CN214279394U - 一种与实体交互的全息交互系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种与实体交互的全息交互系统，包括：展台、第一图形服务器、第二图形服务器、用户终端、灯光设备组件、投影设备组件、播放设备组件；用户终端分别与第一图形服务器、第二图形服务器、灯光设备组件信号连接，用于交互控制第一图形服务器、第二图形服务器、灯光设备组件同步运行；展台上设有半封闭墙体，其顶部和底部之间倾斜设置有全息膜，用于3D投影呈现与实景模型有关的主画面；灯光设备组件为展台提供照明，营造灯光环境；播放设备组件用于播放主画面，并将主画面反射到全息膜上，以使主画面呈现3D全息投影；投影设备组件进行背面投影和地面投影，呈现主画面的背景和地面阴影。本实用新型将全息投影应用于室内空间展示，让客观环境变成一个“隐形”的显现界面，在视觉心理上使任何存在于虚拟环境的事物发生在现实生活里。

Description

一种与实体交互的全息交互系统

技术领域

本实用新型涉及全息技术领域，尤其涉及一种与实体交互的全息交互系统。

背景技术

随着科学技术的发展和进步，产生一种基于全息技术的衍生技术：全息投影技术。全息投影技术是利用人眼能直接看到空间中的三维图像，被认为是裸眼3D显示。人眼之所以有立体感，是由于人眼是横向观察物体的，两眼之间的间隔在6cm左右，并且观察的角度也存在差异，人眼观察到的物体在视网膜形成图像后经过神经中枢的融合反射和视觉心理反应便产生了强烈的三维立体感。

然而就目前的全息投影技术来说，能够覆盖观众的大部分可视区域，尽管具备了震撼的视觉体验，但是仍有不真实的感觉。

实用新型内容

本申请实施例通过提供一种与实体交互的全息交互系统，解决了现有技术中全息投影效果不逼真的问题，实现了将全息投影技术运用在室内空间展示，让客观环境变成一个“隐形”的显现界面，在视觉心理上使任何存在于虚拟环境的事物发生在现实生活里。

本申请实施例提供了一种与实体交互的全息交互系统，包括：

展台、第一图形服务器、第二图形服务器、用户终端、灯光设备组件、投影设备组件、播放设备组件；

所述用户终端分别与所述第一图形服务器、所述第二图形服务器、所述灯光设备组件信号连接，用于交互控制所述第一图形服务器、所述第二图形服务器、所述灯光设备组件同步运行；

所述展台用于摆放实景模型，所述展台上设有半封闭墙体，其顶部和底部之间倾斜设置有全息膜，用于3D投影呈现与实景模型有关的主画面；

所述灯光设备组件为所述展台提供照明，营造灯光环境；

所述播放设备组件与所述第一图形服务器电连接，用于播放主画面，以将主画面反射到所述全息膜上，使主画面呈现3D全息投影；

所述投影设备组件与所述第二图像服务器电连接，进行背面投影和地面投影，呈现主画面的背景和地面阴影。

进一步地，所述播放设备组件包括数据处理设备，所述数据处理设备与所述第一图形服务器电连接，用于接收所要展示的内容，拼接处理为主画面的交互信号输出。

进一步地，所述播放设备组件包括显示屏，所述显示屏设于所述半封闭墙体顶部，所述显示屏与所述数据处理设备电连接，用于接收并播放所要呈现的主画面的视频信号，以使主画面反射到所述全息膜上。

进一步地，所述显示屏与所述全息膜呈45°设置。

进一步地，所述播放设备组件还包括音响设备，所述音响设备与所述第一图形服务器电连接，同步视频信号，接收并播放与所要呈现的3D主画面有关的音频信号。

进一步地，所述投影设备组件包括背投投影机，所述背投投影机与所述第二图形服务器电连接；所述半封闭墙体的侧部设有背投投影膜，所述背投投影机设于所述半封闭墙体的侧部，其投影对准所述背投投影膜，用于将3D主画面的背景投影到所述背投投影膜上。

进一步地，所述投影设备组件包括地投投影机，所述地投投影机与所述第二图形服务器电连接；所述地投投影机设于所述半封闭墙体的顶部上方，其投影对准所述半封闭墙体的底部及实景模型上，用于呈现3D主画面的地面阴影。

进一步地，所述灯光设备组件包括灯光控制设备、射灯组、筒灯组，所述灯光控制设备分别与所述用户终端、所述射灯组、所述筒灯组电连接，所述灯光控制设备接收所述用户终端下方的灯光控制指令，控制所述射灯组以及所述筒灯组打开或关闭。

本申请实施例中提供的一种与实体交互的全息交互系统，至少具有如下技术效果：

1、由于主画面、背面投影以及地面投影的图像源同步运行，利用图形服务器，突破传统的空间限制，使成像变得色彩鲜艳，对比度、清晰度非常高，空间感和视觉感也非常震撼。

2、由于3D主画面实景模型与背面投影以及地面投影之间的配合，与传统的3D显示技术相比，无需配戴任何设备(如，眼镜)，即可体验逼真的全息效果。

3，由于主画面、背面投影以及地面投影在不同位置，呈现出360度的视觉覆盖区域，解决现有全息影像中，不逼真的视觉效果，通过多个图像源，从主画面、背景、阴影三个方向，实现画面之间完美拼接。

4，由于采用图形服务器，因此在全息投影呈现过程中，能够保证全息平台的稳定运行，可广泛应用到商业推广等领域。

5，通过用户终端同时控制第一图形服务器、第二图形服务器，可以很好的将显示源同步设置，从而达到动画、特效及播放的一致性，达到全息膜上反射的主画面与地方上的实物模型，地投投影机的投影阴影以及背投投影的背景画面完美融合。

附图说明

图1为本申请实施例的一种与实体交互的全息交互系统场景布置示意图；

图2为本申请实施例的一种与实体交互的全息交互系统结构框图；

图3为本申请实施例的一种与实体交互的全息交互系统连接框图；

图4为本申请实施例的一种与实体交互的全息交互系统连接示意图。

附图标号：

用户终端100，第一图形服务器210，第二图像服务器310，灯光控制设备410，数据处理设备220，显示屏230，音响设备240，全息膜500，地投投影机320，背投投影机330，背投投影膜600，功放设备241，地投服务器311，背投服务器312，射灯组420，筒灯组430，展台700。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一

参考附图1-4所示，本实施例提供了一种与实体交互的全息交互系统，包括：展台700、第一图形服务器210、第二图形服务器、用户终端100、投影设备组件、播放设备组件、灯光设备组件。用户终端100分别与第一图形服务器210、第二图形服务器、灯光设备组件信号连接，用于交互控制第一图形服务器210、第二图形服务器、灯光设备组件同步运行，以此营造出360°视角的覆盖区域。本实施例中的第一图形服务器210、第二图形服务器均采用高性能图形服务器，可以稳定处理全息平台中所需的图像源。

本实施例中的用户终端100可以采用智能终端，例如，手机、平板电脑、miniiPad等。本实施例中采用计算机集群实时渲染技术，同时控制第一图形服务器210、第二图形服务器、灯光设备组件运行，实现高效率的同步。

本实施例中的展台700用于摆放实景模型。展台700上设有半封闭墙体，半封闭墙体的顶部和底部之间倾斜设置有全息膜500，用于3D投影呈现与实景模型有关的主画面。在一种实施例中，全息膜500置于封闭墙体顶部下方的45°上，用于反射出所需展示的内容。本实施例的展台700上还设有最佳观赏台位置，可以用最好的角度观看全息投影画面。

本实施例中，播放设备组件与第一图形服务器210电连接，用于播放主画面，以将主画面投射到全息膜500上，使主画面呈现3D全息投影。

本实施例中的播放设备组件包括数据处理设备220，数据处理设备220与第一图形服务器210电连接，用于接收所要展示的内容，拼接处理为主画面的交互信号输出。本实施例中的数据处理设备220采用拼接技术，可以将多个视频图像源拼接为一个完整的视频主画面，例如，视频图像中包括文字和各类所需呈现的二维、三维图像，通过数据处理设备220将所有所需呈现的图像源拼接为一个视频图像主画面。

进一步地，播放设备组件包括显示屏230，显示屏230设于半封闭墙体顶部，显示屏230与数据处理设备220电连接，用于接收并显示所要呈现的主画面的视频信号，以使主画面反射到全息膜500上。优选地，显示屏230与全息膜500呈45°设置。本实施例中的显示屏230上的显示的主画面从展台700地面延伸到全息膜500上，实现了显示到全息的跨越。为了更好的呈现全息投影技术，在一种实施例中，半封闭墙体的顶部直接用显示屏230替代，隐藏顶部墙体的真实图像源，且顶部墙体的显示屏230的显示面板做了高度提升和前瞻的遮挡，以此优化全息影像的视觉效果。在一种实施例中，显示屏230采用LED高清显示屏230，其尺寸：5520x2400mm、分辨率：3072x1280，像素间距点：1.875。

进一步地，播放设备组件还包括音响设备240，音响设备240与第一图形服务器210电连接，同步视频信号，接收并播放与所要呈现的3D主画面实景模型有关的音频信号。在另一种实施例中，还可以包括功放设备241，功放设备241连接音响设备240和第一图形服务器210，功放设备接收音频信号，对音频音响处理放大后，通过音响设备240输出。

本实施例中，投影设备组件与第二图像服务器310电连接，进行背面投影和地面投影，呈现主画面的背景和地面阴影。

进一步地，投影设备组件包括背投投影机330，背投投影机330与第二图形服务器电连接；半封闭墙体的侧部设有背投投影膜600，背投投影机330设于半封闭墙体的侧部，其投影对准背投投影膜600，用于将3D主画面的背景投影到背投投影膜600上，以增强景深。在一种实施例中，背投投影机330的背面投影尺寸：6100x3300mm，分辨率：1920x1080。

进一步地，投影设备组件包括地投投影机320，地投投影机320与第二图形服务器电连接；地投投影机320设于半封闭墙体的顶部上方，其投影对准半封闭墙体的底部及实景模型上，用于呈现3D主画面的地面阴影，以增强立体感。在一种实施例中，地投投影机320的地面投影尺寸：6100x4100mm，分辨率：1920x1080。地面投影跟随实景模型，实现视觉体感多重立体感受。

在一种实施例中，第二图像服务器310包括地投服务器311和背投服务器312，地投服务器311控制地投投影机320投影，背投投影机330控制背投投影机330控制，用户终端100分别控制第一图形服务器210、地投服务器311和背投服务器312。

本实施例中，灯光设备组件与用户终端100信号连接，为展台700营造灯光环境。进一步地，灯光设备组件包括灯光控制设备410、射灯组420、筒灯组430，灯光控制设备410分别与用户终端100、射灯组420、筒灯组430电连接，灯光控制设备410接收用户终端100下方的灯光显示指令，控制射灯组420以及筒灯组430打开或关闭。进一步地，射灯组420包括若干射灯，筒灯组430包括若干筒灯，射灯和筒灯分别设于封闭墙体的内壁上。基于展台700为一个相对密封的场景，通过灯光控制，进一步优化全息影像的视觉效果。

实施例二

本实施例为实施例一的一种应用例，例如，主画面中呈现的包括：地球、欢迎词、变电站、地图场景、单体模型、三维电光立体字等模块。每个模块都从不同维度展现出全息影像令人震撼的视觉效果。

在一种实施例中，地球被设置成待机系统，淡蓝色太空萦绕在地球周围，旁边不时有银白色的星辰划过，该影像画面通过显示屏230反射到45度角的高清全息膜500上，通过背投投影机330投射在背面投影膜上。从观赏台上看，仿佛整个人在太空中远远的看着地球在缓缓的自传运动。

在一种实施例中，欢迎词可以通过用户终端100的定制化显示内容，方便在不同场合，不同主题的展示活动中进行修改。进一步例如，欢迎词悬浮在空中，配合地面阴影，仿若停留在眼前，轻轻的左右来回摆动，更加生动的显示出3D立体的视觉效果。

在一种实施例中，变电站为针对用户定制化配置，根据用户所提出的园区、厂房、变电站、换流站等小型的片区，从不同角度全面的介绍和数据展示该片区的整体风貌，还可以采用分解联动的方式，讲解该片区的特点或者原理等。

在一种实施例中，地图场景通过三维建模立体效果和地面投影的衬托出立体地图的效果，可以通过快速定位到想要定位的位置，从而展开来进行地理信息的全方位介绍。

在一种实施例中，单体模型，与变电站不同，单体模型侧重于一栋建筑、一辆汽车、一件实物的单个物体，将物体通过三维软件制作成高精度三维立体模型，全方位的展示其外观结构，或者通过动画分解，详细介绍其内部组成，功能的介绍等。

在一种实施例中，三维电光立体字通过电力迸发的光感，更烘托文字在空间内的活泼氛围，使人身临其境感受礼花一样的粒子在身边绽放。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种与实体交互的全息交互系统，其特征在于，包括：

展台、第一图形服务器、第二图形服务器、用户终端、灯光设备组件、投影设备组件、播放设备组件；

所述用户终端分别与所述第一图形服务器、所述第二图形服务器、所述灯光设备组件信号连接，用于交互控制所述第一图形服务器、所述第二图形服务器、所述灯光设备组件同步运行；

所述展台用于摆放实景模型，所述展台上设有半封闭墙体，其顶部和底部之间倾斜设置有全息膜，用于3D投影呈现与实景模型有关的主画面；

所述灯光设备组件为所述展台提供照明，营造灯光环境；

所述播放设备组件与所述第一图形服务器电连接，用于播放主画面，以将主画面反射到所述全息膜上，使主画面呈现3D全息投影；

所述投影设备组件与所述第二图形服务器电连接，进行背面投影和地面投影，呈现主画面的背景和地面阴影。

2.如权利要求1所述的与实体交互的全息交互系统，其特征在于，所述播放设备组件包括数据处理设备，所述数据处理设备与所述第一图形服务器电连接，用于接收所要展示的内容，拼接处理为主画面的交互信号输出。

3.如权利要求2所述的与实体交互的全息交互系统，其特征在于，所述播放设备组件包括显示屏，所述显示屏设于所述半封闭墙体顶部，所述显示屏与所述数据处理设备电连接，用于接收并播放所要呈现的主画面，以使主画面反射到所述全息膜上。

4.如权利要求3所述的与实体交互的全息交互系统，其特征在于，所述显示屏与所述全息膜呈45°设置。

5.如权利要求1所述的与实体交互的全息交互系统，其特征在于，所述播放设备组件还包括音响设备，所述音响设备与所述第一图形服务器电连接，同步视频信号，接收并播放与所要呈现的3D主画面有关的音频信号。

6.如权利要求1所述的与实体交互的全息交互系统，其特征在于，所述投影设备组件包括背投投影机，所述背投投影机与所述第二图形服务器电连接；所述半封闭墙体的侧部设有背投投影膜，所述背投投影机设于所述半封闭墙体的侧部，其投影对准所述背投投影膜，用于将3D主画面的背景投影到所述背投投影膜上。

7.如权利要求1所述的与实体交互的全息交互系统，其特征在于，所述投影设备组件包括地投投影机，所述地投投影机与所述第二图形服务器电连接；所述地投投影机设于所述半封闭墙体的顶部上方，其投影对准所述半封闭墙体的底部及实景模型上，用于呈现3D主画面的地面阴影。

8.如权利要求1所述的与实体交互的全息交互系统，其特征在于，所述灯光设备组件包括灯光控制设备、射灯组、筒灯组，所述灯光控制设备分别与所述用户终端、所述射灯组、所述筒灯组电连接，所述灯光控制设备接收所述用户终端下方的灯光控制指令，控制所述射灯组以及所述筒灯组打开或关闭。

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