一种将教学课程图像进行室内再现的全息投影方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种将教学课程图像进行室内再现的全息投影方法和系统，包括步骤：S1、获取教学课程图像；S2、向室内的空气中发射超声波，带动室内的空气分子发生有序的振动，形成多层次的空气振动流，所述空气振动流形成一个空气屏幕；S3、将所述教学课程图像通过干涉和衍射发射到所述空气屏幕中，形成全息影像。直接在空气中显示出全息投影的效果，成像范围大，效果好，广泛适用于教学应用中。

【技术实现步骤摘要】
一种将教学课程图像进行室内再现的全息投影方法和系统
本专利技术涉及虚拟现实
，特别涉及一种将教学课程图像进行室内再现的全息投影方法和系统。
技术介绍
全息投影技术(front-projectedholographicdisplay)也称虚拟成像技术，是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的技术。相关技术中，全息投影系统通常包括：全息投影膜、外框支架、显示器，其中，全息投影膜以特定角度组合为金字塔状；外框支架设置在全息投影膜的外侧，用于支撑显示器；显示器用于将特定的多视角的视频文件投影到全息投影膜上，在全息投影膜中形成立体影像。该全息投影技术提供了360度的立体视觉，可以用于展示商品、提供舞台效果等。但是现有的技术中，只能在全息投影膜或者屏幕上，对全息投影的范围有很大的局限性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中的不足之处，提供一种将教学课程图像进行室内再现的全息投影方法和系统。用于解决现有技术中只能在全息投影膜或者屏幕上，对全息投影的范围有很大的局限性的问题。本专利技术解决技术问题采用的技术手段是提供一种将教学课程图像进行室内再现的全息投影方法，包括步骤：S1、获取教学课程图像；S2、向室内的空气中发射超声波，带动室内的空气分子发生有序的振动，形成多层次的空气振动流，所述空气振动流形成一个空气屏幕；S3、将所述教学课程图像通过干涉和衍射发射到所述空气屏幕中，形成全息影像。于本专利技术的一实施例中，所述步骤S1包括步骤：S11、采集室内的环境数据；S12、捕捉采集第一对象数据，其中，所述第一对象数据包括用户的表情数据、动作数据、特效数据和控制指令中至少一个；S13、判断是否存在第二对象数据；若存在，则捕捉采集所述第二对象数据；若不存在，则进入步骤S2。于本专利技术的一实施例中，所述步骤S12包括以下至少一个步骤：分析所述表情数据包含的面部特征的图像，定位所述采集对象的面部特征位置，根据所述面部特征位置确定所述表情数据，其中，所述面部特征位置包括以下至少之一：面部整体轮廓的位置，眼睛的位置，瞳孔的位置，鼻子的位置，嘴的位置，眉毛的位置；采集对象的动作对应的传感装置输出的传感数据，根据所述传感数据解算出所述动作数据，其中，所述动作数据包括对象当前动作的坐标和旋转角度；在所述采集对象是外部设备的情况下，采集所述外部设备输出的脉冲数据或所述控制指令，若采集的是所述脉冲数据则将所述脉冲数据转换成所述控制指令；所述外部设备包括教学设备。于本专利技术的一实施例中，所述步骤S3包括步骤：S31、获取观察者相对于显示界面的基准的偏离角度，并根据所述偏离角度获取第一视角阈值、第二视角阈值和第三视角阈值；S32、根据所述偏移角度在室内进行投影生成环境影像；所述环境影像数据的视角数量大于所述第一视角阈值；S33、接收并处理所述第一对象数据，并根据所述第一对象数据驱动并渲染虚拟对象实时生成第一动画影像数据，其中，所述第一动画影像数据的视角数量大于所述第二视角阈值；S34、判断是否存在第二对象数据；若存在，将所述第二对象数据驱动并渲染虚拟对象实时生成第二动画影像数据，其中，所述第二动画影像数据的视角数量大于第三视角阈值；S35、根据所述偏移角度分别将所述第一动画影像数据和所述第二动画影像数据投影到所述环境影像中。于本专利技术的一实施例中，所述步骤S3还包括步骤：以所述显示界面的投影点为所述三维坐标的原点，将所述显示界面三维坐标化；获取所述观察者在所述当前显示界面所对应区域内的位置坐标，根据所述位置坐标计算所述偏离角度；根据所述观察者在所述三维坐标中的坐标位置的改变获取所述观察者的移动轨迹，根据所述移动轨迹调整所述偏移角度，进而调整所述第一视角阈值、所述第二视角阈值和所述第三视角阈值；并控制所述全息影像根据所述移动轨迹和所述偏移角度调整。本专利技术还提供了一种将教学课程图像进行室内再现的全息投影系统，包括：获取模块，用于获取教学课程图像；屏幕生成模块，用于向室内的空气中发射超声波，带动室内的空气分子发生有序的振动，形成多层次的空气振动流，所述空气振动流形成一个空气屏幕；影像生成模块，用于将所述教学课程图像通过干涉和衍射发射到所述空气屏幕中，形成全息影像。于本专利技术的一实施例中，所述获取模块包括：环境采集单元，用于采集室内的环境数据；第一采集单元，用于捕捉采集第一对象数据，其中，所述第一对象数据包括用户的表情数据、动作数据、特效数据和控制指令中至少一个；第二采集单元，用于在第二对象数据若存在时捕捉采集所述第二对象数据。于本专利技术的一实施例中，所述第一采集单元至少包括一个以下子单元：表情采集子单元，用于分析所述表情数据包含的面部特征的图像，定位所述采集对象的面部特征位置，根据所述面部特征位置确定所述表情数据，其中，所述面部特征位置包括以下至少之一：面部整体轮廓的位置，眼睛的位置，瞳孔的位置，鼻子的位置，嘴的位置，眉毛的位置；动作采集子单元，用于采集对象的动作对应的传感装置输出的传感数据，根据所述传感数据解算出所述动作数据，其中，所述动作数据包括对象当前动作的坐标和旋转角度；指令采集子单元，用于在所述采集对象是外部设备的情况下，采集所述外部设备输出的脉冲数据或所述控制指令，若采集的是所述脉冲数据则将所述脉冲数据转换成所述控制指令；所述外部设备包括教学设备。于本专利技术的一实施例中，所述影像生成模块包括：偏离角度计算单元，用于获取观察者相对于显示界面的基准的偏离角度，并根据所述偏离角度获取第一视角阈值、第二视角阈值和第三视角阈值；环境影像生成单元，用于根据所述偏移角度在室内进行投影生成环境影像；所述环境影像数据的视角数量大于所述第一视角阈值；第一影像生成单元，用于接收并处理所述第一对象数据，并根据所述第一对象数据驱动并渲染虚拟对象实时生成第一动画影像数据，其中，所述第一动画影像数据的视角数量大于所述第二视角阈值；第二影像生成单元，用于在所述第二对象数据存在时，将所述第二对象数据驱动并渲染虚拟对象实时生成第二动画影像数据，其中，所述第二动画影像数据的视角数量大于第三视角阈值；影像生成单元，用于根据所述偏移角度分别将所述第一动画影像数据和所述第二动画影像数据投影到所述环境影像中。于本专利技术的一实施例中，所述影像生成模块还包括：三维坐标生成单元，用于以所述显示界面的投影点为所述三维坐标的原点，将所述显示界面三维坐标化；获取所述观察者在所述当前显示界面所对应区域内的位置坐标，所述偏离角度计算单元根据所述位置坐标计算所述偏离角度；移动轨迹获取单元，用于根据所述观察者在所述三维坐标中的坐标位置的改变获取所述观察者的移动轨迹；角度调整单元，用于根据所述移动轨迹调整所述偏移角度，进而调整所述第一视角阈值、所述第二视角阈值和所述第三视角阈值；并控制所述全息影像根据所述移动轨迹和所述偏移角度调整。实施本专利技术中的将教学课程图像进行室内再现的全息投影方法和系统具有以下有益效果：直接在空气中显示出全息投影的效果，成像范围大，效果好，广泛适用于教学应用中。附图说明图1显示为本专利技术中将教学课程图像进行室内再现的全息投影方法的流程示意图。图2显示为本专利技术中将教学课程图像进行室内再现的全息投影系统的方框示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将教学课程图像进行室内再现的全息投影方法，其特征在于，包括步骤：S1、获取教学课程图像；S2、向室内的空气中发射超声波，带动室内的空气分子发生有序的振动，形成多层次的空气振动流，所述空气振动流形成一个空气屏幕；S3、将所述教学课程图像通过干涉和衍射发射到所述空气屏幕中，形成全息影像。

【技术特征摘要】
1.一种将教学课程图像进行室内再现的全息投影方法，其特征在于，包括步骤：S1、获取教学课程图像；S2、向室内的空气中发射超声波，带动室内的空气分子发生有序的振动，形成多层次的空气振动流，所述空气振动流形成一个空气屏幕；S3、将所述教学课程图像通过干涉和衍射发射到所述空气屏幕中，形成全息影像。2.根据权利要求1所述的将教学课程图像进行室内再现的全息投影方法，其特征在于，所述步骤S1包括步骤：S11、采集室内的环境数据；S12、捕捉采集第一对象数据，其中，所述第一对象数据包括用户的表情数据、动作数据、特效数据和控制指令中至少一个；S13、判断是否存在第二对象数据；若存在，则捕捉采集所述第二对象数据；若不存在，则进入步骤S2。3.根据权利要求2所述的将教学课程图像进行室内再现的全息投影方法，其特征在于，所述步骤S12包括以下至少一个步骤：分析所述表情数据包含的面部特征的图像，定位所述采集对象的面部特征位置，根据所述面部特征位置确定所述表情数据，其中，所述面部特征位置包括以下至少之一：面部整体轮廓的位置，眼睛的位置，瞳孔的位置，鼻子的位置，嘴的位置，眉毛的位置；采集对象的动作对应的传感装置输出的传感数据，根据所述传感数据解算出所述动作数据，其中，所述动作数据包括对象当前动作的坐标和旋转角度；在所述采集对象是外部设备的情况下，采集所述外部设备输出的脉冲数据或所述控制指令，若采集的是所述脉冲数据则将所述脉冲数据转换成所述控制指令；所述外部设备包括教学设备。4.根据权利要求2所述的将教学课程图像进行室内再现的全息投影方法，其特征在于，所述步骤S3包括步骤：S31、获取观察者相对于显示界面的基准的偏离角度，并根据所述偏离角度获取第一视角阈值、第二视角阈值和第三视角阈值；S32、根据所述偏移角度在室内进行投影生成环境影像；所述环境影像数据的视角数量大于所述第一视角阈值；S33、接收并处理所述第一对象数据，并根据所述第一对象数据驱动并渲染虚拟对象实时生成第一动画影像数据，其中，所述第一动画影像数据的视角数量大于所述第二视角阈值；S34、判断是否存在第二对象数据；若存在，将所述第二对象数据驱动并渲染虚拟对象实时生成第二动画影像数据，其中，所述第二动画影像数据的视角数量大于第三视角阈值；S35、根据所述偏移角度分别将所述第一动画影像数据和所述第二动画影像数据投影到所述环境影像中。5.根据权利要求4所述的将教学课程图像进行室内再现的全息投影方法，其特征在于，所述步骤S3还包括步骤：以所述显示界面的投影点为所述三维坐标的原点，将所述显示界面三维坐标化；获取所述观察者在所述当前显示界面所对应区域内的位置坐标，根据所述位置坐标计算所述偏离角度；根据所述观察者在所述三维坐标中的坐标位置的改变获取所述观察者的移动轨迹，根据所述移动轨迹调整所述偏移角度，进而调整所述第一视角阈值、所述第二视角阈值和所述第三视角阈值；并控制所述全息影像根据所述移动轨迹和所述偏移角度调整。6.一种将教学课程图像进行室内再现的全息投影系统，其特征在于，包括：获取模块，用于获取教学课程图像；屏幕生成模...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈强，李洁，
申请(专利权)人：武汉创梦想教育管理有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42