一種基于背面投影的虛擬交互場景系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于背面投影的虛擬交互場景系統，其結構包括有幕布虛擬區域、液晶顯示屏、投影儀、腕帶傳感器、三維運動采集裝置和控制器。本實用新型通過幕布組成幕布虛擬區域，并由設置在幕布背面投影儀進行投影，以形成四周環繞式或單面式視覺環境，并在幕布虛擬區域內的地面上設置液晶顯示屏以構成地面視覺環境，增強了虛擬效果，產生與親臨等同真實環境的感受和體驗。同時，通過設置三維運動采集裝置和使用者佩戴腕帶傳感器，使得控制器實時掌握使用者的位置和移動速度，并通過這些信息做出相關反應，提高了互動效果。
【專利說明】一種基于背面投影的虛擬交互場景系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種兒童學習、娛樂的虛擬交互場景系統，具體地說是一種基于背面投影的虛擬交互場景系統。

【背景技術】
[0002]隨著科技的發展，網絡世界日益與顯示世界重疊，虛擬交互技術將徹底地、立體地虛擬化，人們將身在“太虛幻境”中，親自感受物質生活外的虛時空。具體地，虛擬交互技術就是使用以計算機技術為核心的現代高科技，生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環境，用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用、相互影響，從而產生與親臨等同真實環境的感受和體驗。目前，國內外虛擬交互平臺主要是交互桌面，模擬駕駛，全息顯示類，這些虛擬效果較差，交互功能較弱，并不能為兒童學習和娛樂提供很好的服務。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的就是提供一種基于背面投影的虛擬交互場景系統，以解決現有虛擬交互系統虛擬和交互功能差的問題。
[0004]本實用新型是這樣實現的:一種基于背面投影的虛擬交互場景系統，包括有:
[0005]幕布虛擬區域，由一個幕布或多個幕布排列組成虛擬區域；
[0006]液晶顯示屏，設置在所述虛擬區域的地面上，與控制器電連接，用于在控制器的控制下顯示設定的圖像；
[0007]投影儀，與所述控制器電連接，設置與所述幕布后方，用于在控制器的控制下向幕布投射影像；
[0008]腕帶傳感器，佩戴在使用者身上，用于發射位置信息；
[0009]三維運動采集裝置，與所述控制器電連接，用于在所述控制器的控制下接收腕帶傳感器發出的位置信息；以及
[0010]控制器，與所述液晶顯示屏，投影儀和三維運送移動速度采集裝置電連接，用于通過收集三維運動采集裝置采集到的位置信息來控制液晶顯示屏和投影儀的操作，并對使用者的互動進行評估和打分。
[0011]還包括有與所述控制器電連接的音頻發射器、接收所述音頻發射器發出的語音信息的無線耳機。
[0012]所述控制器包括有:
[0013]控制所述投影儀的第一計算機，
[0014]控制所述液晶顯示屏的第二計算機，以及
[0015]用于控制所述第一計算機和第二計算機、并對使用者的互動進行評估和打分的主計算機。
[0016]本實用新型通過幕布組成幕布虛擬區域，并由設置在幕布背面投影儀進行投影，以形成四周環繞式或單面式視覺環境，并在幕布虛擬區域內的地面上設置液晶顯示屏以構成地面視覺環境，增強了虛擬效果，產生與親臨等同真實環境的感受和體驗。同時，通過設置三維運動采集裝置和使用者佩戴腕帶傳感器，使得控制器實時掌握使用者的位置和移動速度，并通過這些信息做出相關反應，提高了互動效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0018]圖2是本實用新型的部分結構示意圖。
[0019]圖中:1、幕布，2、投影儀，3、音頻發射器，4、主計算機、5、第二計算機，6、液晶顯示屏，7、無線耳機，8、第二計算機，9、速度傳感器，10、腕帶傳感器。

【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，本實用新型包括有液晶顯示屏6、幕布虛擬區域、投影儀2、腕帶傳感器10、三維運動采集裝置和控制器。
[0021]具體地，幕布虛擬區域由一個幕布1或多個幕布1排列組成虛擬區域，如圖1所示，可以采用一個幕布1形成單面式幕布虛擬區域，或者如圖2所示，采用3個布幕豎立設置在使用者的前、左和右方形成一個環繞式幕布虛擬區域，并由三個的投影儀2分別投射影像，以增強虛擬效果。
[0022]液晶顯示屏6，與控制器電連接，用于在控制器的控制下顯示設定的圖像。液晶顯示屏6設置在虛擬區域的地面上構成地面視覺環境，在液晶顯示屏6上面覆蓋強化玻璃板，液晶顯示屏6可以顯示一條道路或整個地面場景，使用者走在上面有親臨等同真實環境的感受和體驗。液晶顯示屏6的地面視覺環境和幕布1結合構成虛擬交互式環境。在使用者學習動物習性時，就設置野生動物環境，學習植物時則投影相應植物的環境。
[0023]投影儀2設置與幕布1后方，與控制器電連接，用于在控制器的控制下向幕布1顯示屏投射影像，使使用者在幕布虛擬區域內使虛擬效果更加逼真。
[0024]腕帶傳感器10佩戴在使用者身上，用于發射位置信息。三維運動采集裝置與控制器電連接，用于在控制器的控制下接收腕帶傳感器10發出的位置信息。音頻發射器3與所述控制器電連接，用于發射音頻信息。無線耳機7佩戴在使用者身上用于接收音頻發射器3發出的語音信息。在幕布虛擬區域內設置有速度傳感器9。
[0025]控制器與液晶顯示屏6，投影儀2和三維運送移動速度采集裝置電連接，用于通過收集三維運動采集裝置采集到的位置信息來控制液晶顯示屏6和投影儀2的操作，并對使用者的互動進行評估和打分。
[0026]具體地，控制器包括有主計算機4、第一計算機8和第二計算機5，其中，第一計算機8控制投影儀2的操作，第二計算機5控制液晶顯示屏6的操作。主計算機4控制控制所述第一計算機8和第二計算機5、并對使用者的互動進行評估和打分。具體地，主計算機4是虛擬交互場景的軟件載體和硬件控制載體。主計算機4負責對第一計算機8和第二計算機5的控制和管理，是虛擬交互場景的控制后臺。主計算機4與第一計算機8和第二計算機5構成局域網絡，采用XII標識語言、報文通信技術和30土的網絡通信技術，實現系統內高速數據通信以及迅速的系統響應以滿足系統的大數據量通信傳輸、高實時同步性的需求。
[0027]在使用時，使用者佩戴無線耳機7和腕帶傳感器10、手持光筆(或鼠標)在幕布1前選擇操作。背景音效通過無線耳機7傳入使用者耳中。使用者戴的腕帶傳感器10在具有幕布虛擬區域移動區域運動，其運動狀態可以通過主計算機4的控制在投影幕布1上顯示。使用者在幕布1中看到示范動作的同時可以看到自己的動作，三個幕布1可以呈現三個方向的視角，移動傳感器可以感知學生的步伐速度，速度傳感器9采集到步伐速度后，可根據其速度改變場景。
[0028]本實用新型針對學生智商、情商和膽商等訓練與評估開發的軟件配合使用。本實用新型還可應用于射擊、探險類的游戲開發中。
【權利要求】
1.一種基于背面投影的虛擬交互場景系統，其特征是，包括有: 幕布虛擬區域，由一個幕布或多個幕布排列組成虛擬區域； 液晶顯示屏，設置在所述虛擬區域的地面上，與控制器電連接，用于在控制器的控制下顯示設定的圖像； 投影儀，與所述控制器電連接，設置與所述幕布后方，用于在控制器的控制下向幕布投射影像； 腕帶傳感器，佩戴在使用者身上，用于發射位置信息； 三維運動采集裝置，與所述控制器電連接，用于在所述控制器的控制下接收腕帶傳感器發出的位置信息；以及 控制器，與所述液晶顯示屏，投影儀和三維運送移動速度采集裝置電連接，用于通過收集三維運動采集裝置采集到的位置信息來控制液晶顯示屏和投影儀的操作，并對使用者的互動進行評估和打分。
2.根據權利要求1所述的基于背面投影的虛擬交互場景系統，其特征是，還包括有與所述控制器電連接的音頻發射器和接收所述音頻發射器發出的語音信息的無線耳機。
3.根據權利要求1或2所述的基于背面投影的虛擬交互場景系統，其特征是，所述控制器包括有: 控制所述投影儀的第一計算機， 控制所述液晶顯示屏的第二計算機，以及 用于控制所述第一計算機和第二計算機、并對使用者的互動進行評估和打分的主計算機。
【文檔編號】G06F3/01GK204129662SQ201420665677
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月10日 優先權日:2014年11月10日
【發明者】劉艷, 甘霖, 張玉蘭, 劉建云 申請人:劉艷, 甘霖, 張玉蘭, 劉建云