一种三维场景互动展示装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及人机交互领域，特别涉及一种三维场景互动展示装置及方法。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，在与三维场景进行交互时，一般使用鼠标键盘与三维场景进行交互， 这样就需要坐在电脑前，而且需要懂操作按键所对应的操作指令，这样好就会存在如下问 题:交互体验差、不直观、沉浸感差，对老人小孩的操作学习门槛高。
[0003] 中国专利文献CN102551427A公开了一种桌面互动投影展示柜，包括柜体、投影设 备、投影控制系统和透明玻璃，所述投影控制系统包括触摸信息采集系统、影像播放控制系 统和影像播放器，透明玻璃内表面贴有全息动态显示膜，透明玻璃的外表面贴有全息纳米 触摸膜，触摸信息采集系统与全息纳米触摸膜相接，影像播放器的输出端接投影设备，其仅 能显示平面多媒体交互内容，且交互量少，不适合交互量大、交互连续时间长的三维场景。
[0004] 中国专利文献CN102097045A公开了一种多媒体展示台，包括箱体、台面、触摸感应 膜、显示器、主机箱和电源，主机箱包括处理单元和存储单元，存储单元用于存储各种坐标 信息对应的显示信息，处理单元用于对触摸感应膜传回的坐标信息进行处理，仅能实现简 单的平面交互，三维场景交互困难。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述交互体验差、不直观、沉浸感 差、操作学习门槛高的缺陷，提供一种交互体验较好、较为直观、提高沉浸感、操作学习门槛 低的三维场景互动展示装置及方法。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种三维场景互动展示装置， 包括第一显示屏、第二显示屏、主机、摄像头、支撑架和若干个交互识别卡，所述第一显示屏 和第二显示屏均固定设置在所述支撑架上，所述第一显示屏竖直放置，所述第二显示屏与 水平面平行，所述摄像头设置在所述第一显示屏的顶端并向靠近所述第二显示屏的方向倾 斜一定角度，所述摄像头的摄像范围覆盖所述第二显示屏，所述第一显示屏、摄像头和第二 显示屏均与所述主机连接，所述交互识别卡设于所述第二显示屏上，所述交互识别卡上设 有用于发光的灯带，所述摄像头对第二显示屏上的图像进行视频采集，并分析得到所述交 互识别卡放置的位置坐标，所述主机设置在所述支撑架的下方。
[0007] 在本发明所述的三维场景互动展示装置中，所述交互识别卡设有用户自定义图 案。
[0008] 在本发明所述的三维场景互动展示装置中，还包括支撑杆，所述摄像头通过所述 支撑杆固定在所述第一显示屏的顶端，所述支撑杆与所述第一显示屏之间的夹角小于90 度。
[0009] 在本发明所述的三维场景互动展示装置中，所述交互识别卡包括主控芯片、数据 传输模块、角度传感器、电池、开关和存储模块，所述数据传输模块与所述主控芯片连接、用 于与所述主机通讯，所述角度传感器与所述主控芯片连接、用于测量所述交互识别卡偏转 时的转动角度，所述电池与所述主控芯片连接、用于供电，所述开关与所述主控芯片连接、 用于打开或关闭所述交互识别卡的工作状态，所述存储模块与所述主控芯片连接、用于存 储所述交互识别卡的ID号。
[0010]在本发明所述的三维场景互动展示装置中，所述数据传输模块为光通讯模块或无 线数据传输模块。
[0011]在本发明所述的三维场景互动展示装置中，所述交互识别卡包括场景视角相机切 换识别卡、第一场景设计风格切换识别卡、第二场景设计风格切换识别卡、调色识别卡、场 景时间调整识别卡、物品显示识别卡和物品切换显示识别卡。
[0012] 在本发明所述的三维场景互动展示装置中，还包括扬声器，所述扬声器与所述主 机连接。
[0013] 本发明还涉及一种三维场景互动展示的方法，应用于上述三维场景互动展示装 置，包括如下步骤：
[0014] A)将每个交互识别卡的信息及二维导览图存储在主机中；
[0015] B)所述主机将三维场景的二维导览图发送到第二显示屏进行显示;所述三维场景 的二维导览图与所述第二显示屏的坐标设定为一致；
[0016] C)将交互识别卡放置在所述二维导览图上，并在所述二维导览图上挪动或者旋转 所述交互识别卡，摄像头按照事先设定的频率对第二显示屏上的图像进行视频采集，并识 别出当前交互识别卡在每个时刻的坐标位置，并将其传送到所述主机中，主控芯片获取角 度传感器的转动角度，并将其传送到所述主机中；
[0017] D)所述主机将每个时刻的坐标位置连接起来形成所述交互识别卡的运动轨迹，将 所述运动轨迹输入到三维场景中，所述主机对其进行渲染后输出到所述第一显示屏显示三 维场景。
[0018] 在本发明所述的三维场景互动展示的方法中，在所述步骤C)和D)之间还包括如下 步骤：
[0019] Cl)所述主机控制所述第二显示屏在所述交互识别卡的周围显示动态效果和交互 信息。
[0020] 在本发明所述的三维场景互动展示的方法中，所述动态效果为变化的光圈效果， 所述交互信息包括注释信息和用户选择的状态信息。
[0021] 实施本发明的三维场景互动展示装置及方法，具有以下有益效果：由于使用第一 显示屏、第二显示屏、主机、摄像头、支撑架和若干个交互识别卡，第一显示屏和第二显示屏 均固定设置在支撑架上，第一显示屏竖直放置，用于显示三维场景，第二显示屏与水平面平 行，用于显示三维场景的二维导览图，摄像头设置在第一显示屏的顶端并向靠近第二显示 屏的方向倾斜一定角度，交互识别卡上设有用于发光的灯带，摄像头用于采集第二显示屏 上的图像，识别交互识别卡的内容，这样就不需要通过鼠标键盘与三维场景进行交互，只需 要将识别交互识别卡放置在第二显示屏上，就可以与三维场景进行交互，所以其交互体验 较好、较为直观、提高沉浸感、操作学习门槛低。
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本发明三维场景互动展示装置及方法一个实施例中装置的结构示意图； [0024]图2为所述实施例中装置中各部件之间的连接示意图；
[0025]图3为所述实施例中交互识别卡的结构示意图；
[0026]图4为所述实施例中其中一个交互识别卡转动一定角度的示意图；
[0027] 图5为所述实施例中方法的流程图。
【具体实施方式】
[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]在本发明三维场景互动展示装置及方法实施例中，其三维场景互动展示装置的结 构示意图如图1所示。图1中，该三维场景互动展示装置包括第一显示屏1、第二显示屏2、主 机3、摄像头4、支撑架5和若干个交互识别卡6,其中，第一显示屏1和第二显示屏2均固定设 置在支撑架4上，第一显示屏1竖直方向放置，第二显示屏2平放在支撑架4上，第二显示屏2 与水平面平行，摄像头4设置在第一显示屏1的顶端，并向靠近第二显示屏2的方向倾斜一定 角度，摄像头4倾斜是为了能够对第二显示屏2上的图像进行视频采集，并分析得到交互识 别卡6放置的位置坐标，其倾斜的程度要保证摄像头4的摄像范围能覆盖第二显示屏2。值得 一提的是，本实施例中，交互识别卡6上设有用于发光的灯带（图中未示出），当用户的手挡 住交互识别卡6的一部分时，由于通过灯带的发光，摄像头还是能识别到交互识别卡6的坐 标位置，这样就提高了识别的精度。
[0030] 图2为本实施例中装置中各部件之间的连接示意图；本实施例中，第一显示屏1、摄 像头4和第二显示屏2均与主机3连接，交互识别卡6设于第二显示屏2上，主机3设置在支撑 架5的下方。第一显示屏1用于显示三维场景，第二显示屏2用于显示三维场景的二维导览 图，还可以显示交互特效，例如：在交互识别卡6周围显示动态的效果，如变化的光圈效果， 第二显示屏2还可以显示交互信息，例如：注释信息、用户选择的状态信息等。交互识别卡6 设有用户自定义图案。例如:在交互识别卡6贴上A、B或C等图案。
[0031] 本实施例中，主机3将三维场景的二维导览图发送到平放着的第二显示屏2上，二 维导览图的第二显示屏2的坐标设定为一致，交互识别卡6放到第二显示屏2的坐标位置可 以对应到二维导览图的坐标位置上去，交互识别卡6在第二显示屏2进行移动或转动，主机3 控制第一显示屏1显示的三维场景也跟着变化。用户不需要懂操作按键所对应的操作指令， 只需要选择相应的交互识别卡6放置在第二显示屏2上，并在第二显示屏2上进行移动或转 动一定角度，就可以改变三维场景的显示效果，大大方便了用户的操作，增强了用户体验， 提供了更多的交互体验，增加了趣味性，其交互体验较好、较为直观、提高沉浸感，同时，由 于不需要懂得操作按键所对应的操作指令，这样就降低了操作学习的门槛，零经验就可以 操作，不需要进行培训，所以操作学习门槛低。
[0032]本实施例中，该三维场景互动展示装置还包括支撑杆7,摄像头4通过支撑杆7固定 在第一显示屏1的顶端，支撑杆7与第一显示屏1之间的夹角小于90度。支撑杆4的作用就是 将摄像头4固定在第一显示屏1的顶端。
[0033] 本实施例中，该三维场景互动展示装置还包括扬声器8,扬声器8与主机3连接、用 于发出声音。
[0034]图3为本实施例中交互识别卡的结构示意图，图3中，该交互识别卡6包括主控芯片 61、数据传输模块62、角度传感器63、电池64、开关65和存储模块66,其中，数据传输模块62 与主控芯片61连接、用于与主机3通