CN212548255U - 一种虚拟场景模拟装置 - Google Patents

Abstract

一种虚拟场景模拟装置，包括中空的球体和滚架，球体在滚架上万向滚动；在球体的内球面上均布有八个投影镜头，八个投影镜头分别将各自的图像投射到内球面上的八个不同区域，各区域内的投射图像拼接成显示在整个内球面上的虚拟场景图像；在球体上设有用于体验者进入球体内部的门；在球体壁内设置有音像播放装置、控制装置和电池；音像播放装置用于图像及声音的输出；控制装置包括用于感知球体滚动角度的陀螺仪，控制装置根据球体滚动的角度，实时更换内球面上显示的虚拟场景图像，使虚拟的场景与体验者的运动状态保持一致。本实用新型能够为体验者提供包括运动、交互对话、风速、气味在内的全浸入式的虚拟模拟场景体验，使体验者身临其境。

Description

一种虚拟场景模拟装置

技术领域

本实用新型涉及虚拟场景模拟领域，尤其是涉及一种虚拟场景模拟装置。

背景技术

目前人们通过VR眼镜模拟游戏场景，或者游览景区、博物馆等虚拟场景。这种模拟能使体验者在声音、图象上得到直观感受。但是体验者的浸入感不强，不能将体验者的运动融入场景中。例如在虚拟游戏中，佩戴VR眼镜的体验者无法体验在虚拟场景中奔跑、进入某个未知空间的感受，做不到身临其境的感觉。

实用新型内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种虚拟场景模拟装置，采用如下技术方案：

一种虚拟场景模拟装置，包括中空的球体和滚架，球体在滚架上万向滚动；在球体的内球面上均布有八个投影镜头，八个投影镜头分别将各自的图像投射到内球面上的八个不同区域，各区域内的投射图像拼接成显示在整个内球面上的虚拟场景图像；在球体上设有用于体验者进入球体内部的门；在球体壁内设置有音像播放装置、控制装置和电池；其中，音像播放装置与八个投影镜头及音箱连接，用于图像及声音的输出；控制装置包括用于感知球体滚动角度的陀螺仪，控制装置与音像播放装置连接；控制装置根据球体滚动的角度，实时更换内球面上显示的虚拟场景图像，使虚拟的场景与体验者的运动状态保持一致。

进一步地改进技术方案，所述球体在球体壁内设有夹层，所述音像播放装置、控制装置和电池设置在夹层内。

进一步地改进技术方案，在内球面上设置有多个用于感知体验者动作的摄像头，还设置有用于感知体验者语音的拾音器。

进一步地改进技术方案，在内球面、外球面上均布设有若干球面百叶窗形状的进排气口，并在球体壁内设置有进排气风扇。

进一步地改进技术方案，在进排气口处的球体壁内设置有气味投放装置。

进一步地改进技术方案，每个投影镜头所投射区域的面积相等，且每个投射区域面均为三角球面。

进一步地改进技术方案，球体直径大于6米时，每个投影镜头的轴线通过所述球体的球心，且每个投影镜头的图像投射到其对面的三角球面上。

进一步地改进技术方案，球体直径小于6米时，每个投影镜头的图像投射到其相邻的三角球面上。

进一步地改进技术方案，所述投影镜头为激光投影镜头。

进一步地改进技术方案，所述滚架包括圆环形的支架，在支架设置有多个万向球，多个万向球与球体滚动接触。

由于采用上述技术方案，相比背景技术，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的滚动球设计为体验者提供了所需要的运动空间，体验者能够在球体内完成各种运动。

本实用新型能够为体验者提供包括运动、交互对话、风速、气味在内的全浸入式的虚拟模拟场景体验，使体验者身临其境。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2-3为投影镜头在内球面上的投影示意图。

图中：1、球体；2、滚架；3、投影镜头；4、三角球面。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

一种虚拟场景模拟装置，如图1所示，包括中空的球体1和滚架2。球体1的直径为6.5米，球体1为轻质材料制成。在球体1上设有用于体验者进入球体1内部的门。滚架2包括圆环形的支架，在支架设置有多个万向球，球体1放在支架上，多个万向球与球体1滚动接触。当体验者在球内走动时，球体1重心发生变化，球体1在滚架2上产生相应的滚动，使体验者始终位于球内最低处。这样的设计能够解决体验者所需要的运动空间问题，即无论跑多少步、无论怎样转向，也仅局限在球内空间内。

由于内外球面都处于滚动状态，为了便于各种装置的隐藏安装，在球体1壁内设有夹层，在夹层内安装有音像播放装置、控制装置和电池，电池为充电电池，为整个球体1供电。在不用电的时侯，外接电源充电。

为了使体验者有更好的浸入感，如图2所示，在球体1的内球面上均布有八个投影镜头3，投影镜头3为激光投影镜头3。八个投影镜头3分别将各自的图像投射到内球面上的八个不同区域，每个投影镜头3所投射区域的面积相等，且每个投射区域面均为三角球面4。八个三角球面4所投射得图像拼接成显示在整个内球面上的虚拟场景图像。具体的，音像播放装置与八个投影镜头3及音箱连接，用于图像及声音的输出。控制装置包括用于感知球体1滚动角度的陀螺仪，控制装置与音像播放装置连接。当体验者在球内运动时，球体1发生转动，陀螺仪感知球体1滚动的角度，并将角度信息传输给控制装置。控制装置根据球体1滚动的角度，计算并更新各投影镜头3的投影图像，使内球面上显示的虚拟场景图像与体验者的运动状态保持一致。

体验者的身高平均在1.7米左右，球体1的直径为6.5米。为了避免投影图像被体验者遮挡而形成较大的阴影，每个投影镜头3的轴线通过所述球体1的球心，并使投影图像投射在对面的三角球面4上。只有这样，体验者进入对面的三角球面4区域时，投影的图像仅在体验者的脚下存在阴影，而其它投影镜头3的投影图像不受、或只有少部分重叠区域受体验者的遮挡而形成阴影。理论上，球体1直径越大，投影图像被体验者遮挡而形成的阴影越小。当然，球体1直径越大，成本也越高。

如图3所示，如果球体1的直径较小时，可以将每个投影镜头3的图像投射到其相邻的三角球面4上。这样也能减少投影图像被体验者遮挡而形成较大的阴影。

为了使体验者与虚拟场景互动，在内球面上设置有多个用于感知体验者动作的摄像头，还设置有用于感知体验者语音的拾音器。摄像头能够辅助体验者完成射击等动作，拾音器能够辅助体验者完成与队友对话等沟通。

球内为密闭空间，因此需要通风。在内球面、外球面上均布设有若干球面百叶窗形状的进排气口，并在球体1壁内设置有进排气风扇，进排气风扇的开启能够模拟游戏中起风的场景。为了模拟游戏中的气味，在进排气口处的球体1壁内设置有气味投放装置，气味投放装置能够根据场景投放不同的气味，使体验者具有身临其境的感觉。

本实用新型未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种虚拟场景模拟装置，其特征是：包括中空的球体和滚架，球体在滚架上万向滚动；在球体的内球面上均布有八个投影镜头，八个投影镜头分别将各自的图像投射到内球面上的八个不同区域，各区域内的投射图像拼接成显示在整个内球面上的虚拟场景图像；在球体上设有用于体验者进入球体内部的门；在球体壁内设置有音像播放装置、控制装置和电池；其中，音像播放装置与八个投影镜头及音箱连接，用于图像及声音的输出；控制装置包括用于感知球体滚动角度的陀螺仪，控制装置与音像播放装置连接；控制装置根据球体滚动的角度，实时更换内球面上显示的虚拟场景图像，使虚拟的场景与体验者的运动状态保持一致。

2.如权利要求1所述的一种虚拟场景模拟装置，其特征是：所述球体在球体壁内设有夹层，所述音像播放装置、控制装置和电池设置在夹层内。

3.如权利要求1所述的一种虚拟场景模拟装置，其特征是：在内球面上设置有多个用于感知体验者动作的摄像头，还设置有用于感知体验者语音的拾音器。

4.如权利要求1所述的一种虚拟场景模拟装置，其特征是：在内球面、外球面上均布设有若干球面百叶窗形状的进排气口，并在球体壁内设置有进排气风扇。

5.如权利要求4所述的一种虚拟场景模拟装置，其特征是：在进排气口处的球体壁内设置有气味投放装置。

6.如权利要求1所述的一种虚拟场景模拟装置，其特征是：每个投影镜头所投射区域的面积相等，且每个投射区域面均为三角球面。

7.如权利要求6所述的一种虚拟场景模拟装置，其特征是：球体直径大于6米时，每个投影镜头的轴线通过所述球体的球心，且每个投影镜头的图像投射到其对面的三角球面上。

8.如权利要求6所述的一种虚拟场景模拟装置，其特征是：球体直径小于6米时，每个投影镜头的图像投射到其相邻的三角球面上。

9.如权利要求1所述的一种虚拟场景模拟装置，其特征是：所述投影镜头为激光投影镜头。

10.如权利要求1所述的一种虚拟场景模拟装置，其特征是：所述滚架包括圆环形的支架，在支架设置有多个万向球，多个万向球与球体滚动接触。

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