[发明专利]一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实一体机

说明书

一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实一体机，设有虚拟现实平台，其可接收用户的输入信号而控制虚拟现实的3D虚拟场景和3D虚拟模型的运动状态；其设有3D图像处理单元，可将实时渲染出的虚拟现实动画图像处理成3D投影图像，并可通过输出端口而输出至主动3D投影设备进行播放；其设有同步信号处理单元和同步信号发射单元，其可向3D眼镜发射与3D投影图像中的左眼图像和右眼图像相对应的同步信号，从而使得用户通过佩戴3D眼镜可观看到虚拟现实的3D立体图像。本发明的一体机可应用于游戏、展示体验、仿真训练系统等，如模拟战地训练、汽车驾驶等各种场景，其可进行交互体验并获得完全沉浸式的虚拟现实感受，其可大大降低CAVE系统的构建难度，扩大应用范围。

【技术领域】

本发明涉及虚拟现实技术，特别涉及一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实一体机。

【背景技术】

虚拟现实系统的目的是创建一个虚拟的三维世界环境，并使之尽量贴近真实世界，提供给用户一种身临其境的体验，允许用户能够像在真实世界中一样与虚拟对象有良好的交互，使用户(在理想状态下)不能区分虚拟世界与真实世界。在自然条件苛刻的情况下，虚拟现实技术尤其可以发挥它的优势，因为用户不需要进入不适宜的环境(例如危险、寒冷等)也可以实施作业。

现有的虚拟显示系统的搭建较为复杂，其需要较多设备，搭建难度高，不利于提高应用范围。

【发明内容】

本发明旨在解决上述问题，而提供一种可降低虚拟现实系统构件难度以提高应用范围的3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实一体机。

为解决上述问题，本发明提供了一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实一体机，其特征在于，其包括输入端口、虚拟现实平台、3D图像处理单元、同步信号处理单元、同步信号发射单元和输出端口，所述输入端口用于接收用户的输入信号；所述虚拟现实平台用于构建虚拟现实的3D虚拟场景和3D虚拟模型，根据用户的输入信号调整3D虚拟场景的渲染视角和控制改变3D虚拟模型的运动状态以实时渲染出虚拟现实动画图像；所述3D图像处理单元用于将所述虚拟现实动画图像处理成3D投影图像，所述3D投影图像包括与不同的视角相关联的左眼图像数据和右眼图像；所述同步信号处理单元，用于按照预设的3D眼镜的配置信息生成对应所述左眼图像和右眼图像的同步信号；所述同步信号发射单元用于将所述同步信号发射至3D眼镜；所述同步信号用于控制所述3D眼镜的左眼镜片和右眼镜片分别对应接收所述左眼图像和右眼图像；所述输出端口用于将所述3D投影图像输出给与之连接的一个或多个主动3D投影设备。

进一步地，其还包括投影融合单元，用于将所述3D投影图像处理为多个可输出至所述主动3D投影设备进行播放以在整个CAVE屏幕上融合呈现整个投影图像的3D投影图像单元数据。

进一步地，所述输出端口设有若干个，其可分别连接一台主动3D投影设备；所述投影融合单元可将所述3D投影图像处理为数量与和所述输出端口相连的主动3D投影设备的数量相一致的多个3D投影图像单元数据。

进一步地，其还包括动作跟踪及分析处理模块，其与所述输入端口及虚拟现实平台连接，其用于对所述输入端口接收的输入信号进行分析处理，以计算出用户当前在场景中所处的位置及发出的交互指令。

进一步地，所述虚拟现实平台包括三维建模模块、渲染模块、3D虚拟模型动画模块及人机交互模块，所述三维建模模块用于搭建所述3D虚拟场景和3D虚拟模型；所述渲染模块用于实时渲染出所述虚拟现实动画；所述3D虚拟模型动画模块用于模拟现实物体的运动状态；所述人机交互模块根据用户当前所处的位置而实时改变所述3D虚拟场景显示的视角，并根据用户的交互指令控制改变所述3D虚拟模型的运动状态。

进一步地，所述虚拟现实平台还包括三维模型数据库，用于存储和管理所述3D虚拟场景和3D虚拟模型。