虚拟实境互动体验装置的制作方法

本实用新型涉及展览领域，具体涉及一种虚拟实境互动体验装置。

背景技术：

随着计算机图像处理等相关技术的发展，增强现实技术越来越多地应用于展览展示行业多媒体互动展项中。目前绝大多数增强现实展项采用黑白色标识板或彩色标识板定位三维模型的加载与动画播放，其应用场景大多为静态产品的展示，或小范围三维场景的渲染，其效果和互动性较差。因此，如何使得观众融入到所播放的视频中，真实实现一个虚、实结合的应用，营造出一种虚幻而又真实的场景，成为本领域普通技术人员努力的方向。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种虚拟实境互动体验装置，该虚拟实境互动体验装置让三维动画角色进入真机环境（高清相机的摄影画面），并与真机环境中的观众进行互动体验，并将实时画面传输到32平米户外大尺寸显示屏。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种虚拟实境互动体验装置，包括：人体捕获模块、场景拍摄模块、用于存储三维动画数据的三维动画视频储存模块、三维渲染模块、视频融合模块和用于同步显示虚拟融合视频的大尺寸显示屏，所述场景拍摄模块、三维动画视频储存模块均连接到三维渲染模块的输入端，所述人体捕获模块、三维渲染模块各自输出端均连接到视频融合模块的输入端，此视频融合模块的输出端连接到所述大尺寸显示屏；

所述人体捕获模块用于捕获人体的动作和位置信息，其进一步包括至少6个CCD红外摄像机，此6个CCD红外摄像机中3个CCD红外摄像机位于大尺寸显示屏同侧，其余CCD红外摄像机位于大尺寸显示屏对面侧；

所述场景拍摄模块用于采集人体和真实环境图像视频信息，其进一步包括至少2组高清数码摄像机；

所述视频融合模块根据人体位置信息将来自场景拍摄模块处理后的人体和真实环境图像视频信息与来自三维动画视频储存模块处理后的三维动画数据，进行融合形成整幅虚拟融合视频。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述大尺寸显示屏进一步包括由下往上依次叠设的驱动主板、由若干个LED灯珠组成的显示阵列、散光导光膜和LED面板，此LED灯珠与驱动主板电性连接，所述散光导光膜进一步包括前表面和后表面，所述后表面凸起形成若干个与LED灯珠一一对应的凸棱台。

2、上述方案中，所述大尺寸显示屏为LED显示屏，其显示尺寸为32平米。

3、上述方案中，所述大尺寸显示屏分辨率达到4K级别。

4、上述方案中，所述至少2组高清数码摄像机重合带比例不低于15%。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果：

本实用新型虚拟实境互动体验装置，其让三维动画角色进入真机环境（高清相机的摄影画面），并与真机环境中的观众进行互动体验，并将实时画面传输到32平米户外大尺寸显示屏，观众还可以在展区触摸屏上查看与三维动画角色的互动合影，并可选择打印作为永久保留的观展纪念，该系统具有非常强烈的沉浸感与交互性，构建不同以往的大场景、大分辨率交互式虚拟体验系统；其次，其进一步包括由下往上依次叠设的驱动主板、由若干个LED灯珠组成的显示阵列、散光导光膜和LED面板，此LED灯珠与驱动主板电性连接，所述散光导光膜进一步包括前表面和后表面，所述后表面凸起形成若干个与LED灯珠一一对应的凸棱台，大幅提高LED 发光体的密度，进而大大缩短了两两LED 发光体之间的点距，使得所述高清LED 显示屏的清晰度大大提高、最小观看距离大幅减小的同时，亦不会造成其成本的大幅上升。

附图说明

附图1为本实用新型虚拟实境互动体验装置结构示意图；

附图2为本实用新型虚拟实境互动体验装置中大尺寸显示屏结构示意图。

以上附图中：1、人体捕获模块；2、场景拍摄模块；3、三维动画视频储存模块；4、三维渲染模块；5、视频融合模块；6、大尺寸显示屏；7、CCD红外摄像机；8、高清数码摄像机；9、驱动主板；10、LED灯珠；11、散光导光膜；12、LED面板；13、凸棱台。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例1：一种虚拟实境互动体验装置，包括：人体捕获模块1、场景拍摄模块2、用于存储三维动画数据的三维动画视频储存模块3、三维渲染模块4、视频融合模块5和用于同步显示虚拟融合视频的大尺寸显示屏6，所述场景拍摄模块2、三维动画视频储存模块3均连接到三维渲染模块4的输入端，所述人体捕获模块1、三维渲染模块4各自输出端均连接到视频融合模块5的输入端，此视频融合模块5的输出端连接到所述大尺寸显示屏6；

所述人体捕获模块1用于捕获人体的动作和位置信息，其进一步包括至少6个CCD红外摄像机7，此6个CCD红外摄像机7中3个CCD红外摄像机7位于大尺寸显示屏6同侧，其余CCD红外摄像机7位于大尺寸显示屏6对面侧；

所述场景拍摄模块2用于采集人体和真实环境图像视频信息，其进一步包括至少2组高清数码摄像机8；

所述视频融合模块5根据人体位置信息将来自场景拍摄模块2处理后的人体和真实环境图像视频信息与来自三维动画视频储存模块3处理后的三维动画数据，进行融合形成整幅虚拟融合视频。

上述大尺寸显示屏6为LED显示屏，其显示尺寸为32平米。

上述大尺寸显示屏6分辨率达到4K级别3840*2160。

上述至少2组高清数码摄像机8重合带比例不低于15%。

实施例2：一种虚拟实境互动体验装置，包括：人体捕获模块1、场景拍摄模块2、用于存储三维动画数据的三维动画视频储存模块3、三维渲染模块4、视频融合模块5和用于同步显示虚拟融合视频的大尺寸显示屏6，所述场景拍摄模块2、三维动画视频储存模块3均连接到三维渲染模块4的输入端，所述人体捕获模块1、三维渲染模块4各自输出端均连接到视频融合模块5的输入端，此视频融合模块5的输出端连接到所述大尺寸显示屏6；

所述人体捕获模块1用于捕获人体的动作和位置信息，其进一步包括至少6个CCD红外摄像机7，此6个CCD红外摄像机7中3个CCD红外摄像机7位于大尺寸显示屏6同侧，其余CCD红外摄像机7位于大尺寸显示屏6对面侧；

所述场景拍摄模块2用于采集人体和真实环境图像视频信息，其进一步包括至少2组高清数码摄像机8；

所述视频融合模块5根据人体位置信息将来自场景拍摄模块2处理后的人体和真实环境图像视频信息与来自三维动画视频储存模块3处理后的三维动画数据，进行融合形成整幅虚拟融合视频。

上述大尺寸显示屏6进一步包括由下往上依次叠设的驱动主板9、由若干个LED灯珠10组成的显示阵列、散光导光膜11和LED面板12，此LED灯珠10与驱动主板9电性连接，所述散光导光膜11进一步包括前表面和后表面，所述后表面凸起形成若干个与LED灯珠10一一对应的凸棱台13。

上述大尺寸显示屏6分辨率达到4K级别3840*2160。

首先进行场景捕获模块的搭建，系统采用两组8只ccd红外摄像机覆盖整个捕获区域（LED屏同侧与对侧各4只摄像机），通过计算机图像处理添加增益、模糊处理、平移操作、边界测定等手段，实现单人手臂动作精确捕获的精度界别。与上述场景捕获模块并行执行的实时影像输入模块采用六组12只罗技高清数码摄像机，将实景内容输入到图像融合服务器，多摄像头重合带比例（大于或等于2只摄像头重合区域）不低于15%，数码摄像机采用步进自动对焦镜，在满足覆盖要求的同时，最大可能地提升影像清晰度。经过图像融合处理后，整幅的高清影像输出到视频服务器端，进行几何分割与同步显示。

系统的交互定位发生于观众进入捕获场景内的特殊触发区域。通过红外影像分析，将观众手臂运动方向与范围进行定位，生成实景世界坐标。系统在三维动画库中选取当前世界坐标区域对应的动物模型，经过渲染视图左边与世界坐标的转换，将三维动画模型融合到实景影像的特定位置。定位完成后，通过红外捕获输入信息对观众手臂位置与运动方向进行判断，将运动参数转换为三维渲染视图主摄像机坐标系中的触发点，从而与三维动画模型进行互动，此时动画模型的移动与响应和实景影像中观众的手臂运动被关联了起来，再结合实时渲染技术，确保了大分辨率的合成影像保持24fps的流畅播放。

采用上述虚拟实境互动体验装置时，其让三维动画角色进入真机环境（高清相机的摄影画面），并与真机环境中的观众进行互动体验，并将实时画面传输到32平米户外大尺寸显示屏，观众还可以在展区触摸屏上查看与三维动画角色的互动合影，并可选择打印作为永久保留的观展纪念。该系统具有非常强烈的沉浸感与交互性，构建不同以往的大场景、大分辨率交互式虚拟体验系统；其次，其进一步包括由下往上依次叠设的驱动主板、由若干个LED灯珠组成的显示阵列、散光导光膜和LED面板，此LED灯珠与驱动主板电性连接，所述散光导光膜进一步包括前表面和后表面，所述后表面凸起形成若干个与LED灯珠一一对应的凸棱台，大幅提高LED 发光体的密度，进而大大缩短了两两LED 发光体之间的点距，使得所述高清LED 显示屏的清晰度大大提高、最小观看距离大幅减小的同时，亦不会造成其成本的大幅上升。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。