一种空中立体显像的实现方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种天空媒体技术，特别是涉及一种利用多光柱聚焦原理在空中产生多媒体立体影像的技术，本发明专利技术通过在不同的位置的映射光源向显像空间投射光斑，在显像空间聚焦后通过高亮的聚光点形成立体图案，本发明专利技术可以在比较黑暗的背景中，在空气中不需要任何硬件设备，投射出立体影像，实现方法简单，易于普及使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及 一种空中立体显像技术，特别是涉及 一种利用多光柱聚焦原理 在空中产生多媒体立体影像的技术。
技术介绍
空中显像技术发展迅速，美国102公司于2005年研制成功了 一种能够在空 气中投影二维图像的设备，其基本原理是把空气吸进机器，然后转变其成像特 性，再重新射出，并在转变后的空气中从下向上投影图像，从而使图像浮在空 中，可以让人们在不同角度都看到图像。还有一些空中成像的技术，例如，芬 兰一家公司利用水蒸气和超声波形成的气墙在空中投影成像。日本一家公司通 过激光直接加热空气中的氧分子和氮分子，在空中产生等离子发光从而在空中 形成立体图像，并能够利用技术手段聚集上千个亮点，使得画面更加平滑流畅。 以上技术手段由于实现原理复杂投影距离短，不适合在空中实现大幅的立体显 像。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种空中立体显像的实现系统，能 够在比较黑暗的背景中投放出立体的影像，为达到上述目的，本专利技术的技术方 案是这样实现的一种实现空中立体显像的系统，包括两个或多个控制台，用于向显像空间投射光柱并控制光柱投射方向； 媒体控制中心，用于设计立体影像和实现立体影像数据的处理转化，产生 供各控制台用于投射光柱的控制信号；显像空间，用于在空中呈现立体图像；所述媒体控制中心通过数据及控制总线与所述两个或多个控制台相连，所 述显像空间中的立体图像由所述两个或多个控制台从不同角度向空中投射的光 柱经过聚焦后形成。进一步地，所述控制台包括光源发生器，用于产生适合投射的光源；光柱控制器，用于接收来自所述媒体控制中心的控制指令，准确快速地改 变光柱投射的角度，执行扫描的任务。进一步地，所述控制台投射的光柱为彩色光柱，所述彩色光柱在空中聚焦 后形成彩色聚光点，从而形成彩色图像。除上述实施方案之外，本专利技术还有另外一种实施方案，实现方案如下 一种空中立体显像的实现系统，包括 两个或多个映射源，用于向空中投射光斑；显像空间，用于在空中呈现立体图像；所述显像空间中的立体图像由所述两个或多个映射源从不同角度向空中投 射的光斑经过聚焦后形成。进一步地，所述映射源包括光源和遮光板，所述遮光板用于产生光斑，屏 蔽多余光线。进一步地，所述映射源包括光源，用于产生定向的光线；光斑调制器件，用于控制光斑的形状，产生经过调制的光斑图案；投射镜头，用于将光斑投射到所述显像空间中；所述光源产生的定向光线通过所述光斑调制器件调制后形成光斑，所述光 斑通过所述投射镜头投射到显像空间中。进一步地，所述映射源还包括滤光片，用于产生基色光，位于所述光源和 光斑调制器件之间。进一步地，所述光斑调制器件由液晶显示板或数字微镜器件形成。本专利技术的另 一 目的是提供一种空中立体显像的实现方法，为实现上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的一种空中立体显像的实现方法，包括如下步骤A、 将三维空间图像进行二维参数转换并传送给成像设备；B、 成像设备在多点投射光柱于空中聚焦后形成高亮聚光点，由所述高亮 聚光点组合形成图像。进一步地，步骤B中，所述图像是由一个或多个高亮聚光点在空中进行扫 描形成的。进一步地，步骤B中，所述成像设备在每一个投射点投射出多个光柱形成 光斑，每一个投射点投射的光斑与其它投射点投射的光斑在空中聚焦后形成所 述立体图像，通过快速更新立体图像产生动态的立体影像。进一步地，步骤B中，所述成像设备投射的光柱为彩色光柱，所述彩色光 柱在空中聚焦后形成彩色图像。本专利技术可以在比较黑暗的背景中，在空气中不需要任何硬件设备，投射出 立体影像，影像效果受风雨影响极小。该专利技术能够在黑暗的自然空间或者弥漫 着能够导致光线散射颗粒的人造空间里制造全新的多媒体立体影像。附图说明图l、为本专利技术所揭示的多光柱聚焦扫描结构图2、为本专利技术所揭示的像素空间定位图3、为本专利技术所揭示的光斑映射结构图4、为本专利技术所揭示的光斑投射设备的结构图5、为本专利技术所揭示的三维空间像素与光斑映射参数的示意图6、为本专利技术所揭示的三维空间参数计算参考示意图。具体实施例方式本专利技术所釆用的基本工作原理是多光柱聚焦原理，在足够黑暗的环境中， 光東在空中，与空气中的尘埃颗粒和气体分子碰撞而发光，形成光柱；虽然这种尘埃散射的光非常微弱，如果几根甚至几十根来自不同方向的光柱在空中的 某个特定空间聚焦，这个特定空间的亮度将被放大几倍甚至几十倍，成为空中 的高亮聚光点，以下简称聚光点，这个发光点是立体的，具有全方位可视的特 性。利用聚光点在天空中成像的方式有两种，分别如下所述方法一扫描法。基于多光柱聚焦的原理，利用多光柱聚焦产生的聚光点，控制聚光点进行 快速空间扫描，利用人类的视觉延迟，产生连续而稳定的立体影像。可以釆用 多点扫描提高影像的稳定性。可以通过提高光柱方位控制的准确度提高影像的 分辨率。通过使用彩色光柱聚焦，或者利用基色光空中聚焦混合，经过空间扫 描产生彩色立体影像。如图1所示，方法一所述的空中影像投放系统分为三个主要部分，控制台、 媒体控制中心和显像空间。每个控制台主要由光源发生器和光柱控制器构成， 光源发生器的主要功能是产生光柱，光柱控制器的主要功能是接收来自数据总 线的控制指令，准确快速地改变光柱投射的角度，执行扫描的任务。媒体控制 中心把设计好的三维空间影像转换成各个控制台的空间点阵扫描的控制指令。 控制台与媒体控制中心由数据总线相连，媒体控制中心把控制指令发送给各个 控制台，各个控制台反馈数据信息给媒体控制中心，总线可以使用电线、光纤 或者无线通讯。如图2所示，在6个建筑物顶端设有6个控制台，分别是控制台A、控制 台B、控制台C、控制台D、控制台E和控制台F，所有控制台都使用一个基 准坐标系，每一个控制台在基准坐标系中的坐标分别为(x,，力A)、 (x2,_y2,z2)、 (jc3，_y3,z3)、 (X，力,Z4)、 (JC5j5,Z5)和(X6,^,&)。在某一时刻，光柱聚焦点扫描的位 置是0c。,少。,z。)，控制台A光柱投射向量为Oc。-x^。-x,z。-z》，这个向量准确描述了光柱投射的准确角度。以此类推，所有的控制台都能够通过简单的向量计 算获得准确的光柱投射角度。扫描法影像投放流程如下:第一步，确定所有控制台的空间基准坐标位置；第二步，将三维影像数字化，产生在每一个投放点的三维影像的空间点阵; 第三步，媒体控制中心将数字化的影像转换为各个控制台的控制信号； 第四步，通过数据总线向各控制台发送控制信号； 第五步，各控制台根据控制信号改变光柱投射角度，进行空间扫描，产生 三维影像。该方法也可将一个空间图像分解成若干空间区域，用多个聚光点进行空间 扫描构成整幅图像。 方法二映射法。基于多光柱聚焦的原理，从每一个投射点投射由多个光柱集合而成的光斑, 在空中进行多点聚焦，利用带有图案的光斑映射在空中多点聚焦后形成比较稳 定的图像，通过相对低速的光斑扫描就可以实现三维影像的投射。可以通过提 高光斑的分辨率提高影像的分辨率。通过控制光源色彩，或者加滤光膜，或者 基色光空中聚焦混合，产生彩色立体影像。如图3所示，为一简单的，静止三维影像的光斑映射成像原理图，由若干个独立的映射源组成，每个映射源包括光源和带有特殊通光孔图案的遮光板组 成，在系统工作状态，光源可以稳定地照亮整个空中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空中立体显像的实现系统，其特征在于，包括：两个或多个控制台，用于向显像空间投射光柱并控制光柱投射方向；媒体控制中心，用于设计立体影像和实现立体影像数据的处理转化，产生供各控制台用于投射光柱的控制信号；显像空间，用于在空中呈现立体图像；所述媒体控制中心通过数据及控制总线与所述两个或多个控制台相连，所述显像空间中的立体图像由所述两个或多个控制台从不同角度向空中投射的光柱经过聚焦后形成。

【技术特征摘要】
1、一种空中立体显像的实现系统，其特征在于，包括两个或多个控制台，用于向显像空间投射光柱并控制光柱投射方向；媒体控制中心，用于设计立体影像和实现立体影像数据的处理转化，产生供各控制台用于投射光柱的控制信号；显像空间，用于在空中呈现立体图像；所述媒体控制中心通过数据及控制总线与所述两个或多个控制台相连，所述显像空间中的立体图像由所述两个或多个控制台从不同角度向空中投射的光柱经过聚焦后形成。2、 根据权利要求l所述的系统，其特征在于，所述控制台包括 光源发生器，用于产生适合投射的光源；光柱控制器，用于接收来自所述媒体控制中心的控制指令，准确快速地改 变光柱投射的角度，执行扫描的任务。3、 根据权利要求l所述的系统，其特征在于，所述控制台投射的光柱为彩 色光柱，所述彩色光柱在空中聚焦后形成彩色聚光点，从而形成彩色图像。4、 一种空中立体显像的实现系统，其特征在于，包括 两个或多个映射源，用于向空中投射光斑； 显像空间，用于在空中呈现立体图像；所述显像空间中的立体图像由所述两个或多个映射源从不同角度向空中投 射的光斑经过聚焦后形成。5、 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述映射源包括光源和遮光板，所述遮光板用于产生光斑，屏蔽多余光线。6、 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述映射源...

【专利技术属性】
技术研发人员：何进，
申请(专利权)人：何进，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]