本申请涉及全息投影,尤其涉及360°全息投影成像装置及方法。
背景技术:
1、全息投影技术是利用光的干涉和衍射原理,记录并再现物体的三维图像的技术。但是,在舞台表演、展示展览等活动中所呈现的3d展示技术往往并不是严格意义上的全息投影技术。现有技术往往利用“佩珀尔幻象”原理等反射机理对影像进行浮空展示。
2、“佩珀尔幻象”(pepper's ghost)是一种古老的视觉效果技术,常用于舞台表演、幻灯片演示以及主题公园等娱乐场所,用来制造透明的幻影或幽灵的效果。基本原理是通过利用玻璃板或透明薄膜将一个物体的投影映射到观众所在的空间,使得观众看到的是一个透明的、仿佛悬浮在空中的幻影。
3、目前,这种图像投影已经广泛用于宣传推广以及三维图像展示。
4、但现有的运用佩珀尔幻象原理进行三维图像展示的装置、形式或方法,多为四棱锥结构,这些传统装置或方法在使用方面具有如下缺点:
5、1.若采用四棱锥结构,在同一时刻只能展示四个面的图像。
6、2.若采用四棱锥结构,在两个棱锥面的交界处观看时,会同时观察到两个面上各自角度的图像,立体影像不连贯,从而影响观看体验。
技术实现思路
1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此,本申请的第一个目的在于提出一种360°全息投影成像装置,通过采用旋转面代替传统的棱锥结构,通过消除曲面反射产生的图像变形,进而保证立体影像的呈现效果,实现真正的360°环绕式观看体验。
3、本申请的第二个目的在于提出一种360°全息投影成像方法。
4、为达上述目的,本申请第一方面实施例提出了一种360°全息投影成像装置,包括:基台,显示屏,以及位于基台和显示屏之间的幻象介质,显示屏朝向幻象介质,幻象介质具有旋转面,旋转面的底边接触基台,显示屏的垂直投影覆盖幻象介质。
5、可选地,在本申请的一个实施例中,该装置还包括:
6、与显示屏连接的控制单元,控制单元用于对原始图像进行处理,消除旋转面反射产生的图像变形,得到投影图像;
7、显示屏显示投影图像;
8、显示屏在显示投影图像时,发射光线,幻象介质的旋转面反射光线,基台与显示屏之间、围绕幻象介质的中心环形呈现立体影像。
9、可选地,在本申请的一个实施例中,该装置还包括:
10、传感器,所述传感器用于获取用户的观测位置,其中,所述用户的观测位置在围绕所述装置的周向360°内;
11、所述控制单元还用于基于用户的观测位置生成对应角度的图像,并将所述对应角度的图像作为所述原始图像。
12、可选地,在本申请的一个实施例中,控制单元还用于存储所有观测位置对应角度的图像,并基于用户的实时观测位置,将存储的对应角度的图像作为原始图像。
13、可选地,在本申请的一个实施例中,对原始图像进行处理,消除旋转面反射产生的图像变形,得到投影图像,包括:
14、对原始图像中的像素点进行平面投影,得到关于平面对称的第一虚像点坐标;
15、结合旋转面的形状以及用户的观测位置,由几何光学知识求得原始图像中的像素点在幻象介质中的第二虚像点坐标;
16、改变原始图像中的像素点的坐标,使得第二虚像点坐标与第一虚像点坐标重合;
17、改变所有原始图像中的像素点的坐标,得到观测位置对应角度的图像,并将其作为投影图像。
18、可选地,在本申请的一个实施例中,旋转面为圆锥面、圆台面、半球面或半椭球面。
19、可选地,在本申请的一个实施例中,基台、幻象介质、显示屏由下至上放置。
20、可选地,在本申请的一个实施例中,基台、幻象介质、显示屏由上至下放置。
21、可选地,在本申请的一个实施例中,幻象介质为玻璃、分光镜或分子膜。
22、为达上述目的,本申请第二方面实施例提出了一种360°全息投影成像方法,应用于上述360°全息投影成像装置,包括:
23、通过传感器获取用户的观测位置;
24、通过控制单元生成观测位置对应角度的图像作为原始图像,并通过控制单元对原始图像进行处理,消除旋转面反射产生的图像变形,得到投影图像;
25、通过显示屏显示投影图像,由显示屏发射光线,经幻象介质的旋转面反射,在基台与显示屏之间、围绕幻象介质的中心环形呈现立体影像。
26、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
1.一种360°全息投影成像装置,其特征在于,包括:基台,显示屏,以及位于基台和显示屏之间的幻象介质,所述显示屏朝向所述幻象介质,所述幻象介质具有旋转面,所述旋转面的底边接触所述基台,所述显示屏的垂直投影覆盖所述幻象介质。
2.如权利要求1所述的360°全息投影成像装置,其特征在于,还包括:
3.如权利要求2所述的360°全息投影成像装置,其特征在于,还包括:
4.如权利要求3所述的360°全息投影成像装置,其特征在于,所述控制单元还用于存储所有观测位置对应角度的图像,并基于用户的实时观测位置,将存储的对应角度的图像作为所述原始图像。
5.如权利要求4所述的360°全息投影成像装置,其特征在于,所述对原始图像进行处理,消除旋转面反射产生的图像变形,得到投影图像,包括:
6.如权利要求1所述的360°全息投影成像装置,其特征在于,所述旋转面为圆锥面、圆台面、半球面或半椭球面。
7.如权利要求1所述的360°全息投影成像装置,其特征在于,所述基台、幻象介质、显示屏由下至上放置。
8.如权利要求1所述的360°全息投影成像装置,其特征在于,所述基台、幻象介质、显示屏由上至下放置。
9.如权利要求1所述的360°全息投影成像装置,其特征在于,所述幻象介质为玻璃、分光镜或分子膜。
10.一种360°全息投影成像方法,其特征在于,所述方法应用于如权利要求1-9所述的360°全息投影成像装置,所述方法包括:
