一种全息成像的交互装置及其交互方法与流程

文档序号:32747279发布日期:2022-12-30 22:48阅读:27来源:国知局

1.本发明涉及全息成像技术领域,尤其涉及一种利用反射进行全息成像的交互装置及其交互方法。


背景技术:

2.专利2011100808946,在能实现全息显示(包括透明显示)的基础上,很好的实现了成像源隐蔽效果,应用于各种展示场景,特别适合近距离的展示场景,增加了展示的神秘感,提升了整体展示的体验效果,但是该专利所提供的方案不能实现假全息影像(虚拟二维平面像素)与真全息影像(虚拟三维体像素)的交互展示的效果,例如,其不能实现文物活化的全息效果(例如静态真全息影像与动态的假全息影像相互渐变转换)。所述的真全息影像是指通过实物的一次或多次的反射而成的具有三维空间属性的体像素的透明影像;所述的假全息影像是指通过实物的一次或多次的反射而成的具有二维空间属性的平面像素的透明影像。


技术实现要素:

3.因此,为了克服背景技术中的不足,本发明的目的是提供一种能实现假全息影像与真全息影像交互展示的一种全息成像的交互装置及其交互方法。
4.为了实现所述发明的目的,本发明提供如下技术方案:一种全息成像的交互装置,包括:屏幕1,第一实物24,成像器,照明灯5,所述屏幕1和所述的第一实物24用于通过所述成像器在对应的位置成像;所述成像器包括透明实体4和半透反射体3,所述透明实体4包括透明的液体和/或透明的固体,所述半透反射体3与所述透明实体4接触,所述透明实体4包括第一折射面6,所述第一折射面6是所述透明实体4的一个折射面;所述照明灯5用于照亮所述第一实物24;其特征在于包括:如果所述屏幕1是不透明的屏幕,则按所述屏幕1、所述第一实物24、所述第一折射面6和所述半透反射体3的先后顺序设置位置;如果所述屏幕1是透明的屏幕,则按所述第一实物24、所述屏幕1、所述第一折射面6和所述半透反射体3的先后顺序设置位置。
5.优选地,还包括:把所述屏幕1上所显示的对应影像与所述半透反射体3进行连线,在所述屏幕1上所显示的对应影像与所述半透反射体3之间的所有连线中,至少有一条直线穿过所述第一实物24。
6.优选地,还包括:传动机构,所述传动机构使所述第一实物24移动和/或旋转。
7.优选地,还包括:交互信号控制器,所述交互信号控制器用于根据预先设定的时间分别对应控制所述照明灯5的亮度、控制所述第一实物24的运动或控制所述屏幕1里的影像显示的状态。
8.优选地,还包括:所述传动机构包括旋转器、移动器和电机20;所述旋转器上设置有至少1个卡位21;所述旋转器用于使所述卡位21产生转动,所述移动器用于使所述第一实物24产生移动,所述电机20用于驱动所述旋转器和所述移动器,所述卡位21用于放置所述
第一实物24。
9.优选地,还包括:第二折射面7和投影仪8,所述第二折射面7是所述透明实体4的折射面,所述投影仪8所射出的光线先穿过所述第二折射面7再进入所述透明实体4。
10.根据上述的一种全息成像的交互装置,本发明还提供了一种全息成像的交互方法:步骤1:使所述屏幕1显示对应的影像或不显示影像,使所述照明灯5照亮所述第一实物24;步骤2:使所述照明灯5的灯光变暗,使所述实体2移动和/或旋转;步骤3:使屏幕1显示对应的影像。
11.优选地,还包括,步骤4:使所述第一实物24移动和/或旋转,使所述照明灯5的灯光变亮,使所述屏幕1显示对应的影像或不显示影像。
12.本发明的有益效果是:能实现以下4方面的效果。
13.第一,实现真全息影像与假全息影像相互转换的交互展示(显示)效果,例如使一个真实的静态第一实物24(马的雕像)的真虚拟影像(即第二虚像14)渐变成一个电脑制作的第一实物24的动态假虚拟影像(即第一虚像13,虚拟的动态马),即所呈现出的效果是:真全息影像(第二虚像14)逐渐消失,在接近该真全息影像的位置上,假全息影像(第一虚像13)逐渐显现,在真与假, 虚与实的视觉变换中,显著提升了视觉的沉浸体验感、神秘感和趣味感。所述第一虚像13包括所述屏幕1里显示的对应虚拟影像(例如用电脑制作的虚拟动态马)。
14.第二,通过增加所述的传动机构,实现了不同的第一实物24的轮换循环展示,扩大了实物展示的品类,丰富了全息实物交互展示的内容。
15.第三,通过投影仪8实现在所述成像器内部显示影像,并且投影仪8被隐藏,观众在任意角度都看不到所述投影仪8,从而产生神秘奇特的视觉效果。
16.第四,成像源屏幕1和第一实物24被隐藏,观众在任意位置都不能被直接看到,效果独特神秘感强。
17.本发明的特征和优点将在下面的说明中进行描述,可以通过描述得到理解或者可以通过结合本发明的附图和实施例得到理解。
附图说明
18.图1为本发明实施例的正面立体示意图。
19.图2为本发明实施例的背面立体示意图。
20.图3为本发明实施例的顶面结构示意图。
21.图4为本发明实施例的正面结构示意图之一(伸缩杆22处于最大伸缩位置)。
22.图5为本发明实施例的正面结构示意图之二(伸缩杆22处于最小伸缩位置)。
23.图6为本发明实施例的移动器和旋转器处于状态一(伸缩杆22处于最大伸缩位置)的结构示意图。
24.图7为本发明实施例的移动器和旋转器处于状态二(伸缩杆22处于最小伸缩位置)的结构示意图。
25.图8为本发明实施例成像器、屏幕1和第一实物24的结构示意图。
26.附图中:1.屏幕, 3.半透反射体,4.透明实体(虚线组成的阴影面),5. 照明灯,6. 第一折射面,7. 第二折射面(阴影部分),8. 投影仪,9.外壳,10.电机,12.按键,13.第一虚
像,14. 第二虚像;16.底座,17. 第一视线方向,20.电机,21.卡位,22.伸缩杆,24.第一实物,25.第二实物,26.展示水平面,27.全反射镜,28.第三实物,29. 第三虚像,30磁铁,31. 第二视线方向,32.第三虚像,33. 第四虚像,34. 第五虚像,35. 第六虚像, 36. 透明容器。
具体实施方式
27.结合说明书附图,通过下面的实施例可以详细地解释本发明。
28.下面是本发明的一个实施例,如图1,把屏幕1(例如液晶屏), 第一实物24(例如可以是雕像、工艺品、电子产品等),成像器、按键12、传动机构、交互信号控制器、照明灯5、全反射镜27、投影仪8和外壳9固定在对应的位置;所述外壳9采用不透明的塑料材质,用于遮挡屏幕1和 第一实物24,使观众不能直接看到;所述成像器由方框形的透明容器36、水和半透镀膜玻璃(即半透反射体3)组成,透明实体4包括透明容器36和水,透明容器36里装有水,半透镀膜玻璃设置在水中,半透镀膜玻璃与所述屏幕1成45度角,所述成像器包括第一折射面6和第二折射面7,所述第一折射面6与所述屏幕1平行放置,所述第一实物24的位置设置在所述屏幕1和所述第一折射面6之间;使所述投影仪8所射出的光线先穿过所述第二折射面7再进入所述的水中,水里的中部放置有漂浮物,水里的下方放置有透光亚克力沙盘(微景),所述透明容器36外部设置灯光,使该灯光的光线从该透明容器36的底部照射到所述的亚克力沙盘(微景)。把所述屏幕1、按键12、交互信号控制器、传动机构、照明灯5和投影仪8进行电连接;所述第一实物24设置在传动机构上,所述传动机构包括旋转器、移动器和电机20;所述旋转器上设置有3个穿孔的卡位21,所述移动器包含有电动伸缩杆22;所述电机20用于驱动所述旋转器和电动伸缩杆22;所述卡位21把所述第一实物24(例如马的雕像)放置在所述穿了孔的卡位21上,所述孔的直径大于所述伸缩杆22的直径,所述的卡位21用于当所述旋转器旋转时,能固定所述第一实物24;雕像底部设置有能被磁铁吸引的金属,所述伸缩杆22上设置有永磁铁或电磁铁。
29.所述透明实体4包括第一折射面6和第二折射面7,使所述投影仪8所射出的光线先穿过所述第二折射面7再进入所述透明实体4(水),水里的中部放置有漂浮物,水里的下方放置有透光亚克力沙盘(微景),所述透明容器36外部设置灯光,使该灯光的光线从该透明容器36的底部照射到所述的亚克力沙盘。
30.所述照明灯5用于为第一实物24提供照明。所述第一虚像13和所述第二虚像14分别是屏幕1和第一实物24的虚像,以半透反射体3为对称反射轴;所述第五虚像34和所述第六虚像35分别是所述屏幕1和所述第一实物24的虚像,以全反射镜27为对称反射轴;所述第三虚像32和所述第四虚像33分别是所述第五虚像34和所述第六虚像35的虚像,以半透反射体3为对称反射轴。所述交互信号控制器用于根据设定的对应时间发出对应的执行命令并进行电信号的控制,例如,控制所述传动机构使第一实物24发生对应的运动,控制照明灯5在预定的时间内的灯光亮度(例如控制灯光强度的衰减效果),控制屏幕1的影像显示,控制所述投影仪8的影像显示。
31.当启动按键12,启动初始状态,例如此时的投影仪器8和屏幕1正在播放对应的影像,照明灯5的亮度处于最大值,传动机构位于静止状态,此时第一实物24和第二虚像14处在对应的位置;1秒后通过交互信号控制器关闭照明灯5,灯光逐渐变暗,1秒后灯光完全变
暗(灯光完全变暗后所述的第二虚像14就消失了),此时立即启动传动机构,使所述第一实物24向下移动到展示面26以下的对应位置(此时第一实物24就不能遮挡到所述屏幕1上对应播放的影像),此时立即使所述屏幕1显示出指定的动态影像(是用电脑制作出的三维动态马的影像),直到该动态影像播放完毕。通过上面的一系列动作组合,最终通过半透反射体3(半透镀膜玻璃)从第一视线方向17或从第二视线方向31看到一种神奇的视觉效果:一匹静态马的真实雕像(真全息影像,即实物2的第二虚像14),2秒内神奇地渐变成一匹动态有生命的虚拟马(假全息影像,即屏幕1里的影像的第一虚像13),实现了静态实物的活化效果,增强了虚实结合的体验感,从而极大地提升了整体视觉的沉浸体验感。
32.另外,当第一实物24移动到展示水平面26以下的对应位置时(即所述第一实物24处于卡位21上),旋转器开始旋转到对应的位置,使所述第二实物25的位置与移动器的伸缩杆22的位置对应,此时伸缩杆22向上移动,带动所述第二实物25向上移动到所述展示水平面26之上,此时所述的第二实物25底部的金属已经被缩杆22上的磁铁吸引,即此时的所述第二实物25被所述缩杆22固定。通过这个旋转和移动的动作组合,实现了多个(或多组)的第一实物24轮换循环展示。
33.以上所述仅是本发明的优选实施方式,所属领域的技术人员应该明白,在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内,在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化,均为本发明的保护范围。
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