CN205563070U - 一种基于三维模型的交互式全息投影系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于三维模型的交互式全息投影系统，包括框架、放置在框架上的全息投影成像装置、以及放置在框架内部的计算机、和红外体感设备；全息投影成像装置包括全息投影金字塔和投影仪；全息投影金字塔，用于全息投影成像；投影仪，用于将全息投影源图像投影在全息金字塔上；计算机，用于解析三维模型以及输出全息投影图像，并连接红外体感设备、全息投影模型，并控制全息投影模型；全息投影成像装置，用于全息投影成像，其中，通过计算机将所述全息投影模型投影在全息投影金字塔上；红外体感设备，用于控制全息投影模型。利用本实用新型能够解决目前交互式全息投影成本昂贵以及三维模型与全息投影衔接问题。

Description

一种基于三维模型的交互式全息投影系统

技术领域

本实用新型涉及计算机、虚拟现实以及增强现实技术领域，更为具体地，涉及一种基于三维模型的交互式全息投影系统。

背景技术

全息投影技术(front-projected holographic display)也称虚拟成像技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的技术。全息投影技术不仅可以产生立体的空中幻像，还可以使幻像与表演者产生互动，一起完成表演，产生令人震撼的演出效果。适用范围产品展览、汽车服装发布会、舞台节目、互动、酒吧娱乐、场所互动投影等。

目前，市场上现有的全息投影技术大多是利用全息投影视频源文件播放，不能实现实时互动，并且不支持人体交互，从而具有相当大的局限性；支持交互式的全息投影技术成本过于昂贵，不适合普通用户使用；目前的交互式全息投影不支持三维模型的直接解析导入并实时浏览，从而应用范围大大缩小。

因此，为了解决上述问题，本实用新型提供一种基于三维模型的交换式全息投影系统。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种基于三维模型的交换式全息投影系统，以解决目前交互式全息投影成本昂贵以及三维模型与全息投影衔接问题。

本实用新型提供一种基于三维模型的交互式全息投影系统，其特征在于，包括框架、放置在所述框架上的全息投影成像装置、以及放置在所述框架内部的计算机、和红外体感设备；其中，

所述全息投影成像装置包括全息投影金字塔和放置在所述全息投影金字塔上方的投影仪；

全息投影金字塔，用于全息投影成像；

投影仪，用于将全息投影源图像投影在全息金字塔上；

计算机，用于解析三维模型以及输出全息投影图像，并连接红外体感设备、全息投影模型，并控制全息投影模型；

全息投影成像装置，用于全息投影成像，其中，通过计算机将所述全息投影模型投影在全息投影金字塔上；

红外体感设备，用于控制全息投影模型。

此外，优选的结构是，所述全息投影成像装置包括所述全息投影金字塔或者全息投影屏和所述投影仪或者显示器。

此外，优选的结构是，所述全息投影金字塔、所述全息投影屏上贴有全息投影膜，用于全息投影成像。

此外，优选的结构是，所述框架为刚性木材或者钢材。

此外，优选的结构是，所述红外体感设备通过数据线与所述计算机连接。

从上面的技术方案可知，本实用新型提供的基于三维模型的交互式全息投影系统，通过计算机技术解析三维模型，使得三维模型可以直接生成实时的全息投影源文件，并使得交互式全息投影适用范围大大提高；另外，通过红外体感设备降低交互式全息投影的成本。

为了实现上述以及相关目的，本实用新型的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本实用新型的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本实用新型的原理的各种方式中的一些方式。此外，本实用新型旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本实用新型实施例的三维模型的交互式全息投影系统结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的三维模型成像原理示意图；

图3为根据本实用新型实意施例的三维模型解析原理示意图。

其中的附图标记包括：框架1、全息投影成像装置2

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。

以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

为了说明本实用新型提供的三维模型的交互式全息投影系统的结构，图1示出了根据本实用新型实施例的三维模型的交互式全息投影系统结构。

如图1所示，本实用新型的三维模型的交互式全息投影系统包括框架1、设置在框架1内的计算机和红外体感设备(图中未示出)，设置在框架1上的全息投影成像装置2。其中，框架1为刚性木材、钢材或者强度足够的其他材料。框架1用于放置全息投影成像装置2、计算机以及红外体感设备。其中，全息投影成像装置2可以为全息投影金字塔，也可以为全息投影屏，在图2中全息投影成像装置2为全息投影金字塔，在全息投影金字塔中亚克力板贴全息投影膜，用于全息投影成像。

全息投影金字塔或者全息投影屏，用于全息投影成像；投影仪或者显示屏，用于将全息投影源图像投影在全息金字塔上；计算机，用于解析三维模型以及输出全息投影图像，并连接红外体感设备、全息投影模型，并控制全息投影模型；全息投影成像装置，用于全息投影成像，其中，通过计算机将全息投影模型投影在全息投影金字塔上；红外体感设备，用于控制全息投影模型。

计算机用于解析三维模型为全息投影模型，并通过数据线与红外体感设备连接，并且可以控制全息投影模型成像在全息投影装置上。

在本实用新型中，通过计算机技术将三维模型解析为全息投影模型并投影在全息投影金字塔(屏)上，从而呈现全息投影图像，并且通过红外体感设备或者计算机控制全息投影模型，从而达到人机互动的目的。也就说，计算机将三维模型解析为全息投影模型后，可以根据需要，通过计算机控制全息投影模型投影在全息投影金字塔上，也可以通过红外体感设备控制全息投影模型投影在全息投影金字塔上，从而达到人机互动的目的。

在本实用新型1的实施例中，计算机通过WEBGL及THREE.JS技术，直接在网页中解析三维模型，生成三维的全息投影模型，并且为四面投影。

红外体感设备用于控制全息投影模型，成像在全息投影装置上。红外体感设备通过识别人体固定手势来出命令控制全息投影模型成像在全息投影装置上。

在本实用新型中，图2示出了根据本实用新型实施例的三维模型成像原理；图3示出了根据本实用新型实意施例的三维模型解析原理示意图。

在图2所示的实施例中，以图2中的笑脸的为例，在显示器以及全息投影金字塔的作用下，四个笑脸在金字塔中成像。在图3所示的实施例中，从俯视的角度去看，将三维模型的四面投影分开，可以根据图3所示的，四面分别为前、后、左和右；然后投影到全息投影金字塔上面，在全息投影金字塔中成像。从图2和图3的实施例可以看出，本实用新型提供的基于三维模型的交互式全息投影系统，可实现任意三维模型的全息化，并且可以控制模型的缩放，位移及翻转等动作，达到真正的人与三维模型互动的效果。

本实用新型中的软件开发主要是要求把三维物体投影成四个面。网上大部分是采用视频软件制作，本发明是采用游戏引擎(Unity3d、UE4等)或者Three.js等软件把空间物体投影成四个面，好处是物体可以被操控，可以和参观者互动。为了更好的进行操控，考虑采用结合体感设备Leapmotion来操控物体。

从图2和图3的实施例可以看出，本实用新型提供的基于三维模型的交互式全息投影方法，把空间三维模型投影成四个面，空间三维模型的格式支持FBX、DAE等主流三维格式，投影方式可以选用游戏引擎(Unity3d、UE4等)或者Three.js。投射出来的四个投影面分辨率及远近位置(也即是那四个摄像机的位置在软件中可以调整)可调，也就是需要能够适应不同的屏幕大小(如普通显示器、大屏幕电视)以及全息投影金字塔大小。三维物体能够由用户自由替换，而无需做很多复杂的编程等操作。另外，三维物体能够结合Leapmotion操作。实现的手势操作主要有放大缩小模型、旋转模型、平移模型(看开发难度定)、通过手势切换模型(改变模型主体)。最后配合金字塔的集成调试。

根据本实用新型提供的基于三维模型的交互式全息投影系统，本实用新型实施例的基于三维模型的交互式全息投影系统的工作原理如下：

通过计算机将三维模型解析为全息投影模型；

通过计算机将所述全息投影模型投影在全息投影成像装置上，并呈现全息投影图像；或者，

通过红外体感设备控制全息投影模型，将全息投影模型通过投影仪或者显示器投影在全息投影成像装置上，并呈现全息投影图像，从而实现交互式全息投影。

通过上述实施方式可以看出，本实用新型提供的基于三维模型的交互式全息投影系统，通过计算机解析三维模型，使得三维模型可以直接生成实时的全息投影源文件；通过红外体感设备或者鼠标控制全息投影中的三维模型，降低交互式全息投影成本，解决目前大多数交互式全息投影成本昂贵问题以及三维模型与全息投影衔接问题，使三维模型直接进入全息投影，增加交互式全息投影的应用范围。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型提出的基于三维模型的交互式全息投影系统。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的基于三维模型的交互式全息投影系统，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (5)

1.一种基于三维模型的交互式全息投影系统，其特征在于，包括框架、放置在所述框架上的全息投影成像装置、以及放置在所述框架内部的计算机、和红外体感设备；其中，

所述全息投影成像装置包括全息投影金字塔和放置在所述全息投影金字塔上方的投影仪；

所述全息投影金字塔，用于全息投影成像；

所述投影仪，用于将全息投影源图像投影在所述全息投影金字塔上；

所述计算机，用于解析三维模型以及输出全息投影图像，并连接所述红外体感设备、全息投影模型，并控制所述全息投影模型；

所述全息投影成像装置，用于全息投影成像，其中，通过所述计算机将所述全息投影模型投影在所述全息投影金字塔上；

所述红外体感设备，用于控制所述全息投影模型。

2.如权利要求1所述的基于三维模型的交互式全息投影系统，其中，

所述全息投影成像装置包括所述全息投影金字塔或者全息投影屏和所述投影仪或者显示器。

3.如权利要求2所述的基于三维模型的交互式全息投影系统，其中，

所述全息投影金字塔或者所述全息投影屏上贴有全息投影膜。

4.如权利要求1所述的基于三维模型的交互式全息投影系统，其中，

所述框架为刚性木材或者钢材。

5.如权利要求1所述的基于三维模型的交互式全息投影系统，其中，

所述红外体感设备通过数据线与所述计算机连接。