[发明专利]一种跟随人眼位置的立体显示装置

说明书

技术领域：

本发明涉及3D立体显示技术领域，具体涉及一种可应用于工业产品原型设计如汽车、航天、铁路等制造业、课件教学、培训、科研等具体领域的跟随人眼位置的立体显示装置。

背景技术

当前的立体交互式显示装置是通过捕捉用户于三维空间的位置，输入三维引擎进行运算，在显示器实时输出用户在该视点应该看到的内容，在实际使用过程中，3D液晶屏以及其他类似技术中显示器均是固定的，用户想看三维虚拟物体的侧面及后面的时候，需要对三维虚拟物体进行旋转，然后才在显示器看到侧面、背面。跟真实物体的体验差别太大，跟真实环境的交互体验差别太大。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种跟随人眼位置的立体显示装置。

本发明的一种跟随人眼位置的立体显示装置采用以下技术方案：

一种跟随人眼位置的立体显示装置，包括动作捕捉设备1、3D立体眼镜2、手柄3、底座4、显示装置5，其中底座4上方固定有电脑主机7和支架，支架中部设置有旋转电机6，旋转电机6与电脑主机7连接，显示装置5固定于旋转电机6上，在旋转电机6的驱使下显示装置5可以相对于支架转动。动作捕捉设备1固定在支架顶端，手柄3上以及3D立体眼镜2上均分别设置有多个银色反光球8，动作捕捉设备1、显示装置5分别与电脑主机7电连接，手柄3与电脑主机7无线信号连接、3D立体眼镜2与显示装置5无线信号连接同步。

在一种优选实施例中，动作捕捉设备1包括至少两台光学捕捉相机。

在一种优选实施例中，显示装置5采用高清高分辨率、立体显示器。

在一种优选实施例中，手柄3上以及3D立体眼镜2上方分别设置有3-6粒银色反光球8。

在一种优选实施例中，手柄3上设置有多个控制按钮。

通过该装置，用户走到侧面可看到侧面的效果，走到背后，可看到虚拟物体的背后，虚拟物体的坐标系跟现实物理空间的坐标系一一对应，而且该装置可识别用户角度位置变化，驱动显示屏面对用户，同时调整显示内容，增强了用户的交互体验。

附图说明：

图1为本发明的一种跟随人眼位置的立体显示装置的结构示意图。

图2为本发明的一种跟随人眼位置的立体显示装置的组成示意图。

图3为本发明的动作捕捉摄像头连接方式示意图。

图4为本发明的视差式立体成像原理示意图。

具体实施方式：

下面结合说明书附图对本发明的一种跟随人眼位置的立体显示装置做进一步详细的说明。

如图1、2所示，本发明的一种跟随人眼位置的立体显示装置包括动作捕捉设备1、3D立体眼镜2、手柄3、底座4、显示装置5，其中底座4上方固定有电脑主机7和支架，支架中部设置有旋转电机6，旋转电机6与电脑主机7连接，显示装置5固定于旋转电机6上，在旋转电机6的驱使下显示装置5可以相对于支架转动。动作捕捉设备1固定在支架顶端，手柄3上以及3D立体眼镜2上均分别设置有多个银色反光球8，动作捕捉设备1、显示装置5分别与电脑主机7电连接，手柄3与电脑主机7无线信号连接、3D立体眼镜2与显示装置5无线信号连接同步。

实际应用过程中，初始化后首先识别用户站立位置，驱动显示装置5面向用户，三维引擎渲染该角度下场景窗口，获取手柄3、3D立体眼镜2坐标位置，三维渲染，显示装置5的显卡进行信息输出。

在一种实施方式中，显示装置5采用高清高分辨率、立体显示器，最好是具有立体显示屏的电脑一体机。

在一种实施方式中，为达到直观舒适的交互方式，需要选用准确度极高且敏捷稳定的光学式动作捕捉系统作为手柄3、3D立体眼镜2的位置跟踪系统。通常需要至少两台光学捕捉相机，架在显示器上方，其捕捉区域为1.5立方米。通过银色反光球8安装在手柄3上以及3D立体眼镜2上方，具体数量3-6粒不等，用于计算被两台相机捕捉到的矩阵。通过这些被实时捕捉到的数据，我们可以精准的计算出用户头部及手部在空间中的位置及坐标，以及手部六自由度旋转及朝向的向量。如图3所示，由于单个动作捕捉相机的可视范围受到限制，为了获取360度的可视范围，所以用至少两台光学捕捉相机，优选4-6台光学捕捉相机，确认拍摄角度可覆盖。

在一种实施方式中，手柄3采用的一种类似空间鼠标的交互装置，手柄3设置有多个控制按钮，通过无线传输将用户的指令传回电脑，如点击、抓起、拖动、旋转等命令。