四面全息互动系统及方法与流程

技术特征：

1.一种四面全息互动系统，其特征在于，所述系统包括前后左右4面投影膜，4面投影膜均朝外或朝内与水平面呈45度角倾斜；4面分别水平设在4面投影膜外侧对应位置，且显示面面对投影膜的投影显示面；4台分别设在4面投影膜外侧对应位置，采集观众动作数据的摄影机；及与摄影机连接，根据采集的所述数据控制投影显示面播放的视频内容的处理控制端。

2.如权利要求1所述的四面全息互动系统，其特征在于，所述投影显示面为配有投影机的背投幕、LED屏幕及液晶显示屏中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的四面全息互动系统，其特征在于，所述4面投影膜呈四棱台状。

4.如权利要求3所述的四面全息互动系统，其特征在于，所述投影显示面与对应四棱台的等腰梯形投影膜的短边相交。

5.如权利要求1所述的四面全息互动系统，其特征在于，所述摄影机为采集观众语音数据的3D体感摄影机，所述系统还包括4面与处理控制端电连接，分别设在4面投影膜外侧对应位置的扬声器。

6.如权利要求1-5任一项所述的四面全息互动系统，其特征在于，所述投影膜为镀铝膜。

7.一种四面全息互动方法，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的四面全息互动系统，所述方法还包括：

采集步骤：通过摄影机采集观众的动作数据；

识别步骤：识别所述动作数据，并根据所述动作数据计算产生骨骼数据；

驱动步骤：根据所述骨骼数据驱动视频中角色的骨骼，使角色的动作与观众的动作保持一致；及

发送投影步骤：将所述视频发送至对应的投影显示面播放，并投影成像。

8.如权利要求7所述的四面全息互动方法，其特征在于，所述发送投影步骤还包括：

同步投影子步骤：将所述角色的前后左右4个角度的视频分别发送至对应的4面投影显示面进行播放，同步投影成像；或

独立投影子步骤：将不同角色的视频发送至对应的投影显示面进行播放，独立投影成像。

9.如权利要求7所述的四面全息互动方法，其特征在于，所述识别步骤还包括：

操作指令识别子步骤：识别所述动作数据中的切换投影视频内容的动作指令，并根据动作指令切换视频。

10.如权利要求9所述的四面全息互动方法，其特征在于，所述操作指令识别子步骤采用如下方法进行识别：

步骤1：录入标准的操作动作指令的骨骼数据信息形成数据库；

步骤2：将根据采集观众的动作指令数据计算产生的骨骼数据采用齐次坐标系统对三维骨骼坐标点进行几何转换，三维骨骼坐标点的几何转换公式如下：

$v^{\′}=v+d=\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& dx\\ 0& 1& 0& dy\\ 0& 0& 1& dz\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}x\\ y\\ z\\ 1\end{array}\right]={\[x+dx,y+dy,z+dz,1\]}^T,$

其中，v表示初始的骨骼坐标点，v'表示转换后的骨骼坐标点，x、y、z分别表示骨骼点的三维坐标点，T表示平移变换矩阵，d表示平移的位移；

步骤3：分别从标准的操作动作指令的骨骼数据及计算出的观众的动作指令骨骼数据中提取出头、肩、手、腿部位提取n个骨骼点，n为整数，设标准动作骨架为A，提取的骨骼点集合为P_A＝{a₁,a₂,a₃...a_n}，观众动作骨架为B，提取的骨骼点集合为P_B＝{b₁,b₂,b₃...b_n}，则P_A和P_B对应骨骼点欧氏距离差的平均值为：

$d_{jo\mathrm{int}}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\left|\right|a_i-b_i\left|\right|;$

步骤4：依据所提出的骨骼点集合，计算出相邻骨骼间形成的角度值，设标准动作的角度值集合为θ_A＝{α₁,α₂,α₃...α_n-1}，观众动作的角度值集合为θ_B＝{β₁,β₂,β₃...β_n-1}，则两者骨架间对应角度的差值平均值为：

$d_{angle}=\frac{1}{n-1}\underset{k=1}{\overset{n-1}{\Σ}}|{\mathrm{\α}}_k-{\mathrm{\β}}_k|;$

步骤5：通过比较归一化后的标准动作骨架与观众动作骨架的欧氏距离差平均值和角度差平均值，来识别观众的动作。