一种采用LED 3D屏幕的CAVE显示系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种采用LED 3D屏幕的CAVE显示系统及显示方法，该方法包括以下步骤：采集3D眼镜上红外标记点的坐标位置；利用所述坐标位置估算出用户双眼的位置；根据所述位置计算得到相对所述3D眼镜显示的两组画面；在LED 3D屏幕上交替显示所述两组画面；对所述3D眼镜进行左、右镜片开关切换，切换频率与所述两组画面交替显示的切换频率相配合。通过本发明专利技术的技术方案，区别于现有的CAVE系统，虚拟显示空间适用于光线较强的环境，可实际应用在明亮的室内环境，甚至室外环境；虚拟显示空间画面色彩饱和度高，显示屏间拼接无缝，给用户很好的观看效果；使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种采用LED3D屏幕的CAVE显示系统及方法
本专利技术涉及数据显示
，具体涉及一种采用LED3D屏幕的CAVE显示系统及方法。
技术介绍
CAVE系统可以应用于任何具有沉浸感需求的虚拟仿真应用领域。例如，虚拟设计与制造，虚拟演示，协同规划等等，应用十分广泛。现有的大部分CAVE系统中，虚拟显示空间的墙壁通常由背投影墙组成。地面部分的显示除了可以进行背投，还可以在显示空间上方安置投影仪投影到地面上。而随着技术的发展，也出现了由LCD3D拼接屏或大尺寸LCD3D屏代替投影显示的技术。但是仍然缺少使用LED3D屏幕作为CAVE系统显示的方式。现有技术中两种常见的CAVE系统。(一)基于背投影墙的CAVE系统CAVE系统虚拟显示空间是由3个面以上(含3面)硬质背投影墙组成。系统利用多通道视景同步技术，在投影墙上显示整个三维场景内容。用户站在虚拟显示空间内，并佩戴用于观看影墙三维成像的3D眼镜，其中3D眼镜上附着红外标记点。在虚拟显示空间的角落上分别放置红外摄像头。由于3D眼镜上红外标记点的位置和用户的人眼位置相距不大，对比整个系统的规格，可以忽略不计，从而系统利用红外摄像头获取红外标记点的位置参数以获取用户人眼的位置参数。系统根据获得的用户人眼位置参数，调整影墙图像以匹配用户观看的当前位置(例如：离影墙近画面就会放大，离影墙远画面就会缩小)。并且结合画面校准系统，校准折角处的画面，使显示图像不会产生畸变。(二)基于LCD3D拼接屏或基于大尺寸LCD屏的CAVE系统该技术原理和技术(一)基本一致，但虚拟显示空间由背投影墙替换成LCD3D拼接屏或大尺寸LCD屏构成(除地屏)，并且改变成显示相匹配的渲染通道和拼接处理器。然而，现有技术中的CAVE系统存在以下缺点：技术(一)中由背投影墙构成虚拟显示的CAVE系统需要在环境较暗才能看清，对环境光线要求高。并且显示画面的色彩饱和度不高，观看效果不佳。投影机寿命较短。技术(二)中基于LCD3D拼接屏或基于大尺寸LCD屏的CAVE系统，虽然比起背投影墙不需要对环境光线有过高的要求，色彩饱和度也更高，但是长期使用，会造成单元间亮度与色彩衰减不一致，并不可恢复。此外LCD屏间还有物理拼缝，影响观看效果。大尺寸LCD屏还存在不好运输的问题。随着显示屏制造技术的提高，出现了LED3D显示屏。LED3D显示屏自体发光，不受环境光线限制；显示画面色彩饱和度高、显示屏间拼接无缝、使用寿命长。如果它可应用于CAVE系统中，就可以大大减少现有CAVE系统中各种终端显示的局限性。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种采用LED3D屏幕的CAVE系统显示方法，该方法包括以下步骤：1)采集3D眼镜上红外标记点的坐标位置；2)利用所述坐标位置估算出用户双眼的位置；3)根据所述位置计算得到相对所述3D眼镜显示的两组画面；4)在LED3D屏幕上交替显示所述两组画面；5)对所述3D眼镜进行左、右镜片开关切换，切换频率与所述两组画面交替显示的切换频率相配合，使用户体验到沉浸式立体视觉虚拟环境。根据本专利技术的实施方式，优选的，所述步骤2)中将所述用户双眼的位置发送给多通道控制服务器。根据本专利技术的实施方式，优选的，所述步骤4)中所述多通道控制服务器根据所述用户双眼的位置生成四个LED3D屏幕的画面控制信号，将四个LED3D屏幕的画面控制信号分别发送给四个通道渲染服务器，以实现把校准好的两组画面连续交替地显示在所述四个LED3D屏幕上。根据本专利技术的实施方式，优选的，所述步骤5)中，所述对所述3D眼镜进行左、右镜片开关切换具体为：左眼画面出现，3D眼镜左眼镜片打开，右眼镜片关闭；右眼画面出现，3D眼镜右眼镜片打开，左眼镜片关闭。根据本专利技术的实施方式，优选的，通过IR发射器接收所述多通道控制服务器发送的同步信号，并根据该画同步信号发射红外信号，所述3D眼镜根据所述红外信号控制对所述3D眼镜左、右镜片的切换频率。根据本专利技术的实施方式，优选的，显示在所述LED3D屏幕上的画面由所述CAVE系统的虚拟环境中的两个虚拟摄像机模拟人的左、右眼拍摄已有素材得到的两组画面而组成。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种采用LED3D显示屏的CAVE显示系统，该系统包括：3D眼镜、IR发射器、多通道控制服务器、多个通道渲染服务器、多个LED3D显示屏、网络交换机、动捕电脑和红外跟踪系统；所述红外跟踪系统跟踪得到所述3D眼镜的坐标位置，并发送给所述网络交换机；所述动捕电脑通过所述网络交换机获取所述坐标位置，得到用户双眼的位置参数；将所述位置参数通所述网络交换机传输给所述多通道控制服务器；所述多通道控制服务器根据接收的位置参数，生成画面控制信号，分别发送给所述多个通道渲染服务器；根据所述多个通道渲染服务器的控制，把校准好的两组画面图像，分别连续交替地显示在所述多个LED3D显示屏上；通过无线发射器接收所述多通道控制服务器发送的同步信号，并根据该画同步信号发射红外信号，所述3D眼镜根据所述红外信号控制对所述3D眼镜左、右镜片的切换频率，使用户体验到沉浸式立体视觉虚拟环境。根据本专利技术的实施方式，优选的，所述无线发射器为IR发射器。根据本专利技术的实施方式，优选的，所述3D眼镜附有两个红外标记点，对应用户双眼，所述红外跟踪系统通过跟踪所述3D眼镜上的红外标记点获得3D眼镜的坐标位置，从而确定用户双眼的位置。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种计算机存储介质，其包括计算机程序指令，当执行所述计算机程序指令时，执行上述方法之一。通过本专利技术的技术方案取得了以下技术效果：本专利技术区别于现有的CAVE系统，虚拟显示空间适用于光线较强的环境，可实际应用在明亮的室内环境，甚至室外环境；虚拟显示空间画面色彩饱和度高，显示屏间拼接无缝，给用户很好的观看效果；使用寿命长。附图说明图1是现有本专利技术系统构成图图2是本专利技术的控制流程图具体实施方式<本专利技术的系统架构>3D眼镜主要通过提高画面的快速刷新率(通常要达到120Hz)来实现3D效果，属于主动式3D技术,又叫时分法遮光技术或液晶分时技术。当3D信号输入到显示设备(诸如显示器、投影机等)后，图像便以帧序列的格式实现左右帧交替产生，通过红外发射器，蓝牙等无线方式将这些帧信号传输出去，负责接收的3D眼镜在刷新同步实现左右眼观看对应的图像，并且保持与2D视像相同的帧数，观众的两只眼睛看到快速切换的不同画面，并且在大脑中产生错觉(摄像机拍摄不出来效果)，便观看到立体影像。如图1，本专利技术的虚拟显示空间由四块LED3D显示屏组成，LED3D显示屏具有以下特点：自体发光、不受环境光线限制；显示画面色彩饱和度高、显示屏间拼接无缝、使用寿命长。在LED3D显示屏的空间角落安置多个红外摄像头；摄像头的个数可以从至少3个到多个，具体根据具体需求而定，优选的，摄像头个数为八个。有若干红外标记点附着在3D眼镜上。每副3D眼镜具有左、右两个镜片，3D眼镜可根据接收的外部信号，分别实现对左、右3D眼镜镜片的打开和关闭，从而实现对左、右镜片的交替开关切换。此外还需要有四个独立的三维通道渲染服务器，多通道控制服务器，IR发射器，动捕电脑和红外跟踪系统以及网络交换机。所述多通道控制服务器用于接收用户双眼的位置信息，并根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用LED 3D屏幕的CAVE系统显示方法，该方法包括以下步骤：1)采集3D眼镜上红外标记点的坐标位置；2)利用所述坐标位置估算出用户双眼的位置；3)根据所述位置计算得到相对所述3D眼镜显示的两组画面；4)在LED 3D屏幕上交替显示所述两组画面；5)对所述3D眼镜进行左、右镜片开关切换，切换频率与所述两组画面交替显示的切换频率相配合，使用户体验到沉浸式立体视觉虚拟环境。

【技术特征摘要】
1.一种采用LED3D屏幕的CAVE系统显示方法，该方法包括以下步骤：1)采集3D眼镜上红外标记点的坐标位置；2)利用所述坐标位置估算出用户双眼的位置；3)根据所述位置计算得到相对所述3D眼镜显示的两组画面；4)在LED3D屏幕上交替显示所述两组画面；5)对所述3D眼镜进行左、右镜片开关切换，切换频率与所述两组画面交替显示的切换频率相配合，使用户体验到沉浸式立体视觉虚拟环境。2.根据权利要求1所述的方法，所述步骤2)中将所述用户双眼的位置信息发送给多通道控制服务器。3.根据权利要求2所述的方法，所述步骤4)中所述多通道控制服务器根据所述用户双眼的位置生成四个LED3D屏幕的画面控制信号，将四个LED3D屏幕的画面控制信号分别发送给四个通道渲染服务器，以实现把校准好的两组画面连续交替地显示在所述四个LED3D屏幕上。4.根据权利要求3所述的方法，所述步骤5)中，所述对所述3D眼镜进行左、右镜片开关切换具体为：左眼画面出现，3D眼镜左眼镜片打开，右眼镜片关闭；右眼画面出现，3D眼镜右眼镜片打开，左眼镜片关闭。5.根据权利要求4所述的方法，通过IR发射器接收所述多通道控制服务器发送的同步信号，并根据该画同步信号发射红外信号，所述3D眼镜根据所述红外信号控制对所述3D眼镜左、右镜片的切换频率。6.根据权利要求1所述的方法，显示在所述LED3D屏幕上的画面由所述CAVE系统的虚拟环境中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘福菊，常江，刘星辰，
申请(专利权)人：北京德火新媒体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11