全息立体影像的显示设备、方法、装置及介质与流程

1.本技术涉及全息投影领域，特别涉及一种全息立体影像的显示设备、方法、装置及介质。


背景技术：

2.立体影像是在不需要任何辅助设备的情况下，用人眼直接获得具有空间深度的三维图像。
3.相关技术使用全息投影膜成像的原理，将二维影像投影到全息投影膜上，使得用户可以透过全息投影膜观看到立体影像。
4.上述技术中的立体影像是通过视觉错觉形成的，全息投影模上所显示的立体影像在本质上还是二维影像，当用户从正向角度切换至侧向角度观看该立体影像时，用户原先在正向角度所观看到的立体影像会变为二维影像，破坏立体影像的立体感。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种全息立体影像的显示设备、方法、装置及介质，该显示设备通过结合三维显示屏和负折射率板，将三维显示屏发出的三维平行光，通过负折射率板后，在成像空间形成一个实像，用户从任意角度观看均可以获得具有立体感的影像。所述技术如下所示：
6.根据本技术的一个方面，提供了一种全息立体影像的显示设备，该显示设备包括：机体、三维显示屏和负折射率板；
7.所述机体的内部包括中轴线具有折角的第一空腔和第二空腔，所述第一空腔的第二端与所述第二空腔的第一端连通，所述第二空腔的第二端在所述机体的侧壁上形成有开口；
8.所述三维显示屏设置在所述第一空腔的第一端，所述负折射率板设置在所述第一空腔的第二端与所述第二空腔的第一端之间；
9.所述三维显示屏的显示方向朝向所述负折射率板，所述负折射率板的折射方向朝向所述开口。
10.根据本技术的另一方面，提供了一种全息立体影像的显示方法，应用于控制器中，所述控制器用于控制如上述的显示设备，所述方法包括：
11.获得第一全息立体影像对应的第一影像数据；
12.通过所述三维显示屏在所述显示方向上发射与所述第一影像数据对应的三维图像平行光，所述三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在成像位置上形成所述第一全息立体影像。
13.根据本技术的另一方面，提供了一种全息立体影像的显示装置，该装置用于控制如上述的显示设备，所述装置包括：
14.获取模块，用于获得第一全息立体影像对应的第一影像数据；
15.控制模块，用于通过所述三维显示屏在所述显示方向上发射与所述第一影像数据对应的三维图像平行光，所述三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在成像位置上形成所述第一全息立体影像。
16.可选地，控制模块，还用于通过所述三维显示屏在所述显示方向上发射与所述三维角色数据对应的第一三维图像平行光，以及与所述舞台特效数据对应的第二三维图像平行光；其中，所述第一三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在所述成像位置上形成所述三维角色；所述第二三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在所述成像位置上形成三维舞台。
17.可选地，获取模块，还用于获得悬浮粒子数据。
18.可选地，控制模块，还用于通过所述三维显示屏在所述显示方向上发射与所述悬浮粒子数据对应的第三三维图像平行光，所述第三三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在所述成像位置上形成悬浮在所述三维舞台上的半透明粒子。
19.可选地，获取模块，还用于获得环状扩散数据。
20.可选地，控制模块，还用于通过所述三维显示屏在所述显示方向上发射与所述环状扩散数据对应的第四三维图像平行光，所述第四三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在所述成像位置上形成在所述三维舞台上以所述三维角色的落脚点为中心的环状扩散动画特效和环状旋转动画特效中的至少一种。
21.可选地，获取模块，还用于获得环状光晕数据。
22.可选地，控制模块，还用于通过所述三维显示屏在所述显示方向上发射与所述环状光晕数据对应的第五三维图像平行光，所述第五三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在所述成像位置上形成在所述三维舞台上围绕所述三维角色的光晕特效。
23.可选地，获取模块，还用于获得轨迹粒子数据。
24.可选地，控制模块，还用于通过所述三维显示屏在所述显示方向上发射与所述轨迹粒子数据对应的第六三维图像平行光，所述第六三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在所述成像位置上形成在所述三维舞台上以所述三维角色的运动部位为基准的运动轨迹特效。
25.可选地，获取模块，还用于获得踏步动态数据。
26.可选地，控制模块，还用于通过所述三维显示屏在所述显示方向上发射与所述踏步动态数据对应的第七三维图像平行光，所述第七三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在所述成像位置上形成所述三维角色的足部在所述三维舞台上的踏步位置为基准的环状扩散特效。
27.可选地，所述装置还包括：交互模块。
28.所述交互模块，用于通过所述手势捕捉摄像头识别手势动作；响应于所述手势动作，更新所述第一影像数据，得到第二影像数据；通过所述三维显示屏在所述显示方向上发射与所述第二影像数据对应的三维图像平行光；与所述第二影像数据对应的三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在所述成像位置上形成第二全息立体影像。
29.所述交互模块，还用于响应于所述手势动作是第一滑动动作，将所述第一影像数据中与所述三维角色对应的第一服装数据更新为第二服装数据，得到所述第二影像数据；
或，响应于所述手势动作是第二滑动动作，将所述第一影像数据中的所述三维角色的第一显示角度沿滑动方向更新为第二显示角度，得到所述第二影像数据；或，响应于所述手势动作是双拳手势动作，在所述第一影像数据中增加第一互动数据，得到所述第二影像数据；所述第一互动数据是用于跟随音乐旋律在双拳上使用荧光棒与所述三维角色互动的特效数据；或，响应于所述手势动作是手指比心动作，在所述第一影像数据中增加第二互动数据，得到所述第二影像数据；所述第二互动数据是用于使用爱心动画与所述三维角色互动的特效数据。
30.根据本技术的另一方面，提供了一种控制器，该控制器包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令，该指令由处理器加载并执行以实现如上述的全息立体影像的显示方法。
31.根据本技术的另一方面，提供了一种计算机存储介质，计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，程序代码由处理器加载并执行以实现如上方面所述的全息立体影像的显示方法。
32.根据本技术的另一方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，上述计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，上述计算机指令存储在计算机可读存储介质中。控制器从上述计算机可读存储介质读取上述计算机指令，上述控制器执行上述计算机指令，使得上述显示设备执行如上方面所述的全息立体影像的显示方法。
33.本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
34.通过结合三维显示屏和负折射率板，将三维显示屏显示的三维图像折射为全息立体影像，获得的全息立体影像是实像，用户可以在任意角度观看到具有立体感的全息立体影像，增强全息立体影像的真实感。
附图说明
35.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1是本技术一个示例性实施例提供的全息立体影像的显示设备的外观示意图；
37.图2是本技术一个示例性实施例提供的全息立体影像的显示设备的结构示意图；
38.图3是本技术一个示例性实施例提供的第一空腔和第二空腔的示意图；
39.图4是本技术一个示例性实施例提供的另一种全息立体影像的显示设备的结构示意图；
40.图5是本技术一个示例性实施例提供的第一夹角和第二夹角的示意图；
41.图6是本技术一个示例性实施例提供的全息立体影像的显示方法的流程图；
42.图7是本技术一个示例性实施例提供的不同角度下的第一全息立体影像的示意图；
43.图8是本技术一个示例性实施例提供的第一全息立体影像的全息立体影像图；
44.图9是本技术一个示例性实施例提供的三维舞台的全息立体影像图；
45.图10是本技术一个示例性实施例提供的环状扩散动画的示意图；
46.图11是本技术一个示例性实施例提供的环状扩散动画的全息立体影像图；
47.图12是本技术一个示例性实施例提供的环状旋转动画的示意图；
48.图13是本技术一个示例性实施例提供的环状旋转动画的全息立体影像图；
49.图14是本技术一个示例性实施例提供的光晕特效的示意图；
50.图15是本技术一个示例性实施例提供的光晕特效的全息立体影像图；
51.图16是本技术一个示例性实施例提供的运动轨迹特效的示意图；
52.图17是本技术一个示例性实施例提供的运动轨迹特效的全息立体影像图；
53.图18是本技术一个示例性实施例提供的踏步动态特效的示意图；
54.图19是本技术一个示例性实施例提供的踏步动态特效的全息立体影像图；
55.图20是本技术一个示例性实施例提供的全息立体影像交互方法的流程图；
56.图21是本技术一个示例性实施例提供的手势动作的示意图；
57.图22是本技术一个示例性实施例提供的第一滑动动作的互动示意图；
58.图23是本技术一个示例性实施例提供的第二滑动动作的全息立体影像图；
59.图24是本技术一个示例性实施例提供的双拳手势动作的互动示意图；
60.图25是本技术一个示例性实施例提供的手指比心动作互动的示意图；
61.图26是本技术一个示例性实施例提供的全息立体影像的显示装置的结构示意图；
62.图27是本技术一个示例性实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
63.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
64.首先，对本技术实施例中涉及的名词进行介绍：
65.三维显示屏(three-dimensional display)：是一种提供三维视觉效果的显示设备。可以利用人眼视觉错觉在三维平面显示三维图像。三维显示屏根据视差障碍原理，利用特定的掩模算法，将展示影像交叉排列，通过特定的视差屏障后由两眼捕捉观察。视差屏障通过光栅阵列准确控制每一个像素透过的光线，只让右眼或左眼看到，由于右眼和左眼观看液晶面板的角度不同，利用这一角度差遮住光线就可将图像分配给右眼或者左眼，经过大脑将这两幅存在差别的图像合成为一副具有空间深度和维度信息的图像，从而使用户看到三维图像。
66.负折射率板：指由负折射率材料构成的板。负折射率材料的介电常数或磁导率均是负的。光在通过负折射率板的前后，入射光和折射光位于法线同一侧。在本技术中，三维显示屏发出的三维平行光在通过负折射率板后，会在成像位置处形成实像，用户从任意角度都可以观看到具有三维视觉效果的影像。
67.图1示出了本技术一个示例性实施例提供的全息立体影像的显示设备的外观示意图，图2示出了本技术一个示例性实施例提供的全息立体影像的显示设备的内部构造示意图。如图1和图2所示，显示设备100包括：机体101、三维显示屏102和负折射率板103；
68.机体101的内部包括中轴线具有折角的第一空腔105和第二空腔106，第一空腔105的第二端与第二空腔106的第一端连通，第二空腔106的第二端在机体101的侧壁上形成有开口；
69.三维显示屏102设置在第一空腔105的第一端，负折射率板103设置在第一空腔105的第二端与第二空腔106的第一端之间；
70.三维显示屏102的显示方向朝向负折射率板103，负折射率板103的折射方向朝向开口。
71.本实施例通过结合三维显示屏和负折射率板，使得三维显示屏显示的具有三维视觉效果的三维图像在通过负折射率板之后，可以在成像位置形成一个实像，用户可以在偏向角度观看到具有三维视觉效果的影像，增强全息立体影像的真实感。
72.机体101为显示设备100的壳体部分。机体101在外形上呈现立方体。可选地，机体101在外形上还可以呈现为圆柱体、五棱柱、六棱柱等，本技术对机体101的外形不做限定。机体101内部包括第一空腔105和第二空腔106，如图3所示，第一腔体105与第二腔体106以图3中的方式连接。其中，第一空腔105和第二空腔106的中轴线之间呈折角，中轴线指空腔沿形成方向的中心线。如图3所示，第一空腔105的中轴线305和第二空腔106的中轴线306之间的折角为θ，θ等于90度，可选地，该折角θ是其他角度，例如，40度、80度、120度等，本技术对折角θ的大小不做具体限定。如图3所示，第一空腔105的第二端302与第二空腔106的第一端303连通。第二空腔106的第二端304在机体101的侧壁上形成有开口。开口的形状可以是任意形状，例如，矩形、圆形、三角形等，本技术对开口的形状不做具体限定，如图2所示，第二空腔106的左端在机体101的侧壁上形成有矩形的开口。
73.三维显示屏102用于显示具有三维视觉效果的三维图像。三维显示屏102设置在第一空腔105的第一端。如图2所示，三维显示屏102设置在第一空腔105的底端。三维显示屏102的显示方向可以由技术人员自行设置，例如，三维显示屏102的显示方向水平向上，或者，显示方向与水平面呈45度夹角，或者显示方向与水平面呈60度夹角，本技术对三维显示屏102的显示方向不做具体限定。
74.负折射率板103用于将三维显示屏102显示的具有三维视觉效果的三维图像折射为实像，该实像显示在成像位置上。负折射率板103设置在第一空腔105的第二端与第二空腔106的第一端之间。如图2所示，负折射率板103设置在第一空腔105的上端与第二空腔106的右端之间。负折射率板103的尺寸与三维显示屏102的显示屏尺寸相匹配。可选地，负折射率板103的尺寸略大于三维显示屏102的显示屏尺寸。
75.为使得三维显示屏102所发出的三维图像平行光可以全部通过负折射率板103，第一空腔105是沿竖向形成的第一立方体空腔；第一立方体空腔的横截面尺寸与三维显示屏102的显示屏尺寸匹配。第二空腔106是沿横向形成的第二立方体空腔；第二立方体空腔的纵截面尺寸与三维显示屏102的显示屏尺寸匹配。第一空腔105和第二腔体106存在重合部分。
76.在本技术另一种可行的实施例中，对第一空腔105的形状不做限定，对第二空腔106的形状也不做限定，但第一空腔105的横截面尺寸与三维显示屏102的显示屏尺寸匹配，且第二空腔106的纵截面尺寸与三维显示屏102的显示屏尺寸匹配。示例性的，当三维显示屏102的显示屏为矩形时，第一空腔105的横截面可以是前述矩形的外接圆，第二空腔106的纵截面可以是前述矩形的外接圆。
77.三维显示屏102的显示方向与负折射率板103的折射方向呈90度。如图2所示，三维显示屏102的显示方向与负折射率板103的折射方向呈90度角。
78.在本技术另一种可行的设计中，三维显示屏102的显示方向与负折射率板103的折射方向也可以与显示方向呈其它角度，例如，60度角、80度角等。
79.显示设备还包括：显示屏物理接口，显示屏物理接口与三维显示屏电性相连。显示屏物理接口用于连接三维显示屏和控制器，使得两者可以实现数据的传输和交互。显示屏物理接口设置于控制器107上，控制器107可以设置与机体101外部，也可以设置于机体101内部，本技术对此不作具体限定。
80.可选地，控制器107和三维显示屏102之间可以以无线网络的形式建立连接。
81.显示设备还包括：手势捕捉摄像头104，手势捕捉摄像头104的摄像方向朝向负折射率板的折射光对应的成像位置。手势捕捉摄像头用于获取用户的手势，以实现用户和显示设备之间的交互。手势捕捉摄像头104具有一定的捕捉范围，捕捉范围包括了成像空间。
82.由于在本技术中，成像位置至少存在两种情况，故手势捕捉摄像头104存在两种情况：成像位置在机体的外部，手势捕捉摄像头设置在机体的底部。如图2所示，成像位置在机体101的外部，手势捕捉摄像头104设置于机体101外部，且位于开口的下方，且，如图1所示，手势捕捉摄像头104朝向上方，使得手势捕捉摄像头可以捕捉到成像位置处的影像。可选地，手势捕捉摄像头设置于开口的上方，且，手势捕捉摄像头朝向下方，使得手势捕捉摄像头可以捕捉到成像位置处的影像。
83.如图4所示，成像位置在第二空腔中，手势捕捉摄像头104设置在第二空腔的腔壁上，且，手势捕捉摄像头设置在开口的下方，且，手势捕捉摄像头朝向上方，使得手势捕捉摄像头可以捕捉到成像位置处的影像。可选地，手势捕捉摄像头设置在开口的上方，且，手势捕捉摄像头朝向下方，使得手势捕捉摄像头可以捕捉到成像位置处的影像。
84.显示设备还包括：摄像头物理接口，摄像头物理接口与手势捕捉摄像头电性相连。摄像头物理接口用于连接手势捕捉摄像头和控制器，使得两者可以实现数据的传输和交互。摄像头物理接口设置于控制器107上。可选地，控制器107和手势捕捉摄像头104之间可以以无线网络的形式建立连接。可选地，摄像头物理接口是usb(universal serial bus，通用串行总线)接口、hdmi(high definition multimedia interface，高清多媒体接口)、rj45(registered jack 45，注册的45号插口)、闪电接口、火线接口和自定义接口中的至少一种。
85.可选地，显示设备100还可以包括音响设备(图中未示出)，音响设备可以设置于机体的内部，也可以设置于机体的外部。显示设备还包括：音响物理接口，音响物理接口与音响设备电性相连。音响物理接口用于连接音响设备和控制器，使得两者可以实现数据的传输和交互。音响物理接口设置于控制器上。可选地，音响设备与控制器通过无线网络建立连接。可选地，音响物理接口是rca(radio corporation of american，由radio corporation of american公司推出)莲花插口、xlr(cannon x series,latch,rubber)插口、trs(tip、ring、sleeve，尖、环、套)接口、同轴接口、光纤接口和自定义接口中的至少一种。
86.可选地，显示设备100还可以包括声音采集设备(图中未示出)，声音采集设备可以设置于机体的内部，也可以设置于机体的外部。显示设备还包括：声音采集物理接口，声音采集物理接口与声音采集设备电性相连。声音采集物理接口用于连接声音采集设备和控制器，使得两者可以实现数据的传输和交互。声音采集物理接口设置于控制器上。可选地，音响设备与控制器通过无线网络建立连接。可选地，声音采集接口是rca莲花插口、xlr插口、
trs接口、同轴接口、光纤接口和自定义接口中的至少一种。
87.图5示出了本技术一个示例性实施例提供的第一夹角和第二夹角的示意图。三维显示屏的显示方向与负折射率板的板面之间呈第一夹角，负折射率板的折射方向与负折射率板的板面之间呈第二夹角，第一夹角的余弦值与第二夹角余弦值的比值等于负折射率板的折射率的相反数。如图3所示，三维显示屏的显示方向与负折射率板的板面之间呈α角，负折射率板的折射方向与负折射率板的板面之间呈β角，负折射率板的折射率为n，则有
[0088][0089]
其中，负折射率板的折射率n为负数。
[0090]
综上所述，本实施例通过结合三维显示屏和负折射率板，在成像位置上形成第一全息立体影像，第一全息立体影像从侧面观看仍可以获得具有三维视觉效果的影像，可以增强全息影像的立体感和真实感，可以打破全息影像与用户之间的隔阂。
[0091]
而且，本实施例让第一全息立体影像完全无遮挡地呈现在空中，延展立体影像的显示范围，使得用户可通过视觉感知空间距离，伸手到达立体影像的成像位置，也加强了全息影像的立体感和真实感。
[0092]
图6示出了本技术一个示例性实施例提供的全息立体影像的显示方法的流程图。该方法由控制器实施，控制器用于控制如上述的显示设备，该方法包括以下步骤：
[0093]
步骤601：获得第一全息立体影像对应的第一影像数据。
[0094]
第一全息立体影像是显示设备显示的具有三维视觉效果的实像，用户在切换到偏向角度的观看时，仍可以获得具有三维视觉效果的影像，如图7所示，用户在不同的偏向角度仍可以看到具有三维视觉效果的影像。从正面观察时，用户可以直接获得具有三维视觉效果的影像；从向左偏转一定角度后观察时，用户也可以直接获得具有三维视觉效果的影像；从向右偏转一定角度后观察时，用户也可以直接获得具有三维视觉效果的影像。
[0095]
可选地，偏向角度与三维显示屏的屏幕尺寸呈正相关。示例性的，三维显示屏的长宽比保持为1：1不变，三维显示屏的屏幕尺寸越大，偏向角度也越大。
[0096]
可选地，当三维显示屏的屏幕尺寸达到预设尺寸时，偏向角度达到最大为45度。示例性的，当三维显示屏的尺寸为2m
×
2m时，偏向角度达到45度。本技术预设尺寸不做具体限定。
[0097]
第一影像数据用于在三维显示屏上显示与第一全息立体影像对应的三维图像。第一影像数据由三维素材获得，三维素材记录了空间坐标信息。示例性的，三维素材包括：三维模型、三维场景、扫描模型、扫描场景中的至少一种。
[0098]
第一影像数据的获得方法可以有多种，例如，控制器下载网络上的第一影像数据，或者，控制器接收由其他计算机设备发送的第一影像数据，或者，控制器调用本地存储的第一影像数据。本技术第一影像数据的获得方法不做具体限定。
[0099]
步骤602：通过三维显示屏在显示方向上发射与第一全息立体影像对应的三维图像平行光。
[0100]
显示方向指三维显示屏所对的方向。示例性的，如图2所示，显示方向为向上。
[0101]
三维图像平行光为三维显示屏发出的平行光。三维图像平行光在进入人眼后，用户会看到具有三维视觉效果的三维影像，该三维影像显示在三维显示屏的后面。
[0102]
步骤603：三维图像平行光经负折射率板折射后，沿折射方向在成像位置上形成第一全息立体影像。
[0103]
负折射率板可以折射三维图像平行光，并在成像位置上形成第一全息立体影像。其中，经负折射率板折射后的三维图像平行光不属于平行光，属于辐射状的光，且向空间中的各个方向延伸。
[0104]
示例性的，由三维显示屏显示三维影像，该三维影像显示在三维显示屏的后面，再通过负折射率板将图像折射到空气中形成悬浮的可触摸实像。
[0105]
成像位置到负折射率板的距离与三维显示屏到负折射率板的距离具有对应关系。可选地，成像位置到负折射率板的距离与三维显示屏到负折射率板的距离相等。
[0106]
针对第一影像数据包括三维角色数据和舞台特效数据的情况：
[0107]
图8示出了本技术一个示例性实施例提供的第一全息立体影像的全息立体影像图。图9示出了本技术一个示例性实施例提供的三维舞台的全息立体影像图。如图8和图9所示，第一全息立体影像显示了三维角色801和三维舞台802。
[0108]
可选地，第一影像数据包括：三维角色数据和舞台特效数据。通过三维显示屏在显示方向上发射与三维角色数据对应的第一三维图像平行光，以及与舞台特效数据对应的第二三维图像平行光，其中，第一三维图像平行光经负折射率板折射后，沿折射方向在成像位置上形成三维角色；第二三维图像平行光经负折射率板折射后，沿折射方向在成像位置上形成三维舞台。
[0109]
三维角色是由第一三维图像平行光经负折射率板折射后，沿折射方向在成像位置上形成的具有三维视觉效果的角色影像。第一三维图像平行光与第二三维图像平行光混合在一起，由三维显示屏同时发出。
[0110]
三维舞台是第二三维图像平行光经负折射率板折射后，沿折射方向在成像位置上形成的具有三维视觉效果的舞台影像。
[0111]
针对第一影像数据包括悬浮粒子数据的情况：
[0112]
可选地，第一影像数据还包括：悬浮粒子数据。
[0113]
通过三维显示屏在显示方向上发射与悬浮粒子数据对应的第三三维图像平行光，第三三维图像平行光经负折射率板折射后，沿折射方向在成像位置上形成悬浮在三维舞台上的半透明粒子。
[0114]
半透明粒子为悬浮的半透明的粒子动画特效。半透明粒子的样式可由技术人员自行设定，例如，音符、星星、雪花、泡泡、爱心等。
[0115]
半透明粒子是由第三三维图像平行光经负折射率板折射后，沿折射方向在成像位置上形成的粒子动画特效，半透明粒子悬浮于三维舞台上。第一三维图像平行光、第二三维图像平行光与第三三维图像平行光混合在一起，由三维显示屏同时发出。
[0116]
半透明粒子具体效果可参考图8，半透明粒子801呈音符状，悬浮于三维舞台上。
[0117]
可选地，半透明粒子的远动轨迹受三维角色动作的影响。为模拟三维角色动作对周边气流的影响，在三维角色运动时，半透明粒子的运动轨迹会随三维角色的运动发生改变。例如，在三维角色旋转时，半透明粒子也会做相应的运动。
[0118]
可选地，半透明粒子的特效会受三维角色动作的影响。为增强三维角色与半透明粒子间的互动，加强虚拟舞台的舞台效果，在三维角色做出部分动作时，会显示与动作对应
的特效。例如，当虚拟角色点击泡泡样式的半透明粒子时，会显示泡泡破裂的特效。
[0119]
可选地，在显示设备搭载音响设备的前提下，半透明粒子的形状或样式会受音乐旋律的影响。为增强音乐旋律和半透明之间的互动，加强虚拟舞台的舞台效果，半透明粒子的形状或样式会根据音乐旋律进行切换。例如，在音响设备播放快旋律曲时，半透明粒子呈现爱心样式；在音响设备播放慢旋律乐曲时，半透明粒子呈现为雪花样式。
[0120]
综上，搭载有半透明粒子的三维舞台可以突出立体显示的纵深感，形成更加丰富的前后景层次，增强全息立体影像的立体感和真实感，也便于用户确定三维角色的具体位置。
[0121]
针对第一影像数据包括环状扩散数据的情况：
[0122]
通过三维显示屏在显示方向上发射与悬浮粒子数据对应的第四三维图像平行光，第四三维图像平行光经负折射率板折射后，沿折射方向在成像位置上形成在三维舞台上以虚拟角色的落脚点为扩散中心的环状扩散动画和环状旋转动画中的至少一种。
[0123]
环状扩散动画或环状旋转动画是第四三维图像平行光经负折射率板折射后，沿折射方向在成像位置上形成的具有三维视觉效果的动画。第四三维图像平行光、第一三维图像平行光与第二三维图像平行光混合在一起，由三维显示屏同时发出。
[0124]
图10示出了本技术一个示例性实施例提供的环状扩散动画的示意图，图11示出了本技术一个示例性实施例提供的环状扩散动画的全息立体影像图。如图10所示，环状扩散动画1001以虚拟角色的落脚点为扩散中心向外扩散，具体效果可参照图11中的环状扩散动画1101。
[0125]
可选地，环状扩散动画也可以是以矩形为扩散面而形成的扩散动画，也可以是以正六边形为扩散面而形成的扩散动画。
[0126]
可选地，环状扩散动画可以表现为匀速扩散，也可以表现为变速扩散。
[0127]
可选地，当显示设备设置有音响设备时，环状扩散动画可以根据声音的旋律来改变扩散速度，当音乐旋律a切换为音乐旋律b时，加快环状扩散动画的扩散速度。
[0128]
图12示出了本技术一个示例性实施例提供的环状旋转动画的示意图，图13示出了本技术一个示例性实施例提供的环状旋转动画的全息立体影像图。如图12所示，环状旋转动画1201以虚拟角色的落脚点为中心进行旋转，具体效果可参照图13中的环状旋转动画1301。
[0129]
可选地，环状旋转动画是以矩形为旋转而形成的旋转动画，也能是以正六边形为旋转面而形成的旋转动画。
[0130]
示例性的，环状旋转动画的旋转速度可以是匀速的，也可以是变速的。
[0131]
可选地，当显示设备设置有音响设备时，环状旋转动画根据声音的旋律来改变旋转速度，当音乐旋律a切换为音乐旋律b时，加快环状旋转动画的旋转速度。
[0132]
综上，以三维角色的落脚点为中心的环状扩散动画特效和环状旋转动画特效，可以时刻突显前后景与人物之间的遮挡效果，从而表现三维舞台的纵深感，可以增强全息立体影像的立体感和真实感，也便于用户确定三维角色的具体位置。
[0133]
针对第一影像数据包括环状光晕数据的情况：
[0134]
通过所述三维显示屏在所述显示方向上发射与环状光晕数据对应的第五三维图像平行光，第五三维图像平行光经负折射率板折射后，沿折射方向在成像位置上形成在三
维舞台上围绕三维角色的光晕特效。
[0135]
光晕特效为由第五三维图像平行光经负折射率板折射后，沿折射方向在成像位置上形成的光晕影像。环状光晕特效始终包围三维角色。第五三维图像平行光、第一三维图像平行光和第二三维图像平行光混合在一起，由三维显示屏同时发出。
[0136]
可选地，环状光晕特效会根据三维人物的动作来切换特效。示例性的，当三维角色摆出跳跃动作，环状光晕特效会切换颜色特效，由蓝色切换显示为绿色。
[0137]
可选地，当显示设备设置有音响设备时，环状光晕特效会根据声音的旋律改变显示的特效。示例性的，当音乐旋律a切换为音乐旋律b时，会切换显示环状光晕特效的颜色，由蓝色切换显示为绿色。
[0138]
图14示出了本技术一个示例性实施例提供的环状光晕的示意图，图15示出了本技术一个示例性实施例提供的环状光晕的全息立体影像图。如图14和图15所示，环状光晕1401围绕三维角色，具体效果可参考图15中的环状光晕1501。
[0139]
综上，包围三维角色的光晕特效可以让用户轻松地找到运动的参考物，时刻感知到三维角色的空间位置，可以增强全息立体影像的立体感和真实感，也便于用户确定三维角色的具体位置。
[0140]
针对第一影像数据包括轨迹粒子数据的情况：
[0141]
通过三维显示屏在显示方向上发射与轨迹粒子数据对应的第六三维图像平行光，第六三维图像平行光经负折射率板折射后，沿折射方向在成像位置上形成在三维舞台上以三维角色的运动部位为基准的运动轨迹特效。
[0142]
运动轨迹特效由第六三维图像平行光经负折射率板折射后，沿折射方向在成像位置上形成的粒子动画特效。运动轨迹特效在三维舞台上以三维角色的运动部位为基准。图。运动轨迹特效是由悬浮发光粒子的运动动画组成的，悬浮发光粒子的样式包括：音符、星星、雪花、泡泡、爱心中的至少一种。
[0143]
第六三维图像平行光、第一三维图像平行光和第二三维图像平行光混合在一起，由三维显示屏同时发出。
[0144]
图16示出了本技术一个示例性实施例提供的运动轨迹特效的示意图，图17示出了本技术一个示例性实施例提供的运动轨迹特效的全息立体影像图。如图16所示，运动轨迹特效1601添加于三维角色的手腕上，具体效果可参考图17中的运动轨迹特效1701。例如，运动部位包括手腕、脚腕、脖颈、手肘、膝盖、头发中的至少一种。
[0145]
可选地，当显示设备设置有音响设备时，运动轨迹特效与音乐旋律相关。示例性的，当音乐旋律a切换为音乐旋律b时，运动轨迹特效中的悬浮发光粒子的样式由音符切换为雪花，或者，悬浮发光粒子的运动速率加快。
[0146]
综上，在三维角色的运动部位上形成的运动轨迹特效可以在三维角色做出比较大位移或旋转时，进一步记录三维角色的空间位置变化，也可以增强全息立体影像的立体感和真实感，也便于用户确定三维角色的具体位置。
[0147]
针对第一影像数据包括踏步动态数据的情况：
[0148]
通过三维显示屏在显示方向上发射与踏步动态数据对应的第七三维图像平行光，第七三维图像平行光经负折射率板折射后，沿折射方向在成像位置上形成三维角色的足部在三维舞台上的踏步位置为基准的环状扩散特效。
[0149]
以踏步位置为基准的环状扩散特效是由第七三维图像平行光经负折射率板折射后，沿折射方向在成像位置上形成的扩散动画特效。
[0150]
第七三维图像平行光、第一三维图像平行光和第二三维图像平行光混合在一起，由三维显示屏同时发出。
[0151]
图18示出了本技术一个示例性实施例提供的踏步动态特效的示意图，图19示出了本技术一个示例性实施例提供的踏步动态特效的全息立体影像图。如图18所示，以踏步位置为基准的环状扩散特效1801位于三维角色的足部，具体效果可参考图19中的环状扩散特效1901。
[0152]
可选地，为模拟三维角色踏步的力度对三维舞台的影响，以踏步位置为基准的环状扩散特效与三维角色的步伐幅度相关。示例性的，当三维角色以较大的步伐幅度运动时，环状扩散特效所对应的波纹数量较多；同样地，当三维角色以较小的步伐幅度运动时，环状扩散特效所对应的波纹数量较少。
[0153]
可选地，在三维角色的多个踏步动作中，可以改变环状扩散特效的颜色或样式。示例性的，三维角色的第一次踏步，所对应的环状扩散特效为蓝色；三维角色的第二次踏步，所对应的环状扩散特效为紫色；三维角色的第三次踏步，所对应的环状扩散特效为红色。示例性的，三维角色的第一次踏步，所对应的环状扩散特效为圆形扩散特效；三维角色的第二次踏步，所对应的环状扩散特效为矩形扩散特效；三维角色的第三次踏步，所对应的环状扩散特效为正六边形扩散特效。
[0154]
在三维角色的足部在三维舞台上的踏步位置为基准的环状扩散特效可以突显三维角色在悬空环境中的空间位移，也可以增强全息立体影像的立体感和真实感，也便于用户确定三维角色的具体位置。
[0155]
综上所述，本实施例通过结合三维显示屏和负折射率板，在成像位置上形成第一全息立体影像，第一全息立体影像从侧面观看仍就可以获得具有三维视觉效果的影像。本实施例可以增强全息影像的立体感和真实感，可以打破全息影像与用户之间的隔阂，使得用户可以在物理空间内，确切地看到具有三维视觉效果的第一全息立体影像。
[0156]
图20示出了本技术一个示例性实施例提供的全息立体影像交互方法的流程图。该方法由控制器执行，控制器用于控制如图1和图2所示的显示设备，显示设备还包括手势捕捉摄像头。该方法包括以下步骤：
[0157]
步骤2001：通过手势捕捉摄像头识别手势动作。
[0158]
当用户将手放置于手势捕捉摄像头的捕捉范围时，控制器通过手势捕捉摄像头识别手势动作。可选地，手势动作包括：握拳动作、滑动动作、点击动作、比心动作中的至少一种。本技术对手势动作的种类不做具体限定。
[0159]
步骤2002：响应于手势动作，更新第一影像数据，得到第二影像数据。
[0160]
控制器响应于手势动作，更新第一影像数据，得到第二影像数据。
[0161]
第二影像数据用于在三维显示屏上显示与第二全息立体影像对应的三维图像。
[0162]
第二影像数据的获得方法可以有多种，例如，控制器下载网络上的第二影像数据，或者，控制器接收由其他计算机设备发送的第二影像数据，或者，控制器调用本地存储的第二影像数据。本技术对第二影像数据的获得方法不做具体限定。
[0163]
步骤2003：通过三维显示屏在显示方向上发射与第二影像数据对应的三维图像平
行光。
[0164]
步骤2004：与第二影像数据对应的三维图像平行光经负折射率板折射后，沿折射方向在成像位置上形成第二全息立体影像。
[0165]
第二全息立体影像具有与第一全息影像相同的特性，第二全息立体影像是由显示设备显示的具有三维视觉效果的实像，用户在切换到偏向角度的观看时，仍可以获得具有三维视觉效果的影像。示例性的，该偏向角度是30度、50度、90度等。第二全息立体影像的显示内容与第一全息立体影像的显示内容不同。
[0166]
图21示出了本技术一个示例性实施例提供的手势动作的示意图。如图19所示，第一全息立体影像从不同的角度观看可以获得不同的立体视觉效果，而且用户从不同的角度可以触碰不同角度下的第一全息立体影像的不同部位。例如，用户可以在三维角色的正面触碰到三维角色的脸颊，可以在三维角色的侧面触碰到三维角色的小腹。
[0167]
针对第一影像数据包括第一影像数据包括三维角色，第一手势动作是第一滑动动作的情况：
[0168]
响应于手势动作是第一滑动动作，将第一影像数据中与三维角色对应的第一服装数据更新为第二服装数据，得到第二影像数据。
[0169]
第一服装数据用于在三维显示屏上显示与三维角色服装相对应的三维图像。
[0170]
类似的，第二服装数据用于在三维显示屏上显示与三维角色服装相对应的三维图像。第一服装数据与第二服装数据不同。
[0171]
图20示出了本技术一个示例性实施例提供的第一滑动动作的互动示意图。响应于手势动作是第一滑动动作2201，三维角色会改变服装2201。示例性的，响应于手势动作是第一滑动动作，三维角色将连衣裙改为牛仔衫。
[0172]
可选地，第一手势动作还可以是点击动作、双击动作中的至少一种。
[0173]
针对第一影像数据包括第一影像数据包括三维角色，第一手势动作是第二滑动动作的情况：
[0174]
响应于手势动作是第二滑动动作，将第一影像数据中的三维角色的第一显示角度沿滑动方向更新为第二显示角度，得到第二影像数据。
[0175]
图21示出了本技术一个示例性实施例提供的第二滑动动作的互动实物图。响应于手势动作是第二滑动动作，三维角色会沿滑动方向转动。当三维角色转动时，会带动三维角色上其他部位的物理运动。如图23所示，在三维角色801转动时，会显示三维角色801的头发2301的物理运动。可选地，在三维角色转动时，还会显示三维角色的衣物的物理运动。
[0176]
可选地，当第一影像数据还包括舞台特效数据时，响应于手势动作是第二滑动动作，将舞台特效数据中的三维舞台的第一显示角度沿滑动方向更新为第二显示角度。
[0177]
针对第一影像数据包括第一影像数据包括三维角色，第一手势动作是双拳手势动作的情况：
[0178]
响应于手势动作是双拳手势动作，在第一影像数据中增加第一互动数据，得到第二影像数据；第一互动数据是用于跟随音乐旋律在双拳上使用荧光棒与三维角色互动的特效数据。
[0179]
第一互动数据用于在三维显示屏上显示与荧光棒相对应的三维影像。
[0180]
图24示出了本技术一个示例性实施例提供的双拳手势动作的互动示意图。响应于
手势动作是双拳手势动作2401，在用户双拳的掌心处会出现荧光棒2402，用于用户跟随音乐旋律与三维角色801进行交互。
[0181]
可选地，荧光棒的颜色或样式会随音乐旋律变化。示例性的，当音乐旋律a切换为音乐旋律b时，荧光棒的颜色由红色切换为蓝色。
[0182]
针对第一影像数据包括第一影像数据包括三维角色，第一手势动作是手指比心动作的情况：
[0183]
响应于手势动作是手指比心动作，在第一影像数据中增加第二互动数据，得到第二影像数据；第二互动数据是用于使用爱心动画与三维角色互动的特效数据。
[0184]
第二互动数据用于在三维显示屏上显示与爱心动画相对应的三维影像。
[0185]
图25示出了本技术一个示例性实施例提供的手指比心动作的示意图，如图25所示当用户做出手指比心动作2501后，会出现爱心动画2502。
[0186]
可选地，响应于手势动作是手指比心动作，三维角色会做出相应的比心动作。
[0187]
可选地，在显示设备设置有音响设备时，爱心动画会根据音乐旋律改变爱心的运动速率。示例性的，当音乐旋律a切换为音乐旋律b时，爱心的运动速率加快。
[0188]
可选地，本技术可运用于虚拟偶像舞台演出，可打破粉丝与偶像的隔阂，在近距离的物理空间里观看全息表演并进行自然手势互动。
[0189]
综上所述，本实施例可以实现用户与三维角色之间的交互，打破用户与三维角色之间的隔阂，相比于相关技术，本技术在立体显示与交互输入上都占据优势。通过多变的悬空舞台，延展立体影像的显示范围，鼓励用户与内容产生更自然的交互。
[0190]
图26示出了本技术的一个示例性实施例提供的全息立体影像的显示装置的结构示意图。该控制器可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为显示设备的全部或一部分，该装置2600包括：
[0191]
获取模块2601，用于获得第一全息立体影像对应的第一影像数据；
[0192]
控制模块2602，用于通过所述三维显示屏在所述显示方向上发射与所述第一影像数据对应的三维图像平行光，所述三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在成像位置上形成所述第一全息立体影像。
[0193]
可选地，控制模块2602，还用于通过所述三维显示屏在所述显示方向上发射与所述三维角色数据对应的第一三维图像平行光，以及与所述舞台特效数据对应的第二三维图像平行光；其中，所述第一三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在所述成像位置上形成所述三维角色；所述第二三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在所述成像位置上形成三维舞台。
[0194]
可选地，获取模块2601，还用于获得悬浮粒子数据。
[0195]
可选地，控制模块2602，还用于通过所述三维显示屏在所述显示方向上发射与所述悬浮粒子数据对应的第三三维图像平行光，所述第三三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在所述成像位置上形成悬浮在所述三维舞台上的半透明粒子。
[0196]
可选地，获取模块2601，还用于获得环状扩散数据。
[0197]
可选地，控制模块2602，还用于通过所述三维显示屏在所述显示方向上发射与所述环状扩散数据对应的第四三维图像平行光，所述第四三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在所述成像位置上形成在所述三维舞台上以所述三维角色的落脚
点为中心的环状扩散动画特效和环状旋转动画特效中的至少一种。
[0198]
可选地，获取模块2601，还用于获得环状光晕数据。
[0199]
可选地，控制模块2602，还用于通过所述三维显示屏在所述显示方向上发射与所述环状光晕数据对应的第五三维图像平行光，所述第五三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在所述成像位置上形成在所述三维舞台上围绕所述三维角色的光晕特效。
[0200]
可选地，获取模块2601，还用于获得轨迹粒子数据。
[0201]
可选地，控制模块2602，还用于通过所述三维显示屏在所述显示方向上发射与所述轨迹粒子数据对应的第六三维图像平行光，所述第六三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在所述成像位置上形成在所述三维舞台上以所述三维角色的运动部位为基准的运动轨迹特效。
[0202]
可选地，获取模块2601，还用于获得踏步动态数据。
[0203]
可选地，控制模块2602，还用于通过所述三维显示屏在所述显示方向上发射与所述踏步动态数据对应的第七三维图像平行光，所述第七三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在所述成像位置上形成所述三维角色的足部在所述三维舞台上的踏步位置为基准的环状扩散特效。
[0204]
可选地，所述装置2600还包括：交互模块2603。
[0205]
所述交互模块2603，用于通过所述手势捕捉摄像头识别手势动作；响应于所述手势动作，更新所述第一影像数据，得到第二影像数据；通过所述三维显示屏在所述显示方向上发射与所述第二影像数据对应的三维图像平行光；与所述第二影像数据对应的三维图像平行光经所述负折射率板折射后，沿所述折射方向在所述成像位置上形成第二全息立体影像。
[0206]
所述交互模块2603，还用于响应于所述手势动作是第一滑动动作，将所述第一影像数据中与所述三维角色对应的第一服装数据更新为第二服装数据，得到所述第二影像数据；或，响应于所述手势动作是第二滑动动作，将所述第一影像数据中的所述三维角色的第一显示角度沿滑动方向更新为第二显示角度，得到所述第二影像数据；或，响应于所述手势动作是双拳手势动作，在所述第一影像数据中增加第一互动数据，得到所述第二影像数据；所述第一互动数据是用于跟随音乐旋律在双拳上使用荧光棒与所述三维角色互动的特效数据；或，响应于所述手势动作是手指比心动作，在所述第一影像数据中增加第二互动数据，得到所述第二影像数据；所述第二互动数据是用于使用爱心动画与所述三维角色互动的特效数据。
[0207]
综上所述，本实施例通过结合三维显示屏和负折射率板，在成像位置上形成第一全息立体影像，第一全息立体影像从侧面观看仍就可以获得具有三维视觉效果的影像。本实施例可以增强全息影像的立体感和真实感，可以打破全息影像与用户之间的隔阂，使得用户可以在物理空间内，确切地看到具有三维视觉效果的第一全息立体影像。
[0208]
图27是本技术一个实施例提供的计算机设备的结构示意图。具体来讲：计算机设备2700包括中央处理单元(英文：central processing unit，简称：cpu)2701、包括随机存取存储器(英文：random access memory，简称：ram)2702和只读存储器(英文：read-only memory，简称：rom)2703的系统存储器2704，以及连接系统存储器2704和中央处理单元2701
的系统总线2705。计算机设备2700还包括帮助计算机内的各个器件之间传输信息的基本输入/输出系统(i/o系统)2706，和用于存储操作系统2713、应用程序2714和其他程序模块2715的大容量存储设备2707。
[0209]
基本输入/输出系统2706包括有用于显示信息的显示器2708和用于用户输入信息的诸如鼠标、键盘之类的输入设备2709。其中显示器2708和输入设备2709都通过连接到系统总线2705的输入/输出控制器2710连接到中央处理单元2701。基本输入/输出系统2706还可以包括输入/输出控制器2710以用于接收和处理来自键盘、鼠标、或电子触控笔等多个其他设备的输入。类似地，输入/输出控制器2710还提供输出到显示屏、打印机或其他类型的输出设备。
[0210]
大容量存储设备2707通过连接到系统总线2705的大容量存储控制器(未示出)连接到中央处理单元2701。大容量存储设备2707及其相关联的计算机可读介质为计算机设备2700提供非易失性存储。也就是说，大容量存储设备2707可以包括诸如硬盘或者只读光盘(英文：compact disc read-only memory，简称：cd-rom)驱动器之类的计算机可读介质(未示出)。
[0211]
不失一般性，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括ram、rom、可擦除可编程只读存储器(英文：erasable programmable read-only memory，简称：eprom)、电可擦除可编程只读存储器(英文：electrically erasable programmable read-only memory，简称：eeprom)、闪存或其他固态存储其技术，cd-rom、数字通用光盘(英文：digital versatile disc，简称：dvd)或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备。当然，本领域技术人员可知计算机存储介质不局限于上述几种。上述的系统存储器2704和大容量存储设备2707可以统称为存储器。
[0212]
根据本技术的各种实施例，计算机设备2700还可以通过诸如因特网等网络连接到网络上的远程计算机运行。也即计算机设备2700可以通过连接在系统总线2705上的网络接口单元2711连接到网络2712，或者说，也可以使用网络接口单元2711来连接到其他类型的网络或远程计算机系统(未示出)。
[0213]
根据本技术的另一方面，还提供了一种控制器，控制器包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令，指令由处理器加载并执行以实现如上述的全息立体影像的显示方法。
[0214]
根据本技术的另一方面，还提供了一种计算机存储介质，计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，程序代码由处理器加载并执行以实现如上述的全息立体影像的显示方法。
[0215]
根据本技术的另一方面，还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，上述计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，上述计算机指令存储在计算机可读存储介质中。控制器从上述计算机可读存储介质读取上述计算机指令，上述控制器执行上述计算机指令，使得上述显示设备执行如上述的全息立体影像的显示方法。
[0216]
应当理解的是，在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a
和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0217]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0218]
以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。