一种用于数字展柜的三维全息互动系统及方法与流程

本申请涉及计算机领域，具体而言，涉及一种用于数字展柜的三维全息互动系统及方法。

背景技术：

1、数字展柜是一种利用先进的计算机图形学和显示技术，将实物展示与虚拟信息相结合的展示方式。它通过投影、增强现实等技术手段，使观众可以在虚拟场景中与展品进行互动，提供更加沉浸式的展示体验。然而，传统的数字展柜技术主要是通过lcd(liquidcrystal display，液晶显示屏)显示方式，基于平面显示或者在二维屏幕上模拟三维效果，无法真实地还原物体的立体感和空间位置。

2、针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种用于数字展柜的三维全息互动系统及方法，以解决上述技术问题。

2、根据本申请实施例的一个方面，本申请提供了一种于数字展柜的三维全息互动系统，包括点云数据获取单元、三维模型构建单元、格式转换单元、三维成像单元以及输入转化单元，其中，

3、上述点云数据获取单元，用于通过第一预设设备获取预设物体的三维点云数据，其中，上述第一预设设备包括传感器以及摄像头；上述三维模型构建单元，用于基于上述三维点云数据构建上述预设物体的三维模型；上述格式转换单元，用于将上述三维模型转换为用于全息显示的目标格式；上述三维成像单元，用于基于像素自发光技术将上述三维模型呈现在透明介质上，以形成虚拟的三维图像；上述输入转化单元，用于通过第二预设设备实时获取用户交互输入，并将上述用户交互输入转化为对全息展示场景的动作。

4、进一步地，上述用于数字展柜的三维全息互动系统还包括：模型预处理单元，用于在上述将上述三维模型转换为用于全息显示的目标格式之前，对上述三维模型进行预处理操作，其中，上述预处理操作包括纹理映射操作、材质设置操作以及光照调整操作；交互方式确定单元，用于在上述通过第二预设设备实时获取用户交互输入之前，将预设交互方式确定为上述全息展示场景与用户进行交互的方式，其中，上述预设交互方式包括手势识别、触摸感应以及声音控制。

5、进一步地，上述基于上述三维点云数据构建上述预设物体的三维模型，包括：基于预设点云配准算法将上述三维点云数据对齐，生成上述三维模型；

6、上述将上述三维模型转换为用于全息显示的目标格式，包括：将上述三维模型转换为用于全息显示的目标格式，其中，上述目标格式为点云格式或体素网格格式；

7、在上述基于像素自发光技术将上述三维模型呈现在透明介质上之前，还包括：对于平面上的每个像素位置(x,y)，执行如下操作：

8、计算光线方向d(x,y)；

9、计算法线与上述光线方向的夹角θ(x,y)；

10、根据光学衍射或干涉理论，计算上述像素位置(x,y)处的成像光强度p(x,y)；

11、其中，上述像素位置(x,y)用于确定光线的发射方向。

12、根据本申请实施例的另一方面，本申请提供了一种于数字展柜的三维全息互动系统，包括：通过第一预设设备获取预设物体的三维点云数据，其中，上述第一预设设备为光学传感器以；基于上述三维点云数据构建上述预设物体的三维模型；将上述三维模型转换为用于全息显示的目标格式；基于像素自发光技术将上述三维模型呈现在透明介质上，以形成虚拟的三维图像；通过第二预设设备实时获取用户交互输入，并将上述用户交互输入转化为对全息展示场景的动作。

13、进一步地，上述基于上述三维点云数据构建上述预设物体的三维模型，包括：基于预设点云配准算法将上述三维点云数据对齐，生成上述三维模型。

14、进一步地，在上述将上述三维模型转换为用于全息显示的目标格式之前，上述方法还包括：对上述三维模型进行预处理操作，其中，上述预处理操作包括纹理映射操作、材质设置操作以及光照调整操作。

15、进一步地，上述将上述三维模型转换为用于全息显示的目标格式，包括：将上述三维模型转换为用于全息显示的目标格式，其中，上述目标格式为点云格式或体素网格格式。

16、进一步地，在上述通过第二预设设备实时获取用户交互输入之前，上述方法还包括：将预设交互方式确定为上述全息展示场景与用户进行交互的方式，其中，上述预设交互方式包括手势识别、触摸感应以及声音控制。

17、进一步地，在上述基于像素自发光技术将上述三维模型呈现在透明介质上之前，上述方法还包括：对于平面上的每个像素位置(x,y)，执行如下操作：计算光线方向d(x,y)；计算法线与上述光线方向的夹角θ(x,y)；根据光学衍射或干涉理论，计算上述像素位置(x,y)处的成像光强度p(x,y)；其中，上述像素位置(x,y)用于确定光线的发射方向。

18、进一步地，上述光线方向d(x,y)＝l(x,y)+v(x,y)；其中，v(x,y)为在上述像素位置(x,y)处的视角向量，l(x,y)为在上述像素位置(x,y)处的光源向量；上述法线与上述光线方向的夹角θ(x,y)＝acos(n(x,y)*d(x,y))；其中，*为乘号，n(x,y)为在上述像素位置(x,y)处的法线向量；上述成像光强度p(x,y)＝a*(1+cos(2π/λ*d(x,y)*sin(θ(x,y)))/2)；其中，a是常数，d(x,y)是像素到物体表面的距离，λ为光的波长。

19、基于本申请提供的实施例，通过点云数据获取单元、三维模型构建单元、格式转换单元、三维成像单元以及输入转化单元，用于数字展柜的三维全息互动系统能够实现从数据采集、场景建模、全息成像到交互设计和感应的全流程，为数字展柜提供真实的三维展示，可以真实地还原物体的立体感和空间位置。同时，像素自发光技术与传统的lcd显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的透明有机材料涂层和透明玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光实现产品的透明成像形态。从而能够创造出逼真的三维效果，让用户感觉展品就在眼前。用户可以自由地在虚拟场景中进行观察、旋转和放大等操作，从而使用户获得更加沉浸式的展示体验。

技术特征：

1.一种用于数字展柜的三维全息互动系统，其特征在于，包括点云数据获取单元、三维模型构建单元、格式转换单元、三维成像单元以及输入转化单元，其中，

2.根据权利要求1所述的用于数字展柜的三维全息互动系统，其特征在于，所述用于数字展柜的三维全息互动系统还包括：

3.根据权利要求2所述的用于数字展柜的三维全息互动系统，其特征在于，

4.一种用于数字展柜的三维全息互动方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的用于数字展柜的三维全息互动方法，其特征在于，所述基于所述三维点云数据构建所述预设物体的三维模型，包括：

6.根据权利要求5所述的用于数字展柜的三维全息互动方法，其特征在于，在所述将所述三维模型转换为用于全息显示的目标格式之前，所述方法还包括：

7.根据权利要求5所述的用于数字展柜的三维全息互动方法，其特征在于，所述将所述三维模型转换为用于全息显示的目标格式，包括：

8.根据权利要求5所述的用于数字展柜的三维全息互动方法，其特征在于，在所述通过第二预设设备实时获取用户交互输入之前，所述方法还包括：

9.根据权利要求5所述的用于数字展柜的三维全息互动方法，其特征在于，在所述基于像素自发光技术将所述三维模型呈现在透明介质上之前，所述方法还包括：

10.根据权利要求9所述的用于数字展柜的三维全息互动方法，其特征在于，

技术总结本发明公开了一种用于数字展柜的三维全息互动系统及方法，涉及计算机领域。其中，该系统包括：点云数据获取单元、三维模型构建单元、格式转换单元、三维成像单元以及输入转化单元，其中，点云数据获取单元，用于通过第一预设设备获取预设物体的三维点云数据；三维模型构建单元，用于基于三维点云数据构建预设物体的三维模型；格式转换单元，用于将三维模型转换为用于全息显示的目标格式；三维成像单元，用于基于像素自发光技术将三维模型呈现在透明介质上；输入转化单元，用于通过第二预设设备实时获取用户交互输入。本申请为数字展柜提供真实的三维展示，可以真实地还原物体的立体感和空间位置。技术研发人员：王波,雷聪,吴帅达,马驰受保护的技术使用者：保利文化传播有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16