[发明专利]一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统

权利要求书

1.一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，其特征在于，其包括：

CAVE屏幕设备(10)，包括至少一面投影屏幕；

主动3D投影设备(20)，用于向所述投影屏幕投射投影图像；

动作捕捉设备(30)，获取用户的位置信息和姿态变化信息；

中控装置(40)，输入端与所述动作捕捉设备(30)连接，输出端与所述主动3D投影设备(20)连接；其可构建虚拟现实的3D虚拟场景和3D虚拟模型，并可根据所述动作捕捉设备(30)获取的用户位置信息和姿态变化信息而调整所述3D虚拟场景的渲染视角和控制改变所述3D虚拟模型的运动状态，实时渲染出虚拟现实动画图像，并将所述虚拟现实动画图像处理成3D投影图像而输出给所述主动3D投影设备(20)进行播放；

3D眼镜(50)，可接收所述中控装置(40)发射的同步信号而控制左眼镜片和右眼镜片交替透光而使用户观看到投影在所述投影屏幕上的立体图像。

2.如权利要求1所述的一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，其特征在于，其还包括：

扩声设备(60)，与所述中控装置(40)连接，其包括音箱和麦克风。

3.如权利要求1所述的一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，其特征在于，所述中控装置(40)包括：

输入端口(41)，与所述动作捕捉设备(30)连接，用于接收用户的位置信息和姿态变化信息；

虚拟现实平台(42)，用于构建虚拟现实的3D虚拟场景和3D虚拟模型，根据用户的位置信息和姿态变化信息调整所述3D虚拟场景的渲染视角和控制改变所述3D虚拟模型的运动状态以实时渲染出虚拟现实动画图像；

3D图像处理单元(43)，用于将所述虚拟现实动画图像处理成3D投影图像，所述3D投影图像包括与不同的视角相关联的左眼图像数据和右眼图像；

同步信号处理单元(44)，用于按照所述3D眼镜(50)的配置信息生成对应所述左眼图像和右眼图像的同步信号；

同步信号发射单元(45)，用于将所述同步信号发射至3D眼镜(50)；所述同步信号用于控制所述3D眼镜(50)的左眼镜片和右眼镜片分别对应接收所述左眼图像和右眼图像；

输出端口(46)，与所述主动3D投影设备(20)连接，用于将所述3D投影图像输出给所述主动3D投影设备(20)。

4.如权利要求3所述的一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，其特征在于，所述中控装置(40)还包括：

投影融合单元(48)，用于将所述3D投影图像处理为多个可输出至所述主动3D投影设备(20)进行播放以在所述CAVE屏幕设备(10)上融合呈现整个投影图像的3D投影图像单元数据。

5.如权利要求4所述的一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，其特征在于，

所述输出端口(46)设有若干个，其分别连接一台主动3D投影设备(20)；

所述投影融合单元(48)可将所述3D投影图像处理为数量与所述主动3D投影设备(20)数量相一致的多个3D投影图像单元数据。

6.如权利要求1所述的一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，其特征在于，所述中控装置(40)还包括：

动作跟踪及分析处理模块(47)，其与所述输入端口(41)及虚拟现实平台(42)连接，其用于对所述输入端口(41)接收的位置信息和姿态变化信息进行分析处理，以计算出用户当前在场景中所处的位置及发出的交互指令。

7.如权利要求6所述的一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，其特征在于，所述虚拟现实平台(42)包括：

三维建模模块(421)，用于搭建所述3D虚拟场景和3D虚拟模型；

渲染模块(422)，用于实时渲染出所述虚拟现实动画；

3D虚拟模型动画模块(423)，用于模拟现实物体的运动状态；

人机交互模块(424)，根据用户当前所处的位置而实时改变所述3D虚拟场景显示的视角，并根据用户的交互指令控制改变所述3D虚拟模型的运动状态。

8.如权利要求1所述的一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，其特征在于，所述CAVE屏幕设备(10)包括：

正幕(11)，其为背投式投影屏幕；

左侧幕(12)，设于所述正幕(11)的左侧，其为背投式投影屏幕；

右侧幕(13)，设于所述正幕(11)的右侧，其为背投式投影屏幕；

地幕(14)，平铺于水平面上，其为正投式投影屏幕；

所述正幕(11)、左侧幕(12)、右侧幕(13)、地幕(14)围合出一立体空间。