[实用新型]一种三维虚拟场景人机交互立体显示系统

说明书

技术领域

本实用新型属于计算机应用领域，具体涉及一种三维虚拟场景人机交互立体显示系统等虚拟现实领域。

背景技术

Kinect起初是微软公司开发用于XBOX360的体感周边设备，后开发出for windows版本用于应用开发。Kinect是一种三维体感摄像传感器，可以实时获取彩色图像信息和深度图像信息，并可以进行实时人体骨骼跟踪，同时可以麦克风语音输入和语音识别功能。中间的镜头是一般常见的RGB摄像头可以获取彩色信息，左右分别为红外线发射器和红外线CMOS摄像头，构成3D深度传感器。底座马达可驱动Kinect左右旋转27°，可以实现Kinect的具有追焦功能。基于以上功能，Kinect开始应用于三维扫描、游戏控制、教育教学、医学医疗和机器人控制等众多领域。虚拟现实简称VR，又译作灵境、幻真，是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。目前在3D电影和3D动画游戏中，都是通过鼠标或键盘进行操作，不能在三维虚拟场景中实现人机实时立体交互。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种三维虚拟场景人机交互立体显示系统，该系统结构简单，实现了人机交互并能通过立体显示系统实现虚拟现实的体验，身临其境，不受时间和地点的约束。

为达到上述目的，本实用新型一种三维虚拟场景人机交互立体显示系统，包括计算机主机，其特征是：该立体交互显示系统还包括Kinect深度相机、投影仪Ⅰ、投影仪Ⅱ、偏振片Ⅰ、偏振片Ⅱ、投影幕和戴在用户眼睛上的立体眼镜；在计算机主机的内部安装有三维虚拟场景的软件，Kinect深度相机通过数据线与计算机主机连接，计算机主机通过数据线分别与投影仪Ⅰ和投影仪Ⅱ相连接，偏振片Ⅰ和偏振片Ⅱ分别安装在投影仪Ⅰ和投影仪Ⅱ的镜头前，投影仪Ⅰ和投影仪Ⅱ发出的光线分别通过偏振片Ⅰ和偏振片Ⅱ投射到投影幕上，投影幕上的画面通过用户戴的立体眼镜传送到用户眼中。

在上述技术方案中，本实用新型一种三维虚拟场景人机交互立体显示系统在实际应用中，用户在Kinect深度相机视野内，通过身体姿势、手势和语音等方式发出控制信号，Kinect深度相机获取控制信号，传输到计算机主机，通过计算机主机把获取的控制信号与其内部的三维虚拟场景进行实时交互，把获取的图像视频由计算机主机分别传输到投影仪Ⅰ和投影仪Ⅱ，再分别通过偏振片Ⅰ和偏振片Ⅱ投影到投影幕上，形成两个叠加画面，画面通过用户戴的立体眼镜传送到用户眼中，用户通过立体眼镜观看并进行实时交互。本实用新型一种三维虚拟场景人机交互立体显示系统，有以下优点：第一，通过用户的身体姿势、手势和语音等信息即可进行交互，自然人机交互充满趣味性；第二，通过立体展示，使用户身临其境；第三，虚拟场景的建立方便，实现简单，不受时间地点的约束。

附图说明

图1是本实用新型一种三维虚拟场景人机交互立体显示系统的原理框图；

图2是本实用新型一种三维虚拟场景人机交互立体显示系统的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一种三维虚拟场景人机交互立体显示系统作进一步详细说明。

由图1、图2可见，本实施例一种三维虚拟场景人机交互立体显示系统是由计算机主机1、Kinect深度相机2、投影仪Ⅰ3、投影仪Ⅱ4、偏振片Ⅰ5、偏振片Ⅱ6、投影幕7和戴在用户眼睛上的立体眼镜8；在计算机主机1的内部安装有三维虚拟场景的软件，Kinect深度相机2通过数据线与计算机主机1连接，计算机主机1通过数据线分别与投影仪Ⅰ3和投影仪Ⅱ4相连接，偏振片Ⅰ5和偏振片Ⅱ6分别安装在投影仪Ⅰ3和投影仪Ⅱ4的镜头前，投影仪Ⅰ3和投影仪Ⅱ4发出的光线分别通过偏振片Ⅰ5和偏振片Ⅱ6投射到投影幕7上，投影幕7上的画面通过用户戴的立体眼镜5传送到用户眼中。

本实施例的一种三维虚拟场景人机交互立体显示系统在实际应用中，用户在Kinect深度相机2视野内，通过身体姿势、手势和语音等方式发出控制信号，Kinect深度相机2获取控制信号，传输到计算机主机1，通过计算机主机1把获取的控制信号与其内部的三维虚拟场景进行实时交互，把获取的图像视频由计算机主机1分别传输到投影仪Ⅰ3和投影仪Ⅱ4，再分别通过偏振片Ⅰ5和偏振片Ⅱ6投影到投影幕7上，形成两个叠加画面，画面通过用户戴的立体眼镜8传送到用户眼中，用户通过立体眼镜8观看并进行实时交互。该系统结构简单，实现了人机交互并能通过立体显示系统实现虚拟现实的体验。

在本实施例中，立体显示系统除双投影仪和偏振片外，还包括红蓝、红绿或是主动式快门眼镜，立体头盔等，其原理都是利用两台虚拟摄像机模拟人的左右眼得到双眼图像视频信息实现立体观感。在计算机主机中的三维虚拟场景擎除了Unity3D系统外，可以包括3ds max、maya三维设计软件、UG等三维工业设计软件和游戏引擎等建立虚拟场景以及游戏系统进行用户交互环节设计和两台虚拟摄像机的立体图像视频信息的采集。