CN117136541A - 用于动画形象显示的系统和方法 - Google Patents

用于动画形象显示的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117136541A
CN117136541A CN202280027476.7A CN202280027476A CN117136541A CN 117136541 A CN117136541 A CN 117136541A CN 202280027476 A CN202280027476 A CN 202280027476A CN 117136541 A CN117136541 A CN 117136541A
Authority
CN
China
Prior art keywords
animated
projection surface
controller
actuator
image content
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280027476.7A
Other languages
English (en)
Inventor
M·D·小拉塞尔
H·史密斯
D·R·斯旺多
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universal City Studios LLC
Original Assignee
Universal City Studios LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universal City Studios LLC filed Critical Universal City Studios LLC
Priority claimed from PCT/US2022/022340 external-priority patent/WO2022216477A1/en
Publication of CN117136541A publication Critical patent/CN117136541A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T13/00—Animation
    • G06T13/20—3D [Three Dimensional] animation
    • G06T13/40—3D [Three Dimensional] animation of characters, e.g. humans, animals or virtual beings
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/606—Projection screens characterised by the nature of the surface for relief projection
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63J—DEVICES FOR THEATRES, CIRCUSES, OR THE LIKE; CONJURING APPLIANCES OR THE LIKE
    • A63J19/00—Puppet, marionette, or shadow shows or theatres
    • A63J19/006—Puppets or marionettes therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/12—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor adapted for projection of either still pictures or motion pictures
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
    • G06T7/73—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/3147—Multi-projection systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3179—Video signal processing therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3191—Testing thereof
    • H04N9/3194—Testing thereof including sensor feedback
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/10—Projectors with built-in or built-on screen
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2206/00—Systems for exchange of information between different pieces of apparatus, e.g. for exchanging trimming information, for photo finishing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Abstract

一种动画形象显示系统包含动画形象(122)，所述动画形象具有本体和耦合到本体的第一跟踪器。动画形象显示系统包含投影表面(124)，所述投影表面具有耦合到所述投影表面的第二跟踪器。投影表面(124)在第一位置与第二位置之间进行移动，以及投影表面(124)在第一位置中至少部分地被遮蔽在动画形象(122)后面。动画形象显示系统包含跟踪相机(110)，所述跟踪相机检测第一跟踪器和第二跟踪器并生成位点数据。控制器接收位点数据并基于位点数据生成控制信号。投影器(112A、112B、112C)从控制器接收指示图像内容(202、204、206)的控制信号，并将图像内容(202、204、206)投影到动画形象(122)的本体和投影表面(124)的外表面上。

Description

用于动画形象显示的系统和方法
对相关申请的交叉引用
此申请要求2021年4月9日提交、标题为“SYSTEMSANDMETHODS FORANIMATEDFIGURE DISPLAY”的美国临时申请No.63/172951的优先权及权益，所述临时申请出于所有目的通过引用以其整体而特此被并入。
背景技术
此章节旨在向读者介绍可与本技术的各个方面相关的技术的各个方面，其在下面被描述和/或要求权利。相信此讨论有助于为读者提供背景信息，以便促进对本公开的各个方面的更好理解。因此，应理解，这些陈述要从此角度而非作为对现有技术的认可来阅读。
游乐园通常含有将视频和/或静止图像用于向游乐园的顾客提供享受和娱乐的景点或体验。例如，所述景点可包含使用(例如以视频、文本、静止意象、运动图形或其组合的形式)呈现媒体内容的显示装置而建立的主题环境。对于一些景点，可能期望显示具有特殊视觉效果的媒体内容来为观众创建逼真和/或沉浸式观看或玩乐体验。游乐园和其他娱乐场所除了许多其他景点以外，还含有娱乐为乘坐体验而排队或处于乘坐体验内的园区顾客的动画形象。通过将预定的外观传统地引导到动画形象上的投影映射，某些动画形象可形象地栩栩如生。例如，特定动画形象可在视觉上辅以可与动画形象的预编程移动对准的图像的预定义集合的投影。然而，由于涉及例如成本、空间、设备可用性、观看环境和/或视频(移动视觉图像)能力的考虑，经由诸如这样的投影映射来显示媒体内容可能是挑战性的。
发明内容
下面概述与原始要求保护的主题在范围上相称的某些实施例。这些实施例并非旨在限制所要求保护主题的范围，而相反这些实施例仅旨在提供对所述主题的可能形式的简要概述。实际上，所述主题可涵盖可与下面阐述的实施例类似或不同的各种形式。
在一实施例中，一种动画形象显示系统包含动画形象，所述动画形象具有本体和耦合到所述本体的第一跟踪器。所述动画形象显示系统还包含投影表面，所述投影表面具有耦合到所述投影表面的第二跟踪器。所述投影表面配置成在第一位置(position)与第二位置之间进行移动，以及所述投影表面在所述第一位置中至少部分地被遮蔽在所述动画形象后面。所述动画形象显示系统还包含：配置成调整所述动画形象的所述本体和所述投影表面的致动器的集合；以及跟踪相机，其配置成检测所述第一跟踪器和所述第二跟踪器，并配置成基于所述第一跟踪器和所述第二跟踪器生成位点(location)数据。在所述实施例中，所述动画形象显示系统包含控制器，所述控制器在通信上耦合到所述跟踪相机。所述控制器配置成接收由所述跟踪相机提供的所述位点数据以及基于所述位点数据生成指示要被投影到所述动画形象的所述本体和所述投影表面上的图像内容的控制信号。所述动画形象显示系统还包含投影器，所述投影器在通信上耦合到所述控制器。所述投影器配置成：从所述控制器接收指示所述图像内容的所述控制信号：以及将所述图像内容投影到所述动画形象的所述本体和所述投影表面上。
在一实施例中，一种动画形象显示系统包含动画形象，所述动画形象具有本体和投影表面。所述动画形象显示系统还包含形象控制系统，所述形象控制系统包含：配置成调整所述动画形象的所述本体和所述投影表面的致动器的集合；以及致动器控制器，其在通信上耦合到致动器的所述集合。所述致动器控制器配置成指示致动器的所述集合调整所述动画形象的所述本体和所述投影表面，以及生成指示致动器的所述集合中的每个致动器的位置和取向的致动器控制数据。在所述实施例中，所述动画形象显示系统还包含控制器，所述控制器在通信上耦合到所述致动器控制器。所述控制器配置成接收由所述致动器控制器提供的所述致动器控制数据，以及基于所述致动器控制数据生成指示所述动画形象的所述本体和所述投影表面的所述位置和所述取向的位点数据。所述控制器还配置成基于所述位点数据生成指示要被投影到所述动画形象的所述本体和所述投影表面上的图像内容的控制信号。
在一实施例中，一种操作动画形象投影系统的方法包含经由控制器指示致动器的集合启动动画形象和投影表面的运动序列。所述方法还包含经由所述控制器接收指示所述动画形象和所述投影表面的当前位置和当前取向的位点数据，以及基于所述当前位置和所述当前取向、经由所述控制器生成指示要被投影到所述动画形象的本体和所述投影表面的暴露表面上的图像内容的控制信号。所述方法还包含经由所述控制器指示投影器将所述图像内容投影到所述动画形象的所述本体和所述投影表面的所述暴露表面上。
以上所指明的特征的各个改善可针对本公开的各个方面来进行。进一步的特征也可被并入这些各个方面中。这些改善和附加特征可单独地或以任何组合而存在。
附图说明
当参照附图来阅读以下的详细描述时，本公开的这些以及其他特征、方面和优点将变得更好被理解，在所述附图中，相似字符贯穿附图表示相似部分，其中：
图1是根据本公开的一实施例的动画形象显示系统的框图；
图2是根据本公开的一实施例、并入图1的动画形象显示系统的动画形象的透视图；
图3是根据本公开的一实施例、以图2的动画形象为特征的动画显示的透视图；
图4是根据本公开的一实施例、并入图1的动画形象显示系统的另一动画形象的透视图；
图5是根据本公开的一实施例、以图4的动画形象为特征的动画显示的透视图；
图6是根据本公开的一实施例、并入图1的动画形象显示系统的投影表面的透视图；以及
图7是根据本公开的一实施例、以图6的投影表面为特征的动画显示的一示例。
具体实施方式
下面将描述本公开的一个或多个具体实施例。为努力提供对这些实施例的简明描述，实际实现的所有特征可能不都在本说明书中被描述。应领会，在任何此类实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中一样，必须做出许多实现特定的判定以达成开发者的具体目标，诸如对系统相关和商业相关的约束的依从性，其可从一个实现到另一实现而变化。此外，应领会，此类开发工作可能复杂且耗时，但对于得益于此公开的普通技术人员将不过是设计、制作以及制造的日常事务。进一步，就在本文中使用的诸如平行、垂直等等的某些术语而言，应理解，这些术语允许与严格数学定义的某些偏差，例如允许与制造缺陷及关联容差相关联的偏差。
当介绍本公开的各个实施例的元素时，冠词“一(a/an)”和“所述”旨在意味着存在所述元素中的一个或多个元素。术语“包括”、“包含”以及“具有”旨在包含在内，并且意味着可存在除了所列元素之外的附加元素。此外，应理解，对本公开的“一个实施例”或“一实施例”的引用并非旨在被解释为排除也并入所记载特征的附加实施例的存在。
本公开一般涉及动画形象显示系统。更具体地，本公开涉及用于游乐园景点和体验的动画形象显示系统。所述景点可包含设计成娱乐乘客的任何类型的乘坐系统，诸如包含沿路径行进的乘坐载具的景点、包含具有供乘客在乘客观看媒体内容时就坐的静止或移动座位的房间或剧院的景点、包含供顾客沿着行进的道路的景点、供顾客进行探索的房间或诸如此类。投影映射涉及将图像内容投影到映射的表面上。必须首先映射所述表面来确定表面的不同部分的确切形状和位点，并且需要基于来自投影器的取向和位置来定义坐标。此外，然后必须配置图像内容以供映射的表面使用，通常要求专业软件和熟练技术人员来实现。然而，由于涉及例如成本、空间、设备可用性、观看环境和/或视频(移动视觉图像)能力的考虑，经由诸如这样的投影映射来显示媒体内容可能是挑战性的。相反，本公开的动画形象显示系统可装配有跟踪器，所述跟踪器使跟踪相机能够实时辨别投影表面(例如动画形象)的移动、位置和取向。照此，动画形象显示系统为顾客提供沉浸式观看体验，而没有与使用投影映射提供此类体验相关联的挑战和/或成本。此外，虽然所公开的实施例一般讨论用于娱乐目的的动画形象显示系统，但一些所公开的实施例也可适用于被用于任何其他适当目的的系统。
本实施例针对用于游乐园景点和/或体验的动画形象显示系统。值得注意的是，动画形象显示系统包含任何数量的投影表面，诸如动画形象、动画形象的部分(例如分支、本体部分)和/或独立于动画形象进行移动的附加投影表面，到其上可投影有各种视觉效果，以描绘运动、特殊效果(例如火、闪电、烟)、背景等等。照此，动画形象显示系统向顾客提供动态和沉浸式体验，其中动画形象比拟对被投影到附加投影表面上的图像内容作出反应的有生命的角色和/或移动形象。例如，意象可被投影到动画形象的本体(例如头部、躯干、腿部、手臂或其组合)上，以创建行动、能量、材料或诸如此类的错觉。在某些实施例中，为了增强动画形象的真实性，动画形象和/或任何数量的投影表面可装配有跟踪器，所述跟踪器使跟踪和媒体控制系统的跟踪相机能够经由光学表演捕捉或光学运动捕捉实时辨别动画形象和/或投影表面的移动、位置和取向。因此，因为跟踪和媒体控制系统可独立于动画形象(例如，通过不直接依赖于动画形象的致动器的位置、速度和/或加速度控制)而进行操作，所以跟踪和媒体控制系统可动态生成并显示到交互式动画形象和/或投影表面上的所投影图像，其模仿与游乐园景点或体验相关联的有生命的角色、移动和/或对其他效果(例如，环境效果、视觉效果、烟火效果、流体流动效果)的反应。在一些实施例中，形象控制系统可包含致动器控制器(例如电机编码器)，所述致动器控制器控制动画形象和/或投影表面的移动以及生成致动器控制数据并将致动器控制数据传送到跟踪和媒体控制系统。跟踪和媒体控制系统可处理致动器控制数据，并基于致动器控制数据生成动画形象和/或投影表面的位点数据。如将理解的，某些实施例的跟踪控制系统可生成以及更新位点数据，所述位点数据包含动画形象和/或投影表面的位置(例如，包含x、y和z坐标)、取向和比例。照此，跟踪控制系统可将位点数据用来控制任何数量的投影器，以便生成图像以及将图像(例如，静止图像、视频内容)显示到动画形象和/或投影表面上，以创建沉浸式和/或逼真的观看体验。
考虑到前文，图1示出根据本公开的一实施例的动画形象显示系统100，其包含跟踪和媒体控制系统102、任何数量的跟踪相机110、任何数量的投影器112、形象控制系统114和显示器120。动画形象显示系统100可用于在游乐园景点和/或体验期间向显示器120提供视觉效果。在某些实施例中，跟踪和媒体控制系统102可按计算装置(诸如可编程逻辑控制器(PLC)、个人计算机、膝上型、平板、移动装置(例如智能电话)、服务器或任何其他适当计算装置)的形式来被提供。跟踪和媒体控制系统102可控制跟踪相机110和投影器112的操作，并可处理从跟踪相机110和/或形象控制系统114接收的数据。跟踪和媒体控制系统102可通过用于在跟踪和媒体控制系统102与跟踪相机110、投影器112和/或形象控制系统114之间传递数据及控制信号的任何适当技术(诸如无线、光学、同轴或其他适当连接)而耦合到跟踪相机110、投影器112和/或形象控制系统114。
跟踪和媒体控制系统102可以是具有多个控制器(诸如控制器104)的控制系统，每个控制器具有至少一个处理器106和至少一个存储器108。跟踪和媒体控制系统102可表示一体的硬件组件或通过通信耦合(例如有线或无线通信)而集成的分开的组件的组装件。应注意，在一些实施例中，跟踪和媒体控制系统102可包含附加的所示特征。例如，跟踪和媒体控制系统102可包含跟踪相机110和/或投影器112，并且可以可操作以与特定计算装置上的本地显示器进行通信。针对跟踪和媒体控制系统102的功能方面，控制器104可将来自跟踪相机110的信息(例如跟踪数据)和/或来自形象控制系统114的信息(例如致动器控制数据)用来生成并更新动画形象122和/或投影表面124的位点数据，以及用来基于位点数据控制投影器112的操作。进一步，跟踪和媒体控制系统102可包含通信特征(例如有线或无线通信端口)，所述通信特征促进与其他装置(例如外部传感器)的通信，以便提供供跟踪和媒体控制系统102使用的附加数据。例如，跟踪和媒体控制系统102可进行操作以与本地相机和/或音频传感器通信，以促进对游乐园景点或体验的顾客的检测、与动画形象122的顾客互动(例如挥动、在阈值距离内靠近)等等。
跟踪和媒体控制系统102可以是具有多个控制器(诸如控制器104)的控制系统，每个控制器具有至少一个处理器106和至少一个存储器108。在一些实施例中，存储器108可包含一个或多个有形、非暂态的计算机可读介质，所述介质存储由处理器106(表示一个或多个处理器)可执行的指令和/或要由处理器106处理的数据。例如，存储器108可包含随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可重写非易失性存储器(诸如闪速存储器)、硬盘驱动器、光盘和/或诸如此类。此外，处理器106可包含一个或多个通用微处理器、一个或多个专用处理器(ASIC)、一个或多个现场可编程逻辑阵列(FPGA)或其任何组合。进一步，存储器108可存储经由跟踪相机110获得的跟踪数据、经由致动控制器116获得的致动器控制数据、传送到投影器112并经由投影器112显示的显示数据、由处理器106生成的位点数据和/或由处理器106基于位点数据和显示数据用来帮助控制投影器112的操作的算法。此外，处理器106可处理跟踪数据和/或致动器控制数据，以确定包含动画形象122和/或投影表面124的位置和/或取向的位点数据。在某些实施例中，跟踪和媒体控制系统102可包含图1中未示出的附加元件，诸如附加数据采集和处理控制、附加传感器和显示器、用户界面等等。
显示器120可以能够描绘将由游乐园景点和/或体验的一个或多个顾客观看的图像内容(例如，静止图像、视频、视觉效果)。在一些实施例中，显示器120可包含任何数量的投影表面124，并且每个投影表面可以能够描绘图像内容。例如，显示器120可包含动画形象122和任何数量的附加投影表面124。在一些实施例中，动画形象122可包含任何数量的部分(例如本体和分支)，并且每个部分可以能够独立于任何其他部分进行移动。在一些实施例中，显示器120在单个游乐园景点或体验内可包含多于一个动画形象122。在某些实施例中，显示器120可描绘与游乐园景点和/或体验相关联的图像内容。例如，游乐园乘坐可看起来发生在活火山中，并且显示器120可描绘与活火山相关联的图像内容(例如流动的熔岩、火)。
在某些实施例中，显示器120可包含位于动画形象122的表面和/或任何数量的投影表面124上的跟踪器(例如，可跟踪标记)。跟踪器可位于显示器120的任何适当表面上或内，这使跟踪器能够被遮蔽或遮挡以免顾客观看到。在一些实施例中，跟踪器可成形为圆柱体或发光二极管，但应理解，跟踪器可具有包含球形形状、矩形棱柱体形状等等的任何其他适当形状。跟踪器使跟踪相机110能够感测或分辨动画形象122和/或投影表面124在游乐园景点和/或体验内的位置和/或取向(诸如经由光学表演捕捉或光学运动捕捉技术)。光学表演捕捉或光学运动捕捉是指通过捕捉来自图像传感器(例如跟踪相机110)和耦合到表面的跟踪器的数据来记录对象或人物的运动的技术。在一些实施例中，跟踪器可以是可向跟踪相机110发射个性化信号的有源装置。例如，跟踪器可发射红外光、电磁能或者由顾客无法检测而由跟踪相机110可区分的任何其他适当信号。备选地，跟踪器可以是某些无源装置(例如，反射器、染色部分)，这些无源装置不发射信号并且使跟踪相机110能够将所述无源装置与动画形象122和/或投影表面124的其他部分进行精确区分。在某些实施例中，跟踪器可与动画形象122和/或投影表面124的外表面齐平或凹进动画形象122和/或投影表面124的外表面内。可单独地选择跟踪相机110的类型和/或配置以对应于跟踪器的类型。在某些实施例中，跟踪相机110可设计成接收来自跟踪器(例如有源装置)的信号，以感测动画形象122和/或投影表面124的位置和/或取向。附加地或备选地，跟踪相机110可设计成辨别动画形象122和/或投影表面124的暴露表面上的跟踪器(例如无源装置)。
形象控制系统114可控制显示器120的动画形象122和投影表面124的操作(例如运动、位置、取向)。可按计算装置(诸如PLC、个人计算机、膝上型、平板、移动装置(例如智能电话)、服务器或任何其他适当计算装置)的形式来提供形象控制系统114。形象控制系统114可以是具有多个控制器(诸如致动器控制器116)——每个控制器具有至少一个处理器126和至少一个存储器128——以及任何数量的致动器118的控制系统。在一些实施例中，存储器128可包含一个或多个有形、非暂态的计算机可读介质，所述介质存储由处理器126(表示一个或多个处理器)可执行的指令和/或要由处理器126处理的数据。例如，存储器128可包含随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可重写非易失性存储器(诸如闪速存储器)、硬盘驱动器、光盘和/或诸如此类。此外，处理器126可包含一个或多个通用微处理器、一个或多个专用处理器(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)或其任何组合。进一步，存储器128可存储经由致动控制器116获得的致动器控制数据和/或由处理器126用来帮助控制致动器118的操作的算法。此外，处理器126可处理致动器控制数据，以确定包含动画形象122和/或投影表面124的位置和/或取向的位点数据。在某些实施例中，形象控制系统114可包含图1中未示出的附加元件，诸如附加数据采集和处理控制、附加传感器和显示器、用户界面等等。致动器控制器116可指示致动器118调整显示器120的任何适当组件(诸如动画形象122和/或投影表面124)的位置和/或取向。
在某些实施例中，一个或多个致动器118可在物理上耦合到动画形象122和/或投影表面124的基座，并可以能够横向地、纵向地和/或竖直地移动显示器120。附加地或备选地，动画形象122和/或投影表面124可装配有使动画形象122和/或投影表面124能够以逼真且模仿生命的方式进行移动(例如，行走、平移、旋转、绕枢轴转动、嘴唇同步)的任何数量的致动器118。致动器118可包含各自被定位并耦合成在动画形象122和/或投影表面124的相应部分之间产生相对运动的伺服电机、液压缸、线性致动器等等。例如，致动器118的相应集合可定位成在运动序列的部分期间移动动画形象122的手臂、移动动画形象122的接合的颌部、操纵动画形象122的形象部分(例如，头部部分、手臂部分、躯干部分、腿部部分)、从遮蔽位置(例如动画形象122内侧或后面)移动投影表面124和/或从遮蔽位置(例如任何数量的投影表面124内侧或后面)移动动画形象122或动画形象122的形象部分。
在一些实施例中，致动器控制器116可从控制器104接收启动操作序列的控制信号。例如，响应于对游乐园景点或体验中任何数量的顾客的检测和/或响应于周期性计时器(例如每五分钟、十五分钟、三十分钟等等)，控制器104可生成并可传送控制信号。照此，致动器控制器116可生成致动器控制信号并向致动器118传送致动器控制信号，以启动动画形象122和/或投影表面124的运动序列。在某些实施例中，致动器控制器116可生成并可监测针对动画形象122和/或投影表面124的任何数量的部分的致动器118的致动器控制数据，并且可确定任何数量的致动器118的位置和/或取向。例如，致动器118可以是液压缸以及致动器控制器116可监测任何数量的液压缸中的液位和/或液压、液压缸的延伸量、液压缸的位置、液压缸的取向等等。致动器控制器116可生成致动器控制数据，并可将致动器控制数据传送到跟踪和媒体控制系统102的控制器104。附加地或备选地，致动器控制器116可基于致动器控制数据生成位点数据。例如，致动器控制器116可确定动画形象122和/或投影表面124的任何数量的部分的位置和/或取向。在一些实施例中，致动器控制器116可将位点数据传送到控制器104。附加地或备选地，控制器104可指示致动器118启动动画形象122和/或投影表面124的运动序列。
控制器104可基于各种输入来控制投影器112的操作。例如，基于动画形象122和/或投影表面124的位点数据，控制器104可使投影器112呈现闪电的图像。处理器106可生成控制信号并将控制信号(例如，经由有线或无线通信、经由天线)传送到投影器112，以启动和/或变更图像的显示。控制信号可指示在动画形象122和/或投影表面124上显示什么类型的图像。在某些实施例中，所显示的图像可与动画形象122和/或投影表面124的一个或多个部分的运动相关联，以便提供沉浸式和/或逼真的观看体验。例如，控制器104可生成控制信号并将控制信号传送到致动器控制器116以启动动画形象122和/或投影表面124的运动序列。所述运动序列可包含操作任何数量的致动器118任何次数，以移动动画形象122和/或投影表面124的对应部分。例如，模拟爆炸可通过在致动器118将动画形象122和/或投影表面124的一个或多个部分移动远离所述模拟爆炸的位点时将爆炸(例如火、冲击波)的图像经由投影器112投影到动画形象122和/或投影表面124上来被描绘。作为另一示例，可通过在致动器118将动画形象122的一个或多个部分进行移动以呈现出肌肉痉挛时将闪电的图像投影到一个或多个投影表面124和/或动画形象122上来描绘电击。
控制器104还可控制跟踪相机110或与其协调，所述跟踪相机可被操作以探知动画形象122和/或投影表面124的位点信息。作为一具体示例，(一个或多个)跟踪相机110可以是进行操作以检测来自跟踪器的所发射红外信号的红外相机。控制器104可接收基于此类检测的信息，并处理所述信息以确定及监测动画形象122和/或投影表面124的位点和/或取向。控制器104可基于所确定位点和/或取向来控制投影器112的操作。例如，控制器104可基于动画形象122和/或投影表面124的所确定位点和/或取向来改变一个或多个投影器112的操作状态(例如，关闭、开启、显示图像内容)。例如，致动器118可移动动画形象122的部分，以暴露先前遮盖的投影表面124。跟踪相机110可检测新的未遮盖的投影表面124的暴露表面上的跟踪器，并基于所述检测生成位点数据。控制器104可从跟踪相机110接收位点数据，并可指示投影器112在新的未遮盖的投影表面124上描绘图像内容。照此，控制器104可基于动画形象122和/或投影表面124的位点数据调整由投影器112显示的图像内容。
此外，控制器104可基于位点数据确定动画形象122和/或投影表面124的运动序列的结束。例如，控制器104可经由跟踪相机110接收位点数据，以及处理器106可处理位点数据以确定动画形象122和/或投影表面124的位点和/或取向。处理器106可确定动画形象122和/或投影表面124处于指示运动序列完成的标准或默认姿态中。在此实例中，控制器104可生成控制信号并将控制信号传送到一个或多个投影器112，以停止投影图像内容和/或进行关闭。附加地或备选地，处理器106可确定动画形象122和/或投影表面124的位置和/或取向在等于或大于阈值时间周期(例如五秒、三十秒、一分钟等等)内是静止的。控制器104可生成控制信号并将控制信号传送到一个或多个投影器112，以停止投影图像内容和/或进行关闭。在一些实施例中，控制器104可基于位点数据生成并传送指示致动器118启动运动序列的控制信号。例如，处理器106可确定动画形象122和/或投影表面124处于指示运动序列可启动的就绪或待命姿态中。在此实例中，控制器104可生成并传送指示致动器118启动运动序列的第一控制信号，以及可生成并传送指示投影器112改变操作状态和/或启动图像内容的显示序列的第二控制信号。
考虑到前文，图2示出根据本公开的一实施例、并入图1的动画形象显示系统100的动画形象122的透视图。一个或多个投影器112A、112B、112C可从控制系统(诸如图1的跟踪和媒体控制系统102)接收控制信号。第一投影器112A可将图像内容的第一部分202投影、第二投影器112B可将图像内容的第二部分204投影以及第三投影器112C可将图像内容的第三部分206投影到一个或多个投影表面124和/或动画形象122的部分上。跟踪相机110可以是红外相机，并且可检测动画形象122和/或投影表面124的暴露表面上的跟踪器。如图2中所示的，投影表面124可至少部分地被遮蔽以免由游乐园景点或体验的顾客观看到。例如，投影表面124在第一位置中可由动画形象122的部分所隐蔽以免观看。
考虑到前文，图3示出根据本公开的一实施例的动画形象122的透视图，其中投影表面124在第二位置中。致动器(诸如图1中的致动器118)可在运动序列的部分期间将投影表面124在图2中描绘的第一位置(例如，至少部分地被遮蔽以免由顾客观看到，并且在动画形象122后面)与第二位置(例如，对游乐园景点或体验的顾客可见)之间进行移动。在第二位置中，投影表面124上的跟踪器可由跟踪相机110检测。跟踪相机110可基于所述检测生成并传送位点数据。例如，控制系统(诸如图1的跟踪和媒体控制系统102)可接收位点数据，并可基于位点数据控制投影器112A、112B、112C的操作。在某些实施例中，跟踪和媒体控制系统102可基于对投影表面124的检测调整投影器112A、112B、112C中的一个或多个的操作状态。照此，跟踪和媒体控制系统102可基于经由跟踪相机110而接收的所监测位点数据来调整动画形象122和/或投影表面124上显示的图像内容。
考虑到前文，图4示出根据本公开的一实施例、并入图1的动画形象显示系统100的另一动画形象402(例如，进行操作而破裂的蛋)的透视图。在此实例中，投影表面124可完全被隐蔽以免游乐园景点或体验的顾客观看到。例如，投影表面124在第一位置中可被遮蔽在动画形象402内，如图4中所示的。投影器112A、112B、112C可将图像内容的第一部分202、第二部分204和第三部分206投影在动画形象402的暴露表面上。
图5示出根据本公开的一实施例的第二位置中的动画形象402的透视图。致动器(诸如致动器118)可在第一位置(例如，其中投影表面124被遮蔽在动画形象402内，如图4中所描绘的)与如图5中所描绘的第二位置(例如，其中投影表面124至少部分地被暴露并对游乐园景点或体验的顾客可见)之间移动一个或多个部分，诸如第一部分402A和第二部分402B。在第二位置中，投影表面124上的跟踪器可由跟踪相机110检测。跟踪相机110可基于所述检测生成并传送位点数据，并且跟踪和媒体控制系统102(图1)可接收位点数据以及可基于位点数据控制投影器112A、112B、112C的操作。例如，跟踪和媒体控制系统102可指示投影器112描绘动画形象402的模拟的内部。
图6示出根据本公开的一实施例、并入图1的动画形象显示系统100的另一投影表面602的透视图。一个或多个投影器112A、112B、112C、112D可从控制系统(诸如图1的跟踪和媒体控制系统102)接收控制信号。投影器112A、112B、112C、112D可各自将图像内容的部分202、204、206、208投影到投影表面602上。在此实例中，动画形象(诸如图1的动画形象122)可被遮蔽在投影表面602内。
考虑到前文，图7示出根据本公开的一实施例的第二位置中的图6的投影表面602的透视图。致动器(诸如图1中的致动器118)可在第一位置(例如，其中动画形象122被遮蔽和/或隐蔽在投影表面602后面)与如图7中所描绘的第二位置(例如，其中动画形象对游乐园景点或体验的顾客可见)之间移动一个或多个投影表面，诸如第一投影表面602A和第二投影表面602B。在第二位置中，动画形象122上的跟踪器可由跟踪相机110检测。跟踪相机110可基于所述检测传送位点数据，并且跟踪和媒体控制系统102可接收位点数据以及可基于位点数据控制投影器112A、112B、112C、112D的操作。例如，投影器112可在投影表面602和动画形象122上描绘图像内容，使得动画形象122看起来从投影表面602(例如蛋)的内侧显现。
虽然本公开的仅某些特征在本文中已被图示和描述，但本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此，将理解，所附权利要求旨在涵盖如落入本公开的真实精神内的所有此类修改和改变。
本文中所呈现并且要求保护的技术被引用并且应用到可论证地改进本技术领域的实践性质的实质对象和具体示例，并照此不是抽象、无形或纯理论的。进一步，如果附于此说明书的末尾的任何权利要求含有被指定为“用于[执行]...[功能]的部件”或“用于[执行]...[功能]的步骤”的一个或多个元素，则旨在此类元素要根据35U.S.C.112(f)来被解释。然而，对于含有以任何其他方式指定的元素的任何权利要求，旨在此类元素不要根据35U.S.C.112(f)来被解释。

Claims (20)

1.一种动画形象显示系统，包括：
动画形象，其具有本体和耦合到所述本体的第一跟踪器；
投影表面，其具有耦合到所述投影表面的第二跟踪器，其中所述投影表面配置成在第一位置与第二位置之间进行移动，并且其中所述投影表面在所述第一位置中至少部分地被遮蔽在所述动画形象后面；
配置成调整所述动画形象的所述本体和所述投影表面的致动器的集合；
跟踪相机，其配置成检测所述第一跟踪器和所述第二跟踪器，并配置成基于所述第一跟踪器和所述第二跟踪器生成位点数据；
控制器，其在通信上耦合到所述跟踪相机，其中所述控制器配置成：
接收由所述跟踪相机提供的所述位点数据；
基于所述位点数据，生成指示要被投影到所述动画形象的所述本体和所述投影表面上的图像内容的控制信号；以及
投影器，其在通信上耦合到所述控制器，其中所述投影器配置成：
从所述控制器接收指示所述图像内容的所述控制信号；以及
将所述图像内容投影到所述动画形象的所述本体和所述投影表面上。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器配置成基于所述位点数据确定所述投影表面的当前位置和当前取向。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器配置成基于所述位点数据确定所述动画形象的所述本体的当前位置和当前取向。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器配置成基于所述位点数据指示所述投影器改变操作状态。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述投影器配置成：
将所述图像内容投影到所述第一位置中的所述动画形象的所述本体上；以及
将所述图像内容投影到所述第二位置中的所述动画形象的所述本体和所述投影表面上。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述跟踪相机配置成基于所述位点数据确定所述投影表面的当前位置和当前取向。
7.如权利要求1所述的系统，包括在通信上耦合到致动器的所述集合的致动器控制器，其中所述致动器控制器配置成：
接收启动所述动画形象和所述投影表面的运动序列的控制信号；以及
指示致动器的所述集合启动所述运动序列。
8.如权利要求7所述的系统，其中所述致动器控制器配置成基于致动器的所述集合的位置和取向而生成致动器控制数据。
9.如权利要求8所述的系统，其中所述控制器配置成：
接收所述致动器控制数据；
基于所述致动器控制数据确定所述动画形象的所述本体的第一当前位置和第一当前取向；以及
基于所述致动器控制数据确定所述投影表面的第二当前位置和第二当前取向。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述控制器配置成基于所述致动器控制数据来生成指示要被投影到所述动画形象的所述本体和所述投影表面上的第二图像内容的第二控制信号。
11.如权利要求1所述的系统，其中所述第一跟踪器是跟踪器的第一集合中的一个跟踪器，以及所述第二跟踪器是跟踪器的第二集合中的一个跟踪器，跟踪器的所述第一和第二集合中的每个跟踪器配置成发射红外信号，并且其中所述跟踪相机是配置成检测红外信号的红外相机。
12.一种动画形象显示系统，包括：
动画形象，其具有本体；
投影表面；
形象控制系统，包括：
配置成调整所述动画形象的所述本体和所述投影表面的致动器的集合；
致动器控制器，其在通信上耦合到致动器的所述集合，其中所述致动器控制器配置成：
指示致动器的所述集合调整所述动画形象的所述本体和所述投影表面；以及
生成指示致动器的所述集合中的每个致动器的位置和取向的致动器控制数据；以及
控制器，其在通信上耦合到所述致动器控制器，其中所述控制器配置成：
接收由所述致动器控制器提供的所述致动器控制数据；
基于所述致动器控制数据来生成指示所述动画形象的所述本体和所述投影表面的所述位置和所述取向的位点数据；以及
基于所述位点数据来生成指示要被投影到所述动画形象的所述本体和所述投影表面上的图像内容的控制信号。
13.如权利要求12所述的系统，包括在通信上耦合到所述控制器的投影器，其中所述投影器配置成：
从所述控制器接收指示所述图像内容的所述控制信号；以及
将所述图像内容投影到所述动画形象的所述本体和所述投影表面上，其中致动器的所述集合配置成在运动序列期间调整所述动画形象的所述本体和所述投影表面。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述动画形象在所述运动序列的部分期间至少部分地被遮蔽在所述投影表面的部分内。
15.如权利要求13所述的系统，其中所述投影表面在所述运动序列的部分期间至少部分地被遮蔽在所述动画形象的部分内。
16.如权利要求13所述的系统，其中所述投影表面在所述运动序列的部分期间至少部分地被遮蔽在所述动画形象后面。
17.一种操作动画形象投影系统的方法，所述方法包括：
经由控制器指示致动器的集合启动动画形象和投影表面的运动序列；
经由所述控制器接收指示所述动画形象和所述投影表面的当前位置和当前取向的位点数据；
基于所述当前位置和所述当前取向，经由所述控制器生成指示要被投影到所述动画形象的本体和所述投影表面的暴露表面上的图像内容的控制信号；以及
经由所述控制器指示投影器将所述图像内容投影到所述动画形象的所述本体和所述投影表面的所述暴露表面上。
18.如权利要求17所述的方法，包括经由所述控制器接收指示致动器的所述集合中的每个致动器的当前位置和当前取向的致动器控制数据。
19.如权利要求18所述的方法，包括基于所述致动器控制数据经由所述控制器来确定所述动画形象和所述投影表面的所述当前位置和所述当前取向。
20.如权利要求17所述的方法，包括经由所述控制器从耦合到所述控制器的跟踪相机接收跟踪数据，其中所述跟踪相机配置成检测耦合到所述投影表面的所述暴露表面和所述动画形象的所述本体的跟踪器的集合。
CN202280027476.7A 2021-04-09 2022-03-29 用于动画形象显示的系统和方法 Pending CN117136541A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163172951P 2021-04-09 2021-04-09
US63/172951 2021-04-09
US17/704316 2022-03-25
US17/704,316 US20220327754A1 (en) 2021-04-09 2022-03-25 Systems and methods for animated figure display
PCT/US2022/022340 WO2022216477A1 (en) 2021-04-09 2022-03-29 Systems and methods for animated figure display

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117136541A true CN117136541A (zh) 2023-11-28

Family

ID=83510835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280027476.7A Pending CN117136541A (zh) 2021-04-09 2022-03-29 用于动画形象显示的系统和方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220327754A1 (zh)
EP (1) EP4320858A1 (zh)
JP (1) JP2024514560A (zh)
KR (1) KR20230170021A (zh)
CN (1) CN117136541A (zh)
CA (1) CA3212019A1 (zh)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010102288A2 (en) * 2009-03-06 2010-09-10 The University Of North Carolina At Chapel Hill Methods, systems, and computer readable media for shader-lamps based physical avatars of real and virtual people
US9958767B1 (en) * 2016-11-01 2018-05-01 Disney Enterprises, Inc. Projection mapped augmentation of mechanically animated objects

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230170021A (ko) 2023-12-18
US20220327754A1 (en) 2022-10-13
JP2024514560A (ja) 2024-04-02
CA3212019A1 (en) 2022-10-13
EP4320858A1 (en) 2024-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10248118B2 (en) Remotely controlling a self-propelled device in a virtualized environment
JP6690014B2 (ja) ヘッドマウントディスプレイ追跡
US7928986B2 (en) System and method for controlling animation by tagging objects within a game environment
US20190232162A1 (en) Position-dependent gaming, 3-d controller, and handheld as a remote
CN102414641B (zh) 改变显示环境内的视图视角
JP6959365B2 (ja) 中心窩レンダリングシステムにおけるシャドーの最適化及びメッシュスキンの適応
KR20170092632A (ko) 혼합 현실 시각화 및 방법
US20160124502A1 (en) Sensory feedback systems and methods for guiding users in virtual reality environments
CN112135672A (zh) 使用移动机器人通过动态相机定位和照明进行的空间捕获、建模和纹理重建
US20090195544A1 (en) System and method for blended animation enabling an animated character to aim at any arbitrary point in a virtual space
KR20160147495A (ko) 인터랙티브 콘텐츠 제어 장치 및 방법
US11957995B2 (en) Toy system for augmented reality
US20210038975A1 (en) Calibration to be used in an augmented reality method and system
JP2023516976A (ja) 反応型プロジェクションマッピング式ショーロボットのためのシステム及び方法
JP2022524099A (ja) サーモパイルアレイフュージョントラッキング
Ghandeharizadeh Holodeck: Immersive 3D Displays Using Swarms of Flying Light Specks
US10546425B2 (en) Real physical objects interacting with augmented reality features
EP3454098A1 (en) System with semi-transparent reflector for mixed/augmented reality
CN117136541A (zh) 用于动画形象显示的系统和方法
CN113711162A (zh) 用于混合现实应用中机器人交互的系统和方法
WO2022216477A1 (en) Systems and methods for animated figure display
Garcia et al. Modifying a game interface to take advantage of advanced I/O devices
JP2004252496A (ja) ゲーム環境内にオブジェクトをタグ付けすることによって動画制御を行うシステムおよび方法
US20240112424A1 (en) Authoring systems and methods for enabling bidirectional binding of augmented reality with toys in real-time
US9488901B1 (en) Crowd-deployable objects to control a presentation

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination