基于全息投影技术的人机交互系统与方法_2

文档序号:8921771阅读:来源:国知局
果,能够从多个角度展示被投影物体。以下通过实施例的方式进行说明。
[0046]实施例一
[0047]图1示出了本发明第一实施例所提供的基于全息投影技术的人机交互系统的结构示意图。如图1所示,一种基于全息投影技术的人机交互系统,包括:高透锥体110、投影装置120、手势传感器130和主机140 ;
[0048]高透锥体110位于投影装置120的投影区域内;
[0049]主机140与投影装置120电连接;
[0050]手势传感器130与主机140信号连接;
[0051]手势传感器130用于:采集用户控制高透锥体110中的立体影像的手势信息,根据手势信息生成相应的控制信号;
[0052]主机140用于:根据控制信号对预先存储的被投影物体的三维模型进行处理;
[0053]投影装置120用于:向高透锥体110中投影处理后的三维模型,以形成与处理后的三维模型相对应的立体影像。
[0054]可见,本发明实施例中,被投影物体的三维模型预先存储在主机140中。通过投影装置120投影三维模型,能够在高透锥体110中显示被投影物体的立体影像。通过手势传感器130和主机140,能够根据用户对立体影像的控制,如缩放或者旋转立体影像,相应的处理被投影物体的三维模型,使得三维模型同样旋转或者缩放。通过投影装置120,能够将处理过的三维模型投影至高透锥体110中,以获得与处理过的三维模型相对应的立体影像,即同样缩放或者旋转后的立体影像。因此通过本发明实施例中的系统,用户能够通过手势传感器130控制高透锥体110中的立体影像旋转或缩放,达到人机交互的效果,从而根据用户的手势控制,多角度展示被投影物体。
[0055]本发明实施例中,高透锥体110位于投影装置120的投影区域内,优先设置于投影装置120的上方。高透锥体110是具有四个侧面一个底面的锥形柜体,呈金字塔结构,其材料为透过率较高的透明薄膜。
[0056]投影装置120是能够投影全息图像的装置,全息图像是被投影物体的图片,全息图像可以展示被投影物体的二维图片,也可以展示被投影物体的三维模型。利用投影装置和高透锥体投影全息图像,得到被投影物体的立体影像,具体实现方法在相关技术中的使用已经比较成熟,这里不再赘述。
[0057]投影装置120包括用来投影的光源。常见的投影装置可以是能够存储图像并显示图像的背光显示屏,还可以是具有光源的能够存储投影图像的投影仪。当利用背光显示屏进行投影时,为了避免显示屏自身的光线不够,还可以借助其他光源,如灯泡或者激光光源等,使显示屏的投影效果更加清晰,此种情况下,投影装置包括背光显示屏和外加光源。将显示屏作为投影装置,能够使用户清楚的看到被投影的全息图像。能够知道,具有投影功能的装置,均在本发明的保护范围内。
[0058]本发明实施例中,主机140中预先存储有被投影物体的三维模型,投影装置120投影主机140中的三维模型,能够在高透锥体110中形成被投影物体的立体影像。
[0059]投影装置120和主机140可以为有线连接或者无线连接,手势传感器130和主机140可以为有线连接或者无线连接。
[0060]本发明实施例中,手势传感器130用于:采集用户控制高透锥体110中的立体影像的手势信息,根据手势信息生成相应的控制信号。
[0061]具体地,当用户对高透锥体110中的立体影像进行控制时,手势传感器130能够采集用户的手势信息,并将手势信息通过与手势传感器130配套的程序转换成控制信号。对于不同的手势传感器,其都有配套的程序,能够将用户的手势信息转换成控制信号,控制信号是电压信号或者电流信号。
[0062]本发明实施例中,主机140能够根据控制信号对预先存储的被投影物体的三维模型进行处理。主机140中预先存储的三维模型包括被投影物体的不同视角的多个分模型,主机140能够根据控制信号对预先存储的多个分模型分别进行处理。
[0063]优选地,主机140中包括被投影物体的四个视角的四个分模型,分别是被投影物体的前后左右四个视角的四个三维模型。将上述四个视角的四个三维模型都投影至高透锥体110中,能够得到被投影物体的立体影像。可以理解的,将被投影物体的前后左右四个视角的四个三维模型投影至高透锥体110中,相当于从前后左右四个面组装拼接成了被投影物体的立体影像。主机140根据手势传感器的控制信号控制上述四个三维模型运行。
[0064]主机140用于:当控制信号中包含旋转信号时,根据控制信号匹配对应的旋转轴,控制多个分模型分别沿旋转轴按预先设定的旋转数据旋转。
[0065]主机140中预设有旋转信号和旋转轴的匹配规则。主机140接收到控制信号后,若控制信号包含旋转信号,则主机140根据旋转信号匹配到对应的旋转轴,并按照预设的旋转数据控制其中的多个三维模型沿匹配到的旋转轴旋转。
[0066]旋转信号和旋转轴的匹配规则可以是,旋转信号中包含沿X、Y、Z三个轴旋转的信号,沿X轴旋转的信号用字符“I”表示,沿Y轴旋转的信号用字符“2”表示,沿Z轴旋转的信号用字符“3”表示,当主机读取到控制信号中包含旋转信号,且旋转信号为字符“2”时,则判断旋转轴为Y轴,从而控制多个三维模型沿Y轴旋转。
[0067]预先设定的旋转数据包括:旋转速度和旋转减速度,还可以包括旋转时长。主机140能够控制其中的多个三维模型按照一定速度旋转,或者按照一定减速度做匀减速的惯性旋转。
[0068]主机140用于:当控制信号中包含缩放信号时,控制多个分模型分别按照预设的缩放倍率进行缩放。
[0069]主机140接收到控制信号后,若控制信号包含缩放信号,则主机140按照预设的缩放倍率控制其中的多个三维模型缩放。
[0070]预先设定的缩放倍率可以是200%、50%等。主机140每接收到一次缩放信号,则进行一次缩放。若不符合用户需求,则用户控制进行下一次缩放。
[0071]为了保证投影得到的立体影像清晰完整,需要保证主机140中的多个分模型同时旋转或者缩放。
[0072]主机140对其中存储的多个三维模型进行处理后,将处理后的多个三维模型利用投影装置120进行投影,能够得到与处理后的三维模型对应的立体影像,从而实现了根据用户控制手势变换高透锥体110中的立体影像的目的,能够从多角度展示被投影物体。
[0073]通过手势传感器和主机实现立体影像控制的一种具体的实现方式如下。
[0074]首先,通过手势传感器130自带的程序,将用户的手势信息转换为键码。控制信号以键码的形式发送。
[0075]例如,若用户的手势为沿X轴旋转,则发送a的键码,若用户的手势为沿Y轴旋转,则发送b的键码,若用户的手势为放大手势,则发送q的键码,具体键码对应的控制规则可以根据需要设置,这里不再列举。
[0076]其次,主机140根据手势传感器发送的键码对其中的三维模型进行处理。
[0077]主机140中包括被投影物体的四个视角的四个分模型,分别是被投影物体的前后左右四个视角的四个三维模型。主机根据手势传感器的控制信号控制四个三维模型运行。
[0078]主机140中预先设置有不同的键码对应的不同控制规则。例如,若主机140收到的键码是a的键码,则表示将其中的四个视角的三维模型分别按照预设的旋转数据沿X轴旋转,若主机140收到的键码是b的键码,则表示将其中的四个视角的三维模型分别按照预设的旋转数据沿Y轴旋转,若主机140收到的键码是q的键码,则表示将其中的四个视角的三维模型分别按照预设的缩放倍率进行放大。
[0079]预设的旋转数据包括旋转速度、旋转时长和旋转减速度等。主机140能够控制其中的四个三维模型在接收到一次手势信号后匀速转动、或者均减速运动一定时间直到转动停止。
[0080]预设的缩放倍率可以是放大200%或者缩小50%,主机140每接收到一次缩放信号,则控制其中的三维模型进行一次缩放。若用户不满意,则用户再控制进行下一次缩放。
[0081]最后,通过投影装置120投影由主机140处理过的四个三维模型,在高透锥体110中得到旋转或者缩放过的立体影像。
[0082]应用本实施例中的方法,用户每次控制立体影像时可以选择控制高透锥体中立体影像沿某个轴旋转,
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