专利名称：三维多媒体影像互动控制系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种多媒体影像控制系统及方法，尤其涉及一种三维多媒体影像互动控制系统及方法。
背景技术：
传统的三维(3D)多媒体影像播映方式为三维投影机将图像画面投影到投影屏上，阅览者戴上三维眼镜即可观看到投影屏上的三维图像。但是，这种方式无法根据阅览者位置的变化，动态调整投影屏上的三维图像位置，即传统的三维图像无法与阅览者进行实时互动，以产生互动的虚拟实境效果。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种三维多媒体影像互动控制系统，其可利用三维摄影机实时侦测阅览者的位置变化，并根据阅览者的位置变化动态调整投影屏上的三维图像位置。鉴于以上内容，还有必要提供一种三维多媒体影像互动控制方法，其可利用三维摄影机实时侦测阅览者的位置变化，并根据阅览者的位置变化动态调整投影屏上的三维图像位置。一种三维多媒体影像互动控制系统，包括电脑、三维摄影机、三维投影机和投影屏，该电脑与三维摄影机和三维投影机连接，其中所述电脑，用于从存储体中依次获取二维交互式动画中的每张图像，作为当前图像，并将当前图像显示在电脑的显示器上；所述电脑，还用于以模拟瞳孔距离的方式，根据当前图像生成具有视差的左右两张图像；所述电脑，还用于将上述具有视差的左右两张图像传送给三维投影机；所述三维投影机，用于将上述具有视差的左右两张图像投影于投影屏上，以产生一个三维图像，并构建出一个虚拟三维场景；所述三维摄影机，用于每隔固定间隔时间，获取阅览者的坐标，并计算出阅览者的坐标与三维图像的坐标之间的距离；所述三维摄影机，还用于根据上述计算出的距离，判断是否调整三维图像在投影屏上的位置，及当需要调整三维图像在投影屏上的位置时，将阅览者的坐标变化传送给电脑；所述电脑，还用于当需要调整三维图像在投影屏上的位置时， 中断三维图像的播放，根据阅览者的坐标变化，对当前图像进行调整；所述电脑，还用于以模拟瞳孔距离的方式，根据调整后的当前图像，重新生成具有视差的左右两张图像，将重新生成的具有视差的左右两张图像传送给三维投影机，从而在投影屏上产生一个新的三维图像，并删除原三维图像。一种三维多媒体影像互动控制方法，应用于由电脑、三维摄影机、三维投影机和投影屏构建的三维多媒体影像互动控制系统，该方法包括如下步骤电脑从存储体中获取二维交互式动画中的一张图像作为当前图像，并将当前图像显示在电脑的显示器上；电脑以模拟瞳孔距离的方式，根据当前图像生成具有视差的左右两张图像；电脑将上述具有视差的左右两张图像传送给三维投影机；三维投影机将上述具有视差的左右两张图像投影于投影屏上，以产生一个三维图像，并构建出一个虚拟三维场景；三维摄影机每隔固定间隔时间，获取阅览者的坐标，并计算出阅览者的坐标与三维图像的坐标之间的距离；三维摄影机根据上述计算出的距离，判断是否调整三维图像在投影屏上的位置，及当需要调整三维图像在投影屏上的位置时，将阅览者的坐标变化传送给电脑；电脑中断三维图像的播放，根据阅览者的坐标变化，对当前图像进行调整；电脑以模拟瞳孔距离的方式，根据调整后的当前图像，重新生成具有视差的左右两张图像，将重新生成的具有视差的左右两张图像传送给三维投影机，从而在投影屏上产生一个新的三维图像，并删除原三维图像。相较于现有技术，所述的三维多媒体影像互动控制系统及方法，利用三维摄影机实时侦测阅览者的位置变化，并根据阅览者的位置变化动态调整投影屏上的三维图像位置，从而使投影屏上的三维图像与阅览者进行实时互动，产生互动的虚拟实境效果。
图1是本发明三维多媒体影像互动控制系统较佳实施例的系统架构图。图2是根据阅览者的位置变化动态调整投影屏上的三维图像位置示意图。图3是本发明三维多媒体影像互动控制方法较佳实施例的流程图。主要元件符号说明
电脑1三维摄影机2三维投影机3投影屏4阅览者5当前图像10虚拟三维场景30三维图像40
具体实施例方式如图1所示，是本发明三维多媒体影像互动控制系统较佳实施例的硬件架构图。 该三维多媒体影像互动控制系统包括电脑1、三维摄影机2、三维投影机3和投影屏4，所述电脑1与三维摄影机2和三维投影机3连接。在本实施例中，所述电脑1包括主机和显示器，所述三维摄影机2为TOF(Time of Flight)摄影机。所述电脑1的存储体(如硬盘)中存储有预先利用多媒体影像制作软件(如Adobe Flash)完成的二维互动式动画，该二维互动式动画由多张连续的图像(Frame)组成。三维投影机3依次将该二维互动式动画中的每张图像投影到投影屏4上，产生三维图像，阅览者5通过戴上3D眼镜即可观看到该三维图像。所述三维摄影机2用于实时侦测图2所示阅览者5的位置变化，将阅览者5的位置变化传送给电脑1。电脑1根据三维摄影机2侦测的数据调整显示器上当前图像的坐标， 并通过三维投影机3将调整后的图像投影到投影屏4上，自动调整投影屏4上的三维图像位置。以下将结合图2和图3说明调整投影屏4上三维图像的具体过程。如图3所示，是本发明三维多媒体影像互动控制方法较佳实施例的流程图。步骤Si，从电脑1的存储体中依次获取二维交互式动画中的每张图像，作为当前图像10，并将当前图像10显示在电脑1的显示器上。步骤S2，电脑1以模拟瞳孔距离的方式，根据当前图像10生成具有视差的左右两张图像。步骤S3，电脑1将上述具有视差的左右两张图像传送给三维投影机3。步骤S4，三维投影机3将上述具有视差的左右两张图像投影于投影屏4上，以产生一个三维图像40，并构建出一个虚拟三维场景30。步骤S5，三维摄影机2每隔固定间隔时间(如0. 03秒)，获取阅览者5的坐标，并计算出阅览者5的坐标与三维图像40的坐标之间的距离。在本实施例中，所述阅览者5的坐标或三维图像40的坐标是指阅览者5中心点在虚拟三维场景30中的坐标或三维图像 40中心点在虚拟三维场景30中的坐标。步骤S6，三维摄影机2根据上述计算出的距离，判断是否调整三维图像40在投影屏4上的坐标。具体而言，如果上述计算出的距离小于设定值(如2cm)，则判定需要调整三维图像40在投影屏4上的坐标，电脑1中断三维图像40的播放，执行步骤S7 ；如果上述计算出的距离大于或等于设定值，则判定不需要调整三维图像40在投影屏4上的坐标，执行步骤S9。步骤S7，三维摄影机2将阅览者5的坐标变化传送给电脑1，电脑1根据阅览者5 的坐标变化，对当前图像10进行调整，然后执行步骤S8。在本实施例中，所述阅览者5的坐标变化是指阅览者5在虚拟三维场景30的当前位置与上一个位置的坐标变化。具体而言，首先，电脑1根据阅览者5的坐标变化，获取阅览者5的移动方向和移动速度等。在本实施例中，阅览者5的移动速度等于阅览者5坐标的移动距离除以上述固定间隔时间。举例而言，阅览者5的移动方向判断规则如下如果阅览者5的X轴坐标向X轴正方向偏移，则判定阅览者5的移动方向为向左； 如果阅览者5的X轴坐标向X轴负方向偏移，则判定阅览者5的移动方向为向右。如果阅览者5的Y轴坐标向Y轴正方向偏移，则判定阅览者5的移动方向为向前； 如果阅览者5的Y轴坐标向Y轴负方向偏移，则判定阅览者5的移动方向为向后。如果阅览者5的Z轴坐标向Z轴正方向偏移，则判定阅览者5的移动方向为向上； 如果阅览者5的Z轴坐标向Z轴负方向偏移，则判定阅览者5的移动方向为向下。然后，电脑1根据阅览者5的移动方向和移动速度，调整当前图像10在显示器上的坐标或显示比例。举例而言，如果阅览者5的移动方向为向左，则根据阅览者5的移动速度向右移动当前图像10 ；如果阅览者5的移动方向为向右，则根据阅览者5的移动速度向左移动当前图像10。如果阅览者5的移动方向为向上，则根据阅览者5的移动速度向下移动当前图像 10 ；如果阅览者5的移动方向为向下，则根据阅览者5的移动速度向上移动当前图像10。如果阅览者5的移动方向为向前，则扩大当前图像的显示比例；如果阅览者5的移动方向为向后，则缩小当前图像的显示比例。步骤S8，电脑1以模拟瞳孔距离的方式，根据调整后的当前图像10，重新生成具有视差的左右两张图像。然后重新执行步骤S3-步骤S4，从而在投影屏4上产生一个新的三维图像，并删除原先的三维图像40，然后接着执行步骤S5。步骤S9，电脑1判断二维交互式动画中的所有图像是否读取完毕。如果二维交互式动画中的所有图像读取完毕，流程结束；如果二维交互式动画中还有图像没有读取，执行步骤SlO。步骤S10，电脑1依序读取二维交互式动画中的下一张图像，作为当前图像10，然后流程返回步骤S2。最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种三维多媒体影像互动控制系统，包括电脑、三维摄影机、三维投影机和投影屏， 其特征在于，该电脑与三维摄影机和三维投影机连接，其中所述电脑，用于从存储体中依次获取二维交互式动画中的每张图像，作为当前图像，并将当前图像显示在电脑的显示器上；所述电脑，还用于以模拟瞳孔距离的方式，根据当前图像生成具有视差的左右两张图像；所述电脑，还用于将上述具有视差的左右两张图像传送给三维投影机； 所述三维投影机，用于将上述具有视差的左右两张图像投影于投影屏上，以产生一个三维图像，并构建出一个虚拟三维场景；所述三维摄影机，用于每隔固定间隔时间，获取阅览者的坐标，并计算出阅览者的坐标与三维图像的坐标之间的距离；所述三维摄影机，还用于根据上述计算出的距离，判断是否调整三维图像在投影屏上的位置，及当需要调整三维图像在投影屏上的位置时，将阅览者的坐标变化传送给电脑；所述电脑，还用于当需要调整三维图像在投影屏上的位置时，中断三维图像的播放，根据阅览者的坐标变化，对当前图像进行调整；所述电脑，还用于以模拟瞳孔距离的方式，根据调整后的当前图像，重新生成具有视差的左右两张图像，将重新生成的具有视差的左右两张图像传送给三维投影机，从而在投影屏上产生一个新的三维图像，并删除原三维图像。
2.如权利要求1所述的三维多媒体影像互动控制系统，其特征在于，所述二维互动式动画预先由多媒体影像制作软件绘制。
3.如权利要求1所述的三维多媒体影像互动控制系统，其特征在于，所述阅览者的坐标或三维图像的坐标是指阅览者中心点在所述虚拟三维场景中的坐标或三维图像中心点在所述虚拟三维场景中的坐标。
4.如权利要求1所述的三维多媒体影像互动控制系统，其特征在于，所述三维摄影机判断是否调整三维图像在投影屏上的位置包括如果计算出的距离小于设定值，则判定需要调整三维图像在投影屏上的坐标；及如果计算出的距离大于或等于设定值，则判定不需要调整三维图像在投影屏上的坐标。
5.一种三维多媒体影像互动控制方法，应用于由电脑、三维摄影机、三维投影机和投影屏构建的三维多媒体影像互动控制系统，其特征在于，该方法包括如下步骤电脑从存储体中获取二维交互式动画中的一张图像作为当前图像，并将当前图像显示在电脑的显示器上；电脑以模拟瞳孔距离的方式，根据当前图像生成具有视差的左右两张图像； 电脑将上述具有视差的左右两张图像传送给三维投影机；三维投影机将上述具有视差的左右两张图像投影于投影屏上，以产生一个三维图像， 并构建出一个虚拟三维场景；三维摄影机每隔固定间隔时间，获取阅览者的坐标，并计算出阅览者的坐标与三维图像的坐标之间的距离；三维摄影机根据上述计算出的距离，判断是否调整三维图像在投影屏上的位置，及当需要调整三维图像在投影屏上的位置时，将阅览者的坐标变化传送给电脑；电脑中断三维图像的播放，根据阅览者的坐标变化，对当前图像进行调整；及电脑以模拟瞳孔距离的方式，根据调整后的当前图像，重新生成具有视差的左右两张图像，将重新生成的具有视差的左右两张图像传送给三维投影机，从而在投影屏上产生一个新的三维图像，并删除原三维图像。
6.如权利要求5所述的三维多媒体影像互动控制方法，其特征在于，所述阅览者的坐标或三维图像的坐标是指阅览者中心点在所述虚拟三维场景中的坐标或三维图像中心点在所述虚拟三维场景中的坐标。
7.如权利要求5所述的三维多媒体影像互动控制方法，其特征在于，所述三维摄影机判断是否调整三维图像在投影屏上的位置包括如果计算出的距离小于设定值，则判定需要调整三维图像在投影屏上的坐标；及如果计算出的距离大于或等于设定值，则判定不需要调整三维图像在投影屏上的坐标。
8.如权利要求5所述的三维多媒体影像互动控制方法，其特征在于，所述电脑根据阅览者的坐标变化，对当前图像进行调整的步骤包括电脑根据阅览者的坐标变化，获取阅览者的移动方向和移动速度，该阅览者的移动速度等于阅览者坐标的移动距离除以所述固定间隔时间；及电脑根据阅览者的移动方向和移动速度，调整当前图像在显示器上的坐标或显示比例。
9.如权利要求8所述的三维多媒体影像互动控制方法，其特征在于，所述电脑根据阅览者的坐标变化，获取阅览者的移动方向的步骤包括如果阅览者的X轴坐标向X轴正方向偏移，则判定阅览者的移动方向为向左，如果阅览者的X轴坐标向X轴负方向偏移，则判定阅览者的移动方向为向右；如果阅览者的Y轴坐标向Y轴正方向偏移，则判定阅览者的移动方向为向前，如果阅览者的Y轴坐标向Y轴负方向偏移，则判定阅览者的移动方向为向后；及如果阅览者的Z轴坐标向Z轴正方向偏移，则判定阅览者的移动方向为向上，如果阅览者的Z轴坐标向Z轴负方向偏移，则判定阅览者的移动方向为向下。
10.如权利要求9所述的三维多媒体影像互动控制方法，其特征在于，所述电脑根据阅览者的移动方向和移动速度，调整当前图像在显示器上的坐标或显示比例的步骤包括如果阅览者的移动方向为向左，则根据阅览者的移动速度向右移动当前图像，如果阅览者的移动方向为向右，则根据阅览者的移动速度向左移动当前图像；如果阅览者的移动方向为向上，则根据阅览者的移动速度向下移动当前图像，如果阅览者的移动方向为向下，则根据阅览者的移动速度向上移动当前图像；及如果阅览者的移动方向为向前，则扩大当前图像的显示比例，如果阅览者的移动方向为向后，则缩小当前图像的显示比例。
全文摘要
一种三维多媒体影像互动控制方法，该方法包括如下步骤获取二维交互式动画中的一张图像，作为当前图像；根据当前图像生成具有视差的左右两张图像，并将其传送给三维投影机；三维投影机将上述两张图像投影于投影屏上，以产生一个三维图像；三维摄影机每隔固定间隔时间，获取阅览者的坐标，判断是否调整三维图像在投影屏上的位置；当需要调整时，根据阅览者的坐标变化调整当前图像，重新生成具有视差的左右两张图像，并将其传送给三维投影机，从而在投影屏上产生一个新的三维图像。本发明还提供一种三维多媒体影像互动控制系统。利用本发明所述三维多媒体影像互动控制系统及方法可以动态调整投影屏上的三维图像位置。
文档编号G06F3/048GK102193705SQ20101011662
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月2日 优先权日2010年3月2日
发明者李后贤, 李章荣, 罗治平 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司