[发明专利]交互式投影的系统和方法

说明书

一种交互式投影系统和方法，包括具有经由网络连接到内容服务器和内容数据库的计算机处理器的相机/投影仪单元。系统在三维对象上投影交互式触发区域。存储在内容服务器上或本地存储在计算机处理器的存储器中的特定内容与每个触发区域相关联。用户与触发区域进行交互，并且系统在对象的表面上投影关于该对象的信息内容或娱乐内容。

技术领域

本公开文本涉及用于投影图像的系统和方法。本公开文本尤其涉及用于交互式区域的投影并且将交互式区域映射到复杂表面的系统和方法。

背景技术

主动产品显示可用于展示各种产品的高级功能。现有技术系统通常是被动显示系统，其中在屏幕上向观看者所呈现的内部很少有机会用于反馈。在其他现有技术系统中，采用了触摸屏幕计算机来允许观看者选择复查内容并且提供反馈。然而，这些系统需要大量的客户设置或者极为昂贵。此外，这些系统由于触摸屏幕的频繁磨损需要大量维护。

例如，Underkoffler等人的美国专利No.7,598,942公开了在显示屏幕上可视化地呈现要素的手势接口。多个相机捕捉移动并且检测位置和方位，并且向连接到计算机的处理器生成输出信号。处理器将相机输出转译为手势信号，该手势信号被解释为输入信息。计算机使用该输入信息来生成控制计算机功能的命令。

Maggioni的美国专利No.7,034,807公开了用于与显示器交互的系统。该系统包括用于记录显示器附近的指针对象的记录单元。计算机连接到该记录单元并且用于确定指针对象的位置。该系统需要多个相机和多个反射表面。

Plagemann等的美国专利公开No.2012/0212413公开了用于接收图像信息并且将其转译为计算机指令的系统。针对单个预定动作空间接收图像信息从而识别运动。结合镜子、棱镜或光缆的相机用于收集图像信息。然而，在任意给定的时间只有一个动作区域受到监视。

Sze等的美国专利公开No.2012/0162077公开了用于检测对象在虚拟工作区域的位置和运动的输入设备。相机朝向感兴趣区域。感兴趣区域被“平坦”光束照亮。对象被置于感兴趣区域并被照亮。相机捕捉对象的图像并且将其发送到处理器。处理器处理该图像以获得位置和移动。基于移动，处理器产生计算机指令。

因此，需要用于投影显示器的交互式环境的系统和方法。该系统应当为用户提供主动选择观看的内容的选项。该系统应当易于设置并且应当能够易于运输到其他场所。

发明内容

所公开的系统将“可触”图像投影在能够进行用户交互的三维对象上。可触图像由触发区域和内容区域来限定。

该系统包括连接到计算机处理器的投影仪和红外相机。在一个实施例中，内容服务器和内容数据库也经由网络连接到计算机。待投影的内容存储在数据库中。在设置期间，系统捕捉三维目标表面的基线图像。系统然后变换内容以校正投影位置和目标曲率。在操作期间，经校正的内容图像与触发区域的类似变换图像一同被投影到三维目标表面。红外相机然后针对触发事件对于触发区域进行监视，并且当触发事件发生时将其报告给服务器。触发事件发生在将对象放置在触发区域内预定时间段。当存在触发事件的报告时，系统取回附加的存储内容，进行变换，并将其投影到目标屏幕上。计算机处理器使用仿射变换和非仿射变换来平移和“扭曲(warp)”图像内容，以便匹配目标对象的表面。

在可替换的实施例中，系统使用面部识别软件将与特定识别出的用户相关联的预定义内容投影到对象的表面上。

动作区域能够包括各自对应于不同内容的多个分开限定的动作区域。当用户与动作区域进行交互时，系统识别用户的存在，并且投影相关联的内容。仿射变换能够通过线性代数来描述。在线性代数中，线性变换能够由矩阵来表示。如果T是Rⁿ到R^m的线性变换映射，并且是n项的列向量，那么

对于一些m×n矩阵A，称为T的变换矩阵。存在一些作者所优选的包括行矩阵的变换矩阵的可替换表示。