一种小型的球形幕全视野虚拟现实模拟座舱的制作方法

1.本发明属于一种具备360度虚拟环境模拟的座舱装置，具体涉及的是一种可 360度全视野场景模拟的设备及一套含有多种外部设备接口并具备运动功能的电脑座舱组合而成的虚拟现实座舱装置。整套系统可以帮助使用者在模拟的全视野虚拟场景中以日常最习惯的方式去操作工具，以期达到模拟真实环境场景并可在其中和谐的参与学习、工作及休闲生活的完美体验。


背景技术：

2.人类已迈入虚拟化、信息化时代，虚拟环境营造装置日新月异，但始终还没有一款革命性的廉价的能适合个体使用的接近360度全视野虚拟场景营造并可以在其中进行日常学习工作的一种装置。现有的一些模拟装置视野窄达不到360 度全视野模拟的能力；传统vr产品虽然具备了一定的全视野环境模拟能力，但由于眼睛被设备完全遮蔽使得身体其他器官受限很难形成诸如手眼协同合作，比如书写、手工制作这种平时特别容易的操作，基本就已经无法顺利地进行。基于此，我发明了这样一种装置，它可以使人沉浸于全视野环境的同时又可完全无障碍的像日常一样学习和工作，让人以最接近自然的状态融入于虚拟的全视野模拟的场景中。相信这样一种装置必将改变人类日后的生活方式，并可在教育、工作、娱乐等生活中诸多领域产生极大的社会效益和经济效益。
3.这项发明装置辅助一些制作精良、内容丰富多彩、兼具声光电等各种多媒体形式的教学系统，在5g技术的支持下，就可以让全中国的每一个孩子实现这样一种具有革命性的崭新的教育模式，当上天文课时所有同学们可以同时一起畅游于浩瀚的宇宙里；地理课上大家能够一同游历在祖国的大好河山之间；化学实验课中孩子们可以零风险地去尝试各种极具挑战的化学实验，那种授课时的震撼感受以及全国孩子同步一致完全公平的教育方式将真的有可能会成为教育史上一种革命。同时，基于虚拟产品的无限可重复性，也会带来极大的经济效益。
4.并且，这种装置也可以应用于办公虚拟化，旅游虚拟化，娱乐沉浸化等诸多领域乃至最终几乎使人类的生活完全进入一种常态虚拟化，可以大胆地设想，这样一套真实环境模拟座舱的终端装置的出现或许将真的可以促成一次人类生活方式的伟大变革，同时这套装置的普及也可以节省庞大的各类资源，为我国的节能减排做出特别的贡献。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，提供一种小型的、廉价的、通用的、适合个人或家庭使用的球形幕全视野虚拟现实环境模拟装置，而且为在其中学习、工作，休闲的人提供了一套舒适动感的并配有若干外部设备接口的电脑座舱，为日后升级扩展其他应用设备提供了一个强大的可升级的虚拟环境营造和学习工作生活的基础平台。需要说明的是我们这个发明只涉及创造一种可以实现虚拟现实模拟的基本的座舱平台，不涉及具体播放内容的发明和制作。
6.本发明将通过把以下三大系统以最科学的方式融合在一起来实现上面所描述的
目标。
7.这三大系统分别是：一套小型的球形幕全视野仿真模拟显示系统(图1)；一套含有可连接若干外部设备接口的具有运动功能的座舱系统(图2)；一套电脑系统(图3)；后续可选装的若干设备(图4)
8.需要说明的是，为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面我将通过附图说明的方式来分步骤阐述是如何实现这个发明创意的。在以下的说明中，我省略了对公共领域及已知结构和技术的相关描述，以避开一些不必要的主次不清，最终使我能最清晰的解构出本发明的主要概念。
附图说明
9.图1：一套小型的球形幕全视野仿真模拟显示系统
10.图2：一套含有可连接若干外部设备接口的具有运动功能的座舱系统
11.图3：一套主控电脑设备系统
12.图4：选装设备图示
13.图5：球形幕全视野虚拟现实模拟系统工作原理图
14.图6：侧视图
15.图7：前视图
16.图8：仰视图
17.图9：侧俯视图
18.图10：整套系统非工作状态幕体开合图示
19.图11：底部固定支架图示
20.图12：底部裙围结构图示(封闭性强)
21.图13：动感座舱图示
22.图14：鱼眼镜头加投影机组合的投影方案
23.图15：多投影机加视频融合软件投影方案
24.图16：整套系统工作原理流程图
25.图17：液晶球形显示屏成像图
具体实施方式：
26.所需设备：
27.一套小型的球形幕全视野仿真模拟显示设备系统；一套含有可连接若干外部设备接口的具备运动功能的座舱设备系统；一套主控电脑设备系统；后续可选装的若干设备。
28.1、一套小型的球形幕全视野仿真模拟显示设备系统：
29.这套小型的球形幕全视野仿真模拟显示设备系统可以用3种方法实现：
30.a、投影机成像模式：它是通过一个普通投影球形幕体，通过单台具备鱼眼镜头的投影机来实现(图14)。
31.b、投影机成像模式：它是通过一个普通投影球形幕体，利用多台投影机及视频融合软件的技术来拼接完成一个完整的球形画面来实现(图15)。
32.c、液晶球形显示屏幕：整个球形屏幕可以通过柔性液晶屏技术通过一次成型一块
完整的球幕或者通过多块曲面屏幕拼接而成一块完整的球幕形状。(注：本发明不涉及液晶球形屏幕的制备方法发明)
33.2、一套含有可连接若干外部设备接口的具备运动功能的座舱设备系统，这套装置不需要赘述，座椅底部具备一些简单旋转摆动的运动机构，还包含一个学习台面，台面上或者座椅周围埋设有众多为日后模块化升级所安置的多种外部设备接口(图2)，比如usb接口，音视频接口，以备日后可以连接其它的外部设备(比如可增加类似usb接口的台灯，usb接口的风扇，usb接口的打印机、 usb接口的气味模拟设备等等选装设备)(图4)。
34.3、一套主控电脑设备系统(图3)，电脑里安装有相应的虚拟现实辅助等软件。
35.4、后续可选装的若干设备(图4)，类似通过usb连接的照明设备，通风设备，加湿设备，办公设备，游戏控制设备，空调设备，气味模拟设备，音箱设备，耳机设备等等这些都可根据需要从市面购买选装，不在本发明涉及的范畴之内。
36.全套设备系统的整合方式(图16)：
37.主控电脑是整套设备的核心控制装置，通过它连接并控制投影机投射节目内容于整个球体银幕之上，来形成一个近乎全视野的虚拟现实场景；还通过主控电脑连接于布设在平台台面或者座椅周边的的usb等各种类型的外部设备接口组上，这样就使整个系统完全整合控制于主控电脑之下，整个系统最终通过设置于平台前的电脑显示器和控制装置最终完全控制于使用者手中，使用者可以通过座椅底部的旋转机构做原地水平360度的旋转，增加自己在舱内的可视自由度，并可结合需要通过布设于座舱上的外设接口增减丰富的应用设备。
38.当然本发明只是提供了一种虚拟环境模拟座舱终端的解决方案，至于最终设想的那些模拟现实效果还需要后续的软体和硬体的开发去逐步完善，就如同我只是构想了一部智能手机的解决方案，至于手机里是否具备视频聊天，游戏娱乐，社交购物等等功能还需要其他的开发者逐步跟上才能不断的完美的呈现出来。
39.全套设备系统的整合方式(图16)(图17)：
40.主控电脑是整套设备的核心控制装置，通过它输出视频内容呈现于液晶球体内侧的银幕之上，来形成一个360度全视野的虚拟现实场景；还通过主控电脑连接于布设在平台台面或者座椅周边的的usb等各种类型的外部设备接口组上，这样就使整个系统完全整合控制于主控电脑之下，整个系统最终通过设置于平台前的电脑显示器和控制装置最终完全控制于使用者手中，使用者可以通过座椅底部的旋转机构做原地水平360度的旋转，增加自己在全球幕舱内的可视自由度，并可结合需要通过布设于座舱上的外设接口增减丰富的应用设备。
41.以上两种实施方案还可以在球形幕下方通过增加支撑架或者裙围设备来增加它的稳定性和私密性(这里只配图并做简单的展示)。
42.1.底部固定支架图示(图11)
43.2.底部裙围结构图示(图12)
44.3.动感座舱图示(图13)。