[发明专利]一种叠加型虚拟成像视频展示控制系统

说明书

本发明公开了一种叠加型虚拟成像视频展示控制系统，硬件部分包括三台主机、SOB成像基膜、角度传感器、继电器以及展示架，软件部分包括用于制作虚拟成像视频相关软件、基于继电器的控制系统、多屏展示控制软件、超大屏和超大分辨率的播放器。系统采用模块化的设计，易拆装，可重用，通过角度传感器和继电器电子元件的配合，实现视频播放帧率的手动控制，通过视频切片技术等算法和软件的开发，实现视频的切片和同步播放展示。

技术领域

本发明属于计算机视觉及系统结构设计技术领域，具体涉及一种叠加型虚拟成像视频展示控制系统。

背景技术

虚拟成像作为光学成像的一种，是利用光学的原理记录并再现物体真实的三维立体图像，以提升视觉效果的技术，包括但不限于全息影像技术、数字全息技术、3D立体成像技术、幻影成像技术和增强现实技术等。不同于平面银幕投影仅仅在二维表面通过透视、阴影等效果实现立体感，虚拟成像是真正呈现出了立体的三维影像，可以360度全方位观看影像的不同方面。因此，虚拟成像技术存在明显优势，其具体成像模式及形成的图像能够给人带来视觉上的强烈冲击，有益于充分满足各行各业的三维展示需求并发挥其价值。

模块化设计是将产品的各个部分组合在一起，构成了一个特定功能的子系统，将这个子系统作为通用性的模块与其他部分进行多种组合，构成新的系统，产生多种不同的功能或相同功能；模块搭载角度传感器可以很容易的测出位置和角度，通过配合继电器可以完成很多的控制功能。因此，模块化设计可以很好地应用于虚拟成像展示控制系统，并解决该系统可重用性不高的问题。

目前，国内针对虚拟成像系统的展示技术的研究方法主要是先对人工制作好的投影视频源压缩成指定格式，再将视频源投影到金字塔状的透明材料制成四面椎体投影膜中进行展示，通过将分割好的视频反射到这个椎体构成的特殊棱镜上，汇集到一起形成具有真实维度空间的立体影像，体验者能从锥形空间里看到自由飘浮的影像和图型。如文献[黄启东,姚锦江,黄海燕,蔡梓伦,张润,肖锐,陈金辉.基于全息投影三维模型的成像研究[J].科技传播,2020,12(08):107-108]提出利用黑茶色PVC透明硬片制作全息成像装置，该装置通过光的投射和反射原理使得三维的模型悬浮在空中，将真实三维图像复现。文献[刘铸,王彦入,凡正波.共享型博物馆全息投影设备[J].中国新通信,2018,20(22):153]提出使用FPGA核心板、高清视频播放器、TFT液晶显示屏、3D立体音响和全息成像装置组合构建虚拟成像控制系统，成像结构是以倒四棱台为主要的成像部分，成像主要是依靠全息膜加亚克力板的结构。文献[凡正波,刘铸.基于伪全息投影技术的建筑物展示仪[J].产业创新研究,2018(08):54-55]提出通过视频采集、FPGA处理、视频播放器处理、全息装置显示的方案，最终呈现在客户面前一幅立体浮空画面，大幅度增强了建筑物展示的效果。

但上述已有的基于虚拟成像的展示系统大多不易拆装，可重用性不高，而基于视频播放的帧率在每秒25帧，帧率一般很难在播放时进行控制，同时虚拟成像视频一般占用空间大，分辨率一般较差；通过视频压缩的方式将视频压缩成指定格式，再进行播放，会造成一定程度的视频信息丢失，分辨率也会有一定的降低。因此，将模块化设计以及硬件和软件相结合引入虚拟成像视频展示控制系统，可以达到系统易拆装、可重用、可控制且保证成像质量的目的。

发明内容

鉴于上述，本发明提供了一种叠加型虚拟成像视频展示控制系统，结合模块化设计以及硬件和软件相结合，易拆装、可重用、可控制且保证成像质量。

一种叠加型虚拟成像视频展示控制系统，包括三台主机、SOB成像基膜、角度传感器、继电器以及展示架；所述三台主机通过模块化设计固定在展示架中，分别用于展示投影视频的前景、中景和背景，投影视频源被切割后在对应主机显示屏上进行播放，通过角度传感器以控制前端主机窗口视频的播放帧率，并成像于基于光学原理的SOB成像基膜，该成像基膜用以消除光线经过玻璃折射之后形成的视觉偏差，通过继电器控制前端主机和后端主机，实现一键开关和视频播放。