CN206350095U - 一种基于人体动态跟踪的三维影像系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种基于人体动态跟踪的三维影像系统，包括计算机以及与计算机相连的体感设备和投影设备；所述体感设备用于采集人体数据信息和场景数据信息，并将采集的数据信息传输到计算机；所述计算机包括数据汇集模块，摄像机模型实时校正模块以及3D实时渲染模块,所述数据汇集模块对采集的数据信息进行融合，然后通过摄像机模型实时校正模块构建投射摄像机模型，3D实时渲染模块根据投射摄像机模型渲染投影设备投射区域的实时画面。本实用新型所述系统实现裸眼3D效果，且虚拟场景可以根据一个用户不同视角做出调整，实现全方位3D效果，投资小，成本低，简单易实现，应用范围广，例如家庭，商场，展厅等等，提高用户体验度。

Description

一种基于人体动态跟踪的三维影像系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于人体动态跟踪的三维影像系统。

背景技术

3D投影技术是利用高流明投影机将影像投射在投射载体上，一般用多台投影机拼接画面呈现出炫目而有立体感的3D效果画面。这一技术也越来越多的被运用到许多方面，如主题公园、博物馆、美术馆、城市标志性建筑、商品发布会、节目庆典、展览展示等。

3D立体投影能给人一种活灵活现、栩栩如生的感觉，给人以很强的视觉冲击力和身临其境感。目前的3D投影显示技术仍然不能摆脱特制眼镜的束缚，使得其应用范围以及使用舒适度都打了折扣，而且不少3D技术会让长时间的体验者有恶心、眩晕等感觉。

并且，目前的3D投影多为用户在某一特定视角看到是3D效果，当用户转换不同的视角后看到的图像会扭曲变形，不能达到3D效果，甚至影响观察效果。同一影像用户从不同视角看到的不同效果，当转换视角后，可能会有扭曲变形，不具有3D效果，严重影响用户的体验。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述只能在特定视角看到3D效果，不能实现裸眼3D等技术缺陷，提出一种基于人体动态跟踪的三维影像系统，实现无论用户如何转换视角，显示的图像都将为用户呈现3D立体效果，使其更具真实感，提高用户体验。

为了达到上述目的，本实用新型提出一种基于人体动态跟踪的三维影像系统，包括计算机以及与计算机相连的体感设备和投影设备,投影设备的投射区域为画面影像的显示区域；所述体感设备用于采集人体数据信息和场景数据信息，并将采集的数据信息传输到计算机；所述计算机包括数据汇集模块，摄像机模 型实时校正模块以及3D实时渲染模块,所述数据汇集模块对采集的数据信息进行融合，然后通过摄像机模型实时校正模块构建投射摄像机模型，3D实时渲染模块根据投射摄像机模型渲染投影设备投射区域的实时画面。

进一步的，所述体感设备包括2-5台，体感设备均匀排列在显示区域周边，保证参观者从各个方向接近显示区域均可捕获到人体位置信息。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

1、本实用新型所述系统可以通过投影设备直接将虚拟图像投影到地面或墙面，通过体感设备采集人体数据信息，如头部的位置变化，肢体的位移数据等，并将其将传输到计算机构建透视摄像机模型，进行3D实时渲染等，由投影设备投影出根据人体位置、视角变化实时重新构建的画面，将任意一块平淡无奇的地板区域或墙面区域变成令人兴奋的实时交互的神奇之地。

2、并且，体感设备获得人体的动作信息如招手、行走等动作信息数据后，还可以实现观察者与虚拟场景的互动，用户不用佩戴3D眼镜就可观察到3D的虚拟场景，实现裸眼3D效果，且虚拟场景可以根据一个用户不同视角做出调整，实现全方位3D效果。

3、本实用新型所述系统投资小，成本低，简单易实现，应用范围广，例如家庭，商场，展厅等等，提高用户体验度，降低商家成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述系统连接示意图；

图2是本实用新型实施例所述系统结构框图；

图3为本实用新型实施例系统原理图。

具体实施方式

本实用新型提供一种基于人体动态跟踪的三维影像系统，下面结合具体实施例对本实用新型做进一步地说明。

参考图1和图2，一种基于人体动态跟踪的三维影像系统，包括计算机以及与计算机相连的体感设备和投影设备,投影设备的投射区域为画面影像的显示区域；所述体感设备用于采集人体数据信息和场景数据信息，并将采集的数 据信息传输到计算机；所述计算机包括数据汇集模块，摄像机模型实时校正模块以及3D实时渲染模块,所述数据汇集模块对采集的数据信息进行融合，然后通过摄像机模型实时校正模块构建投射摄像机模型，3D实时渲染模块根据投射摄像机模型渲染投影机投射区域的实时画面。

为保证参观者从各个方向接近显示区域均可捕获到人体位置信息，所述体感设备包括2-5台，本实施例优选4台，体感设备均匀排列在显示区域周边，例如投射区域为正方形，可以将体感设备分别设在投射区域的四个顶角方向，无论观察者从哪个方向接近显示区域进行观察，均可采集到人体位置信息。

所述计算机包括数据汇集模块，摄像机模型实时校正模块以及3D实时渲染模块，所述数据汇集模块接收体感设备采集的数据信息，对数据进行融合，保证系统准确输出人体的头部位置(即眼部位置)，然后通过摄像机模型实时校正模块将人体的眼部位置与投影显示区域的四个角点构成一个虚拟的透视摄像机，摄像机的原点为人体头部位置(即眼部位置)，并计算分析该透视摄像机模型的参数，如视野角fov,纵横比aspect等，获得透视摄像机模型后，3D实时渲染模块根据投射摄像机模型渲染投影机投射区域的实时画面，并输出至投影机进行画面投影。

例如某公司为了展示自己的设计的家具、橱柜等产品，提高用户的体验，使用户对产品了解的更加详细，就可以利用该系统向用户展示自己设计的产品，而不用携带具体实物到现场。首先将该橱柜的3D设计模型输入到计算机，由计算机输出到投影设备进行显示，人在显示区域内走动时，体感设备实时采集人体数据信息和场景信息，并传输到计算机进行处理，输出3D渲染后的画面，由投影设备进行投影，投影出来的家具等画面会根据人体的移动进行不同视角的转换，向左可以看到其左视图，下蹲何以看到仰视图等，实现各个视角各个方位的3D效果，并且通过挥手等动作，可以通过场景切换模块切换不同的场景和设计方案，提高用户体验。

如图3所示介绍本实施例所述系统的原理，如输入计算机一个长方体1模型，由投影设备投影到地面上进行显示，人走向场景3进行观察。当人体距离 场景3较远时，看到的长方体在画面中的影像2较长；当人体逐渐走向场景3，看到的长方体1在画面中的影像2逐渐变短；当人体头部在长方体1上方，则只看到的长方体1顶面，由于投影设备投影的画面为根据人的眼部位置实时渲染得到的，因而使观看者在不同角度看均可看到场景的3D画面。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于人体动态跟踪的三维影像系统，其特征在于：包括计算机以及与计算机相连的体感设备和投影设备,投影设备的投射区域为画面影像的显示区域；所述体感设备包括2-5台，体感设备均匀排列在显示区域周边；

所述体感设备用于采集人体数据信息和场景数据信息，并将采集的数据信息传输到计算机，然后由计算机输出到投影设备进行显示；所述计算机包括数据汇集模块，摄像机模型实时校正模块以及3D实时渲染模块；所述数据汇集模块的输入端与体感设备的输出端相连，其输出端与摄像机模型实时校正模块的输入端相连；摄像机模型实时校正模块的输出端通过3D实时渲染模块连接投影设备的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种基于人体动态跟踪的三维影像系统，其特征在于，所述计算机还包括用以根据人体数据信息来切换场景的场景切换模块。