[發(fā)明專利]一種3D主動(dòng)立體可交互沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)CAVE系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111271938.3
• 申請(qǐng)日: 2021-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN114035681A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王朋;賀旭梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王朋;賀旭梅
• 主分類號(hào): G06F3/01
• 分類號(hào): G06F3/01;G06V40/20;G06T15/00;G06T19/00;H04N13/332;H04N13/363;H04N13/398
• 代理公司: 廣州京諾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44407
• 代理人: 肖金艷

1.一種3D主動(dòng)立體可交互沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)CAVE系統(tǒng)，其特征在于，其包括：

CAVE屏幕設(shè)備(10)，包括至少一面投影屏幕；

主動(dòng)3D投影設(shè)備(20)，用于向所述投影屏幕投射投影圖像；

動(dòng)作捕捉設(shè)備(30)，獲取用戶的位置信息和姿態(tài)變化信息；

中控裝置(40)，輸入端與所述動(dòng)作捕捉設(shè)備(30)連接，輸出端與所述主動(dòng)3D投影設(shè)備(20)連接；其可構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)的3D虛擬場(chǎng)景和3D虛擬模型，并可根據(jù)所述動(dòng)作捕捉設(shè)備(30)獲取的用戶位置信息和姿態(tài)變化信息而調(diào)整所述3D虛擬場(chǎng)景的渲染視角和控制改變所述3D虛擬模型的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)時(shí)渲染出虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫圖像，并將所述虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫圖像處理成3D投影圖像而輸出給所述主動(dòng)3D投影設(shè)備(20)進(jìn)行播放；

3D眼鏡(50)，可接收所述中控裝置(40)發(fā)射的同步信號(hào)而控制左眼鏡片和右眼鏡片交替透光而使用戶觀看到投影在所述投影屏幕上的立體圖像。

2.如權(quán)利要求1所述的一種3D主動(dòng)立體可交互沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)CAVE系統(tǒng)，其特征在于，其還包括：

擴(kuò)聲設(shè)備(60)，與所述中控裝置(40)連接，其包括音箱和麥克風(fēng)。

3.如權(quán)利要求1所述的一種3D主動(dòng)立體可交互沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)CAVE系統(tǒng)，其特征在于，所述中控裝置(40)包括：

輸入端口(41)，與所述動(dòng)作捕捉設(shè)備(30)連接，用于接收用戶的位置信息和姿態(tài)變化信息；

虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)(42)，用于構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)的3D虛擬場(chǎng)景和3D虛擬模型，根據(jù)用戶的位置信息和姿態(tài)變化信息調(diào)整所述3D虛擬場(chǎng)景的渲染視角和控制改變所述3D虛擬模型的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以實(shí)時(shí)渲染出虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫圖像；

3D圖像處理單元(43)，用于將所述虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫圖像處理成3D投影圖像，所述3D投影圖像包括與不同的視角相關(guān)聯(lián)的左眼圖像數(shù)據(jù)和右眼圖像；

同步信號(hào)處理單元(44)，用于按照所述3D眼鏡(50)的配置信息生成對(duì)應(yīng)所述左眼圖像和右眼圖像的同步信號(hào)；

同步信號(hào)發(fā)射單元(45)，用于將所述同步信號(hào)發(fā)射至3D眼鏡(50)；所述同步信號(hào)用于控制所述3D眼鏡(50)的左眼鏡片和右眼鏡片分別對(duì)應(yīng)接收所述左眼圖像和右眼圖像；

輸出端口(46)，與所述主動(dòng)3D投影設(shè)備(20)連接，用于將所述3D投影圖像輸出給所述主動(dòng)3D投影設(shè)備(20)。

4.如權(quán)利要求3所述的一種3D主動(dòng)立體可交互沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)CAVE系統(tǒng)，其特征在于，所述中控裝置(40)還包括：

投影融合單元(48)，用于將所述3D投影圖像處理為多個(gè)可輸出至所述主動(dòng)3D投影設(shè)備(20)進(jìn)行播放以在所述CAVE屏幕設(shè)備(10)上融合呈現(xiàn)整個(gè)投影圖像的3D投影圖像單元數(shù)據(jù)。

5.如權(quán)利要求4所述的一種3D主動(dòng)立體可交互沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)CAVE系統(tǒng)，其特征在于，

所述輸出端口(46)設(shè)有若干個(gè)，其分別連接一臺(tái)主動(dòng)3D投影設(shè)備(20)；

所述投影融合單元(48)可將所述3D投影圖像處理為數(shù)量與所述主動(dòng)3D投影設(shè)備(20)數(shù)量相一致的多個(gè)3D投影圖像單元數(shù)據(jù)。

6.如權(quán)利要求1所述的一種3D主動(dòng)立體可交互沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)CAVE系統(tǒng)，其特征在于，所述中控裝置(40)還包括：

動(dòng)作跟蹤及分析處理模塊(47)，其與所述輸入端口(41)及虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)(42)連接，其用于對(duì)所述輸入端口(41)接收的位置信息和姿態(tài)變化信息進(jìn)行分析處理，以計(jì)算出用戶當(dāng)前在場(chǎng)景中所處的位置及發(fā)出的交互指令。

7.如權(quán)利要求6所述的一種3D主動(dòng)立體可交互沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)CAVE系統(tǒng)，其特征在于，所述虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)(42)包括：

三維建模模塊(421)，用于搭建所述3D虛擬場(chǎng)景和3D虛擬模型；

渲染模塊(422)，用于實(shí)時(shí)渲染出所述虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫；

3D虛擬模型動(dòng)畫模塊(423)，用于模擬現(xiàn)實(shí)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

人機(jī)交互模塊(424)，根據(jù)用戶當(dāng)前所處的位置而實(shí)時(shí)改變所述3D虛擬場(chǎng)景顯示的視角，并根據(jù)用戶的交互指令控制改變所述3D虛擬模型的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

8.如權(quán)利要求1所述的一種3D主動(dòng)立體可交互沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)CAVE系統(tǒng)，其特征在于，所述CAVE屏幕設(shè)備(10)包括：

正幕(11)，其為背投式投影屏幕；

左側(cè)幕(12)，設(shè)于所述正幕(11)的左側(cè)，其為背投式投影屏幕；

右側(cè)幕(13)，設(shè)于所述正幕(11)的右側(cè)，其為背投式投影屏幕；

地幕(14)，平鋪于水平面上，其為正投式投影屏幕；

所述正幕(11)、左側(cè)幕(12)、右側(cè)幕(13)、地幕(14)圍合出一立體空間。