[发明专利]一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统

说明书

一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统，包括CAVE屏幕设备、主动3D投影设备、动作捕捉设备、中控装置和3D眼镜，其中，动作捕捉设备可实时捕捉用户的位置信息和姿态变化信息作为系统的输入，中控装置可根据动作捕捉设备获取的用户位置信息和姿态变化信息而调整虚拟场景的渲染视角和控制改变虚拟模型的运动状态，实时渲染出虚拟现实动画图像，并将虚拟现实动画图像处理成3D投影图像而输出给主动3D投影设备进行播放，从而实现交互效果，主动3D投影设备可将3D投影图像投射到CAVE屏幕设备上进行显示，用户通过3D眼镜便可观看到投影屏幕上的立体图像，用户通过姿态变化可对投影内容进行控制，从而进行交互体验。

【技术领域】

本发明涉及虚拟现实技术，特别涉及一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统。

【背景技术】

虚拟现实系统的目的是创建一个虚拟的三维世界环境，并使之尽量贴近真实世界，提供给用户一种身临其境的体验，允许用户能够像在真实世界中一样与虚拟对象有良好的交互，使用户(在理想状态下)不能区分虚拟世界与真实世界。在自然条件苛刻的情况下，虚拟现实技术尤其可以发挥它的优势，因为用户不需要进入不适宜的环境(例如危险、寒冷等)也可以实施作业。正因为这一特点，虚拟现实系统具有巨大的应用前景，其系统随着市场需求的变化而需要不断升级。

【发明内容】

本发明旨在解决上述问题，而提供一种3D主动立体可交互沉浸式虚拟现实CAVE系统。

为解决上述问题，本发明提供了一种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、主动3D投影设备、动作捕捉设备、中控装置和3D眼镜，所述CAVE屏幕设备包括至少一面投影屏幕；所述主动3D投影设备用于向所述投影屏幕投射投影图像；所述动作捕捉设备用于获取用户的位置信息和姿态变化信息；所述中控装置的输入端与所述动作捕捉设备连接，输出端与所述主动3D投影设备连接；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投影设备进行播放；所述3D眼镜可接收所述中控装置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。

进一步地，其还包括扩声设备，其与所述中控装置连接，其包括音箱和麦克风。

进一步地，所述中控装置包括输入端口、虚拟现实平台、3D图像处理单元、同步信号处理单元、同步信号发射单元和输出端口，所述输入端口与所述动作捕捉设备连接，用于接收用户的位置信息和姿态变化信息；所述虚拟现实平台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；所述3D图像处理单元，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；所述同步信号处理单元用于按照所述3D眼镜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；所述同步信号发射单元用于将所述同步信号发射至3D眼镜；所述同步信号用于控制所述3D眼镜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。所述输出端口与所述主动3D投影设备连接，用于将所述3D投影图像输出给所述主动3D投影设备。

进一步地，所述中控装置还包括投影融合单元，用于将所述3D投影图像处理为多个可输出至所述主动3D投影设备进行播放以在所述CAVE屏幕设备上融合呈现整个投影图像的3D投影图像单元数据。

进一步地，所述输出端口设有若干个，其分别连接一台主动3D投影设备；所述投影融合单元可将所述3D投影图像处理为数量与所述主动3D投影设备数量相一致的多个3D投影图像单元数据。