专利名称：一种展示虚拟环境的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可以用于健身、保健以及/或者医药领域的、用于展示一 个虚拟环境的系统。
背景技术：
根据一项德国实用新型专利DE 20 2004 007 273U1所描述的，其披露了一 种用于休养和/或冒险体验的设施，特别是一种用于健身的设施。所被描述的 设施通过在封闭房间内的一个电影展示设备和一个电影图像展示区域来实现 电影展播。上述设施包括由一调控装置而互相连接的、用于产生移动、声音、 风、气味、光和/或其它光线的装置，以及/或者感应装置，其启动和设置状态 是根据电影展播顺序从时间上、位置上和/或强度上进行调控的。
然而，这种设施以及与这种设施相类似的其它设施并没有对人体的功能和 状态进行考虑和分析，从而导致对其所实现的作用和成效不能进行控制。再者， 通过这些设施不能实施健身或者训练项目，其也不能应用于医药方面的领域。
发明内容
因此，本发明的目的是给使用者提供一个展示虚拟环境的系统，通过该系 统展示的虚拟环境，能使使用者的各种不同的感观均受到刺激，并能完成特殊 的健身项目，与此同时其身体功能也能得到检验。
本发明是通过一种展示虚拟环境的系统来实现上述目的的。这种系统包括 一健身器械、 一用于实现二维和/或三维视觉展示的视觉展示设备、至少一声 音输出和/或录入装置，以及一用于产生风、温度和/或气味的装置。
这种全面的工程系统可以实现对竞技体育或非竞技体育项目十分有效的、可定位于娱乐或冒险体验领域的锻炼。
十分有益的是，这种展示虚拟环境的系统具有一刺激触觉的装置和/或一 用于改变呼吸空气组成成份的装置。使用这种系统不仅省去了去高山地区训练 场地的昂贵的飞行费用，而且可以縮短达到同样条件下的训练效果的有效时 间，比如说，原来需要两个小时的锻炼，现在只需要一个小时。同样的，运用 这种系统能使训练功效相对于传统的训练方式提升达10%。
另外十分有利的是，本展示虚拟环境的系统的组成部分是通过一个电脑系 统来实现互相连接和被调控的。该电脑系统至少包括一具有用户操作界面的调 控电脑。用于左、右眼图像计算的计算器通过一网络和该调控电脑相连接。
此外，外置式的信息储存器，例如DVD或VCD播放器，可以安装连接 到调控电脑上，从而使本发明的虚拟环境系统能根据使用需要而被灵活调整。
另一个有利方面是，从调控电脑中产生的信号被传输到戴在使用者头部 的、装有用于产生虚拟环境的LCD的头盔上(如头戴显示HMD)。或者，所 产生的信号可被用于产生立体投影，可在屏幕上产生有三维效果的影像。
本发明的另一个进步之处是，上述调控电脑和一个或多个输入装置相连 接。这些输入装置各自具有六个自由度，用来确定位置和取向，并能有选择地 配有一个或多个功能键。
除此以外，另一个值得一提的有利方面是，例如感应性的、感压性的和/ 或弹性的输入装置跟调控电脑相连，这些输入装置可以做例如眼睛移动、身体 移动以及头部运动等的探测，和/或对方位的确认。另一个能说明本虚拟环境 系统有利之处的例子是，运用上述的输入装置可以实现对手势、面部表情和/ 或语言的探测。
一个特别能说明本发明有益之处的实施例是把例如头部跟踪器作为输入装置来使用。这个头部跟踪器同样可以固定于戴在使用者头部的、装有用于产
生虚拟环境的LCD的头盔上(头戴显示HMD)。
本系统的另一个优点是，上述视觉展示设备可以重现一个静止的画面、一个静止或移动的实物、 一个电脑图形，以及/或者二维和/或三维的移动画面或电影。传统的显示器也可以用于二维展示。
另一个十分有利的实施例是上述视觉展示设备可以产生具有0°至179°视角的画面，或者，当本系统被用于健身、保健或医药领域时，也产生一个具有180°或大于18(T的视角，从而使之前已被录入的使用者的运动以及/或者静止的真实画面重新被展现。
对于在健身领域中本系统的使用，十分有好处的是把例如桨、自行车或跑道等作为健身器械整合到本虚拟环境系统中。这样一来，能实现生理和心理同时达到兴奋状态。并且，在三维虚拟环境中可以使用香气或实现高度训练。在此过程中，使用者的成绩数据被收集，以及其医学参数，如脉搏或心跳频率等被记录。此外，可以在使用本系统之前、之时和/或之后，通过取血样实现精确的血图像分析，这种用途是本虚拟环境系统的另一个先进之处。举例来说，可以使用一个和上述电脑系统相连的细胞分析装置，优选是用于循环血细胞记数的装置，这样可以精确地确定血细胞组成。尤其还可以使用的是，与一个荧光染料整合的特殊抗体，从而使通过识别细胞表面的标记进行分析成为可能。
另一个优点是，声音的输出元件产生乐器声、人声以及动物、风、雨、瀑布、雷等声音，以及/或者机动车马达、射击、抽水机、爆炸和/或挖掘的声音。
本发明极具优势的进步之处是，所产生的风、温度和/或空气潮湿度等效果是与所展示的现实中的情景相适应的。
本发明的另一优点是，来自虚拟环境系统外部的指示和演示可以通过一个通讯元件向使用者传输。其所指的是，比方说一个有资格的治疗师的声音和视觉指示可以被传输到用户端。
此外，本发明的另一个优势是，使用者可以通过上述通讯元件和系统之外的人员进行联系。
本发明还有一个具有优势的进步之处是，使用者可以在很短的几秒钟之内
把氧气含量从很低的介于9%到17%数值调节变化到最高达100%的数值，使用者也可以进行反向调节。使用本虚拟环境系统，顶级运动员和竞技体育运动员可以在虚拟的仿真的环境中为实地比赛做准备。这种仿真的在低氧条件下的训练对非竞技体育运动员和业余运动员而言，能使其个人能力和水平条件得到提高。其好处尤其在于，运动员可以省去高消费而又花时间的、在高山区域的训练。此外，运动员可以达到更有效的训练效果，因为训练场地是24小时开放，并易于到达。
具体实施例方式
在健身领域中，本虚拟环境系统可以将比如说香味的使用和被动的高山训练以及氧气治疗在一个三维虚拟环境中相结合。在这样的环境下，使用者可以达到休闲、个人能力的提高以及免疫系统的增强相结合的效果。
在医药领域中，本虚拟环境系统可以将香味、高地训练以及/或者氧气治疗在一个三维环境中使用，从而使视觉、触觉、嗅觉和听觉这四个感观受到兴奋刺激。使用者个人的免疫系统也能因此受到激活，从而有望使有疾病在身的患者，如癌症、过敏以及代谢方面疾病的患者，通过使用本系统而得到帮助。
这种三维系统展示的技术还能提供以下的可能性，即对某些特殊的心理疾病，如由自身免疫系统疾病产生的恐惧，可通过图像和声音的效果对其产生正面影响。
权利要求
1、一种展示虚拟环境的系统，其特征在于所述系统包括一健身器械、一用于展现二维和/或三维影像的视觉展示设备、至少一个声音输出和/或录入装置，以及用于产生风、温度和/或气味的装置。
2、 根据权利要求1所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于所述系统具有一刺激触觉的装置，以及/或者用于改变能呼吸的空气组成成份的装置。
3、 根据权利要求1和2所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于所述系统的 组成部分是通过一电脑系统来实现互相连接并被调控的。
4、 根据权利要求1至3所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于所述电脑系 统至少包括一具有用户操作界面的调控电脑。
5、 根据权利要求1至4所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于用于左、右 眼图像计算的计算器通过一网络和上述调控电脑相连接。
6、 根据权利要求1至5所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于所述产生的 信号被传输到戴在使用者头部的、装有用于产生虚拟环境的LCD的头盔上。
7、 根据权利要求1至6所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于所述产生的 信号被用于产生立体投影，其可在屏幕上产生有三维效果的影像。
8、 根据权利要求1至7所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于所述调控电 脑和一个或多个输入装置相连接，所述输入装置各自具有六个自由度，用来确 定位置和取向，并有选择地配有一个或多个功能键。
9、 根据权利要求1至S所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于所述的感应 性的、感压性的和/或弹性的输入装置与调控电脑相连。
10、 根据权利要求1至9所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于通过运用所 述输入装置，可以实现对眼睛移动、身体移动及头部运动的探测，和/或对方位的确认。
11、 根据权利要求1至10所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于通过运用 所述的输入装置可以实现对手势、面部表情和/或语言的探测。
12、 根据权利要求1至11所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于把头部跟踪器作为输入装置来使用。
13、 根据权利要求1至12所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于所述视觉 展示设备可以重现一个静止的画面、 一个静止或移动的实物、 一个电脑图形， 以及/或者二维和/或三维的移动画面或电影。
14、 根据权利要求1至13所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于所述的视 觉展示设备能重现具有0。至179°视角的画面。
15、 根据权利要求1至14所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于所述的视 觉展示设备能重现具有180°或大于180°视角的画面，并在健身、保健和医 药领域中使用。
16、 根据权利要求1至15所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于所述的视 觉展示设备可以重现已被录入的使用者的运动以及/或者静止的真实画面。
17、 根据权利要求1至16所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于把包括桨、 自行车或跑道的健身器材作为健身器械使用到所述的展示虛拟环境的系统中。
18、 根据权利要求1至17所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于用户的成 绩数据被收集，以及其医学参数被记录，所述医学参数包括脉搏或心跳频率。
19、 根据权利要求1至18所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于声音的输 出元件产生乐器声、人声、以及包括动物、风、雨、瀑布、雷的环境声音，以 及/或者机动车马达、射击、抽水机、爆炸和/或挖掘的声音。
20、 根据权利要求1至19所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于所产生的风、温度和/或空气潮湿度等效果是与所展示的现实中的情景相适应的。
21、 根据权利要求1至20所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于来自系统外部的指示和演示可以通过一个通讯元件向使用者传输。
22、 根据权利要求1至21所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于使用者可以通过所述述通讯元件与系统外部的人员进行联系。
23、 根据权利要求1至22所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于使用者可以在很短的几秒钟之内把氧气含量从很低的介于9%到17%数值调节变化到最高达100%的数值，使用者也可以进行反向调节。
24、 根据权利要求1至23所述的展示虚拟环境的系统，其特征在于所述电脑系统连接有一细胞分析装置，所述细胞分析装置优选是用于循环血细胞记数的装置。
全文摘要
本发明公开了一种展示虚拟环境的系统，该系统包括含有用于健身目的的设施、产生二维和/或三维虚拟影像的设施、至少一个声音输出和/或录入设施以及用于产生风、温度和/或气味的设施。
文档编号A63B21/00GK101489632SQ200780026834
公开日2009年7月22日 申请日期2007年4月28日 优先权日2006年7月18日
发明者乌尔里希·耶里筹 申请人:乌尔里希·耶里筹