动画窗系统的制作方法

本公开一般地涉及游乐园的领域。更具体地，本公开的实施例涉及动画窗（animatedwindow）系统。

背景技术：

主题景点（attraction）或游乐景点已经变得越来越受欢迎。这种景点可以包括旨在模拟游乐设施（ride）或其他景点中显示的窗的图像或投影。窗显示一般地使用静态屏幕和/或前投影系统创建，以提供窗的模拟图像或窗以外的景象（imagery）。此外，这种屏幕或投影系统的局限性可能无法提供真实或准确的窗模拟，因此减少了对于主题景点或游乐园景点的顾客的沉浸式体验。因此，所认识到的是，存在对于改进的窗显示系统的需求，改进的窗显示系统提供增强的显示，以创建更沉浸式和交互式的景点体验。

技术实现要素：

在范围上与原始地请求保护的主题相称的某些实施例在下文总结。这些实施例并非旨在限制本公开的范围，而是这些实施例仅旨在提供某些公开的实施例的简要概述。事实上，本公开可以包括各种形式，各种形式可以类似于或不同于下文所阐述的实施例。

在一个实施例中，提供了动画窗系统。动画窗系统包括投影表面，所述投影表面在投影表面的观看者（viewer）侧上向观看者显示至少一个图像。投影表面包括着色（tinted）材料。所述系统还包括与投影表面间隔开的投影仪，并且所述投影仪将至少一个图像投影到投影表面的后侧上，由此后侧与观看者侧相对。所述系统的控制器包括存储器和处理器，并且控制器将至少一个图像提供给投影仪以投影到投影表面上。

在一个实施例中，提供了动画窗系统。动画窗系统包括投影表面，所述投影表面在投影表面的观看者侧上向观看者显示图像。投影表面包括着色材料。所述系统的投影仪经由后投影将图像投影到投影表面的后侧上。所述系统还包括触觉反馈系统，所述触觉反馈系统包括与投影表面相关联的多个触觉致动器。所述系统的控制器包括存储器和处理器，并且控制器向投影仪输出信号，以使图像被投影到投影表面上。控制器至少部分地基于投影图像向触觉反馈系统提供指示多个触觉致动器的激活模式的指令。

在一个实施例中，提供一种方法。所述方法包括以下步骤：将第一图像投影到包括着色材质的投影表面上。所述方法包括以下步骤：在投影第一图像之后，将第二图像投影到投影表面上，以产生动画效果。第二图像包括存在于第一图像中的一个或多个未改变区域以及并不存在于第一图像中的一个或多个改变区域。所述方法包括以下步骤：接收与用户与投影表面交互有关的信号。所述方法包括以下步骤：基于接收的信号，控制特效系统的激活，以使特效材料从在投影表面中形成的开口发射，或从设置在投影表面上或设置在投影表面中的导管发射。开口或导管的位置对应于投影的第二图像的一个或多个未改变区域的未改变区域。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，本公开的这些和其他特征、方面和优点将变得更好地理解，在附图中，相同的字符贯穿附图表示相同的部件，其中：

图1图示了根据本公开的实施例的动画窗投影系统的动画序列的透视视图；

图2图示了根据本公开的实施例的图1的动画窗投影系统的实施例的示意性视图；

图3图示了根据本公开的实施例的可以在图2的动画窗投影系统内采用的控制系统的框图；

图4图示了根据本公开的实施例的具有活动表面以提供触觉反馈的动画窗投影系统的实施例的示意性视图；

图5图示了根据本公开的实施例的动画窗交互技术的流程图；并且

图6图示了根据本公开的实施例的图4的动画窗投影系统的透视视图。

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。在提供这些实施例的简明说明的努力中，在说明书中可能并不描述实际实施方式的所有特征。应当认识到的是，在任何这种实际实施方式的开发中，如同在任何工程或设计项目中一样，必须做出许多实施方式特定的决策，以获得开发人员的特定目标，例如，遵守与系统相关和与业务相关的约束，不同的实施方式的约束可能会有所不同。此外，应当认识到，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但是对于享受此公开的益处的普通技术人员来说，将是承担设计、制作和制造的常规任务。

本公开涉及一种用于主题公园或游乐园的动画窗显示或投影系统。游乐园包括为公园游客提供沉浸式体验的游乐设施或景点。作为体验的一部分，这种景点可以采用幻觉或模拟来提供在不同位置处的体验和/或被不同环境包围的体验。为了帮助产生这种幻觉，客人可能会被展示多种强化线索，例如假窗，假窗展示沉浸式环境的外部或其他部分的幻觉。

本技术提供了一种用于显示动画窗（例如，有色（stained）玻璃窗）的动画窗显示或投影系统，所述动画窗显示或投影系统为景点的顾客创建沉浸式体验。例如，动画窗投影系统可以包括半透明和/或着色投影表面，半透明和/或着色投影表面可以改进窗模拟。窗模拟可以使用投影图像来显示以下两者：模拟窗图像（例如，有色玻璃、外部景色）以及将出现在窗中的物理结构，例如框格（sash）、框架、竖框（mullion）和/或金属槽条（came）。此外，动画窗投影系统可以向投影表面提供动画景象。通过提供在某些类型的投影技术中缺乏的改进的颜色亮度和对比度，本技术改进了窗幻觉的沉浸感。例如，投影技术包括将图像投影到投影表面上的光源。然而，这种技术往往获得灰色或柔和的暗色，而不是竖框或金属槽条的现实真实黑色特征。此外，投影仪光可以洗去有色玻璃的宝石色调特征。更进一步地，投影仪的直射光与典型的透过窗的光类型将成为的更漫射的光是不相似的。通过将材料结合到增强颜色或对比度和/或改进光的扩散的投影表面中，投影图像更真实，并且更接近像实际的面向外部的窗。

在一些实施例中，动画窗有助于顾客与景点环境之间的交互。此外，在一些实施例中，动画窗投影系统可以包括有助于顾客与动画窗投影系统之间交互的特征，例如，可以提供触觉反馈的活动表面、特效系统、触摸交互框等。

虽然本技术在游乐园或主题公园的背景下讨论，但是应当理解的是，所公开的实施例也可以是可适用于其他环境，例如娱乐场所或零售空间。

考虑上述内容，图1图示了根据公开的实施例的动画窗投影系统10的透视视图，示出了可以在左图像与右图像之间转换的动画投影序列。动画窗投影系统10可以设置在景点内，例如主题公园或游乐园处的游乐设施、步行游览景点、静止景点或其他景点。动画窗投影系统10包括投影表面12，（一个或多个）模拟窗图像可以投影在所述投影表面上，以供景点的观看者14观看。投影到投影表面12上的图像16或图像序列可以用来模拟增强的窗显示，所述增强的窗显示可以为观看者14提供更沉浸式的体验，并且在一些实施例中，为观看者14提供更交互式的体验。

动画窗投影系统10的投影表面12可以复制或模拟窗的玻璃。例如，在一些实施例中，投影表面12可以复制有色玻璃窗的玻璃表面，包括图像16的显示特征，图像16的显示特征表示金属竖框18或金属槽条20，金属竖框18或金属槽条20形成图像16的一部分，并且渲染为图像16的最暗部分，例如渲染为黑色。动画窗投影系统10的投影仪可以从投影表面12的后面将图像16或图像序列投影到投影表面12上。如参考图2更详细地讨论的那样，这种投影技术可以允许在投影表面12上显示的图像16对观看者14来说是穿过由动画窗投影系统10创建的模拟窗的光。动画窗投影系统12的投影仪可以提供动画图像16，在一些实施例中，当窗的玻璃展现动画时（astheglassofthewindowisanimated），可以出现动画图像16，如在图1的右图像与左图像之间所示。例如，如在图示的实施例中所示，图像16的序列对观看者14可以呈现为动画有色玻璃图像16。投影表面12可以是半透明或部分不透明的着色表面，如参考图2更详细地讨论的那样。投影表面12的材料可以允许在投影图像16的颜色中增加对比度，例如与竖框18或槽条20相对应的图像16的部分的深黑色，以及代表玻璃的图像16的部分的明亮颜色，因此提供模拟窗的增强显示。例如，投影表面12的材料可以允许更精确地模拟或复制包括明亮颜色的有色玻璃窗，以及提供显示为竖框18或槽条20的黑色（例如，金属、铅）区段分隔物的更真实模拟。在图示的实施例中，当显示在图像16之间（例如，在左图像与右图像之间）转换时，表示窗的结构的图像的竖框18或其他部分可以呈现为固定就位。以这种方式，当图像16的某些部分呈现为改变而其他部分呈现为固定就位时，动画玻璃或舞动玻璃的幻觉可以增强，这反过来支持以下幻觉：系统10包括实际的物理窗以及其支撑结构，并且不仅仅是显示。在所描绘的图像16中，某些图像特征（例如，特征22）可以被呈现为不受窗的物理结构约束，并且能够甚至在固定特征（例如竖框18或槽条20）的外面或前面移动。例如，所描绘的特征22可以被描绘为在整个窗中移动。

此外，如在下文更详细地讨论的一些实施例中，动画窗投影系统可以包括以下特征，例如提供触觉反馈的特征或允许投影表面12展出模拟窗显示的触知（tactile）特性的特征。此外，在一些实施例中，动画窗投影系统10可以包括：可以提供附加特效（例如与图像16相对应的雾、风、水喷雾、声音和光效果）的特征，和/或可以进一步增强观看者14的沉浸式体验的图像16的动画。

虽然本技术具体参考模拟有色玻璃窗显示来讨论，但其他实施例可以涉及其他窗显示类型。例如，如本文中所提供的动画窗投影系统可以用来创建以下窗显示：该窗现实设计成从透明玻璃窗模拟出场景。此外，虽然本技术具体参考游乐园来讨论，但是所公开的实施例也可以在其他背景，例如零售、广告、娱乐等中实施。

为了图示投影表面12和动画窗投影系统10的构造，图2是动画窗投影系统10的实施例的示意性视图，示出了投影表面12的构造，投影表面12具有观看者侧26和相对的后侧28。投影仪30定位为更靠近后侧28，并且观看者侧26定位为相对更靠近观看者14。如先前所讨论的那样，动画窗投影系统10可以包括投影表面12和投影仪30，投影仪30可以将图像16或图像序列投影到投影表面12上。图像16或图像序列可以由观看者14在投影表面12上观看到。

投影表面12可以是由一个或多个层形成的投影表面组件32。这些层可以包括投影层34和玻璃层36。投影层34可以被设置成使得来自投影仪30的图像16或图像序列被投影到投影层34上。照此，在一些实施例中，相对于投影表面12的其他层，投影层34可以设置为最靠近投影仪30，即，在后侧28上。在一些实施例中，投影层34的材料可以是半透明材料和/或着色材料，所述材料着色为具有诸如深色（例如，黑色、灰色、深蓝色、深绿色）的颜色，以降低其光透射。着色的暗度是最终图像将具有的对比度（较暗的着色）与投影仪的原始亮度之间的权衡，以获得相同的最终图像亮度。带颜色的（colored）着色（绿色、蓝色等）可以进一步用来模仿在有色玻璃中形成的缺陷或在竖框中使用的金属的类型。

投影层34的材料可以是大约50%-80%不透明的，使得透射光中的20-50%穿过投影层34。在图示的实施例中，来自投影仪30的光穿过投影表面组件32与投影表面组件32的组成层的特征有关，例如，与投影层34的特征有关。例如，如果材料被着色以允许光中的50%透射，则投影仪光中的50%从后侧穿过到投影表面12的观看者侧。投影层34的半透明量可以允许投影仪30通过投影表面12对观看者14来说是被屏蔽的，因此提高对于观看者14的沉浸式体验。在一个实施例中，投影层34被应用于投影层34的着色膜或附加层着色。在另一个实施例中，投影层34用分布在整个材料中的颜料（例如，金属氧化物）来染色、浸渍或包括分布在整个材料中的颜料（例如，金属氧化物），以形成着色。此外，投影表面组件32的组成层的材料可以是至少部分不透明的，或者可以在没有任何着色的情况下减少光透射。因此，在一个实施例中，投影表面组件32可以整体将光透射降低50-80%。

如所讨论的那样，投影层34的材料可以是深色着色的。在一些实施例中，投影层34的着色可以与投影层34的半透明量有关。投影层34的着色可以允许在由投影仪30投影到投影层34上的图像16或图像序列中的深黑色以及明亮的颜色。在一些实施例中，投影层34可以在投影层34的整个表面上着色。在一些实施例中，投影层34可以仅在其中图像16或图像序列展现动画的投影表面12的区中着色。例如，如果投影到投影表面12上的图像16或图像序列仅在图像16的一些区中包含动画，则投影层34可以仅在投影表面12的该部分中着色。对于在其中图像16保持静止的投影表面的区，在一些实施例中，投影层34可以在那些静止区中不着色。也就是说，着色可以仅呈现在其中图像16或图像序列将向观看者14呈现动画的投影层34上。

在一些实施例中，投影层34可以由丙烯酸或塑料材料制成。另外，投影层34可以由以下材料制成：具有从完全哑光到完全有光泽（例如，很少哑光量到无哑光量）范围的哑光量。例如，投影层34可以由具有哑光饰面的室铸造（cell-cast）丙烯酸（例如p95）制成。类似于投影层34的材料的半透明量的哑光饰面可以允许：通过使投影仪30的热点漫射，投影仪30通过投影表面12对观看者14来说屏蔽或对观看者14来说部分地隐藏。照此，投影层34可以由具有光漫射特性的任何材料制成，以通过使投影仪的光热点有效地漫射，使得投影仪不被观看者14看见，来增加由动画窗投影系统10提供的窗显示的沉浸式体验。这可以是以下材料：例如p95，其有效地捕捉来自后源（例如，投影仪30）的光，同时以使投影仪30的灯泡不被观看者14识别的方式来漫射光。

投影表面12还可以包括玻璃层36。玻璃层36可以是薄的霜状纹理玻璃层，如果观看者14触摸投影表面12，则薄的霜状纹理玻璃层可以提供窗的玻璃的感觉。照此，玻璃层36可以设置为最靠近观看者14并且与投影仪30相对。玻璃层36可以服务于在投影表面的观看者侧上紧密地再现玻璃（例如，有色玻璃）的视觉特性和触知特性。因此，玻璃层36可以增加复制的窗显示的精度，并增强对于景点内的观看者14的沉浸式体验。

此外，在一些实施例中，投影表面12可以包括液晶显示（lcd）层38，例如，在其中动画窗投影系统10用来复制在带颜色玻璃窗格之间具有黑色分隔物的静态或动画有色玻璃窗的实施例中，所述lcd层可以用来增强呈现给观看者14的深黑色。lcd层38可以是透明lcd，透明lcd设置为比观看者侧26更靠近后侧28，例如定位在投影仪30与投影层34之间。lcd层38可以由动画窗投影系统10的控制器驱动，以在图像16或图像序列的每一帧中示出或增强在所显示的分隔物（见图1的竖框18或槽条20）的区中的附加黑轮廓，以增强所显示的黑色的量。由于基于用来投影每个图像16的图像数据可以知道轮廓或分隔物位置，如下文更详细地讨论的那样，可以驱动lcd层38，以结合投影图像16或图像序列来提供附加的黑色。

如先前所讨论的那样，动画窗投影系统10的投影仪30可以设置在投影表面12后面，并且在与观看者14相对的后侧28上或在与投影表面12的观看者侧26相对的后侧28上，并且可以用来将图像16或图像序列投影到投影表面12上，以复制或模拟窗显示，例如，静态或动画有色玻璃窗显示。到投影表面12上的图像16或图像序列的这种后投影可以允许将由投影仪30产生的光束从观看者14的视野隐藏。此外，后投影可以允许动画窗投影系统10模拟穿过模拟窗进入的光，因此更准确地模拟窗并增强对于观看者14的沉浸式体验。另外，如以上所讨论的那样，将图像16或图像序列（由按顺序显示不同图像形成）后投影到投影表面34的投影层的特定材料上，可以允许显示比通过其他投影技术（例如，前投影）可以实现的黑色更深的黑色。

为了更准确地显示穿过窗进入的模拟光，在一些实施例中，动画窗投影系统10可以包括多个投影仪30，或者包括安装在机构上的一个或多个投影仪30，所述机构允许投影仪30移动。多个投影仪30和/或投影仪30可以安装在其上的机构可以通信地耦合到动画窗投影系统10的控制器，使得可以结合投影的图像16或图像序列来控制光源（例如，投影仪30的灯泡或其他光源）的位置。因此，穿过投影表面12进入的光（例如，投影）的角度可以改变，以模拟在一天期间的不同时间处光源的位置中的变化，例如，在一天期间的不同时间处太阳的位置中的变化。附加地或备选地，投影的光颜色可以改变，以模拟在一天期间的不同时间处光源中的变化。

在一些实施例中，要投影到投影表面12上的图像16或图像序列可以经由动画窗投影系统10的图像控制器40并与投影仪30通信来处理。也就是说，可以将图像16或图像序列渲染为看起来像玻璃（例如有色玻璃）或穿过玻璃的图像，以提供更精确的模拟窗显示。照此，图像16或图像序列可以不是穿过玻璃的捕获图像或有色玻璃的捕获图像，而是可以被渲染或处理成当投影到投影表面12上以用于由观看者14观看时显现为玻璃，使得图像被操纵或渲染，而不是未改变的摄影图像。在一些实施例中，图像16或图像序列的处理可以包括在图像16的一部分上添加反射，这样可以进一步模拟穿过模拟窗进入的单个光源（例如，太阳）的外观。附加地或备选地，在一些实施例中，可以向图像16添加一些颜色饱和度，使得当图像16投影穿过投影层34的材料时，在投影表面12上呈现给观看者14的颜色在其中某些颜色饱和度可能丢失的情况下是明亮的。这些处理技术可以经由动画窗投影系统10提供更精确和真实的模拟窗，并为观看者14提供更沉浸式的体验。由图像控制器40处理图像16或图像序列可以不包括模拟穿过窗进入的光，因为这是经由来自投影仪30的图像16的后投影来完成的，如先前所讨论的那样。此外，投影表面12的着色颜色可以有助于改进的颜色渲染。

图3图示了控制系统50的实施例，所述控制系统50可以应用在动画窗投影系统10内，以控制图像处理并且将图像16或图像序列投影到投影表面上，以及在一些实施例中，协调和/或控制可以由动画窗投影系统10提供的附加效果，如下文更详细地讨论的那样。控制系统50可以包括系统控制器52，所述系统控制器52可以通信地耦合到动画窗投影系统10的其他元件。系统控制器52可以控制和/或协调动画窗投影系统10的其他元件。系统控制器52可以包括存储器54和处理器56。在一些实施例中，存储器54可以包括一个或多个有形的、非暂时的、计算机可读的介质，其存储可由处理器56执行的指令和/或要由处理器56处理的数据。例如，存储器54可以包括随机存取存储器（ram）、只读存储器（rom）、诸如闪存的可重写非易失性存储器、硬盘驱动器、光盘等。另外，处理器56可以包括一个或多个通用目的微处理器、一个或多个应用专用处理器（asic）、一个或多个现场可编程逻辑阵列（fpga）或它们的任意组合。此外，存储器54可以存储可由处理器56执行的指令，以执行本文中描述的用于动画窗投影系统10方法和控制动作。

系统控制器52可以进一步包括一个或多个输入/输出（i/o）设备58，一个或多个输入/输出（i/o）设备58可以有助于系统控制器52与用户（例如，操作员）之间的通信。例如，i/o设备可以包括按钮、键盘、鼠标、轨迹板等，以使用户能够与系统控制器52和控制系统50交互。此外，i/o设备58可以包括电子显示器，以有助于例如经由图形用户界面（gui）提供信息的视觉表示，以及应用界面、文本、静止图像和/或视频内容的视觉表示。此外，系统控制器52可以被构造成通过有线或无线通信路径与动画窗投影系统10的其他元件通信。在一些实施例中，系统控制器52可以包括通信模块60，所述通信模块60可以有助于在系统控制器52与控制系统50及动画窗投影系统10的其他元件（例如投影仪30）之间的信息的传输。

投影仪30可以通信地耦合到系统控制器52，并且可以将图像16或图像序列投影到动画窗投影系统10的投影表面12上，以便将其呈现给观看者14。另外，投影仪30可以通信地耦合到动画窗投影系统10的其他元件中的一些或所有。投影仪30可以包括图像控制器40，所述图像控制器40可以如以上所讨论的那样使用一种或多种技术来处理图像16或图像序列，以在投影的模拟窗中提供增强的精度。图像控制器40可以包括存储器62和处理器64。在一些实施例中，存储器62可以包括一个或多个有形的、非暂时的、计算机可读的介质，其存储可由处理器64执行的指令和/或要由处理器64处理的数据。例如，存储器62可以包括随机存取存储器（ram）、只读存储器（rom）、诸如闪存的可重写非易失性存储器、硬盘驱动器、光盘等。另外，处理器64可以包括一个或多个通用目的微处理器、一个或多个应用专用处理器（asic）、一个或多个现场可编程逻辑阵列（fpga）或它们的任意组合。在一些实施例中，图像控制器40可以与投影仪30相关联，如在所图示的实施例中，或者图像控制器40可以设置为远离投影仪30。备选地，在一些实施例中，如由图像控制器40执行的所描述的图像处理技术中的一些或所有可以由系统控制器52执行。

投影仪30可以进一步包括显示模块66。显示模块66可以通信地耦合到图像控制器40，并且可以生成图像16或图像序列，并使图像16投影到动画窗投影系统10的投影表面12上。在一些实施例中，如先前所讨论的那样，投影仪30可以包括移动机构68，或者可以耦合到移动机构68（例如，安装在移动机构68上）。移动机构68可以通信地耦合到图像控制器40和/或系统控制器52。图像控制器40的处理器64和/或系统控制器52的处理器56可以被构造成：基于目标图像16或图像序列，确定用于投影仪30的目标位置和/或要通过投影表面12投影的光（例如，投影）的角度。基于所确定的投影仪30的位置和/或要投影的光的角度，图像控制器40的处理器64和/或系统控制器52的处理器56可以将指示投影仪30的位置、角度或移动的信号传输到移动机构68。照此，移动机构68结合图像控制器40和/或系统控制器52，可以基于要投影的目标图像16来改变投影仪30的位置（例如，定位）或角度。

另外，在一些实施例中，图像控制器40可以通信地耦合到投影表面12的lcd层38。如先前所讨论的那样，在一些实施例中，投影表面12可以包括设置在投影层34与投影仪30之间的lcd层38。lcd层38可以用来增强呈现给观看者14的深黑色，例如，在其中动画窗投影系统10用来复制在带颜色玻璃窗格之间具有黑色分隔物的静态或动画有色玻璃窗的实施例中。lcd层38可以由图像控制器40和/或系统控制器52驱动，以在图像16或图像序列的区中显示附加的黑色，以增强基于图像16所显示的黑色的量。

在一些实施例中，动画窗投影系统10可以包括与投影表面12相联关或集成到投影表面12中的触觉反馈系统70。触觉反馈系统70可以用来在其中观看者与投影表面12物理地交互或接触投影表面12的情况下向观看者提供触觉反馈。照此，触觉反馈系统70可以为观看者14提供触知体验，因此增强景点的沉浸式体验。触觉反馈系统70可以包括活动表面72，活动表面72具有多个触觉致动器74（例如，表面修改部件），例如在动画窗投影系统10的展现动画期间，所述多个触觉致动器74可以用来在观看者侧上改变投影表面12的表面，如参考图4和图5更详细地讨论的那样。

触觉反馈系统70可以通信地耦合到系统控制器52，以及在一些实施例中，通信地耦合到动画窗投影系统的其他元件，例如图像控制器40。触觉反馈系统70可以包括触觉控制器76，所述触觉控制器76可以控制触觉致动器74的致动，以改变投影表面12的表面。触觉控制器76可以包括存储器78和处理器80。在一些实施例中，存储器78可以包括一个或多个有形的、非暂时的、计算机可读的介质，其存储可由处理器80执行的指令和/或要由处理器80处理的数据。例如，存储器78可以包括随机存取存储器（ram）、只读存储器（rom）、诸如闪存的可重写非易失性存储器、硬盘驱动器、光盘等。另外，处理器80可以包括一个或多个通用目的微处理器、一个或多个应用专用处理器（asic）、一个或多个现场可编程逻辑阵列（fpga）或它们的任意组合。在一些实施例中，触觉控制器76可以与活动表面72和/或投影表面12相关联，或者触觉控制器76可以设置为远离活动表面72和/或投影表面12。备选地，在一些实施例中，由触觉控制器76执行的处理中的一些或所有可以由系统控制器52执行。

在操作中，在一些实施例中，触觉控制器70可以被构造成：基于图像16或图像序列以及图像16的任何动画，来确定将在图像16上提供触觉反馈处的位置。例如，如果动画窗投影系统10用来显示动画有色玻璃窗，则触觉控制器70可以确定将在所显示的有色玻璃窗的单独显示玻璃片上和/或沿着模拟窗格分隔物（例如，沿着所显示的槽条20）提供触觉反馈，使得当图像16在帧之间移动时，观看者14可以感觉到沿着所显示的玻璃片和分隔物的移动。触觉控制器70可以至少部分地基于图像16来确定要提供的触觉反馈，并且借助于可以从图像控制器40和/或系统控制器52接收的图像16的移动和/或处理，可以协调向触觉致动器74发送信号，以激活特定的触觉致动器74。因此，动画窗投影系统10的触觉控制器70可以为观看者14提供增强的沉浸式和交互式体验。

附加地或备选地，在一些实施例中，动画窗投影系统10可以包括集成特效系统82，集成特效系统82可以集成到投影表面12中，并且可以提供特效，特效可以与图像16和/或图像16或图像序列的动画相协调。例如，集成特效系统82可以提供从投影表面12发射或喷射的特效材料83，例如空气、水、雾或其他流体的一个或多个流，使得在观看者14看来流体已从模拟窗喷散或喷散穿过模拟窗。集成特效系统82可以包括集成效果控制器84，所述集成效果控制器84可以控制一个或多个集成效果设备86的激活，以例如从蓄水池或源提供特效材料83。集成效果控制器84可以包括存储器88和处理器90。在一些实施例中，存储器88可以包括一个或多个有形的、非暂时的、计算机可读的介质，其存储可由处理器90执行的指令和/或要由处理器90处理的数据。例如，存储器88可以包括随机存取存储器（ram）、只读存储器（rom）、诸如闪存的可重写非易失性存储器、硬盘驱动器、光盘等。另外，处理器90可以包括一个或多个通用目的微处理器、一个或多个应用专用处理器（asic）、一个或多个现场可编程逻辑阵列（fpga）或它们的任意组合。在一些实施例中，集成效果控制器84可以与投影表面12相关联，或者集成效果控制器84可以设置为远离投影表面12。备选地，在一些实施例中，由集成效果控制器84执行的处理中的一些或所有可以由系统控制器52执行。

集成效果控制器84可以通信地耦合到系统控制器52，以及在一些实施例中，通信地耦合到动画窗投影系统10的其他元件。集成效果控制器84可以通信地耦合到一个或多个集成效果设备86，并且可以被构造成向一个或多个集成效果设备86发送信号，以当确定要结合图像16提供这种特效时，激活一个或多个集成效果设备86。集成效果控制器84和/或系统控制器52可以至少部分地基于图像16或者图像16或图像序列的动画来确定集成特效的触发或启动。附加地或备选地，集成效果控制器84和/或系统控制器52可以至少部分地基于由触觉控制器76提供的触觉反馈（基于用户交互）和/或可以由景点控制器91控制的一般景点环境来确定何时将提供集成特效。

集成效果设备86可以包括管道、导管或类似结构，管道、导管或类似结构耦合到流体供应和/或风扇或使流体移动的其他机构，以提供特效材料83。例如，集成效果设备86可以包括耦合到水源的一个或多个管道。一个或多个管道可以从水源延伸到观看者侧上的投影表面12的表面。在一些实施例中，管道可以设置在投影表面12上或投影表面12内，使得对观看者14来说来自管道的水穿过投影表面12出来。例如，在一些实施例中，管道可以沿着显示的黑线（例如竖框18或槽条20，见图1）或图像16的其他区域设置在投影表面12上或投影表面12中，显示的黑线或图像16的其他区域在两个不同图像之间的转换中保持不变。也就是说，第一图像16可以转换为第二图像16。第一和第二图像16的比较可以产生：反映动画效果的改变的部分，以及不变的部分。

在一些实施例中，如果管道设置在投影表面12上的展现动画的图像16的区中或随着动画效果中的图像转换而改变的图像16的区中，则管道可以耦合到以下机构，所述机构可以将管道移动到沿着投影表面12的位置，使得管道跟踪图像16的黑线或深色区。这种移动可以使用图像数据作为输入，以识别图像16的黑线或深色区的位置，并且在图像16转换时动态地将管道移动到这种区。沿固定或静态黑线（例如，动画有色玻璃实施例中的黑色分隔物线）的静态管道和/或沿着投影表面12由机构移动以动态地跟踪黑色线的管道，可以允许将管道从观看者14的视野隐藏，并且可以为观看者14提供增强的交互式和沉浸式体验。这种管道和移动管道的机构可以应用于其他类型的集成效果设备86，以从动画窗投影系统10提供空气、雾、烟雾或其他类似流体。

附加地或备选地，在一些实施例中，动画窗投影系统10可以包括外部特效系统92（例如，未集成在投影表面12内），外部特效系统92可以提供与动画窗投影系统10的图像16或图像序列相协调的附加特效。例如，集成特效系统82可以提供特效，例如声音、灯光、雾效果，或者可以由一个或多个外部效果设备94（例如，未集成在投影表面12中的效果设备）提供的其他类似特效。外部特效系统92可以包括外部效果控制器96，所述外部效果控制器96可以控制一个或多个外部效果设备94的激活。外部效果控制器96可以包括存储器98和处理器100。在一些实施例中，存储器98可以包括一个或多个有形的、非暂时的、计算机可读的介质，其存储可由处理器100执行的指令和/或要由处理器100处理的数据。例如，存储器98可以包括随机存取存储器（ram）、只读存储器（rom）、诸如闪存的可重写非易失性存储器、硬盘驱动器、光盘等。另外，处理器100可以包括一个或多个通用目的微处理器、一个或多个应用专用处理器（asic）、一个或多个现场可编程逻辑阵列（fpga）或它们的任意组合。在一些实施例中，由外部效果控制器96执行的处理中的一些或所有可以由系统控制器52执行。

外部效果控制器96可以通信地耦合到系统控制器52，以及在一些实施例中，通信地耦合到动画窗投影系统10的其他元件。外部效果控制器96可以通信地耦合到一个或多个外部效果设备94，并且可以被构造成向一个或多个外部效果设备94发送信号，以当确定要与图像16协同提供这种外部特效时激活一个或多个外部效果设备94。外部效果控制器96和/或系统控制器52可以至少部分地基于图像16或者图像16或图像序列的动画来确定何时将提供外部特效，例如声音、灯光或雾。附加地或备选地，外部效果控制器96和/或系统控制器52可以至少部分地基于由触觉控制器76提供的触觉反馈和/或可以由景点控制器91控制的一般景点环境来确定何时将提供外部特效。

在一个实施例中，投影表面12的一个或多个部分（见图2）可以是完全透明的（例如，允许透射光中的95-100%穿过）。外部特效系统92可以被构造成在投影表面的一侧或两侧上将粒子（例如，灰尘或反射性粒子）发射到空气中，以增强来自投影仪30的光的可见性，以产生来自太阳的光线照射轴的幻觉。在一个实施例中，可以结合由投影仪30的移动机构68协调的移动的投影仪/多投影仪角度系统来提供该效果。使投影表面12的一个或多个透明区段分布在更不透明的区段内还可以允许观看者通过那些透明区段看到有限的视野。在后侧28上提供通过任何透明区段可见的一定量的视觉景物（屏幕、物理设置、绘画等）增强了在投影表面12之外存在完整世界的幻觉。

在另一个实施方式中，移动机构68可以进一步控制独立光源（例如，不是投影仪的一部分）以控制光的方向性。可以使用投影表面12的一侧或两侧上的空气中的粒子来增强此方向地。一个示例可以是以下框架：所述框架可以添加到并不接受太多真实阳光的普通的家庭窗户或零售空间的外部。该框架将来自光源的光以由系统控制的角度来照射到窗中，例如，所述系统可以编程为模拟太阳的运动。

图4图示了动画窗投影系统10的实施例的示意性视图，所述动画窗投影系统10具有集成在投影表面12上或投影表面12内的触觉反馈系统70和集成特效系统82，以提供与图像16或图像序列的动画相协调的触觉反馈。应当理解的是，在某些实施例中，动画窗投影系统10可以实施为具有触觉反馈系统70或集成特效系统82中的一个或两者。如先前所讨论的那样，动画窗投影系统10可以包括投影表面12和投影仪30，投影仪30可以将图像16或图像序列投影到投影表面12上。图像16或图像序列可以在投影表面12上由观看者14看到。另外，在一些实施例中，动画窗投影系统10可以包括触觉反馈系统70，所述触觉反馈系统70具有设置在活动表面72周围的多个触觉致动器74。在一些实施例中，活动表面72可以是投影表面组件32的附加层。在一些实施例中，活动表面72可以是投影层34和/或玻璃层36的一部分，或设置在投影表面12的投影层34和/或玻璃层36内（例如，设置在投影层34和/或玻璃层36的材料内的触觉致动器74）。

响应于来自触觉控制器76和/或系统控制器52的信号，活动表面72的触觉致动器74可以修改投影表面12的表面。与触觉致动器74结合的触觉控制器76和/或系统控制器52可以将与从图像控制器40接收的图像16的特定部分的位置相关联的光学数据转换为触知信息，以重建图像16的特定部分和/或图像16的动画。例如，在图像16描绘动画有色玻璃窗的情况下，触觉控制器76可以至少部分地基于来自图像控制器40的图像数据确定图像16的位置，图像16的位置对应于分隔物（例如，竖框18或槽条20），分隔物在颜色上是深的，并且在图像16展现动画时保持固定（例如，在图像之间转换的图像序列中，由此只有图像的某些部分改变，并且其他部分保持不变或静止）。然后，触觉控制器76可以使活动表面72的触觉致动器74（即，投影表面12的活动表面72的触觉致动器74）致动并修改投影表面12的表面，使得如果观看者14要触摸投影表面12，则观看者14可以感觉到分隔物。从触觉控制器70发送以控制触觉致动器74的致动的信号可以使触觉致动器74在致动中随着图像16展现动画而变化，使得投影表面12的修改可以跟随动画。也就是说，在图像16展现动画期间，触觉致动器74的致动可以跟踪分隔物的移动，以允许观看者14感觉图像16的动画。

触觉致动器74可以是任何类型的致动机构，所述致动机构可以允许修改朝向投影表面12的观看者侧的投影表面12。例如，在一些实施例中，可以将图像16的光学数据转换成投影表面12上的凸起，这些凸起形成图像16的结构特征的形状，例如其中在图像16是模拟有色玻璃窗的实施例中的分隔物（例如，竖框18或槽条20，见图1）。在一些实施例中，流体可以用来置换或修改投影表面12的表面，以提供触知信息。在一些实施例中，触觉致动器74可以是振动致动器，并且光学数据可以转换成声波或振动，这些声波或振动在投影表面12的观看者表面上创建图案。例如，振动的强度可以变化。基于振动的强度，可以在投影表面12的表面上创建代表图像16的特定部分和/或图像16的动画的不同的形状和/或轮廓。

在一些实施例中，触觉致动器74可以包括多个桩（peg），所述桩响应于由触觉控制器76激活的一个或多个刺激（例如，磁场、电流）而在远离投影表面12并朝向观看者14的方向上移动。所述桩的至少一部分可以从投影表面12突出，由此在投影表面12的表面上形成凸起。在另一个实施例中，触觉致动器74可以包括多个袋或室（cell），多个袋或单元可以响应于由触觉控制器76激活的一个或多个刺激而充满流体（例如，气体、液体）。在填充时，袋在屏幕的表面上形成凸起。在其他实施例中，袋可以包括以下材料：诸如电流变（er）或磁流变（mr）材料。er和mr材料分别对电刺激和磁刺激做出反应。在没有相应刺激的情况下，er和mr材料处于液态下。然而，当施加相应的刺激时，er和mr材料的粘度会增加。粘度上的增加导致固体凝胶的形成，由此在投影表面12的表面上形成凸起或脊部。在某些实施例中，触觉致动器74可以包括桩和室的组合。每个桩和/或室可以独立地和/或一起致动，以生成触知信息（例如，凸起、脊部），所述触觉信息模拟来自图像16的特定部分处的投影表面12的突起，例如沿着在模拟窗或有色玻璃窗中的窗格之间的黑色分隔物。当图像16被呈现且/或展现动画时，触觉控制器可以改变哪些触觉致动器被激活的情况，使得在投影表面12上提供的触知信息随着图像16展现动画而改变。

在一些实施例中，触觉致动器74可以包括响应于磁场的磁性粒子（例如，纳米磁性粒子）。响应于从图像控制器40和/或系统控制器52接收的光学数据，每个磁性粒子可以由磁场单独地致动。磁性粒子可以修改投影表面12的表面，以提供触觉反馈。例如，磁性粒子可以响应于磁场而振动。振动可以在投影表面12上形成表示图像16的特定部分的图案。在一些实施例中，磁场可以使磁性粒子移动。例如，磁场可以在投影表面12上形成梯度。磁性粒子可以基于磁场在投影表面12上迁移，以形成表示图像16的特定部分的图案。

在一些实施例中，触觉致动器74可以包括聚合物，所述聚合物对来自触觉控制器76的刺激（例如，电流、温度）做出响应。例如，触觉致动器74可以包括电活性聚合物（eap），例如，响应于电信号而振动的铁电聚合物。基于振动的强度，观看者14可以在投影表面12上感觉与图像16的特定部分相对应的不同形状。在一些实施例中，触觉致动器74可以包括以不同频率和强度振动的发光二极管（led）。led可以由触觉控制器76致动，以对应于图像16的特定部分。其他材料，例如压电材料和碳纳米管，也在本公开的范围内。

因此，触觉反馈系统70的触觉致动器74可以是任何类型的致动机构，其可以改变或修改投影表面12的观看者表面，使得图像16的特定部分可以由观看者14感觉到。例如，触觉致动器74可以沿着投影的窗或有色玻璃窗图像的窗格之间的黑色分隔物激活，以模拟例如可以在实际的窗或有色玻璃窗上感觉到的这种分隔物。照此，动画窗投影系统10的触觉反馈系统70可以提供更准确和真实的窗显示，并且可以为观看者14提供更沉浸式的体验。在如所提供的动画窗投影系统10中，所述系统可以模拟由可以具有不同纹理的不同玻璃片形成的窗的效果。为了模拟这一点，触觉致动器74和/或由触觉反馈系统70提供的指令可以不同地应用于不同的显示玻璃片。例如，触觉反馈系统70可以基于显示玻璃片的颜色或基于图像的部分的纹理（用于水的波纹、用于沙或树干的粗糙）来创建不同的振动强度/模式。也就是说，触觉反馈系统70可以用来模拟通过触摸光滑、粗糙、带气泡、翘曲的玻璃而产生的感觉，或者用来模拟通过触摸具有可能存在于实际有色玻璃中的表面处理的玻璃而产生的感觉。

在某些实施例中，投影表面12可以包括与一个或多个管道或导管104成流体连通的一个或多个通道102，一个或多个管道或导管104依次被激活，以通过导管104和通道102提供特效材料，以从观看者侧26发射出特效材料，并且在集成特效系统82的控制下。

图5是方法106的流程图，方法106用于使用动画窗投影系统10来控制特效，动画窗投影系统10将第一图像投影到投影表面上（框108）。系统10通过在投影第一图像之后将第二图像投影到投影表面上来形成动画效果中的至少一部分（框110）。第二图像包括：存在于第一图像中的一个或多个未改变区域，以及并不存在于第一图像中的一个或多个改变区域。在接收与投影表面的用户交互有关的信号（例如，传感器或接近信号、触觉反馈）时（框112），所述系统基于该信号来控制特效系统（例如，集成特效系统82，见图3）的激活（框114）。特效系统的激活使特效材料从在投影表面中形成的开口或通道（例如，通道102）发射，或从设置在投影表面12上或投影表面12中的导管（例如，导管104）发射。如本文中所讨论的那样，开口102或导管104的位置对应于通过比较第一图像和第二图像而评估的未改变区域。

在一个实施例中，通道102、导管104或其他特效传播结构固定就位，并且系统10通过根据基于规则的逻辑渲染所显示的图像16来引活（accountfor）这些特征，使得形成图像序列的图像固定在与这些特征相对应的位置中，同时允许其他位置改变，以创建动画效果。在某些实施例中，图像的固定部分对应于深色特征，例如竖框。

图6图示了动画窗投影系统10的实施例的示意性视图，示出了触觉反馈系统70以及动画窗投影系统10中可能存在的其他元件，例如传感元件和触摸交互技术。如先前所讨论的那样，动画窗投影系统10可以包括投影表面12和投影仪30，投影仪30可以经由后投影将图像16或图像序列投影到投影表面12上。图像16或图像序列可以在投影表面12上由观看者14观看。另外，在一些实施例中，动画窗投影系统10可以包括触觉反馈系统70，所述触觉反馈系统70具有触觉致动器74，触觉致动器74设置在与投影表面12相关联的活动表面72周围。在图示的实施例中，观看者14触摸投影表面12的观看者侧。触觉反馈系统70的触觉致动器74可以提供触觉反馈，所述触觉反馈可以允许观看者14来感觉投影到投影表面12上的模拟窗图像16的部分。例如，触觉致动器74可以引起凸起或脊部，凸起或脊部沿着描绘为竖框18或槽条或框架的特征（例如，在其中图像16为模拟有色玻璃图像的实施例中的分隔物118）从投影表面12朝向观看者14突出，以及在模拟有色玻璃图像中感受单独玻璃片的纹理。如在图示的实施例中所示，当图像16改变时，观看者14可以感觉到由触觉致动器74提供的触觉反馈，从而为观看者14创建更真实且更沉浸式的体验。另外，当图像16展现动画时，例如从左图像到右图像，由触觉控制器76对触觉致动器74的激活可以跟踪或跟随分隔物118或图像16的其他部分，允许观看者14在观看者14触摸投影表面12时感觉图像16的动画。

在一些实施例中，动画窗投影系统10可以包括传感器120，所述传感器120可以用来检测或确定观看者14的存在。传感器120可以通信地耦合到系统控制器52。在这种实施例中，基于由系统控制器52从传感器120接收的信号，图像16可以由图像控制器40和/或系统控制器52展现动画，使得图像16可以在检测到观看者14时提供动画图像，例如动画有色玻璃模拟。附加地或备选地，在一些实施例中，动画窗投影系统10可以包括一个或多个相机，一个或多个相机设置为与投影仪30相邻，或者设置在动画窗投影系统10附近的任何其他位置，并且通信地耦合到系统控制器52，一个或多个相机可以提供投影表面12前面的区的图像数据。来自一个或多个相机122的图像数据可以由系统控制器52单独地使用，或与从传感器120接收的信号结合使用，以确定观看者14何时在投影表面12的前面。在一些实施例中，附加地或备选地，一个或多个相机122可以用来确定观看者14何时触摸投影表面12，使得可以至少部分地基于观看者14与图像16和投影表面12的交互来控制图像16的动画和/或触觉致动器74的激活。

附加地或备选地，为了向图像16的观看者14提供触摸交互和/或激活触觉致动器74，在一些实施例中，动画窗投影系统10可以包括设置在投影表面12周围或附近的触摸交互框124。触摸交互框124可以通信地耦合到系统控制器52，并且可以包括设置在触摸交互框124的相对侧上的多个传感器，例如红外（ir）毛状物（hairs）126。ir毛状物126可以用来：基于哪个ir毛状物126检测到观看者14的手指或手，感测观看者14的手指或手触摸投影表面12的位置。这种对投影表面12的触摸和关于投影表面12的触摸的位置的检测可以允许系统控制器52、图像控制器40、和/或触觉控制器76至少部分地基于从触摸交互框124接收的信号来控制图像16的动画和/或触觉致动器74的激活。也就是说，触摸交互框124可以为观看者14提供与投影表面12上呈现的动画和/或触觉反馈交互的机会，并且在一些实施例中，控制投影表面12上呈现的动画和/或触觉反馈，因此，为观看者14提供更沉浸式和交互式的体验。

虽然本文中仅已经图示和描述了某些特征，但是本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此，应该理解的是，所附权利要求旨在覆盖落入本公开的真正精神之内的所有此类修改和改变。

本文中呈现和要求保护的技术被引用并应用于实践性质的实物物件和具体示例，这些实物物件和具体示例确然地改进了本技术领域，并且照此，并非抽象的、无形的或纯理论的。此外，如果附到此说明书末尾的任何权利要求包含被指定为“用于[执行]...[功能]的器件”或“用于[执行]...[功能]的步骤”的一个或多个元素，则意在的是根据《美国法典》第35卷第112（f）节对此类元素进行解释。但是，对于包含以任何其他方式指定的元素的任何权利要求，意在的是这种元素并不根据《美国法典》第35卷第112（f）节来解释。