[发明专利]多人全息桌面交互系统及方法

说明书

本公开提供了一种多人全息桌面交互系统，其包括全息桌，其桌面用于呈现2D图像；将2D图像呈现在桌面上的显示模块，并且使用者通过该显示模块观看3D图像；用于获取使用者的空间位置的定位模块；人机交互模块，使用者通过该人机交互模块控制3D图像的呈现；以及完成全息桌面交互系统所需的数据计算的计算模块。本公开还提供了一种多人全息桌面交互方法。

技术领域

本公开涉及一种多人全息桌面交互系统及方法。

背景技术

现有的3D成像技术主要分为裸眼全息成像与3D空中成像技术两种。

常见的裸眼全息成像是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像，借助玻璃三角锥、平面薄膜等介质实现全息影像的展示。尽管这种全息成像方式已经在社会上大范围普及，但是其仍然有以下不足之处：

(1)受限于介质的材质与面积，这种方法所展现的图像常常体积较小，并不能展示大轮廓的影像；

(2)受限于介质的形状(三角锥、立方体、平面)，其展示的全息影像多为人物、玩具等单体模型，并不能展示横向大范围的全息影像，如城市轮廓、房间布局等；

(3)在观看影像时需要透过玻璃、塑料等介质看，这在观众与影像之间加了一道障碍，无形之中破坏了沉浸感，降低了用户体验。

总的来说，受限于硬件展示设备的物理特点，裸眼全息成像的使用范围仅限于展览展示单体全息模型，并不能被大规模地应用到日常生活中。

3D空中成像的影像展示方式在影视、军工等领域已经被大规模应用。在电影院中观看3D电影早已不再是新鲜事。这种成像方式是利用了偏振原理，通过将两个不同视角上拍摄的原图像以不同颜色或不同角度印制在同一幅画面中，大脑再把两个影像合成让人感受到3D立体感。尽管偏振3D成像技术已经被大范围应用，但是其呈现的影像仍然有以下不足：

(1)受限于竖立的屏幕，其所呈现的影像只能支持从固定角度观看，并且只能看到一个方向的影像，不能支持任意角度观看影像的全貌；

(2)不能与图像交互，即不能通过键盘、手柄、手势等控制影像的姿态、位置与大小，观众的参与度差；

(3)便携性差，搭建时间长，成本高。

随着虚拟现实产业的快速发展，在三维空间中浏览、编辑3D全息影像已经在各行各业中成为一种普遍的需求。然而，裸眼全息成像和3D空中成像的方式并不能满足日渐增长的市场需要。这两种方法的成像效果、交互性均不尽如人意。VR头盔尽管支持用户在空间中观看各种3D影像并对其操作，但是隔绝了其与外界的联系，并且不能多人同时使用。这些问题均需要一种支持多人、支持交互、支持实时多角度渲染的全息成像及交互技术来解决。

发明内容

为了解决至少一个上述技术问题，本公开提供了一种多人全息桌面交互系统及方法。

根据本公开的第一方面，一种多人全息桌面交互系统包括全息桌，其桌面用于呈现2D图像；将2D图像呈现在桌面上的显示模块，并且使用者通过该显示模块观看3D图像；用于获取使用者的空间位置的定位模块；人机交互模块，使用者通过该人机交互模块控制3D图像的呈现；以及完成全息桌面交互系统所需的数据计算的计算模块。

根据本公开的至少一个实施方式，显示模块包括：用于显示2D图像的图像显示设备；用于传输3D信号的3D信号发射器；以及接收3D信号并使使用者观看3D图像的快门式3D眼镜。

根据本公开的至少一个实施方式，图像显示设备为投影仪或液晶显示器。其中，投影仪安装在全息桌的上方，采用正投方式将2D图像投影到桌面上；或者投影仪安装在桌面的下方，采用背投的方式将2D图像投影到桌面上；或者液晶显示器设置在桌面上来显示2D图像。

根据本公开的至少一个实施方式，人机交换模块包括控制3D图像呈现的手柄。