[发明专利]可交互数字化立体沙盘系统

摘要

一种可交互数字化立体沙盘系统，由立体图像生成系统和人机交互系统两大部分构成；立体图像生成系统采用Opengl等3D引擎绘制三维地形，应用人眼跟踪和指向光技术，实现无辅助立体显示，并且采用一系列图像的加速技术加快图像的渲染过程；使三维建筑模型置于三维地形目标区域中，具有精确的空间分布和良好的视觉效果；立体图像生成系统构成裸眼立体显示器；人机交互系统，指通过手势控制立体图像生成系统中三维地形场景或三维模型数据的系统，通过预置手势识别的接口实现；相对应的手势控制立体图像生成系统中三维地形场景或三维模型数据的放大、缩小、平移、旋转或进入等并且根据需要配置对应的可以区别不同控制意义的手势。

主权项

一种可交互数字化立体沙盘系统，其特征是由立体图像生成系统和人机交互系统两大部分构成；1)、立体图像生成系统立体图像生成系统采用Opengl，Opencv，Directx或3D引擎绘制三维地形，应用人眼跟踪和指向光技术，实现无辅助立体显示，并且采用一系列图像的加速技术加快图像的渲染过程；使三维建筑模型置于三维地形目标区域中，具有精确的空间分布和良好的视觉效果；立体图像生成系统构成裸眼立体显示器；立体图像生成系统采用独自编程，沙盘模型细节众多。不仅可以显示整个地形地貌，并且可以显示战争中用到的军事模型包括坦克、飞机等，并且有绚丽的战争光影效果，预置手势识别的接口通过手势控制立体图像生成系统中三维地形场景或三维模型数据，因为地形和军事模型非常的复杂，所以程序的数据量非常大。对于这样的数据量，系统采用创新的数据管理方式：即统一的三维地形场景，分块的三维军事模型数据，实现三维军事模型分层调入，使系统既是一个有机的整体，又能快速运行，解决海量数据和运行效率的问题。立体图像生成系统中立体图像的获得是利用左右眼看到的图像有细微的差别，从而在大脑中合成一幅具有深度的立体图。用虚拟摄像机拍摄模拟场景，通过坐标变换获得左右图像，对获得的左右图像进行视差控制，基于视差机制，利用Opengl，Opencv，Directx或3D引擎绘制三维地形(进行渲染加速)。因为在视差间距过大的情况下无法在大脑中形成3D图像，所以对获得的左右图像进行视差控制(控制左右图像同名点的间距)；当由于人眼的移动会造成图像汇聚点的移动使立体图像产生畸变，这样就需要采用视觉跟踪的方法使左右图像的汇聚点保持不变，从而实现交互立体图像的生成。2)、人机交互系统指通过手势控制立体图像生成系统中三维地形场景或三维模型数据的系统，通过预置手势识别的接口实现；相对应的手势控制立体图像生成系统中三维地形场景或三维模型数据的放大、缩小、平移、旋转或进入等并且根据需要配置对应的能区别不同控制意义的手势；由立体相机拍摄并取得手势三维信息，利用中点补偿算法对原始采样点进行处理，建立隐性马尔科夫模型，将手势空间分布特征，与样本库进行相似度对比，识别手势具体含义；还包括通过自然的手势控制，在三维场景中前进、后退，升高、降低视点、进入三维地形场景或三维模型数据观察内部细节；手势识别的接口连接无侵扰手势识别或监测装置、通过对手势的识别，且实时立体内容生成构成实时的人机立体图像(影像)的生成实时交互。