專利名稱：一種沉浸式隧道型多媒體交互展示系統(tǒng)及方法
一種沉浸式隧道型多媒體交互展示系統(tǒng)及方法本發(fā)明涉及多媒體系統(tǒng)及娛樂系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種沉浸式隧道型多媒體交互展示系統(tǒng)及方法。目前，隨著多媒體技術(shù)及自動化控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，新的音視頻播放系統(tǒng)和自動化控制系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)并大量的運用在多媒體展示及娛樂項目中，服務于廣大用戶。然而， 在技術(shù)手段和用戶欣賞品味不斷提高的同時，現(xiàn)有的多媒體展示方式卻顯得日趨落后。在國內(nèi)外的同類技術(shù)中，還沒有涉及到人機交互式隧道型多媒體展示系統(tǒng)的技術(shù)，特別是沉浸式的展示手段始終局限于展廳型及劇場型，無法滿足人們對于多媒體展示系統(tǒng)求新、求奇、求刺激的欣賞需求。本發(fā)明的目的就是要彌補現(xiàn)有技術(shù)的空白，提供一種能有更好用戶體驗的，有更先進多媒體展示方式的沉浸式隧道型多媒體交互展示系統(tǒng)及方法。為實現(xiàn)上述目的設(shè)計一種沉浸式隧道型多媒體交互展示系統(tǒng)，包括隧道式屏幕、 播放系統(tǒng)、音系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)、演示裝置、機械步道系統(tǒng)，其特征在于隧道式屏幕中央位置設(shè)有自動可調(diào)速機械步道，隧道式屏幕為背投屏幕，隧道式屏幕內(nèi)部中央位置上面設(shè)有特效環(huán)境演示裝置，投影機位于隧道式屏幕的外側(cè)，隧道式屏幕內(nèi)部左側(cè)上端或右側(cè)上端設(shè)有動作傳感器，機械步道的左右兩側(cè)外設(shè)有音響裝置，所述的特效環(huán)境演示裝置由繼電器信號線連接特效服務器信號線，特效服務器置由RJ45信號線連接交換機信號線，所述的動作傳感器由同軸電纜信號線連接動作捕捉服務器信號線，動作捕捉服務器由RJ45信號線連接多媒體內(nèi)容生成服務器信號線，所述的投影機由多模光纖信號線連接視頻播放器信號線，視頻播放器由RJ45信號線連接交換機信號線，所述的音響系統(tǒng)由音頻信號線連接音頻播放器，音頻播放器由RJ45信號線連接交換機信號線，所述的機械步道由串口信號線連接機械步道控制器信號線，機械步道控制器由RJ45信號線連接交換機信號線，交換機由 RJ45信號線連接交互式多媒體內(nèi)容生成服務器信號線。所述的隧道式屏幕是市售的背投幕。所述的投影機是市售的工程投影機。所述的音響系統(tǒng)的聲卡是市售的聲道數(shù)字音頻控制卡。所述的動作傳感器是市售的超聲波傳感器。所述的特效服務器上設(shè)有DMX512板卡或串口控制板卡。一種沉浸式隧道型多媒體交互展示系統(tǒng)的方法，其特征在于該方法包括以下步驟a、運動傳感器向動作捕捉服務器發(fā)送動作捕捉信號，動作捕捉服務器通過串口協(xié)議接受動作捕捉信號，接受信號后轉(zhuǎn)為TCP數(shù)據(jù)的用戶交互請求發(fā)送至交互式多媒體內(nèi)容生成服務器；b、交互式多媒體內(nèi)容生成服務器判斷特效內(nèi)容是否與用戶交互請求內(nèi)容相關(guān)若不相關(guān)，則特效觸發(fā)命令預存入特效服務器中，等待時間碼作為觸發(fā)條件，觸發(fā)后特效服務器產(chǎn)生特效觸發(fā)信號并發(fā)送至特效設(shè)備；若相關(guān)，則特效服務器需要實時觸發(fā)命令來產(chǎn)生特效觸發(fā)信號并發(fā)送至特效設(shè)備；C、交互式多媒體內(nèi)容生成服務器通過動作捕捉服務器發(fā)送來的用戶交互請求實時產(chǎn)生的視頻內(nèi)容和SMPTE時間碼通過TCP協(xié)議發(fā)送至視頻播放器，實時產(chǎn)生的互動內(nèi)容與視頻服務器中已有的內(nèi)容相結(jié)合通過光纖將視頻播放器產(chǎn)生的視頻信號發(fā)送至顯示設(shè)備；d、交互式多媒體內(nèi)容生成服務器通過動作捕捉服務器發(fā)送來的用戶交互請求實時產(chǎn)生的音頻內(nèi)容和SMPTE時間碼通過TCP協(xié)議發(fā)送至音頻播放器，音頻播放器轉(zhuǎn)為AC-3 信號的音頻信號發(fā)送至音響系統(tǒng)；e、交互式多媒體內(nèi)容生成服務器發(fā)送SMPTE時間碼至機械步道控制器上，機械步道發(fā)送串行信號至步道上來控制步道的運行速度；f、交互式多媒體內(nèi)容生成服務器、特效服務器，動作捕捉服務器、視頻播放器、音頻播放器、機械步道控制器通過網(wǎng)線連接到交換機上組成一個局域網(wǎng)。所述的交互式多媒體內(nèi)容生成服務器、特效服務器，動作捕捉服務器、視頻播放器、音頻播放器、機械步道控制器的硬件平臺均為Dell Precision T3500工作站或其他配置符合要求的PC。本發(fā)明的多媒體展示系統(tǒng)通過對一些列子系統(tǒng)的有機組合視頻播放系統(tǒng)在隧道式的屏幕上播放交互式視頻內(nèi)容；特效系統(tǒng)根據(jù)音頻展示內(nèi)容，作出相應的特技效果，機械步道帶領(lǐng)用戶完整的、有效率的參觀整套的參觀，所有的子系統(tǒng)在一個控制系統(tǒng)內(nèi)協(xié)調(diào)工作，為用戶提供了非比尋常的奇妙體驗，并且，本發(fā)明可根據(jù)實際場地的大小，隧道形狀可擴展為任意形狀，如環(huán)型、s型，應用范圍更廣。

圖1是本發(fā)明的截面結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的模塊組成及數(shù)據(jù)通信流程圖；圖3是本發(fā)明的媒體系統(tǒng)工作流程圖；圖中1、顯示設(shè)備2、特效設(shè)備3、隧道式屏幕4、運動傳感器5、音響系統(tǒng)6、機械步道。結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明，這種裝置的制造技術(shù)對本專業(yè)的人來說是非常清楚的。如圖1所示，用戶站立在機械步道上，隨著機械步道的平緩運行，用戶得以以一定的速度游覽整個展示系統(tǒng)，在本實施例中，使用的是由富士達電梯公司生產(chǎn)的自動可調(diào)速機械步道；隧道式屏幕上播放全視角視頻內(nèi)容，結(jié)合環(huán)繞立體聲系統(tǒng)，給用戶一種沉浸在虛擬環(huán)境中的主觀體驗，其中，隧道式的屏幕可以使用多種顯示技術(shù)，包括主動光源屏幕(LED或LCD屏幕墻)，正面投影或背面投影技術(shù)，這取決于現(xiàn)場條件限制和系統(tǒng)建設(shè)預算，不管使用何種顯示技術(shù)，最終都需要將隧道式屏幕全部由圖像鋪滿，本實例中采用的是背投幕技術(shù)，隧道式式屏幕使用的是丹麥DNP公司生產(chǎn)的knith-200背投幕，這種幕是一種菲涅爾透鏡幕，屏幕漫射效果好，增益可以達到4. 0，投影機則使用的是三菱電機生產(chǎn)的 GU-8800工程投影機，兩臺投影機可以覆蓋長度約5米的隧道幕；音響系統(tǒng)相對有較大的施工自由度，可以放置于屏幕后，也可以放置于步道兩側(cè)，在本實例中，我們使用的是德國坦克這家專業(yè)聲卡廠商生產(chǎn)的DMX 6Fire LT5. 1聲道數(shù)字音頻控制卡，音響系統(tǒng)使用的是 JBL公司的音響系統(tǒng)；動作傳感器用于捕捉用戶的互動需求，當用戶在運動捕捉區(qū)做出動作后，這一交互請求將被及時捕捉并交給實時成像系統(tǒng)，用以生成響應用戶動作的畫面并顯示在隧道式屏幕上，同時音響系統(tǒng)也做出響應反應，這就提供給用戶極強的交互感受，在本實施例中，動作傳感器使用的是由昆山順諾儀器有限公司生產(chǎn)的URM37V3. 2超聲波傳感器，該傳感器能夠通過距離的變化捕捉用戶的動作并實時將電平信號發(fā)給交互服務器。特效系統(tǒng)作為展示系統(tǒng)的一個重要組成部分，在本系統(tǒng)中起到烘托氣氛的作用，可以為煙霧， 噴水或氣泡等，具體使用情況取決于展示的內(nèi)容，特效系統(tǒng)應與展示的音視頻內(nèi)容緊密結(jié)合，才能發(fā)揮其最大的效果，本實例中，使用了由上海中奧特效設(shè)備公司生產(chǎn)的雨霧機及煙霧機，這些特效設(shè)備的連接通訊使用到了 DMX512協(xié)議。隧道的形狀可以根據(jù)創(chuàng)意擴展為任意形狀，如環(huán)形或S型，可以為本專利的應用提供更好的用戶體驗。如圖2、圖3所示，本實施例中交互式多媒體內(nèi)容生成服務器發(fā)送給特效服務器的數(shù)據(jù)可以為純時間碼，也可以為時間碼+特效出發(fā)命令，這取決于特效內(nèi)容是否也需要與用戶交互相關(guān)。若不相關(guān)，特效觸發(fā)指令腳本可預存入特效服務器中，等待時間碼作為觸發(fā)條件；若相關(guān)，特效服務器就需要實時觸發(fā)指令來觸發(fā)特效裝置。交互式多媒體內(nèi)容生成服務器通過交互服務器發(fā)送來的交互請求實時生成音視頻內(nèi)容并分發(fā)到音視頻播放器中，由于本系統(tǒng)可能需要若干音視頻播放設(shè)備協(xié)同工作，因此，時間碼作為音視頻同步播放最有效的手段需要同內(nèi)容一同發(fā)送給音視頻播放器。機械步道控制器需要一個與音視頻同步時間碼來控制運行速度，在系統(tǒng)實際應用的時候，也可以通過時間碼來控制步道的運行速度或步進方式來完成一些特殊的效果需求。交互式多媒體內(nèi)容生成服務器，特效服務器，動作捕捉服務器，視頻播放器，音頻播放器，機械步道控制器，硬件平臺均為Dell Precision T3500工作站，這些服務器通過 RJ45接口的網(wǎng)線連接到一臺CISCO WS-(^960-24TTL交換機，從而組成一個局域網(wǎng)。交互式多媒體內(nèi)容生成服務器發(fā)送給特效服務器的時間碼為SMPTE時間碼，特效觸發(fā)命令為普通文本數(shù)據(jù)，時間碼與觸發(fā)命令均通過TCP協(xié)議發(fā)送至特效服務器，特效服務器上安裝有一塊DMX512板卡，通過RS485接口與特效設(shè)備連接，在收到特效觸發(fā)指令后發(fā)送DMX512 特效控制信號來控制所有的特效設(shè)備；動作捕捉服務器使用RS232接口與超聲波傳感器相連接，通過串口協(xié)議來讀取用戶的交互請求，并轉(zhuǎn)換為TCP數(shù)據(jù)發(fā)送給交互式多媒體內(nèi)容生成服務器；在視頻服務器中，已經(jīng)存儲了一定的視頻內(nèi)容，交互式多媒體內(nèi)容生成服務器則將實時生成的互動視頻內(nèi)容和SMPTE時間碼一并通過TCP協(xié)議發(fā)給視頻服務器，實時的互動視頻內(nèi)容與視頻服務器中已有的內(nèi)容相結(jié)合通過光纖將高清視頻內(nèi)容發(fā)送到投影機上；音頻服務器工作流程與視頻服務器工作流程基本相同，只是它處理的是音頻數(shù)據(jù)，音頻服務器通過自身攜帶的專業(yè)級5. 1聲道聲卡通過雙芯屏蔽電纜將AC-3信號發(fā)送至音響系統(tǒng)；機械步道控制器與機械步道的連接主要靠RS232協(xié)議，通過串行信號控制步道的運行速度，交互式多媒體內(nèi)容生成服務器同樣是發(fā)送SMPTE時間碼給機械步道控制器來控制它的工作。
權(quán)利要求
1.一種沉浸式隧道型多媒體交互展示系統(tǒng)，包括隧道式屏幕、播放系統(tǒng)、音系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)、演示裝置、機械步道系統(tǒng)，其特征在于隧道式屏幕中央位置設(shè)有自動可調(diào)速機械步道，隧道式屏幕為背投屏幕，隧道式屏幕內(nèi)部中央位置上面設(shè)有特效環(huán)境演示裝置，投影機位于隧道式屏幕的外側(cè)，隧道式屏幕內(nèi)部左側(cè)上端或右側(cè)上端設(shè)有動作傳感器，機械步道的左右兩側(cè)外設(shè)有音響裝置，所述的特效環(huán)境演示裝置由繼電器信號線連接特效服務器信號線，特效服務器置由RJ45信號線連接交換機信號線，所述的動作傳感器由同軸電纜信號線連接動作捕捉服務器信號線，動作捕捉服務器由RJ45信號線連接多媒體內(nèi)容生成服務器信號線，所述的投影機由多模光纖信號線連接視頻播放器信號線，視頻播放器由RJ45 信號線連接交換機信號線，所述的音響系統(tǒng)由音頻信號線連接音頻播放器，音頻播放器由 RJ45信號線連接交換機信號線，所述的機械步道由串口信號線連接機械步道控制器信號線，機械步道控制器由RJ45信號線連接交換機信號線，交換機由RJ45信號線連接交互式多媒體內(nèi)容生成服務器信號線。
2.如權(quán)利要求1所述的一種沉浸式隧道型多媒體交互展示系統(tǒng)，其特征在于所述的隧道式屏幕是市售的背投幕。
3.如權(quán)利要求1所述的一種沉浸式隧道型多媒體交互展示系統(tǒng)，其特征在于所述的投影機是市售的工程投影機。
4.如權(quán)利要求1所述的一種沉浸式隧道型多媒體交互展示系統(tǒng)，其特征在于所述的音響系統(tǒng)的聲卡是市售的聲道數(shù)字音頻控制卡。
5.如權(quán)利要求1所述的一種沉浸式隧道型多媒體交互展示系統(tǒng)，其特征在于所述的動作傳感器是市售的超聲波傳感器。
6.如權(quán)利要求1所述的一種沉浸式隧道型多媒體交互展示系統(tǒng)，其特征在于所述的特效服務器上設(shè)有DMX512板卡或串口控制板卡。
7.一種沉浸式隧道型多媒體交互展示系統(tǒng)的方法，其特征在于該方法包括以下步驟a、運動傳感器向動作捕捉服務器發(fā)送動作捕捉信號，動作捕捉服務器通過串口協(xié)議接受動作捕捉信號，接受信號后轉(zhuǎn)為TCP數(shù)據(jù)的用戶交互請求發(fā)送至交互式多媒體內(nèi)容生成服務器；b、交互式多媒體內(nèi)容生成服務器判斷特效內(nèi)容是否與用戶交互請求內(nèi)容相關(guān)若不相關(guān)，則特效觸發(fā)命令預存入特效服務器中，等待時間碼作為觸發(fā)條件，觸發(fā)后特效服務器產(chǎn)生特效觸發(fā)信號并發(fā)送至特效設(shè)備；若相關(guān)，則特效服務器需要實時觸發(fā)命令來產(chǎn)生特效觸發(fā)信號并發(fā)送至特效設(shè)備；C、交互式多媒體內(nèi)容生成服務器通過動作捕捉服務器發(fā)送來的用戶交互請求實時產(chǎn)生的視頻內(nèi)容和SMPTE時間碼通過TCP協(xié)議發(fā)送至視頻播放器，實時產(chǎn)生的互動內(nèi)容與視頻服務器中已有的內(nèi)容相結(jié)合通過光纖將視頻播放器產(chǎn)生的視頻信號發(fā)送至顯示設(shè)備；d、交互式多媒體內(nèi)容生成服務器通過動作捕捉服務器發(fā)送來的用戶交互請求實時產(chǎn)生的音頻內(nèi)容和SMPTE時間碼通過TCP協(xié)議發(fā)送至音頻播放器，音頻播放器轉(zhuǎn)為AC-3信號的音頻信號發(fā)送至音響系統(tǒng)；e、交互式多媒體內(nèi)容生成服務器發(fā)送SMPTE時間碼至機械步道控制器上，機械步道發(fā)送串行信號至步道上來控制步道的運行速度；f、交互式多媒體內(nèi)容生成服務器、特效服務器，動作捕捉服務器、視頻播放器、音頻播放器、機械步道控制器通過網(wǎng)線連接到交換機上組成一個局域網(wǎng)。
8.如權(quán)利要求2所述的一種沉浸式隧道型多媒體交互展示系統(tǒng)的方法，其特征在于所述的交互式多媒體內(nèi)容生成服務器、特效服務器，動作捕捉服務器、視頻播放器、音頻播放器、機械步道控制器的硬件平臺均為Dell Precision T3500工作站或其他配置符合要求的 PC。
全文摘要
本發(fā)明涉及多媒體娛樂系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種沉浸式隧道型多媒體交互展示系統(tǒng)及方法，包括屏幕、播放系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)、演示裝置、機械步道和舞臺，舞臺中央設(shè)機械步道、左右設(shè)隧道式背投屏幕、正上方設(shè)特效設(shè)備、前方左右設(shè)投影機、左上或右上設(shè)動作傳感器，機械步道左右外設(shè)音響裝置，交互式多媒體內(nèi)容生成器由信號線分別連接特效服務器、動作捕捉器、視頻播放器、音頻播放器和機械步道控制器，特效演示裝置由信號線連接特效服務器，動作傳感器由信號線連接動作捕捉服務器，顯示設(shè)備由線連接視頻播放器信號線，音響系統(tǒng)由信號線連接音頻系統(tǒng)，機械步道由信號線連接機械步道控制器，具有更有效、能更好的提供客戶體驗的特點。
文檔編號G11B31/00GK102339629SQ20111013856
公開日2012年2月1日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者上官思楠, 徐臻峰 申請人:上海德理孚自動化系統(tǒng)有限公司