CN104144348A - 数字影院动感传输运动信号和环境信号的同步方法与装置 - Google Patents
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Abstract
一种数字影院动感传输运动信号和环境信号的同步方法与装置，数字格式影片、播放软件、放映设备、同步信号、运动信号文件和环境信号文件、平台和环境控制软件和装置、立体眼镜、运动平台、环境模拟设备等组成；在播放软件通过放映设备播放数字格式影片的过程中，放映设置发出同步信号给发出立体眼镜产生立体效果，同时平台和环境控制软件和装置也接收同步信号并通过平台和环境控制软件和装置根据运动信号文件和环境信号文件内容对运动平台和环境模拟设备进行控制：最终形成立体眼镜的立体影像、运动平台的运动刺激和环境模拟设备环境效果为观众营造出全方位的观影体验。
Description
技术领域
本发明涉及一种数字影院中运动平台的运动信号和环境模拟设备的特效信号的同步方法与装置。描述了用于数字影院中运动平台多通道运动信号的计算机文件的方法和用于控制环境模拟设备的特效信号的计算机文件的方法。该方法包括：获取运动信号和特效信号的途径；运动信号和特效信号的样本序列数据结构所定义；运动信号和特效信号在数字影院环境运行时与音视频及3D的同步方法与装置。相应的编码器，对应的解码器和相应的解码方法也被描述。
背景技术
目前我国数字影院已经非常普及，运动平台和环境模拟设备得到了广泛的应用。在数字影院信号控制中，运动平台的运动信号与环境模拟设备的特效信号所存在的存储和传输，与视频、音频、3D同步已经成为数字影院发展一大难题。现有解决方案中，并不能很好地适应于数字影院环境。如美国专利US 8，515，240将运动平台的运动信号存储在数字影片的音轨中，虽然解决了运动信号存储和同步问题，但需要数字影院播放软件的支持，同时文件的传输没有互联网传输方便，用户无法自己添加运动数据，并且该专利并未设计特效模拟信号传输和使用的方法。
发明内容
获取运动信号和特效信号的途径。可以通过互联网在服务器和影视制作公司网站下载获得文件，也可以通过制作软件制作运动信号文件和特效信号文件进行添加。
一，运动信号的样本序列数据结构定义。
二，特效信号的样本序列数据结构定义。
三，运动信号和特效信号在数字影院环境运行时与音视频及3D的同步方法与装置。
一，动感数字影院机构包括：数字格式影片、播放软件、放映设备、同步信号、运动信号文件和环境信号文件、平台和环境控制软件和装置、立体眼镜、运动平台、环境模拟设备等组成；在播放软件通过放映设备播放数字格式影片的过程中，放映设置发出同步信号给立体眼镜产生立体效果，同时平台和环境控制软件和装置也接收同步信号并通过平台和环境控制软件和装置根据运动信号文件和环境信号文件内容对运动平台和环境模拟设备进行控制；最终形成立体眼镜的立体影像、运动平台的运动刺激和环境模拟设备环境效果为观众营造出全方位的观影体验；在不修改和影响原有数字影院***的同时，用户可以通过服务器和影视公司网站或者用户添加文件的方式，添加与数字格式影片相对应的运动信号文件和环境信号文件。可以做到数字影片的发行与运动信号文件和环境信号文件同步，并且保持用户自行添加文件的灵活性。
二，运动信号文件，文件的第一行为文件描述，文件描述主要起注释作用，文件的发行者、作者、用户可以注释描述文件相关信息。第二行起到文件结束，定义为帧信息后跟数据1、数据2、数据3、数据4、数据5、数据6六列数据，目前数字影院使用比较广泛的运动平台有三自由度和六自由度两种结构运动；所述结构的运动平台无论三自由度、六自由度或其他结构，均以缸的长度变化为基础，其运动轨迹均可以用平台的缸的长度变化来描述平台的运动。为了统一不同平台的数据格式同时兼容三自由度和六自由度平台的运动数据，运动信号文件统一设置为1-6组数据，如三自由度其余后三组数据为备选数据也可以为空。具体描述如下：如影片播放到第N帧数据的同时，平台和环境控制软件和装置下发第N帧影片时1-6组平台缸长度数据，运动平台根据缸长度数据执行相应的长度，根据影片的帧数变化重复循环上述过程，使平台形成和影片内容配合的运动效果。
三，特效信号文件，文件的第一行为文件描述，文件描述主要起注释作用，文件的发行者、作者、用户可以注释描述文件相关信息。第二行起到文件结束，定义为帧信息后跟字节1、字节2、字节3、字节4四个字节。计算机中一个字节由8个0或1组成的二进制位，所以每个字节可以代表8种不同的特效设备开或者关状态。具体描述如下：如影片播放到第N帧时有下雪的场景，特效信息文件中代表造雪设备的二进制位为1，平台和环境控制软件和装置下发第N帧特效信息给环境模拟设备当数据雪花位为1时，雪花机开始工作，影院产生下雪的效果，当影片播放的N+X帧时，影片内容下雪停止，特效信息数据雪花位为0，平台和环境控制软件和装置下发第N+X帧特效信息数据雪花位为0时，雪花机停止工作。根据影片的帧数变化重复循环上述过程，使影院特效设备和影片内容配合营造逼真的环境效果。
进一步的，本发明采用获取数字影院放映设备立体眼镜的同步信号和环境控制装置硬件时钟计数器进行对比的同步方法。目前数字影院广泛采用的立体播放方式为主动式立体播放方式，即一台放映机同时产生左右眼的画面图像，通过同步分配器与立体眼镜进行同步后产生立体画面。由于同步信号的刷新频率高达120Hz，平台和环境控制装置很容易获得高品质的同步信号。播放启动信号后，***进行读取运动信号文件和特效信号文件并缓存在内存中操作，并启动平台和环境控制装置硬件时钟计数器，将平台和环境控制装置硬件时钟计数器的数据与放映设备发出的同步信号进行比较，如果比较结果相同，输出运动信号文件和特效信号文件并缓存在内存中的相应内容并控制运动平台和环境模拟设备完成相应的平台运动和环境模拟；如果比较结果不相同，进行修改时钟计数器操作。根据同步信号和平台和环境控制装置硬件时钟计数器的变化进行反复比较，始终保持同步性。
附图说明
图1动感数字影院机构图；
图2运动信号文件示意图；
图3特效信号文件示意图；
图4运动信号和特效信号在数字影院环境运行时与音视频及3D的同步示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，动感数字影院机构包括：数字格式影片101、播放软件102、放映设备103、同步信号104、运动信号文件和环境信号文件105、平台和环境控制软件和装置106、立体眼镜107、运动平台108、环境模拟设备109等组成；在播放软件102通过放映设备103播放数字格式影片101的过程中，放映设备103发出同步信号104给立体眼镜107产生立体效果，同时平台和环境控制软件和装置106也接收同步信号104并通过平台和环境控制软件和装置106根据运动信号文件和环境信号文件105内容对运动平台108和环境模拟设备109进行控制；最终形成立体眼镜107的立体影像、运动平台108的运动刺激和环境模拟设备109环境效果为观众203营造出全方位的观影体验；在不修改和影响原有数字影院***的同时，用户可以通过服务器和影视公司网站201或者用户添加文件202的方式，添加与数字格式影片101相对应的运动信号文件和环境信号文件105。可以做到数字影片101的发行与运动信号文件和环境信号文件105同步，并且保持用户自行添加文件的灵活性。
请参阅图2，运动信号文件，文件的第一行为文件描述，文件描述主要起注释作用，文件的发行者、作者、用户可以注释描述文件相关信息。第二行起到文件结束，定义为帧信息后跟数据1、数据2、数据3、数据4、数据5、数据6六列数据，目前数字影院使用比较广泛的运动平台有三自由度和六自由度两种结构运动。三自由度以CN201394351Y三自由度电动伺服平台和美国专利US 7934773 B2三自由度动感座椅等为代表，六自由度并联机构STEWART平台如美国专利US6113500等，其他结构有ZL94206426.7等。上述结构的运动平台无论三自由度、六自由度或其他结构，均以缸的长度变化为基础，其运动轨迹均可以用平台的缸的长度变化来描述平台的运动。为了统一不同平台的数据格式同时兼容三自由度和六自由度平台的运动数据，运动信号文件统一设置为1-6组数据，如三自由度其余后三组数据为备选数据也可以为空。具体描述如下：如影片播放到第N帧数据的同时，平台和环境控制软件和装置106下发第N帧影片时1-6组平台缸长度数据，运动平台108根据缸长度数据执行相应的长度，根据影片的帧数变化重复循环上述过程，使平台形成和影片内容配合的运动效果。
请参阅图3，特效信号文件，文件的第一行为文件描述，文件描述主要起注释作用，文件的发行者、作者、用户可以注释描述文件相关信息。第二行起到文件结束，定义为帧信息后跟字节1、字节2、字节3、字节4四个字节。计算机中一个字节由8个0或1组成的二进制位，所以每个字节可以代表8种不同的特效设备开或者关状态。具体描述如下：如影片播放到第N帧时有下雪的场景，特效信息文件中代表造雪设备的二进制位为1，平台和环境控制软件和装置106下发第N帧特效信息给环境模拟设备109当数据雪花位为1时，雪花机开始工作，影院产生下雪的效果，当影片播放的N+X帧时，影片内容下雪停止，特效信息数据雪花位为0，平台和环境控制软件和装置下发第N+X帧特效信息数据雪花位为0时，雪花机停止工作。根据影片的帧数变化重复循环上述过程，使影院特效设备和影片内容配合营造逼真的环境效果。
请参阅图1和4，本发明采用获取数字影院放映设备立体眼镜的同步信号和环境控制装置硬件时钟计数器进行对比的同步方法。目前数字影院广泛采用的立体播放方式为主动式立体播放方式，即一台放映机同时产生左右眼的画面图像，通过同步分配器与立体眼镜进行同步后产生立体画面。由于同步信号的刷新频率高达120Hz，平台和环境控制装置很容易获得高品质的同步信号。具体描述如下：播放启动信号401后，***进行读取运动信号文件和特效信号文件并缓存在内存中402操作，并启动平台和环境控制装置硬件时钟计数器403，将平台和环境控制装置硬件时钟计数器403的数据与放映设备103发出的同步信号104进行比较，如果比较结果相同，输出运动信号文件和特效信号文件缓存在内存中402的相应内容并控制运动平台108和环境模拟设备109完成相应的平台运动和环境模拟；如果比较结果不相同，进行修改时钟计数器404操作。根据同步信号104和平台和环境控制装置硬件时钟计数器403的变化进行反复比较，始终保持同步性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种数字影院动感传输运动信号和环境信号的同步方法与装置，动感数字影院机构包括：数字格式影片(101)、播放软件(102)、放映设备(103)、同步信号(104)、运动信号文件和环境信号文件(105)、平台和环境控制软件和装置(106)、立体眼镜(107)、运动平台(108)和环境模拟设备(109)；其特征在于：在播放软件(102)通过放映设备(103)播放数字格式影片(101)的过程中，放映设备(103)发出同步信号(104)给发出立体眼镜(107)产生立体效果，同时平台和环境控制软件和装置(106)也接收同步信号(104)并通过平台和环境控制软件和装置(106)将运动信号文件和环境信号文件(105)内容对运动平台(108)和环境模拟设备(109)进行控制；最终形成立体眼镜(107)的立体影像、运动平台(108)的运动刺激和环境模拟设备(109)环境效果为观众(203)营造出全方位的观影体验；在不修改和影响原有数字影院***的同时，用户可以通过服务器和影视公司网站(201)或者用户添加文件(202)的方式，添加与数字格式影片(101)相对应的运动信号文件和环境信号文件(105)。可以做到数字影片(101)的发行与运动信号文件和环境信号文件(105)同步，并且保持用户自行添加文件的灵活性。
2.一种数字影院动感传输运动信号和环境信号的同步方法与装置，运动信号文件，其特征在于：第二行起到文件结束，定义为帧信息后跟数据(1)、数据(2)、数据(3)、数据(4)、数据(5)、数据(6)六列数据，目前数字影院使用比较广泛的运动平台有三自由度和六自由度两种结构运动；所述结构的运动平台无论三自由度、六自由度或其他结构，均以缸的长度变化为基础，其运动轨迹均可以用平台的缸的长度变化来描述平台的运动。为了统一不同平台的数据格式同时兼容三自由度和六自由度平台的运动数据，运动信号文件统一设置为1-6组数据，如三自由度其余后三组数据为备选数据也可以为空。具体描述如下：如影片播放到第N帧数据的同时，平台和环境控制软件和装置(106)下发第N帧影片时1-6组平台缸长度数据，运动平台(108)根据缸长度数据执行相应的长度，根据影片的帧数变化重复循环上述过程，使平台形成和影片内容配合的运动效果。
3.一种数字影院动感传输运动信号和环境信号的同步方法与装置，特效信号文件，其特征在于：第二行起到文件结束，定义为帧信息后跟字节(1)、字节(2)、字节(3)、字节(4)四个字节；计算机中一个字节由(8)个0或(1)组成的二进制位，所以每个字节可以代表8种不同的特效设备开或者关状态；具体描述如下：如影片播放到第N帧时有下雪的场景，特效信息文件中代表造雪设备的二进制位为1，平台和环境控制软件和装置(106)下发第N帧特效信息给环境模拟设备(109)当数据雪花位为1时，雪花机开始工作，影院产生下雪的效果，当影片播放的N+X帧时，影片内容下雪停止，特效信息数据雪花位为0，平台和环境控制软件和装置下发第N+X帧特效信息数据雪花位为0时，雪花机停止工作；根据影片的帧数变化重复循环上述过程，使影院特效设备和影片内容配合营造逼真的环境效果。
4.根据权利要求1和4所述的一种数字影院动感传输运动信号和环境信号的同步方法与装置，其特征在于：采用获取数字影院放映设备立体眼镜的同步信号和环境控制装置硬件时钟计数器进行对比的同步方法播放启动信号(401)后，***进行读取运动信号文件和特效信号文件并缓存在内存中(402)操作，并启动平台和环境控制装置硬件时钟计数器(403)，将平台和环境控制装置硬件时钟计数器(403)的数据与放映设备(103)发出的同步信号(104)进行比较，如果比较结果相同，输出运动信号文件和特效信号文件并缓存在内存中(402)的相应内容并控制运动平台(108)和环境模拟设备(109)完成相应的平台运动和环境模拟；如果比较结果不相同，进行修改时钟计数器(404)操作。根据同步信号(104)和平台和环境控制装置硬件时钟计数器(403)的变化进行反复比较，始终保持同步性。
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