一种用于沉浸式文化娱乐的增强现实系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于沉浸式文化娱乐的增强现实系统及方法，所述增强现实系统包括：头戴式显示装置、虚拟屏幕、移动装置以及图像工作站，通过图像工作站通过移动装置根据预设运动参数向头戴式显示装置实时传输预先存储与预设运动参数对应的立体图像序列，同时，头戴式显示装置通过移动装置按照预设运动参数运动，并实时获取设置在虚拟银幕的边缘的红外发射装置的红外信号，从而实时显示头戴式显示装置在不同位置的与实景结合的影像，提高了影像的显示质量以及虚拟图像和实景的结合精度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于沉浸式文化娱乐的增强现实系统及方法
本专利技术涉及增强现实领域，尤其涉及一种用于沉浸式文化娱乐的增强现实系统及方法。
技术介绍
大型高科技沉浸式文化娱乐系统，是指借助立体影像系统、多声道音响系统、多自由度机械运动和自动控制系统、软件系统、置景系统、灯光系统、特技系统等子系统，并结合丰富的文化故事内容，为人们提供立体化、多维度、全方位身心感官体验的综合性文化娱乐集成系统。在产业应用领域以黑暗乘骑、4D影院、球幕飞行影院、幻影剧场等为代表，广泛应用在主题公园、科技馆、展览馆等文化和娱乐场景中。高科技沉浸式文化娱乐系统主要是通过异形银幕、立体视觉、实景氛围营造、虚拟立体画面和现实实景无缝结合、配合乘骑设备的高真实感运动仿真，讲述一个有趣的故事，使用户经历一个惊险而刺激的游玩过程，具有文化属性明显、沉浸感强烈，系统复杂，科技含量高等特点。以黑暗乘骑类型为例，观众乘坐高速多轴动感小车，在一系列情景化设置的主题场景中穿行。主题场景中设置有一系列巨幅银幕，用于播放具有立体感的故事画面，这些画面的场景细节、立体深度、透视关系和周围实景完全融为一体，动感小车的运动和虚拟画面的运动完全匹配，观众不能分辨何为真实场景何为虚拟画面。然而，要建立这样一个沉浸式文化娱乐系统，需要搭建一系列包括特殊形状的立体银幕，安装立体投影设备等大型硬件系统，导致项目成本非常昂贵。如果能把增强现实系统和大型高科技沉浸式文化娱乐系统结合起来，用增强现实设备代替大型银幕和立体投影系统，就能大幅降低系统成本，降低系统规模和系统复杂性。而近年来被广泛推广的小型增强现实系统存在虚拟图像真实度不高、虚实结合痕迹明显、延时大、视场小的缺陷，导致用户体验较差，不能直接用在沉浸式文化娱乐系统中。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于沉浸式文化娱乐的增强现实系统及方法，旨在解决增强现在用于沉浸式文化娱乐系统时存在虚拟影像画面质量差、虚实结合痕迹明显的问题。本专利技术的技术方案如下：一种用于沉浸式文化娱乐的增强现实系统，其中，包括：头戴式显示装置，所述头戴式显示装置上设有红外摄像装置，所述头戴式显示装置与所述红外摄像装置连接；虚拟屏幕，所述虚拟屏幕与实景连接，在所述虚拟屏幕的边缘设有若干个红外发射装置；移动装置，用于使所述头戴式显示装置按照预设运动参数移动；图像工作站，所述移动装置和所述头戴式显示装置均与所述图像工作站连接，所述图像工作站预先存储有与所述预设运动参数对应的立体图像序列。所述的增强现实系统，其中，所述头戴式显示装置包括：头盔；处理单元，所述处理单元与所述红外摄像装置连接；透视显示屏，所述透视显示屏设置于所述头盔上，并与所述处理单元连接；图像接收单元，所述图像接收单元与所述透视显示屏连接；其中，所述处理单元根据所述红外信号在所述透视显示屏上建立显示区域，所述图像接收单元接收所述图像工作站传来的立体图像序列，所述显示区域用于显示所述立体图像序列。所述的增强现实系统，其中，所述透视显示屏为具有160度视野的弯曲面的透视式显示屏。所述的增强现实系统，其中，所述红外摄像装置包括两个红外摄像头，所述两个红外摄像头设置在所述头盔上，并位于并与人眼的视觉方向一致。所述的增强现实系统，其中，所述虚拟屏幕为矩形虚拟屏幕，所述若干个红外发射装置包括四个红外发光二极管，所述四个红外发光二极管分别位于所述矩形虚拟屏幕的四个顶角。所述的增强现实系统，其中，所述预设运动参数包括预先设定的运动路径、运动速度和运动加速度。所述的增强现实系统，其中，所述立体图像序列为预先通过跟踪摄影机根据所述预设运动参数渲染生成的连续的立体图像序列。所述的增强现实系统，其中，所述移动小车装置包括：移动小车以及设置在所述移动小车上的定位发射装置，所述定位发射装置与所述图像工作站连接；所述移动小车用于搭载佩戴所述头戴式显示装置的用户并以所述预设运动参数移动。一种用于沉浸式文化娱乐的增强现实方法，其中，采用如上所述的用于沉浸式文化娱乐的增强现实系统实现，所述增强现实方法包括：移动装置使头戴式显示装置以所述预设运动参数进行移动；红外摄像装置实时接收设置于虚拟屏幕的边缘的所述红外发射装置的红外信号；图像工作站根据所述预设运动参数实时给所述头戴式显示装置发送立体图像序列，其中，所述图像工作站预先存储有所述立体图像序列；所述头戴式显示装置根据所述红外信号和所述立体图像序列实时显示影像。所述的增强现实方法，其中，所述立体图像序列的制备方法包括：跟踪摄影机按照所述预设运动参数移动，并根据实景与虚拟屏幕的位置获取所述立体图像序列。有益效果：本专利技术提供了一种用于沉浸式文化娱乐的增强现实系统及方法，所述增强现实系统通过图像工作站通过移动装置根据预设运动参数向头戴式显示装置实时传输预先存储与预设运动参数对应的立体图像序列，同时，头戴式显示装置通过移动装置按照预设运动参数运动，并实时获取设置在虚拟银幕的边缘的红外发射装置的红外信号，从而实时显示头戴式显示装置在不同位置的与实景结合的影像，提高了影像的显示质量以及虚拟图像和实景的结合精度。附图说明图1为本专利技术的用于沉浸式文化娱乐的增强现实系统的第一结构示意图。图2为本专利技术的用于沉浸式文化娱乐的增强现实系统的第二结构示意图。具体实施方式本专利技术提供一种用于沉浸式文化娱乐的增强现实系统及方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本实施例提供一种用于沉浸式文化娱乐的增强现实系统，请参见图1和图2，包括：头戴式显示装置10，所述头戴式显示装置10上设有红外摄像装置11，所述头戴式显示装置10与所述红外摄像装置11连接；虚拟屏幕，所述虚拟屏幕与实景21连接，在所述虚拟屏幕的边缘设有若干个红外发射装置22；移动装置30，用于使所述头戴式显示装置10按照预设运动参数移动；图像工作站40，所述移动装置30和所述头戴式显示装置10均与所述图像工作站40连接，所述图像工作站40预先存储有所述移动装置30的预设运动参数和与所述预设运动参数对应的立体图像序列。具体地，对于高科技沉浸式文化娱乐系统，通常要建立实景21以及大型银幕，通过立体投影系统将虚拟影像投影到大型银幕上，实现实景21与虚拟影像的结合。本实施例中，虚拟屏幕指的是在增强现实系统计算过程中建立的虚拟对象，真实环境中只保留空间位置，而没有实体屏幕。采用头戴式显示装置10代替立体投影系统，头戴式显示装置10用于实时显示虚拟图像，用户佩戴头戴式显示装置10通过移动装置30按照预设运动参数进行移动，在移动装置30移动的同时，头戴式显示装置10上的红外摄像头实时接收红外发射装置22发射的红外信号，头戴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于沉浸式文化娱乐的增强现实系统，其特征在于，包括：/n头戴式显示装置，所述头戴式显示装置上设有红外摄像装置，所述头戴式显示装置与所述红外摄像装置连接；/n虚拟屏幕，所述虚拟屏幕与实景连接，在所述虚拟屏幕的边缘设有若干个红外发射装置；/n移动装置，并用于使所述头戴式显示装置按照预设运动参数移动；/n图像工作站，所述移动装置和所述头戴式显示装置均与所述图像工作站连接，所述图像工作站预先存储有与所述预设运动参数对应的立体图像序列。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于沉浸式文化娱乐的增强现实系统，其特征在于，包括：
头戴式显示装置，所述头戴式显示装置上设有红外摄像装置，所述头戴式显示装置与所述红外摄像装置连接；
虚拟屏幕，所述虚拟屏幕与实景连接，在所述虚拟屏幕的边缘设有若干个红外发射装置；
移动装置，并用于使所述头戴式显示装置按照预设运动参数移动；
图像工作站，所述移动装置和所述头戴式显示装置均与所述图像工作站连接，所述图像工作站预先存储有与所述预设运动参数对应的立体图像序列。


2.根据权利要求1所述的增强现实系统，其特征在于，所述头戴式显示装置包括：
头盔；
处理单元，所述处理单元与所述红外摄像装置连接；
透视显示屏，所述透视显示屏设置于所述头盔上，并与所述处理单元连接；图像接收单元，所述图像接收单元与所述透视显示屏连接；
其中，所述处理单元根据所述红外信号在所述透视显示屏上建立显示区域，所述图像接收单元接收所述图像工作站传来的立体图像序列，所述显示区域用于显示所述立体图像序列。


3.根据权利要求2所述的增强现实系统，其特征在于，所述透视显示屏为具有160度视野的弯曲面的透视式显示屏。


4.根据权利要求3所述的增强现实系统，其特征在于，所述红外摄像装置包括两个红外摄像头，所述两个红外摄像头设置在所述头盔上，并位于并与人眼的视觉方向一致。


5.根据权利要求4所述的增强现实系统，其特征在于，所述虚拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洋，任海军，李坚，文红光，戴奇，
申请(专利权)人：深圳卡乐星球数字娱乐有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44