一种户外裸眼虚拟现实演示装置的制作方法

1.本技术属于虚拟现实技术领域，具体而言涉及一种户外裸眼虚拟现实演示装置。


背景技术：

2.虚拟现实(virtual reality)采用以计算机为核心的现代高科技手段生成的逼真的视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等多感官一体化的数字化人工环境，用户借助一些输入、输出设备，采用自然的方式与虚拟世界的对象进行交互，相互影响，从而产生亲临真实环境的感觉和体验。
3.随着虚拟现实技术的不断发展，其在旅游、文化遗产保护等领域的应用越来越广泛。通过虚拟现实技术可以帮助人们设定现实中更加合理的旅游路线，让文物脱离地域限制，实现全球名胜古迹的展示；虚拟现实技术可以呈现遗址已经消失的部分，并通过多感官的体验，帮助参观者更好的认知遗产。
4.然而，目前虚拟现实技术主要应用于博物馆内，不能用于户外，而且主要借助头盔、3d眼镜等可穿戴的设备，可操作性不强，限于语音或特定手势动作，体验感有待提升。


技术实现要素：

5.鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种户外裸眼虚拟现实演示装置，用以解决现有技术中存在的上述问题。
6.本发明的目的是这样实现的：
7.一种户外裸眼虚拟现实演示装置，包括：
8.演示箱，具有演示空间，以至少容纳参观人员的头部；
9.播放设备，集成设于所述演示箱内，以在所述演示空间内播放影音视频；
10.底座，所述底座具有站立区域，以供参观人员站立，所述底座上设有支撑架，以固定支撑所述演示箱。
11.进一步地，所述播放设备包括视频设备、音频设备和播放工作设备；所述视频设备设于所述演示空间内，以播放视频影像；所述音频设备设于所述演示箱的侧壁上，被配置为在所述演示空间内播放音频；所述播放工作设备与视频设备和音频设备控制连接，以控制影音资料的播放。
12.进一步地，所述底座的站立区域设有升降平台，以供参观人员站立及高度调整。
13.进一步地，所述升降平台包括台面以及设于台面下方的液压支杆。
14.进一步地，所述底座上围绕站立区域设有安装空间，安装空间内设有遮光罩和驱动机构，所述遮光罩为折叠伸缩结构，驱动机构能够驱动遮光罩向下折叠及向上方展开。
15.进一步地，所述演示箱的下部以及侧面均具有开口，以允许参观人员进入所述演示空间；所述演示箱的侧面开口对应位置设有电动门。
16.进一步地，所述电动门包括电机、传动机构以及两扇门，所述电机通过传动机构驱动所述门向两侧做直线往复移动，以实现电动门的打开和关闭。
17.进一步地，所述电机、传动机构设置在演示箱的顶部，每一扇门均包括三个竖直侧壁和一个水平顶壁，传动机构的一端与顶壁连接，另一端与电机连接，电机通过传动机构驱动两扇门的打开和关闭；关闭后的电动门罩设在演示箱的外部。
18.进一步地，所述传动机构包括主动轮、从动轮和传动带，主动轮通过传动带与从动轮连接；至少主动轮与电机的输出轴连接；所述传动带由主动轮和传动轮分为平行的上部传动带和下部传动带；其中，上部传动带上固定设有第一连接件，第一连接件具有第一连杆，第一连杆与第一扇门连接；下部传动带上设有第二连接件，第二连接件具有第二连杆，第二连杆与第二扇门连接。
19.进一步地，户外裸眼虚拟现实演示装置还包括操控设备，所述操控设备设于所述支撑架上，所述操控设备与所述视频设备、音频设备、播放工作设备及升降平台电性连接，以供参观人员操控音频、视频的播放及升降平台的升降。
20.进一步地，所述操控设备包括：
21.触屏设备，用于触摸控制视频播放、音量调节；
22.操作杆，用于选择视频画面的观看方向；
23.升降按钮，用于控制升降平台的升降。
24.进一步地，所述视频设备包括环绕曲面屏，所述环绕曲面屏的环绕角度为250
°‑
280
°
。
25.进一步地，所述视频设备还包括设于所述演示空间顶部的投影机，所述投影机的数量至少为三台，以将投影画面在所述环绕曲面屏上拼接融合成为一个画面。
26.进一步地，所述投影机的数量为三台，所述环绕曲面屏的环绕角度为270
°
，三台投影机通过固定板与演示箱的顶部连接；投影机的下方还设有透光板，供投影机的投影透过。
27.进一步地，透光板包括位于中部的透光区域以及围绕所述透光区域布置的遮光区域；透光区域的形状为大割圆，与所述环绕曲面屏在水平面的投影形状相同。
28.进一步地，所述环绕曲面屏在水平面的投影包括第一圆弧和第一弦，透光区域在平面上具有第二圆弧和第二弦，第一弦与第二弦平行，第一圆弧与第二圆弧平行。
29.与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
30.a)本发明提供的户外裸眼虚拟现实演示装置，将播放设备、音频设备集成设置在演示箱内，参观人员能够在一个相对封闭的演示空间内，实现裸眼观看虚拟现实图像，无需借助头盔/3d眼镜等设备，能够获得更好的体验感；通过集成化设置，能够实现产品小型化，体积小，便于搬移和安装，不局限于博物馆等室内应用，还可以广泛应用于遗址现场等户外场地。
31.b)本发明提供的户外裸眼虚拟现实演示装置，通过在底座上设置升降平台，可以实现参观者的头部高度调节，提升参观者的体验效果。
32.c)本发明提供的户外裸眼虚拟现实演示装置，通过设置电动门，营造的密闭黑暗环境，使得参观者的上半身处于演示空间内，防止外界光线、噪音干扰影像的视听效果。
附图说明
33.为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是
本说明书实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本发明提供的户外裸眼虚拟现实演示装置的电动门关闭状态的第一角度结构示意图；
35.图2为本发明提供的户外裸眼虚拟现实演示装置的电动门关闭状态的第二角度结构示意图；
36.图3为本发明提供的户外裸眼虚拟现实演示装置的电动门打开状态结构示意图；
37.图4为本发明提供的户外裸眼虚拟现实演示装置设置遮光罩的结构示意图；
38.图5为本发明提供的户外裸眼虚拟现实演示装置的内部结构示意图；
39.图6为本发明提供的户外裸眼虚拟现实演示装置的顶部局部结构示意图；
40.图7为本发明提供的户外裸眼虚拟现实演示装置的投影机的布置示意图；
41.图8为本发明提供的户外裸眼虚拟现实演示装置的透光板的结构示意图；
42.图9为本发明提供的户外裸眼虚拟现实演示装置的传动机构的结构示意图；
43.图10为本发明提的供户外裸眼虚拟现实演示装置的操控设备的结构示意图。
44.附图标记：
45.1-演示箱；11-演示空间；2-播放设备；21-视频设备；211-环绕曲面屏；212-投影机；213-固定板；214-透光板；214a-透光区域；214b-遮光区域；22-音频设备；23-播放工作设备；3-底座；4-支撑架；5-电动门；51-电机；52-传动机构；521-传动带；522-第一连接件；523-第二连接件；53-滑动限位杆；6-升降平台；7-操控设备；71-触屏设备；72-操作杆；73-升降按钮；8-遮光罩。
具体实施方式
46.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
47.为便于对本技术实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本技术实施例的限定。
48.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
49.全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在
……
上方”、“下”和“在
……
上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。
50.实施例1
51.本发明的一个具体实施例，如图1-3所示，公开了一种户外裸眼虚拟现实演示装置，包括：
52.演示箱1，具有演示空间11，以至少容纳参观人员的头部；
53.播放设备2，集成设于所述演示箱1内，以在所述演示空间11内播放视频影像；
54.音频设备22，设于所述演示箱1上，被配置为在所述演示空间11内播放音频；
55.底座3，所述底座3具有站立区域，以供参观人员站立，所述底座3上设有支撑架4，以固定支撑所述演示箱1。
56.与现有技术相比，本实施例的户外裸眼虚拟现实演示装置，将播放设备2集成设置在演示箱1内，参观人员能够在一个相对封闭的演示空间内，观看虚拟现实图像，无需借助头盔/3d眼镜等设备，就能够提供更好的体验感；并且，通过集成化设置，能够实现产品小型化，体积小，便于搬移和安装，不局限于博物馆室内的应用，还可以广泛应用于户外场地。
57.本实施例中，户外裸眼虚拟现实演示装置还包括底座3和支撑架4，所述演示箱1通过所述支撑架4设于所述底座3上；所述演示箱1的下部以及侧面均具有开口，以允许参观人员站立时，头部位于所述演示空间11内。通过设置底座，有助于提高演示装置的稳定性，而且将演示箱设置在支撑架上，将演示箱架空起来，使得参观人员的上半身位于演示空间内。可以把演示箱1理解为一个大的且能够播放虚拟现实音视频影像的头盔，头盔通过支撑骨架4固定在一定高度，参观人员头部以及上半身的一部分位于头盔内，但头部以及上半身不与头盔接触，克服现有头戴式虚拟现实设备因长时间佩戴导致舒适度差的缺陷。
58.为了向参观者提供一个独立封闭的观看环境，所述演示箱1设有电动门，电动门5设置在演示箱1的侧面开口处。电动门5打开后，参观者的上半身进入演示箱1的演示空间内，关闭电动门5，挡住演示箱1的侧面开口，营造密闭黑暗环境，使得参观者的上半身处于演示空间内，防止外界光线、噪音干扰影像的视听效果。
59.进一步地，如图4所示，所述底座3上设有遮光罩8，遮光罩8能够折叠和展开，展开后的遮光罩8能够对演示箱1的下方空间进行遮挡。具体而言，所述底座3上围绕站立区域设有安装空间，安装空间内设有遮光罩8和驱动机构，所述遮光罩8为折叠伸缩结构，驱动机构能够驱动遮光罩8向下折叠及向上方展开；当遮光罩8折叠后位于安装空间内，当需要遮挡时，驱动机构驱动遮光罩8升起展开，遮光罩8的顶端至少能够达到演示箱1的下端，将演示箱1的下部进行围挡，避免光线由站立区的空间进入演示空间11而影响观看效果。
60.在其中一种可选实施方式中，所述电动门5包括电机51、传动机构52以及两扇门，所述电机51通过传动机构52驱动所述门向两侧做直线往复移动，以实现电动门5的打开和关闭。具体而言，电机51、传动机构52设置在演示箱1的顶部，两扇门关闭后形成一个下部开口的壳体，关闭后的电动门壳体罩设在演示箱1的外部，使得参观者在一个独特的空间进行观看；电动门为金属结构，每一扇门均包括三个竖直的侧壁和一个水平的顶壁，传动机构52的一端与顶壁连接，另一端与电机51连接，电机51通过传动机构52驱动两扇门的打开和关闭。
61.本实施例中，电动门5可以手动控制，也可以自动控制。示例性的，电动门5设有手动开关，则参观者通过手动开关实现电动门的打开和关闭；或者，电动门5设有人体感应装置和控制器，当人体感应装置感应到有观看人员位于电动门5外一定距离时，将开门信号传递至控制器，控制器控制电动门5打开，当参观人员进入演示箱1内后，人体感应装置感应到参观人员就位后，将关门信号传递至控制器，控制器控制电动门5关闭。
62.在其中一种可选实施方式中，如图9所示，传动机构52利用传动带521进行传动，也就是说，传动机构52包括主动轮、从动轮以及传动带521，主动轮通过传动带521与从动轮连
接；至少主动轮与电机51的输出轴连接，从动轮也可以与一个电机51的输出轴连接，当设置两个电机51分别驱动主动轮和从动轮时，两个电机51同步转动；传动带521由主动轮和从动轮绷紧后，传动带521由主动轮和传动轮分为平行的上下两部分，上部传动带和下部传动带上均设有一连接件，连接件具有竖直布置的连杆，连杆与门的水平顶壁连接，上部传动带上固定设有第一连接件522，第一连接件522具有第一连杆，第一连杆与第一扇门连接，下部传动带上设有第二连接件523，第二连接件523具有第二连杆，第二连杆与第二扇门连接。为了提高电动门打开与关闭的顺畅性，两扇门均通过滑动限位杆53与演示箱1的顶部滑动连接，滑动限位杆53沿着两扇门移动方向设置。当传动带521顺时针转动时，第一连接件522与第二连接件523向两侧远离移动，两扇门打开，当传动带521逆时针转动时，第一连接件522与第二连接件523向中间移动靠近，两扇门关闭。
63.在另一种可选实施方式中，所述电机51采用直线电机，每一扇门均配置一个直线电机，利用直线电机直接驱动两扇门做直线往复移动，从而实现电动门的打开和关闭。
64.在又一种可选实施方式中，传动机构52还可以为丝杠传动组件，利用电机51通过丝杠传动组件驱动电动门5的打开和关闭。
65.考虑到参观者的身高存在差异，所述底座3的站立区域设有升降平台6，以供参观人员站立及高度调整，通过升降平台6可以实现参观者的头部高度调节，提升参观者的体验效果。
66.示例性的，所述升降平台6包括台面以及设于台面下方的液压支杆，通过液压直杆驱动台面升降，升降稳定，提升参观者的用户体验。
67.本实施例中，户外裸眼虚拟现实演示装置还包括播放工作设备2323，播放工作设备2323集成设置于演示箱1上，播放工作设备2323是一台高性能、多显示输出的工作站，能够控制影音资料的播放工作。播放工作设备2323通过网络与视频设备21、音频设备22相连接。
68.本实施例中，音频设备22采用2.0立体声音响设备，进行声音的播放，与播放工作设备2323进行相连接。音响设备环绕设置在演示箱1的侧壁上，以向参观者提供优质的音质效果。
69.为了便于参观者操控，户外裸眼虚拟现实演示装置还包括操控设备7，所述操控设备7设于所述支撑架4上，所述操控设备7与所述视频设备21、音频设备22、播放工作设备2323及升降平台6电性连接，以供参观人员操控音频、视频的播放及升降平台6的升降。
70.具体的，如图10所示，所述操控设备7包括触屏设备71、操作杆72和升降按钮73，其中，触屏设备71用于触摸控制视频播放、音量调节，触屏设备71可以采用一台带有触摸操控功能，并具有显示画面功能的触屏电脑，可通过触屏设备选取影片以及控制影片播放浏览；操作杆72用于选择视频画面的观看方向，操作杆72可以采用工业操纵杆，通过usb接口与播放工作设备2323进行连接，当播放自由观看的画面时，可以通过操作杆进行观看方向的选择；升降按钮73用于控制升降平台6的升降，升降按钮采用工业级的非锁型开关按钮，主要用于需要调整高度的时候进行升降平台的升降控制。
71.在设置遮光罩8的技术方案中，所述操控设备7还包括遮光控制按钮，通过遮光控制按钮控制遮光罩8的折叠和展开。
72.在其中一种可选实施方式中，视频设备21采用液晶屏或led屏幕，无需设置投影机
就能实现视频的播放。
73.在其中一种可选实施方式中，户外裸眼虚拟现实演示装置的播放设备2采用多台投影机进行投射并形成的影像画面。具体而言，如图5所示，所述视频设备21包括环绕曲面屏211和投影机212，所述环绕曲面屏211的环绕角度为250
°‑
280
°
；所述投影机212的数量至少为三台，设置在所述演示空间11的顶部，通过计算机融合技术将投影画面在所述环绕曲面屏211上拼接融合成为一个画面。环绕设置的显示屏幕，能够提升参观者的观看效果。
74.在其中一种可选实施方式中，如图6至图7所示，所述投影机212的数量为三台，所述环绕曲面屏211的环绕角度为270
°
，三台投影机212通过固定板213与演示箱1的顶部固定连接；投影机212的下方还设有透光板214，透光板214用于投影机212的投影透过，还能起到保护投影机212以及美观的作用。
75.进一步地，如图8所示，透光板214包括位于中部的透光区域214a以及围绕透光区域214a布置的遮光区域214b，使得投影机212的投影由透光区域214a透过。其中，透光区域214a的形状为大割圆，也可以理解为，将圆进行切割，切割为一个大割圆和一个小割圆，大割圆为透光区域，小割圆以及大割圆的外围区域构成遮光区域214b。透光区域214a在平面上具有圆弧和弦，圆弧的圆心角与所述环绕曲面屏211的环绕角度相同，并且透光区域的弦与所述环绕曲面屏211的两个竖直侧边同一高度的连线平行，也就是说，所述环绕曲面屏211在水平面的投影与透光区域214a在平面上的投影相同，所述环绕曲面屏211在水平面的投影包括第一圆弧和第一弦，透光区域214a在平面上具有第二圆弧和第二弦，第一弦与第二弦平行，第一圆弧与第二圆弧平行。此结构设置能够使投影机212的投影全部由透光区域214a透过，由于透光区域214a的形状与所述环绕曲面屏211在水平面的投影形状相同，保证投影效果。
76.本实施例中，透光区域214a由高清透光材质制成，具有一定的硬度，如高清透光玻璃，可以通过在透光板214涂抹遮光材料或者设置遮光板得到所需形状的透光区域214a。
77.实施例2
78.本发明的又一具体实施例，公开了一种户外裸眼虚拟现实演示装置，与实施例1的区别在于，本实施例的户外裸眼虚拟现实演示装置还设置有智能控制系统，参观者能够实现自动观影过程。
79.智能控制系统包括中央控制处理器，中央控制处理器可控制电动门5的自动打开与关闭、升降平台6的升降、遮光罩8的折叠与展开以及整个演示装置的开关以及控制信号的传输功能。
80.示例性的，智能控制系统为一台中央控制电脑，也就是说，中央控制处理器为一台中央控制电脑，操控设备与中央控制电脑通信连接，将需要控制指令发送给中央控制电脑，并由中央控制电脑进行分配发送转换命令给其他设备模块，例如，通过与电动门5连接后，控制电动门5的开关功能，通过与升降平台6连接后，控制升降平台6的开关保护功能，通过与播放设备连接后，可控制播放显示的内容，通过与遮光罩8连接，可控制遮光罩8的折叠与展开。
81.可选的，户外裸眼虚拟现实演示装置具有收费标识，如设置收款码。参观人员扫码支付后，整个观看过程能够实现自动化，具体过程如下：
82.参观人员通过微信或者支付宝进行扫描二维码进行开启在展示播放设备，此时，
设备电动门5通过触屏设备71发送网络命令给智能控制系统后，智能控制系统将门打开，参观人员进入到设备里面踩到底座后，看到操控平台上的操控设备，通过支撑架上面的操控设备的触屏设备71进行选择语言，选择完成语言后，此时触屏设备71给中央控制处理器发送网络命令后，中央控制处理器将给电动门5开关模块发送命令，电动门5开始关闭，并且触屏设备71提示参观人员进行调整观看的高度，参观人员通过升降按钮73(升起按钮以及降落按钮)给升降平台6发送开关命令并控制，进行调整观看高度，操作完成后，通过触屏设备71进行确认工作，此时进入到下一个观看画面阶段。
83.其中，触屏设备71显示多个展示画面，可供参观者进行选择，选择自动播放时，触屏设备71通过网络命令给中央控制处理器发送后，再由中央控制处理器发送网络命令给播放工作设备23进行播放，播放工作设备23将画面通过视频线将画面在视频视频显示设备上显示，将音频信号通过音频线将声音在音响系统上进行播放，可供参观人员进行欣赏内容。
84.参观者进行选择自主播放时，触屏设备71通过网络命令给中央控制处理器发送后，再由中央控制处理器发送网络命令给播放工作设备23进行播放，播放工作设备23将画面通过视频线将画面在显示设备上显示，将音频信号通过音频线将声音在音响系统上进行播放，参观人员通过控制画面的操纵杆72进行自主控制浏览播放欣赏内容。
85.参观人员观看结束后，点击触屏设备71结束播放后，此时，触屏设备71将通过网络给中央控制处理器发送结束命令，由中央控制处理器将给播放工作设备23发送结束命令，播放工作设备23播放结束，中央控制处理器将给升降平台6发送命令，升降平台6将恢复到初始位置，中央控制处理器将给电动门5开关模块发送命令，电动门5开始打开，参观人员可以走出此设备，离开后电动门5自动关闭，整个操作流程操作完成。
86.与现有技术相比，本实施例提供的户外裸眼虚拟现实演示装置，通过设置智能控制系统，参观者能够实现自动观影过程，十分方便，极大的激发人们的参观兴趣，具有广泛的应用前景。
87.以上所述的具体实施方式，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施方式而已，并不用于限定本技术的保护范围，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。