将计算机生成的效果叠加到实况图象的方法和装置制造方法及图纸

一种观察展示地的方法和装置能够将计算机生成的图象和声音叠加在实况展示地上，并根据一对细节不同程度的要求生成和显示叠加图象，在无需指令，操纵员，调整，训练或指导可由一般公众在室内或户外设备中使用。观察装置（１００）可包括一个观察部分（３５０），一个处理部分，一个显示部分，和一个音频部分。这些组成部分组合起来使用户能够观察叠加有信息或历史再现的真实展示地以增强展示经历，与将展示地参观者的注意力引离真实展示地的单独的显示小室或其它手段相反。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种交互式观察设备。尤其涉及一种装置，该装置在显示集成有与位置相关的计算机生成的声音和图象效果的实况展览点时提供了一种可以多种自由度来操纵观察器的方法和装置。而且，这种方法和装置能够按要求进行叠加显示，该叠加可由非熟练公众进行操作和控制。
技术介绍
很多历史的、自然的和物理展览景点，如国家公园的展览点，是依靠书报、海报或人的讲述来传达发生在该展览点的历史事件。这些展示手段虽然花费比较少，但却不能给参观者提供发生在实际展示点的历史事件的真实再现。实际上，只有“人力密集”的再现表演，如那些在国内战争现场使用演员进行的表演，为参观者提供了有效的历史事件的现场表演。但是人力密集的再现表演花费昂贵，难于安排并经常会破坏展示点。当安排有再现表演时，参观者往往会蜂拥到展示地使展示地拥挤不堪。由于这些原因，在展示地很少安排人再现表演。另外，人力密集进行再现表演的方法不能用于再现自然现象如圣·海伦山的爆发，神话遭遇如Loch Ness怪物的形象，或人类的成就如建造Rushmore山。对这些类型的展览，展览者一般借助电影，照片或动画以再现历史事件。但是，这些展示手段往往使参观者的注意力集中到电视屏幕上，而不是展览地本身。这样，就需要一种能够提供真实的再现并使参观者的兴趣集中在展览地的展示方法。进一步需要一种不需要“人力密集”的再现表演的展示手段。也已经有了不同于上述的那些方法观察展览地的展示方法。有时使用的一种展示工具是用硬币操作的放大装置。例如，这种放大装置可能安装在风景眺望点或一个高层建筑上使参观者能够看到放大的自然景色。虽然这些放大装置确实提供给参观者当时展览地的放大的图象，它们不能再现或再表演该展示地发生的历史事件，这样，就需要一种展示工具，它可以提供展览地的风景并在放大的风景上显示再现的历史事件。有时头安装的模拟现实显示器或吊杆安装的模拟现实装置也作为展示工具。但是，这些模拟现实装置不能与现有展示地进行交互操作来为用户提供历史再现。而且，这些模拟现实装置一般比较脆弱不适于长期在户外环境中使用。这样，就需要一种结实的观察装置来和真实的展示地结合在一起产生模拟现实的再现。有一些众所周知的处理可以通过用户自由操纵来生成计算机图象并实时地叠加到自然景点上。例如，有一些正在进行的军事应用为步兵训练应用提供了这种功能。但是，所有已知的这种类型的产品都使用昂贵的液晶显示(LCD)技术来叠加图象。而且，这些现有的装置没有一个能够为了虚拟现实叠加而使用能够与更高端部件互换的低成本的技术。而且，这些处理都没有将叠加处理与同步声象效果处理结合在一起。现有技术既没有被集成在展示工具结构中以使公众与之交互，也没有采用一个结构化的过程允许参观者进行交互操作。现有装置也不支持物理上可删除的内容。这样就需要为便宜的用于将计算机生成的图象叠加到参观的图象上的展示工具以提供一种用于用户交互的现场可替置的内容，以及同步的声音和图象效果处理应用。专利技术总结本专利技术通过提供一种允许通过公众操作将计算机生成的音象效果叠加到实况图象上的展示辅助装置的装置和方法来满足上述需要。本专利技术的实施方式允许根据用户的要求显示模拟现实再现和扩充的现实再现。本专利技术的各方面使用户可以与展示地进行较现有技术展示工具的更好的交互。本专利技术的各方面允许用户通过一个观察装置来参观真正的展览地并在展览地有兴趣的点上根据需要生成再现。在参观展览地时，可以确定人正在参观哪个位置并可以向用户显示视觉和音频信息包括效果仿真，历史电影胶片叠加，以及重要事件的教育类型的动画。在用户参观实际的展览地时为用户操作和显示这在以前都是不可能的。只有本专利技术提供了一种适于公众使用(室内和户外)的装置和一个允许用户交互地操作和要求用于修饰肉眼可见的和不借助工具耳朵听到的效果的叠加效果从而使展览地看上去就象它过去曾经有的样子或它在未来某一时刻的样子。一方面，本专利技术提供一个包括观测部分即所谓的图象头的观测装置来进行操作。用户投入一个代用币如果本专利技术设置为要求这么做的活。投入代用币后，用户可以启动观测部分，将其对准展览地有兴趣的任何点，然后按下开始按钮。当用户按开始按钮时，一个计时器显示剩余观测时间。观察装置初始化时确定它相对于初始方向的位置并确定需显示给用户的图画内容。观察装置然后提供一个自然的展览地的“透过镜头”的景象。一连串的声音讲述会开始告诉观察者关于展览地的信息。提供信息给用户以指导其朝向现场景点的正确的观察点。当该观察点可见或出现在观察窗口的中心时，观察装置识别用户关于其它信息的要求。观察装置之后会将计算机生成的效果叠加到景点的“透过镜头”的图象上。另一方面，本专利技术是一个包括用于封装集成电子系统的图象头的展览观察装置。为了动态的和相关的生成并将声音和图象效果叠加到通过展览观察装置观察到的自然光源下的展览点上。该集成电子系统是可再配置的。展示观察装置还包括一个用于用户控制图象头的移动的头支架。展示观察装置还可能包括一个连接到头支架上的用于保持展示观察装置稳定的支架，它还使用户可以接近该展示观察装置。集成电子系统可操作产生声音信号，图象头可能包括一个广播该声音信号的扬声器系统。在另一方面，展示观察装置可能包括一个位置跟踪系统以确定展示观察装置的仰角和方位角使得视觉效果可以被协调，产生并叠加到通过展示观察装置观察到的正常自然光源下的展示点上。在其它装置中，位置跟踪系统可能包括一个电磁测量装置或数字轴编码器。在另外一方面，观察装置的集成电子系统可以包括光学部件，用于将视觉效果叠加到自然光源下的展示点上。另一方面，本专利技术是一种在通过观察装置观察展示点电子系统中用于将计算机生成的图象叠加到观察到的展示点的图象上的方法。观察装置的位置是确定的。观察装置的用户被指导移动，或自由选择使观察装置对准展示景点的特定位置。根据展示景点的特定位置生成计算机画面或声音。计算机效果被叠加到透过观察装置的镜头观察的图象上。该方法还可以包括在确定观察装置的位置前判断是否在观察装置中投入一个纪念币。另一方面，该方面可以包括在指导用户移动观察装置前提供声音效果和镜头景色给用户。指导观察装置的用户将观察装置移动到展示地的特定位置的步骤包括在观察装置的镜头景色上显示箭头。该箭头与用户应移动观察装置以达到特定位置的方向一致。另一方面，本专利技术提供一种独特的装备适用于在公园、博物馆、饭店、学校、科学中心和其它高交通、低监督的领域的公共使用。该装置采用一种结实的设计将电子元件包装在一个基本外壳和图象头里以确保保护它们。该装置提供一种可靠的方法用于在两维进行浏览并允许为计算机处理收集方向数据；为点观察器提供一个结实的外壳，包括扬声器、计算机显示、电子扬声器和开关，位置测量装置，图象捕获设备，计算机处理、图象集成和控制存储。另一方面，本专利技术提供一种独特的装置允许用户交互地浏览并从景点的实况景色中选择解释信息。该装置允许用户改变方位角或仰角而保持计算生成位置叠加的精确性。该装置提供一种特有的无须培训和帮助的直观方法。当用户浏览展示景点并将感兴趣的点放在观察的中心时该装置显示计算机生成的信息。该装置还根据用户的要求提供附加信息。该装置响应用户要求附加信息的要求。该装置显示表格指明附加信息。如果用户将该装置置于指示器上并激活该信息，按下一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个展示观察装置，包括： 一个图象头用于封装集成电子系统，其中为了将动态地相关产生的可视效果加到通过展示观察装置观察到的自然光源展示地之上，所述集成电子系统是可重配置的；以及 一个头支架用于由用户控制移动图象头。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩K米特柴尔，罗伯特V威尔斯，
申请(专利权)人：瑟莫信息咨询公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]