CN210488498U - 多屏立体显示交互*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种生成混合现实画面的多屏立体显示交互***。所述多屏立体显示交互***包括多个依次呈夹角连接设置的单屏虚拟场景显示单元、现实场景及引导介质。每一单屏虚拟场景显示单元对应产生一子虚拟画面，所述多个子虚拟画面合成一虚拟画面。所述现实场景包括多个现实画面。所述引导介质引导所述现实画面与所述虚拟画面混合获得混合现实画面。与现有技术相比，本实用新型提供的多屏立体显示交互***能够实现现实场景与虚拟画面的无缝连接，实现多画面的统一协调展示，提供一种更具沉浸感、摆脱平面视觉束缚的混合现实互动体验。

Description

多屏立体显示交互***

【技术领域】

本实用新型涉及互动影院的立体显示***，尤其涉及一种3D多屏交互***。

【背景技术】

近年来，4D影院的发展非常迅猛，4D影院的表现形式根据人们不断提高的娱乐需求有了很大的发展，而新型特技座椅配合动感平台，又使4D 影院进入了一个崭新的阶段。

互动影院则是在4D影院的基础上发展起来的具有交互效果的影院。互动电影的基本涵义是指观影者能够成为电影中的角色，介入影片事先设置的环境，让观影者身临其境般感受到自己就是电影里的主角或是其中一员，并通过射频发射器持续与影片内容产生交互作用。

互动影院的设备配备包括一个大尺寸幕布、3D投影仪、3D眼镜、无线射频发射器、音响、功放、服务器、监视器、动感座椅、动感还原***、特效设备、控制器、数字摄像机、无线定位***、道具枪、影院播放***和内容***等。

现有技术的互动影院投影***包括单一的平面大尺寸屏幕，所述屏幕由被缝合或密封在一起的较小的屏幕织物元件构成，在屏幕织物元件之间不留下任何可见的空间或凸缘。单个屏幕限制了观众的视觉角度，也限制了物体的运动方向。传统平面银幕方式已经无法满足人们对于互动影院立体感和沉浸感的高要求，现有技术需要改进。

【实用新型内容】

针对现有技术中的传统平面银幕限制了观众的视觉角度，也限制了物体的运动方向的问题，本实用新型提供了一种扩展、开阔视野，摆脱平面视觉束缚的3D多屏交互***。

一种形成混合现实画面的多屏立体显示交互***，包括多个依次呈夹角相接设置的单屏虚拟场景显示单元、现实场景及引导介质。每一单屏虚拟场景显示单元对应产生一子虚拟画面，所述多个子虚拟画面融合为一虚拟画面。所述现实场景包括多个现实画面。所述引导介质引导所述现实画面与所述虚拟画面混合获得混合现实画面。

优选的，相邻的所述单屏虚拟场景显示单元之间呈钝角相接设置。

优选的，相邻两个所述单屏虚拟场景显示单元之间的夹角介于115至 155度之间。

优选的，所述夹角为135度。

优选的，所述单屏虚拟场景显示单元的数量为三个，分别为第一单屏虚拟场景显示单元、第二单屏虚拟场景显示单元及第三单屏虚拟场景显示单元，所述第二单屏虚拟场景显示单元的两端分别与所述第一单屏虚拟场景显示单元及第三单屏虚拟场景显示单元的一端相接设置。优选的，所述第一单屏虚拟场景显示单元对应生成第一子虚拟画面，所述第二单屏虚拟场景显示单元对应生成第二子虚拟画面，所述第三单屏虚拟场景显示单元对应生成第三子虚拟画面，所述第一子虚拟画面、第二子虚拟画面及第三子虚拟画面相互融合形成逻辑统一的虚拟画面。

优选的，所述引导介质包括第一部分引导介质和第二部分引导介质，其中第一部分引导介质为虚拟画面的部分特征，所述第二部分引导介质为现实画面的部分特征，所述第一部分引导介质和第二部分引导介质组合形成所述引导介质。

优选的，所述引导介质包括多个第一部分引导介质及一第二部分引导介质，每一第一部分引导介质对应其中一虚拟画面，所述多个第一部分引导介质分别配合所述第二部分引导介质对应引导多个子虚拟画面与所述现实画面融合形成混合画面。

优选的，所述引导介质包括多个第一部分引导介质及多个第二部分引导介质，所述多个第一部分引导介质与所述多个第二部分引导介质一一对应，每一第一部分引导介质配合其中一第二部分引导介质对应导引所述子虚拟画面与现实画面融合形成混合画面。

优选的，所述第一部分引导介质在虚拟场景中以计算机软件生成的方式实现，所述第二部分引导介质在现实场景中以人工搭建的方式实现。

与现有技术相比，本实用新型通过在设立三个单屏虚拟场景显示单元及其相邻的显示单元之间夹角为135度的设置，使得画面成像角度更大，开阔玩家的视野，摆脱平面视觉束缚，使影视空间和现实空间更为接近，并且可以产生横越、环绕等多种运动方式，从而产生时空变换的感觉。通过设置引导介质，藉由第一部分引导介质和第二部分引导介质组合的引导介质的导引，实现所述虚拟场景与现实场景的对接处无缝对接，使得所述虚拟场景与现实场景混合为一体，给用户制造一种恰如其分的真实感和沉浸感。

进一步的,所述引导介质可以设置为单一第二部分引导介质对应多个第一部分引导介质，使得所述每一第一部分引导介质与所述第二部分引导介质组合导引每一子虚拟画面与现实场景混合形成混合现实画面；还可以设置为多个第二部分引导介质分别与多个所述第一部分引导介质一一对应，所述第二部分引导介质与所述第一部分引导介质组合导引多个子虚拟画面与多个现实场景中的多个特征融合形成混合现实画面，提高用户的浸入感。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型第一实施方式所揭示的多屏立体显示交互***示意图；

图2是图1所示多屏立体显示交互***的分解示意图；

图3(a)、3(b)及3(c)是图1所示单屏虚拟场景显示单元的混合现实原理示意图；

图4是本实用新型第二实施方式所揭示的多屏立体显示交互***示意图；

图5是图4所示多屏立体显示交互***的分解示意图；

图6(a)、6(b)及6(c)是图4所示单品虚拟场景显示单元的混合现实原理图；及

图7是本实用新型所揭示的多屏立体显示交互***实现混合现实显示画面的流程示意图。

【具体实施方式】

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请结合参阅图1及图2，其中图1是本实用新型第一实施方式所揭示的多屏立体显示交互***示意图，图2是图1所示多屏立体显示交互***分解示意图。所述多屏立体显示交互***100用于生成虚拟现实混合画面，其包括多个单屏虚拟场景显示单元11、引导介质13及现实场景 15。所述单屏虚拟场景显示单元11用以通过计算机软件模拟搭建虚拟场景12。所述现实场景15通过人工搭建实现。所述引导介质13引导所述虚拟场景12与所述现场场景15融合生成混合现实画面。

所述多个单屏虚拟场景显示单元11对应分别产生多个子虚拟场景。在本实施方式中，所述单屏虚拟场景显示单元11的数量为三个，分别为第一单屏虚拟场景显示单元111、第二单屏虚拟场景显示单元113及第三单屏虚拟场景显示单元115。每一单屏虚拟场景显示单元11均为矩形3D屏幕。

设定所述多屏立体显示交互***100应用于具体环境中，在所述应用场景中设置多个特征，具体为角色A及地毯I、II及III。

所述三个单屏虚拟场景显示单元11包括依次相接设置的第一单屏虚拟场景显示单元111、第二单屏虚拟场景显示单元113和第三单屏虚拟场景显示单元115，所述第二单屏虚拟场景显示单元113夹设于所述第一单屏虚拟场景显示单元111和第三单屏虚拟场景显示单元115之间，且所述第一单屏虚拟场景显示单元111和第三单屏虚拟场景显示单元115朝向所述第二单屏虚拟场景显示单元113同侧弯折设置。所述第二单屏虚拟场景显示单元113正向面对观众。所述第一单屏虚拟场景显示单元111和第三单屏虚拟场景显示单元115侧向面对观众。所述第一单屏虚拟场景显示单元111与所述第二单屏虚拟场景显示单元113之间的连接夹角介于115度至155度之间。所述第二单屏虚拟场景显示单元113和所述第三单屏虚拟场景显示单元115之间的连接夹角介于115度至155度之间。

在本实施方式中，优选所述第一单屏虚拟场景显示单元111与所述第二单屏虚拟场景显示单元113之间的连接夹角为135度。对应的，所述第二单屏虚拟场景显示单元113和所述第三单屏虚拟场景显示单元115之间夹角为135度。

所述单屏虚拟场景显示单元11的夹角设置使得玩家所能观测到的立体出屏区域更广，提供更接近真实感和体验感的混合现实画面。

再请结合参阅图3(a)-3(c)，是图1所示单屏虚拟场景显示单元单屏虚拟场景显示单元的混合现实原理示意图。所述第一单屏虚拟场景显示单元 111对应生成第一子虚拟画面112，所述第二单屏虚拟场景显示单元113对应生成第二子虚拟画面114，所述第三单屏虚拟场景显示单元115对应生成第三子虚拟画面116，所述第一子虚拟画面112、第二子虚拟画面114及第三子虚拟画面116相互融合形成逻辑统一的虚拟画面，所述虚拟画面组成所述虚拟场景12。

所述引导介质13包括多个第一部分引导介质131及多个第二部分引导介质133。所述第一部分引导介质131是取自虚拟画面的特征作为引导介质的一部分。所述第二部分引导介质133是取自现实场景中的特征作为引导介质的另一部分。所述第一部分引导介质131与所述第二部分引导介质 133相互组合形成混合现实画面的引导介质13，其中所述第一部分引导介质131来自虚拟画面，所述第二部分引导介质133来自现实场景，也就是说，所述第一部分引导介质131在虚拟场景中以计算机软件生成的方式实现，所述第二部分引导介质133在现实场景中以人工搭建的方式实现。

在本实施例中，所述第一部分引导介质131包括形成在所述第一子虚拟画面112中的第一地毯1311、形成在所述第二子虚拟画面114中的第二地毯1313及形成在所述第三子虚拟画面116中的第三地毯1315。其中，形成在所述第一子虚拟画面112中的第一地毯1311是通过计算机软件生成的方式成像于第一子虚拟画面112中的特征，同样的，形成在所述第二子虚拟画面114中的第二地毯1313及形成在所述第三子虚拟画面116中的第三地毯1315对应是通过计算机软件生成方式分别成像于所述第二子虚拟画面114及所述第三子虚拟画面116中的特征。

在上述应用环境中，人工搭建设置现实场景15，所述现实场景15中设置多个现实场景特征，所述现实画面中设置实际特征第一道地毯1331、第二地毯1333及第三地毯1335。

所述第二部分引导介质133包括现场场景中的第一地毯1331、第二地毯1333及第三地毯1335。所述现实场景中的第一地毯1331与形成在所述第一子虚拟画面112中的第一地毯1311相互组合引导所述第一子虚拟画面 112与所述现实场景融合；所述现实场景中的第二地毯1333与形成在所述第二子虚拟画面114中的第二地毯1313相互组合引导所述第二子虚拟画面 114与所述现实场景融合；以及所述现实场景中的第三地毯1335与形成在所述第三子虚拟画面116中的第三地毯1315相互配合引导所述第三子虚拟画面116与所述现实场景融合。

具体的，当所述多屏立体显示交互***100工作时，角色A融入所述多屏立体显示交互***100应用的工作环境，即：角色A融入所述多个单屏虚拟场景显示单元11与现实场景融合后的混合现实画面中，并与所述多屏立体显示交互***100形成的混合现实画面互动。

在所述多屏立体显示交互***100形成混合现实画面中，所述第一条地毯I是由现实场景中的第一地毯1331与第一单屏虚拟场景显示单元111 生成的第一子虚拟画面112中显示的第一地毯1311混合形成；所述第二条地毯II是由现实场景中的第二地毯1333与第二单屏虚拟场景显示单元113 生成的第二子虚拟画面114中显示的第二地毯1313混合形成；所述第三条地毯III是由现实场景中的第三地毯1335与第三单屏虚拟场景显示单元115 生成的第三子虚拟画面116中显示的第三地毯1315混合形成。当角色A 向第二地毯所在方向行进时，首先其朝向所述第二地毯II的第二地毯1333，然后再延伸至第二子虚拟画面114的第二地毯1313，其中现实场景中的所述第二地毯1333是由现实场景中人工搭建而成，其构成所述第二部分引导介质，虚拟场景中的所述第二地毯1313是由第二子虚拟画面114显示生成，其构成所述第一部分引导介质，所述现实场景中的所述第二地毯1333与虚拟场景中的所述第二地毯1313在所述第二单屏虚拟场景显示单元113的边缘无缝对接，共同组成所述引导介质13，作为所述第一部分引导介质引导的第二地毯1313及作为所述第二部分引导介质的第二地毯1333引导现实场景15、第二子虚拟画面114共同形成混合现实画面，所述角色A融入所述混合现实场景中。

同理，现实场景中的所述第一地毯1331及第三地毯1335分别对应所述子虚拟画面中的第一地毯1311及第三地毯1315引导现实场景和由所述第一单屏虚拟场景显示单元111和第三单屏虚拟场景显示单元115形成的子虚拟画面相互混合形成混合现实画面，所述角色A融入所述混合现实画面中。

至此，所述单屏虚拟场景显示单元11显示的虚拟画面与现实场景15 通过所述引导介质13形成混合现实画面，所述角色A融入所述混合现实画面。

在该多屏立体显示交互***100中，现实场景中的第一地毯1331、第二地毯1333及第三地毯1335是由人工于现实场景搭建而成，其共同组成所述引导介质的第二部分引导介133。所述第一子虚拟场景112中的第一地毯1311、第二子虚拟场景114中的第二地毯1313及第三子虚拟画面116 中的第三地毯1335共同组成所述引导介质13的第一部分引导介质131，所述第一部分引导介质131一方面引导相邻单屏虚拟场景显示单元11所形成的的子虚拟画面相互融合、无缝对接，所述不同的单屏虚拟场景显示单元11所显示的子虚拟画面融合为逻辑统一的虚拟画面；另一方面，所述第一部分引导介质131组合所述第二部分引导介质133共同引导现实场景与虚拟场景无缝对接，融合为混合现实画面，给人以贴切的融入感、沉浸感。

请结合参阅图4及图5，其中图4是本实用新型第二实施方式所揭示的多屏立体显示交互***架构示意图，图5是图4所示多屏立体显示交互***分解示意图。所述多屏立体显示交互***200与第一实施方式基本相同，惟区别在于：所述第二部分引导介质233的数量是一个，即：角色A，所述角色A分别与所述第一子虚拟画面212的第一地毯2311、第二子虚拟画面214的第二地毯2313及第三子虚拟画面216的第三地毯2315共同形成所述引导介质23，其中，现实场景25中的角色A作为第二部分引导介质，引导所述三个子虚拟画面211、214及216与所述现实场景25混合形成混合现实画面。所述第一部分引导介质同时融合所述三个子虚拟画面 212、214及216融合形成逻辑统一的虚拟画面。

请参阅图6(a)、图6(b)及图6(c)在上述实施方式中，所述多屏立体显示交互***200设置角色A作为第二部分引导介质233，所述第一子虚拟画面212的第一地毯2311、第二子虚拟画面214的第二地毯2313及第三子虚拟画面216的第三地毯2315作为第一部分引导介质，也就是说，所述第一部分引导介质231是多个，所述第二部分引导介质233单一的，其中所述多个第一部分引导介质231作为参照，导引实现所述多个单屏虚拟现实单元21形成统一和谐的虚拟画面，所述第二部分引导介质233，即角色 A组合所述多个第一部分引导介质231导引所述虚拟画面与现实场景组成混合现实显示画面。

相较于现有技术，所述引导介质23采用单一现实场景特征组合多个虚拟场景特征共同组成，简化结构，进一步提高整个虚拟现实画面的统一性。

请参阅图7，是采用图1及图3(a)-图3(c)所示的多屏立体显示交互***实现混合现实显示画面的流程图。所述混合现实显示画面的产生流程包括如下步骤：

步骤S01，勾画草图；

设计需要合成的混合现实场景草图；

步骤S02，实现虚拟场景；

提供多个单屏虚拟场景显示单元11、21，所述单屏虚拟场景显示单元 11、21分别对应产生一子虚拟画面，所述多个子虚拟画面融合形成虚拟画面；

步骤S03，实现现实场景；

人工搭建现实场景15、25；

步骤4，制作引导介质；

取虚拟画面中的特征作为第一部分引导介质131、231，取现实场景中的特征作为第二部分引导介质133、233，所述第一部分引导介质131、231 与所述第二部分引导介质133、233组合形成引导介质12、23；

步骤S05，形成混合现实显示画面。

将步骤S04制作的所述引导介质13、23，步骤S02中制作的所述虚拟场景12、22以及步骤S03中制作的所述现实场景15、25进行合成，形成最终的混合现实场景。

相较于现有技术，在现实场景与虚拟场景的混合场景中，所述引导介质13、23是融合虚拟场景和现实场景的复合体，其部分存在于虚拟场景中，部分存在于现实场景中，由位于虚拟场景中的第一部分引导介质131组合位于现实场景中的第二部分引导介质133共同组成所述引导介质13。

本实用新型通过在设立三个单屏虚拟场景显示单元11及其相邻的显示单元之间夹角为135度的设置，使得画面成像角度更大，开阔玩家的视野，摆脱平面视觉束缚，使影视空间和现实空间更为接近，并且可以产生横越、环绕等多种运动方式，从而产生时空变换的感觉。通过设置引导介质13，藉由第一部分引导介质131和第二部分引导介质133组合的引导介质13的导引，实现所述虚拟场景与现实场景的对接处无缝对接，使得所述虚拟场景与现实场景混合为一体，给用户制造一种恰如其分的真实感和沉浸感。

以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多屏立体显示交互***，其特征在于，包括：

多个依次呈夹角连接设置的单屏虚拟场景显示单元，每一单屏虚拟场景显示单元对应产生一子虚拟画面，所述多个子虚拟画面融合为一虚拟画面；

现实场景，包括多个现实画面；

引导介质，通过所述引导介质引导所述现实画面与所述虚拟画面混合获得混合现实画面。

2.根据权利要求1所述的多屏立体显示交互***，其特征在于，相邻的所述单屏虚拟场景显示单元之间呈钝角相接设置。

3.根据权利要求2所述的多屏立体显示交互***，其特征在于，相邻两个所述单屏虚拟场景显示单元之间的夹角介于115至155度之间。

4.根据权利要求3所述的多屏立体显示交互***，其特征在于，所述夹角为135度。

5.根据权利要求3所述的多屏立体显示交互***，其特征在于，所述单屏虚拟场景显示单元的数量为三个，分别为第一单屏虚拟场景显示单元、第二单屏虚拟场景显示单元及第三单屏虚拟场景显示单元，所述第二单屏虚拟场景显示单元的两端分别与所述第一单屏虚拟场景显示单元及第三单屏虚拟场景显示单元的一端相接设置。

6.根据权利要求5所述的多屏立体显示交互***，其特征在于，所述第一单屏虚拟场景显示单元对应生成第一子虚拟画面，所述第二单屏虚拟场景显示单元对应生成第二子虚拟画面，所述第三单屏虚拟场景显示单元对应生成第三子虚拟画面，所述第一子虚拟画面、第二子虚拟画面及第三子虚拟画面相互融合形成逻辑统一的虚拟画面。

7.根据权利要求1所述的多屏立体显示交互***，其特征在于，所述引导介质包括第一部分引导介质和第二部分引导介质，其中第一部分引导介质为虚拟画面的部分特征，所述第二部分引导介质为现实画面的部分特征，所述第一部分引导介质和第二部分引导介质组合形成所述引导介质。

8.根据权利要求7所述的多屏立体显示交互***，其特征在于，所述引导介质包括多个第一部分引导介质及一第二部分引导介质，每一第一部分引导介质对应其中一虚拟画面，所述多个第一部分引导介质分别配合所述第二部分引导介质对应引导多个子虚拟画面与所述现实画面融合形成混合画面。

9.根据权利要求7所述的多屏立体显示交互***，其特征在于，所述引导介质包括多个第一部分引导介质及多个第二部分引导介质，所述多个第一部分引导介质与所述多个第二部分引导介质一一对应，每一第一部分引导介质配合其中一第二部分引导介质对应导引所述子虚拟画面与现实画面融合形成混合画面。

10.根据权利要求7所述的多屏立体显示交互***，其特征在于，所述第一部分引导介质在虚拟场景中以计算机软件生成的方式实现，所述第二部分引导介质在现实场景中以人工搭建的方式实现。

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