，该4个3D投影图像单元数据分别通过所述输出端口46而发送至所述4个主动3D投影设备20进行播放，从而可在所述4块投影屏幕(正幕11、左侧幕12、右侧幕13和地幕14)上分别显示出相应部分的3D投影图像，而4块投影屏幕整体则显示出全部的3D投影图像。

所述3D眼镜50用于接收所述中控装置40发射的同步信号而控制其左眼镜片和右眼镜片交替透光，从而使用户可观看到投影在所述投影屏幕上的立体图像。所述3D眼镜50为主动式3D眼镜50。

所述扩声设备60与所述中控装置40连接，其用于音效输出，实现原声再现。所述扩声设备60包括音箱和麦克风。本实施例中，所述扩声设备60选用2只主扩音箱、2只环绕音箱、1只超低音音箱，同时配置2只音柱音箱，2套数字有线麦克风供用户发言使用并配备数字音频处理器对音频信号做以更好的处理和修饰，相应的弥补建声的缺陷，通过此配置实现原声再现，以满足扩声需求，并获得中高频层次分明、清澈嘹亮、中音浑厚有力、优美动听、低音丰满柔和有弹性、有力度的音效效果。

藉此，便形成了本发明的3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，其设有CAVE屏幕设备10、主动3D投影设备20、动作捕捉设备30、中控装置40和3D眼镜50，其中，动作捕捉设备30可实时捕捉用户的位置信息和姿态变化信息作为系统的输入，所述中控装置40可根据动作捕捉设备30获取的用户位置信息和姿态变化信息而调整所述3D虚拟场景的渲染视角和控制改变所述3D虚拟模型的运动状态，实时渲染出虚拟现实动画图像，并将所述虚拟现实动画图像处理成3D投影图像而输出给所述主动3D投影设备20进行播放，从而实现交互效果。所述主动3D投影设备20可将3D投影图像投射到CAVE屏幕设备10上进行显示，用户通过3D眼镜50便可观看到投影屏幕上的立体图像，用户通过姿态变化可对投影内容进行控制，从而进行交互体验。本发明的3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统可获得完全沉浸式的虚拟现实感受，其可应用于游戏、展示体验、仿真训练系统等，如模拟战地训练、汽车驾驶等各种场景，其应用范围十分广泛。

尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。

Claims (8)

1.一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，其特征在于，其包括：

CAVE屏幕设备(10)，包括至少一面投影屏幕；

主动3D投影设备(20)，用于向所述投影屏幕投射投影图像；

动作捕捉设备(30)，获取用户的位置信息和姿态变化信息；

中控装置(40)，输入端与所述动作捕捉设备(30)连接，输出端与所述主动3D投影设备(20)连接；其可构建虚拟现实的3D虚拟场景和3D虚拟模型，并可根据所述动作捕捉设备(30)获取的用户位置信息和姿态变化信息而调整所述3D虚拟场景的渲染视角和控制改变所述3D虚拟模型的运动状态，实时渲染出虚拟现实动画图像，并将所述虚拟现实动画图像处理成3D投影图像而输出给所述主动3D投影设备(20)进行播放；

3D眼镜(50)，可接收所述中控装置(40)发射的同步信号而控制左眼镜片和右眼镜片交替透光而使用户观看到投影在所述投影屏幕上的立体图像。

2.如权利要求1所述的一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，其特征在于，其还包括：

扩声设备(60)，与所述中控装置(40)连接，其包括音箱和麦克风。

3.如权利要求1所述的一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，其特征在于，所述中控装置(40)包括：

输入端口(41)，与所述动作捕捉设备(30)连接，用于接收用户的位置信息和姿态变化信息；

虚拟现实平台(42)，用于构建虚拟现实的3D虚拟场景和3D虚拟模型，根据用户的位置信息和姿态变化信息调整所述3D虚拟场景的渲染视角和控制改变所述3D虚拟模型的运动状态以实时渲染出虚拟现实动画图像；

3D图像处理单元(43)，用于将所述虚拟现实动画图像处理成3D投影图像，所述3D投影图像包括与不同的视角相关联的左眼图像数据和右眼图像；

同步信号处理单元(44)，用于按照所述3D眼镜(50)的配置信息生成对应所述左眼图像和右眼图像的同步信号；

同步信号发射单元(45)，用于将所述同步信号发射至3D眼镜(50)；所述同步信号用于控制所述3D眼镜(50)的左眼镜片和右眼镜片分别对应接收所述左眼图像和右眼图像；

输出端口(46)，与所述主动3D投影设备(20)连接，用于将所述3D投影图像输出给所述主动3D投影设备(20)。

4.如权利要求3所述的一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，其特征在于，所述中控装置(40)还包括：

投影融合单元(48)，用于将所述3D投影图像处理为多个可输出至所述主动3D投影设备(20)进行播放以在所述CAVE屏幕设备(10)上融合呈现整个投影图像的3D投影图像单元数据。

5.如权利要求4所述的一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，其特征在于，

所述输出端口(46)设有若干个，其分别连接一台主动3D投影设备(20)；

所述投影融合单元(48)可将所述3D投影图像处理为数量与所述主动3D投影设备(20)数量相一致的多个3D投影图像单元数据。

6.如权利要求1所述的一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，其特征在于，所述中控装置(40)还包括：

动作跟踪及分析处理模块(47)，其与所述输入端口(41)及虚拟现实平台(42)连接，其用于对所述输入端口(41)接收的位置信息和姿态变化信息进行分析处理，以计算出用户当前在场景中所处的位置及发出的交互指令。

7.如权利要求6所述的一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，其特征在于，所述虚拟现实平台(42)包括：

三维建模模块(421)，用于搭建所述3D虚拟场景和3D虚拟模型；

渲染模块(422)，用于实时渲染出所述虚拟现实动画；

3D虚拟模型动画模块(423)，用于模拟现实物体的运动状态；

人机交互模块(424)，根据用户当前所处的位置而实时改变所述3D虚拟场景显示的视角，并根据用户的交互指令控制改变所述3D虚拟模型的运动状态。

8.如权利要求1所述的一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，其特征在于，所述CAVE屏幕设备(10)包括：

正幕(11)，其为背投式投影屏幕；

左侧幕(12)，设于所述正幕(11)的左侧，其为背投式投影屏幕；

右侧幕(13)，设于所述正幕(11)的右侧，其为背投式投影屏幕；

地幕(14)，平铺于水平面上，其为正投式投影屏幕；

所述正幕(11)、左侧幕(12)、右侧幕(13)、地幕(14)围合出一立体空间。

Images