實現(xiàn)互動投影的核心在于對現(xiàn)實世界信息的捕捉,,以及建立在一定規(guī)則上的對現(xiàn)實世界信息在虛擬世界中的影響的反饋,,并將這種反饋效果實時顯示出來?;油队暗脑恚簩崿F(xiàn)“影像動作識別非接觸式交互”的關(guān)鍵在與獲取現(xiàn)實影像,,并從中提取必要的辨別主體,例如人,,對人的組成部件形態(tài)在既定的空間坐標中分解,,構(gòu)成識別信息庫,并被虛擬演示系統(tǒng)調(diào)用,。
與傳統(tǒng)的人機交互不同,,在互動投影系統(tǒng)中,人只是自然的完成一些動作,,系統(tǒng)會主動捕獲人的行為,,并作出應(yīng)對變化。傳統(tǒng)的人機交互,,主要是人給機器下下達命令,,機器采取動作。機器是處在人這個基本應(yīng)用環(huán)境中的?;油队跋到y(tǒng)內(nèi),,人不需要下達刻意的命令,只要人進入了互動系統(tǒng)的空間環(huán)境,,那么系統(tǒng)自然就會對人的動作做出必要反饋,。在這一系統(tǒng)中,人是處于互動投影這個系統(tǒng)環(huán)境中的,。
在互動投影系統(tǒng)中,,不僅存在傳統(tǒng)虛擬仿真系統(tǒng)的信息體,同時也存在人這個真實的信息體,?;油队笆翘摂M系統(tǒng)與現(xiàn)實系統(tǒng)的結(jié)合,強調(diào)在已知規(guī)律下,,虛擬系統(tǒng)對人這個未知的信息集合反饋,。互動投影是一項融合了現(xiàn)實與虛擬兩個世界的系統(tǒng)技術(shù),。
互動游戲軟件是實現(xiàn)參與者和各類效果之間實時互動的核心部分,,把采集的參與者的影像和動作數(shù)據(jù)進行分析和處理,并實現(xiàn)和處理器中固有的數(shù)據(jù)進行合成處理,。影像顯示器把實時的互動效果顯示出來,,讓虛擬互動體驗與現(xiàn)實空間演示智能展示,從而帶給人非凡的互動體驗感受,。
夏天電子互動系統(tǒng)強調(diào)參與者置身于虛擬影像的世界中,,并且與虛擬世界之間有直接體驗的互動??梢蕴峁┒喾N與虛擬影像交流的互動方式,,這種互動方式顛覆了鼠標、鍵盤,、游戲控制桿等傳統(tǒng)控制方法,,是一種革命性的互動方式。參與者與設(shè)備之間沒有物理接觸,,互動系統(tǒng)具有優(yōu)秀的耐用性,,日常維護也相當(dāng)方便。
互動地面投影系統(tǒng)開創(chuàng)了虛擬與現(xiàn)實的完美互動,,我們在書中看到的一汪清水,,碧波粼粼,水草含羞,,魚兒漫游,,水聲輕盈,,蛙聲時鳴田園景象在虛擬地面互動投影系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計下在高樓林立的城市之間也能如同身臨一般,在虛擬影像幻化下一切景象就在眼前,,當(dāng)游客步入水池,,蛙聲驟停,漣漪隨腳步蕩起化開,,魚兒像受了驚嚇,,頓然散開,再次走動,,漣漪再次隨腳步泛起而蕩開,、擴散,一切恰似“踏浪”,、恰似金老筆下“凌波微步”的武學(xué)勝景,。
互動投影系統(tǒng)運用的技術(shù)為混合虛擬現(xiàn)實技術(shù)與動感捕捉技術(shù),是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的進一步的發(fā)展,。虛擬現(xiàn)實是通過計算機產(chǎn)生三維影像,,提供給用戶一個三維的空間并與之互動的一種技術(shù)。通過混合現(xiàn)實,,用戶在操控虛擬影像的同時也能接觸真實環(huán)境,,從而增強了感官性。
互動投影系統(tǒng)的運作原理首先是通過捕捉設(shè)備(感應(yīng)器)對目標影像(如參與者)進行捕捉拍攝,,然后由影像分析系統(tǒng)分析,,從而產(chǎn)生被捕捉物體的動作,該動作數(shù)據(jù)結(jié)合實時影像互動系統(tǒng),,使參與者與屏幕之間產(chǎn)生緊密結(jié)合的互動效果,。
投影機投射的光線是可見光部分,它的紅外部分被它內(nèi)部的過濾膜過濾掉了,,這樣對于攝像機來講它看不到投影機投射的內(nèi)容,,如果紅外線如果強的話,,攝像機就可以看見人體了,。怎樣加強攝像機看到的物體的圖像呢,幸運的是目前市場上這樣紅外主動發(fā)射技術(shù)已經(jīng)很成熟了,,例如監(jiān)控市場上賣的那種夜視攝像頭就可以發(fā)射近紅外(850 nm), 功率更大的有專門的遠距離紅外燈,,不過目前夜視攝像頭可以達到5m的距離,所以不需要了,。夜視攝像頭主動發(fā)射紅外,,然后ccd傳感器接受紅外,那么互動投影中最難的部分,,人體與背景虛擬對象的分割就解決了,,攝像機得到的是一副黑白的單色背景的包括人的圖像。
下一步,檢測人體的運動,,采用的是圖像差分技術(shù),,差分就是把攝像頭得到的連續(xù)兩幀的圖像進行相減,那么得到的是什么呢,,得到的是運動的部分,,所以說只要人在動,差分就會把動的部分截取下來,。接下來就是分析得到的數(shù)據(jù)了,,再將虛擬部分投射出來了。當(dāng)然復(fù)雜的互動投影不只是這些技術(shù),,這些只是最基本的原理了,,其間還涉及到攝像機的標定,光流法尋找運動方向,性能的優(yōu)化處理,,特殊的效果。
互動投影技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)點:
1,、吸引人流,,新奇的互動效果必然會吸引和引導(dǎo)人流的參觀,,同時好的設(shè)計和藝術(shù)效果為博物館增加互動氣氛,。
2,、導(dǎo)引方向,可以用作功能式,,比如智能的博物館指引、查詢,,比起以往傳統(tǒng)的指示牌查詢屏得更加人性化。
3,、非接觸式的交流,更加人性化,,同時減少了因人流接觸而產(chǎn)生細菌傳染,。
4,、經(jīng)濟效益,,新媒體藝術(shù)可以做成實時互動廣告的形式,,讓游客與宣傳內(nèi)容互動,,增加了博物館的知名度,,加深了游客對博物館的印象,,博物館得到宣傳的同時娛樂了觀眾,一舉三得,。