[發明專利]一種3D主動立體可交互沉浸式虛擬現實CAVE系統

在審

• 申請號: 202111271938.3
• 申請日: 2021-10-29
• 公開（公告）號: CN114035681A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 王朋;賀旭梅
• 申請（專利權）人: 王朋;賀旭梅
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06V40/20;G06T15/00;G06T19/00;H04N13/332;H04N13/363;H04N13/398
• 代理公司: 廣州京諾知識產權代理有限公司 44407
• 代理人: 肖金艷

一種3D主動立體可交互沉浸式虛擬現實CAVE系統，包括CAVE屏幕設備、主動3D投影設備、動作捕捉設備、中控裝置和3D眼鏡，其中，動作捕捉設備可實時捕捉用戶的位置信息和姿態變化信息作為系統的輸入，中控裝置可根據動作捕捉設備獲取的用戶位置信息和姿態變化信息而調整虛擬場景的渲染視角和控制改變虛擬模型的運動狀態，實時渲染出虛擬現實動畫圖像，并將虛擬現實動畫圖像處理成3D投影圖像而輸出給主動3D投影設備進行播放，從而實現交互效果，主動3D投影設備可將3D投影圖像投射到CAVE屏幕設備上進行顯示，用戶通過3D眼鏡便可觀看到投影屏幕上的立體圖像，用戶通過姿態變化可對投影內容進行控制，從而進行交互體驗。

【技術領域】

本發明涉及虛擬現實技術，特別涉及一種3D主動立體可交互沉浸式虛擬現實CAVE系統。

【背景技術】

虛擬現實系統的目的是創建一個虛擬的三維世界環境，并使之盡量貼近真實世界，提供給用戶一種身臨其境的體驗，允許用戶能夠像在真實世界中一樣與虛擬對象有良好的交互，使用戶(在理想狀態下)不能區分虛擬世界與真實世界。在自然條件苛刻的情況下，虛擬現實技術尤其可以發揮它的優勢，因為用戶不需要進入不適宜的環境(例如危險、寒冷等)也可以實施作業。正因為這一特點，虛擬現實系統具有巨大的應用前景，其系統隨著市場需求的變化而需要不斷升級。

【發明內容】

本發明旨在解決上述問題，而提供一種3D主動立體可交互沉浸式虛擬現實CAVE系統。

為解決上述問題，本發明提供了一種3D主動立體可交互沉浸式虛擬現實CAVE系統，其特征在于，其包括CAVE屏幕設備、主動3D投影設備、動作捕捉設備、中控裝置和3D眼鏡，所述CAVE屏幕設備包括至少一面投影屏幕；所述主動3D投影設備用于向所述投影屏幕投射投影圖像；所述動作捕捉設備用于獲取用戶的位置信息和姿態變化信息；所述中控裝置的輸入端與所述動作捕捉設備連接，輸出端與所述主動3D投影設備連接；其可構建虛擬現實的3D虛擬場景和3D虛擬模型，并可根據所述動作捕捉設備獲取的用戶位置信息和姿態變化信息而調整所述3D虛擬場景的渲染視角和控制改變所述3D虛擬模型的運動狀態，實時渲染出虛擬現實動畫圖像，并將所述虛擬現實動畫圖像處理成3D投影圖像而輸出給所述主動3D投影設備進行播放；所述3D眼鏡可接收所述中控裝置發射的同步信號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。

進一步地，其還包括擴聲設備，其與所述中控裝置連接，其包括音箱和麥克風。

進一步地，所述中控裝置包括輸入端口、虛擬現實平臺、3D圖像處理單元、同步信號處理單元、同步信號發射單元和輸出端口，所述輸入端口與所述動作捕捉設備連接，用于接收用戶的位置信息和姿態變化信息；所述虛擬現實平臺用于構建虛擬現實的3D虛擬場景和3D虛擬模型，根據用戶的位置信息和姿態變化信息調整所述3D虛擬場景的渲染視角和控制改變所述3D虛擬模型的運動狀態以實時渲染出虛擬現實動畫圖像；所述3D圖像處理單元，用于將所述虛擬現實動畫圖像處理成3D投影圖像，所述3D投影圖像包括與不同的視角相關聯的左眼圖像數據和右眼圖像；所述同步信號處理單元用于按照所述3D眼鏡的配置信息生成對應所述左眼圖像和右眼圖像的同步信號；所述同步信號發射單元用于將所述同步信號發射至3D眼鏡；所述同步信號用于控制所述3D眼鏡的左眼鏡片和右眼鏡片分別對應接收所述左眼圖像和右眼圖像。所述輸出端口與所述主動3D投影設備連接，用于將所述3D投影圖像輸出給所述主動3D投影設備。

進一步地，所述中控裝置還包括投影融合單元，用于將所述3D投影圖像處理為多個可輸出至所述主動3D投影設備進行播放以在所述CAVE屏幕設備上融合呈現整個投影圖像的3D投影圖像單元數據。

進一步地，所述輸出端口設有若干個，其分別連接一臺主動3D投影設備；所述投影融合單元可將所述3D投影圖像處理為數量與所述主動3D投影設備數量相一致的多個3D投影圖像單元數據。