一种三维空间展示系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种三维空间展示系统及方法，包括：显示装置、空间定位装置和终端设备；终端设备用于：根据映射关系、显示装置连接顺序和显示装置的画面位置参数，构建虚拟空间；根据当前时刻的三维坐标，确定虚拟空间中的多个位置相同的虚拟摄像机的虚拟空间位置；获取每个虚拟摄像机的近剪裁画面参数，并根据每个虚拟摄像机的近剪裁画面参数，得到每个虚拟摄像机的透视投影矩阵，以使每个虚拟摄像机根据相应的透视投影矩阵进行渲染，得到每个虚拟摄像机对应的目标虚拟画面；将当前时刻的每个目标虚拟画面分别发送至对应的显示装置中进行显示。本发明专利技术能够实时根据观察位置，在实体空间中渲染出匹配该位置透视关系的三维空间图像。像。像。

【技术实现步骤摘要】
一种三维空间展示系统及方法


[0001]本专利技术涉及多媒体展览展示
，尤其涉及一种三维空间展示系统及方法。

技术介绍

[0002]随着多媒体展览展示行业的发展，越来越多的三维数字展示空间，被设计成具有多方向空间画面的沉浸式折幕空间，多用于沉浸式展示体验或视频拍摄的数字背景画面，这种空间常常由投影机投射多个方向空间面的墙体拼接而成或由LED显示模块墙围合而成。
[0003]但现有技术具有以下缺陷：1)在图形处理设备输出接口有限的情况下如使用笔记本电脑、平板电脑及手机时，使用单个图形处理设备输出接口(VGA，HDMI，DP等)输出三维空间图像画面，当同时输出到多个显示设备时，如果显示设备画面的旋转角度与三维空间虚拟摄像机面向方向不一致的话，会造成图像失真。2)在实体空间中，各方向空间显示的画面不能实时以该空间中某个位置的第一人称视角实时调整显示图像与的该位置间的透视关系，导致实体摄像机或空间体验者如果不位于空间指定位置，观察到的图像就会因透视关系错误而失真。
[0004]因此，亟需提供一种技术方案解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种三维空间展示系统及方法。
[0006]本专利技术的一种三维空间展示系统的技术方案如下：
[0007]包括：依次连接设置的多个显示装置、包含被追踪设备和多个空间定位器的空间定位装置、以及终端设备；所述多个显示装置设置于目标实体空间中，所述被追踪设备安装在处于所述目标实体空间中的观察者身上，所述多个空间定位器用于获取所述被追踪设备在所述目标实体空间中的当前三维坐标；所述终端设备用于：
[0008]根据预设比例映射关系、所述多个显示装置的连接顺序和每个显示装置的画面位置参数，构建包含依次连接的多个虚拟屏幕的目标虚拟空间；其中，每个虚拟屏幕分别对应一个显示装置；
[0009]根据当前时刻的当前三维坐标，确定所述目标虚拟空间中的多个位置相同的虚拟摄像机的虚拟空间位置；其中，每个虚拟摄像机分别对准一个虚拟屏幕的中心位置；
[0010]获取每个虚拟摄像机在所述虚拟空间位置处的近剪裁画面参数，并根据任一虚拟摄像机的近剪裁画面参数，得到该虚拟摄像机的透视投影矩阵，以使该虚拟摄像机根据该虚拟摄像机的透视投影矩阵进行渲染，将该虚拟摄像机对应的原始虚拟画面替换为目标虚拟画面，直至将每个虚拟摄像机对应的原始虚拟画面替换为目标虚拟画面；
[0011]将所述当前时刻的每个目标虚拟画面分别发送至所述目标实体空间中对应的显示装置中进行显示。
[0012]本专利技术的一种三维空间展示系统的有益效果如下：
[0013]本专利技术的系统能够实时根据观察位置，在实体空间中渲染出匹配该位置透视关系的三维空间图像。
[0014]在上述方案的基础上，本专利技术的一种三维空间展示系统还可以做如下改进。
[0015]进一步，任一显示装置的画面位置参数包括：所述任一显示装置的屏幕宽度、屏幕高度、中心点与物理原点的目标距离值、X轴旋转角度和Y轴旋转角度。
[0016]进一步，所述近剪裁画面参数包括：虚拟摄像机对应的近剪裁画面的左边框位置、右边框位置、上边框位置、下边框位置、虚拟摄像机对应的近剪裁画面与该虚拟摄像机的第一距离值和虚拟摄像机对应的远裁剪面与该虚拟摄像机的第二距离值。
[0017]进一步，还包括：拼接处理器；所述终端设备具体用于：
[0018]当所述终端设备的视频输出接口数量为一个时，按照每个目标虚拟画面之间的连接关系进行拼合，得到整体虚拟画面，并通过所述视频输出接口将所述整体虚拟画面输出至所述拼接处理器；
[0019]所述拼接处理器用于：按照画面拼合方式，对所述整体虚拟画面进行分割，得到所有的目标虚拟画面，并将每个目标虚拟画面分别发送至所述目标实体空间中对应的显示装置中进行显示。
[0020]采用上述进一步技术方案的有益效果为：通过一个视频输出接口将虚拟多个虚拟画面输出至实体空间，在提高终端设备兼容性的同时，减少了终端设备的显卡数量，降低了产品成本与产品能源消耗。
[0021]进一步，所述终端设备具体用于：
[0022]当所述终端设备的视频输出接口数量为多个时，采用每个视频输出接口输出一个目标虚拟画面的方式，将每个目标虚拟画面分别发送至所述目标实体空间中对应的显示装置中进行显示。
[0023]进一步，所述显示装置为：LED幕墙、液晶显示屏或投影机投射画面。
[0024]进一步，所述终端设备为：电脑或手机。
[0025]本专利技术的一种三维空间展示方法的技术方案如下：
[0026]终端设备根据预设比例映射关系、所述多个显示装置的连接顺序和每个显示装置的画面位置参数，构建包含依次连接的多个虚拟屏幕的目标虚拟空间；其中，每个虚拟屏幕分别对应一个显示装置；
[0027]所述终端设备根据当前时刻的当前三维坐标，确定所述目标虚拟空间中的多个位置相同的虚拟摄像机的虚拟空间位置；其中，每个虚拟摄像机分别对准一个虚拟屏幕的中心位置；
[0028]所述终端设备获取每个虚拟摄像机在所述虚拟空间位置处的近剪裁画面参数，并根据任一虚拟摄像机的近剪裁画面参数，得到该虚拟摄像机的透视投影矩阵，以使该虚拟摄像机根据该虚拟摄像机的透视投影矩阵进行渲染，将该虚拟摄像机对应的原始虚拟画面替换为目标虚拟画面，直至将每个虚拟摄像机对应的原始虚拟画面替换为目标虚拟画面；
[0029]所述终端设备将所述当前时刻的每个目标虚拟画面分别发送至所述目标实体空间中对应的显示装置中进行显示。
[0030]本专利技术的一种三维空间展示方法的有益效果如下：
[0031]本专利技术的方法能够实时根据观察位置，在实体空间中渲染出匹配该位置透视关系
的三维空间图像。
[0032]在上述方案的基础上，本专利技术的一种三维空间展示方法还可以做如下改进。
[0033]进一步，任一显示装置的画面位置参数包括：所述任一显示装置的屏幕宽度、屏幕高度、中心点与物理原点的目标距离值、X轴旋转角度和Y轴旋转角度。
[0034]进一步，所述近剪裁画面参数包括：虚拟摄像机对应的近剪裁画面的左边框位置、右边框位置、上边框位置、下边框位置、虚拟摄像机对应的近剪裁画面与该虚拟摄像机的第一距离值和虚拟摄像机对应的远裁剪面与该虚拟摄像机的第二距离值。
附图说明
[0035]图1示出了本专利技术的一种三维空间展示系统的实施例的第一结构示意图；
[0036]图2示出了本专利技术的一种三维空间展示系统的实施例中的空间定位装置的安装示意图；
[0037]图3示出了本专利技术的一种三维空间展示系统的实施例中的目标虚拟空间的结构示意图；
[0038]图4示出了本专利技术的一种三维空间展示系统的实施例中的目标虚拟画面的示意图；
[0039]图5示出了本专利技术的一种三维空间展示系统的实施例中的显示装置所显示画面的示意图；
[0040]图6示出了本专利技术的一种三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维空间展示系统，其特征在于，包括：依次连接设置的多个显示装置、包含被追踪设备和多个空间定位器的空间定位装置、以及终端设备；所述多个显示装置设置于目标实体空间中，所述被追踪设备安装在处于所述目标实体空间中的观察者身上，所述多个空间定位器用于获取所述被追踪设备在所述目标实体空间中的当前三维坐标；所述终端设备用于：根据预设比例映射关系、所述多个显示装置的连接顺序和每个显示装置的画面位置参数，构建包含依次连接的多个虚拟屏幕的目标虚拟空间；其中，每个虚拟屏幕分别对应一个显示装置；根据当前时刻的当前三维坐标，确定所述目标虚拟空间中的多个位置相同的虚拟摄像机的虚拟空间位置；其中，每个虚拟摄像机分别对准一个虚拟屏幕的中心位置；获取每个虚拟摄像机在所述虚拟空间位置处的近剪裁画面参数，并根据任一虚拟摄像机的近剪裁画面参数，得到该虚拟摄像机的透视投影矩阵，以使该虚拟摄像机根据该虚拟摄像机的透视投影矩阵进行渲染，将该虚拟摄像机对应的原始虚拟画面替换为目标虚拟画面，直至将每个虚拟摄像机对应的原始虚拟画面替换为目标虚拟画面；将所述当前时刻的每个目标虚拟画面分别发送至所述目标实体空间中对应的显示装置中进行显示。2.根据权利要求1所述的一种三维空间展示系统，其特征在于，任一显示装置的画面位置参数包括：所述任一显示装置的屏幕宽度、屏幕高度、中心点与物理原点的目标距离值、X轴旋转角度和Y轴旋转角度。3.根据权利要求1所述的一种三维空间展示系统，其特征在于，所述近剪裁画面参数包括：虚拟摄像机对应的近剪裁画面的左边框位置、右边框位置、上边框位置、下边框位置、虚拟摄像机对应的近剪裁画面与该虚拟摄像机的第一距离值和虚拟摄像机对应的远裁剪面与该虚拟摄像机的第二距离值。4.根据权利要求1所述的一种三维空间展示系统，其特征在于，还包括：拼接处理器；所述终端设备具体用于：当所述终端设备的视频输出接口数量为一个时，按照每个目标虚拟画面之间的连接关系进行拼合，得到整体虚拟画面，并通过所述视频输出接口将所述整体虚拟画面输出至所述拼接处理器；所述拼接处理器用于：按照画面拼合方式，对所述整体虚拟画面进行分割，得到所有的目标虚拟画面，并将每个目标虚拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶天伟，赵冬，李九宏，
申请(专利权)人：北方华录文化科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：