專利名稱：4d影音一體機的控制裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及一種控制裝置及其方法，尤其涉及一種4D影音一體機的控制裝置及其方法。
背景技術：
隨著多媒體技術的發展，新型4D影音影院開始進入市場為觀眾所熟悉，4D技術相較原有的3D效果進一步引入了震動、墜落、吹風、噴水、掃腿、捅背等特效，使觀眾在觀看4D 影片時能夠獲得視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等全方位感受，受到觀眾的廣泛青睞。但由于現有4D 影音設備的造價昂貴，投資建設大型4D影院投資較大，較難發展，且觀眾也無法自由選擇時間、空間進行4D影片觀賞，因而影院集成化，產品化是特效影院的發展趨勢之一。現有的普通3D影院只包含了簡單的立體視覺畫面，對于現在觀眾來說，已經不是新穎的技術了。而且僅僅停留在視覺感官層面，缺少了比如味覺，觸覺，等不同于簡單視覺的感覺。本申請人已就如圖I所示的4D影音一體機申請了實用新型專利(申請號 2011204380783)，該一體機4D影音一體機，包括支架I、特效座椅2、顯示裝置3和控制主機，支架I置于特效座椅2之前，顯示裝置3設置于支架頂端，支架I、特效座椅2和顯示裝置3的數據控制線同控制主機相連。并且進一步還設置了兩缸一柱的多自由度運動平臺21 替代了原大型6缸動力裝置，實現小體積靈活轉動。進一步還配置了投幣器和控制裝置以便實現一體機的調控和商用。

發明內容
本發明提供一種動感座椅一體機控制方法，控制軟件米用一臺中央處理模塊控制多個子控制單元的控制模式，實現由主控機統一向各個子控制單元發送控制指令信息，子控制單元收到控制指令信息后，根據約定協議執行相應的動作，并根據主控機發送的時間碼實現時間的同步校對。為影院集成化提供了先進的技術支持。所述動感座椅一體機能夠播放3D影片，并有4D座椅伴隨影片內容做多自由度運動及發生場景特效。具體實現方案如下4D影音一體機的控制裝置，包括中央控制器；同中央控制器相連接的起始信號發生裝置，以提供中央控制器以起始信號，觸發影片播映流程；同中央控制器相連接、并接收其指令的視頻處理模塊，該模塊同顯示裝置相連接， 以驅動顯示裝置顯示視頻信息；同中央控制器相連接、并接收其指令的音頻處理模塊，該模塊同音效設備相連接， 以驅動音效設備顯示音頻信息；同中央控制器相連接、并接收其指令的特效處理模塊，該模塊同特效裝置相連接，以驅動特效裝置實現特效效果，該特效裝置包括一包含兩驅動缸及一連接立柱的多自由度運動平臺；同中央控制器相連接的影片數據庫，以存儲影片的視頻、音頻及特效數據，并在播放時供中央控制器進行數據讀取。進一步，所述起始裝置為一投幣機。進一步，還包括一同中央控制器連接的選片裝置，以供用戶進行選擇片源，并將該片源選擇信息傳輸至中央控制器。使用前述的4D影音一體機控制裝置的控制方法，步驟一中央控制器接收到一起始信號；步驟二中央控制器根據所存儲的選片信息從數據庫導入所選影片數據包括視頻、音頻數據及相應特效動作數據；步驟三中央控制器更新一幀影片視頻及相應音頻數據、特效動作數據，并將前述數據和同步信息構成指令，傳送給視頻處理模塊、音頻處理模塊和動作控制模塊，各模塊進一步構成指令發送到所控制終端，以便各特效裝置按該所接收指令進行同步放映、驅動操作其中，視頻處理模塊生成相應的3D成像信息指令在顯示裝置上進行顯示視頻信息；音頻處理模塊生成相應的音頻信息指令在音效設備上進行播放音頻信息；特效裝置包括一動作控制模塊，該模塊生成相應的位移信息指令以驅動多自由度運動平臺的氣缸、支柱進行移動以形成運動效果；步驟四重復步驟三直至影片結束或中央控制器接收到停止指令。進一步，所述步驟一后還包括以下步驟中央控制器啟動選擇程序，在顯示裝置上顯示待選影片，用戶通過選擇裝置進行選擇，選擇后，選擇裝置向中央控制器傳輸選片信息，中央控制器對該選片信息進行保存。進一步，所述步驟三中位移信息指令中包括以下信息驅動缸的上升或下降高度及持續時間。進一步，所述步驟三中特效裝置，還包括風力控制模塊，該模塊生成相應的吹風信息指令以驅動吹風裝置進行吹風。進一步，所述步驟三中吹風信息指令中包括以下信息風的大小，方向及持續時間信息。進一步，所述步驟三中視頻處理模塊生成相應的3D成像信息指令在顯示裝置上進行顯示視頻信息過程中，視頻處理模塊對將投影在屏幕上的視頻信息畫面進行一屏幕拼接校正過程步驟二 /I將投影在屏幕上的畫面顯示成多個網格；步驟二 /2在屏幕上投射出若干條水平和垂直參考線，以參考線為基準，將對應的網格橫向線條調整到與水平參考線平行，縱向線條與垂直參考線平行；步驟二 /3將畫面切換到紋理顯示狀態，調整多控制點的貝塞爾曲線，校正融合區的ga_a顏色值。本發明將軟件和硬件一體的結合，將影片和場景動作，音頻，顯示設備，動作驅動機械設備完美的集成于一體，省去了單個子系統復雜繁瑣的安裝和調試工作，完全實現了一體自動化。


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I為4D影音一體機；
2為多自由度運動平臺示意圖 3為控制裝置模塊4為控制方法流程5為音頻處理方法流程6為視頻處理方法流程7為圖像變形拼接方法流程圖 8為動作控制方法流程具體實施例方式如圖I所示，為本發明較佳實施例的結構示意圖，該4D影音一體機包括支架I、特效座椅2和置于支架I之上的顯示裝置3組成。特效座椅2包括底部的多自由度運動平臺 21和設置于多自由度運動平臺21上的座椅22。本較佳實施例選用了雙缸多自由度運動平臺，以實現以小體積運動平臺達到上升、下沉、左右平移、前后平移及翻轉的接近大型運動平臺所能達到的運動效果。多自由度運動平臺21頂部同座椅22連接，運動時帶動座椅22 進行相應動作，以實現整體移動。座椅22上也可設置可張合氣墊、噴風口等各種特效裝置。 座椅2前方設置有一彎曲支架I以固定顯示裝置3，使顯示裝置3的顯示平面同特效座椅2 形成一定角度并保持一定距離，該角度距離以便于坐于該特效座椅2上的觀眾觀賞該顯示裝置3上所播放影片的角度及距離為宜。如圖所示，支架I為一側面呈“人”字形的曲線分體支架，包括支架底座11和支架端部12，支架底座11包括橫向棱柱111圍繞連接縱向棱柱112的多棱柱架構，本實施例中為3條橫向棱柱圍繞連接4條縱向棱柱，縱向棱柱頂部設有螺栓孔，以同支架端部12連接。支架端部12同為多棱柱結構，棱柱頂部同顯示裝置3可轉動連接，縱向棱柱底部設有多個定位孔，以同支架底座11相連接，并可通過不同定位孔的連接調整顯示裝置3的高度。支架I上也可再設置其他特效設備如吹風機、鼓泡機等，特效座椅2、顯示裝置3中的數據線同控制主機(圖中未標識)相連接，以控制、同步特效。用戶端同時設置一配套用戶顯現裝置，在本實施例中為一 3d眼鏡，以配合顯示裝置3共同使用以實現3d影響的實現。本公司已就該雙缸多自由度運動平臺申請了實用新型專利(專利申請號=2011204380783)，詳細內容如該申請文本中所述。如圖2所示，為多自由度運動平臺示意圖，該平臺包括用以負擔特效座椅2的托座216、動力裝置和置于固定平臺上的底座213，該動力裝置包括提供運動動力的驅動缸214和從動支柱215，其中托座216通過一字節211同動力裝置單向可先旋轉連接，底座213通過萬向節(十字節)同動力裝置萬向可旋轉相連接。驅動缸214可使用液壓油缸、氣缸或電動缸。本公司已就該雙缸多自由度運動平臺申請了發明專利(專利申請號 2011103492786)，詳細內容如該申請文本中所述。如圖3所示，為本發明的控制裝置模塊圖，包括一中央控制器，同中央控制器相連、為其輸送啟動信號和選片信號的投幣裝置和選擇裝置，本發明也可使用其他裝置觸發啟動信號，選擇裝置為可選模塊，也可將選片信息預存在中央控制器內，比如單片循環的情況下，即不需要任何選擇裝置，及同中央控制器所連接的各信息處理模塊，包括視頻處理模塊，音頻處理模塊，動作控制模塊。視頻處理模塊進一步同顯示裝置相連，以控制顯示裝置將3D成像信息顯示給用戶觀賞，用戶端還配有一顯現裝置，本實施例中顯示裝置為3D視頻顯示屏，顯現裝置為一 3D眼鏡。音頻處理模塊同音效設備相連，以控制音效設備播放音頻數據。動作控制模塊則同特效座椅相連，具體的包括設置于特效座椅之下的特效裝置， 即多自由度運動平臺，以傳送相關指令控制運動平臺負載特效座椅進行多維度、多方向的運動。中央控制器還同一影片數據庫相連接，以便根據選片信息讀取存儲于該數據庫內的相關影片數據。除以上所述，該中央控制器也可同其他特效模塊相連接以控制其他的特效裝置，如風力控制模塊(未圖示)，以控制設置在特效座椅兩側及底座上的吹風裝置(未圖示)，模擬風動的特效；或氣墊控制模塊(未圖示)，來控制設置于特效椅上的氣墊(未圖 /Jn )起伏，以起到I旲擬沖擊的感受。本發明實施例中中央控制器冋一特效座椅相連為例，但不以此為限，也可同多個特效座椅相連以形成一影音系統。如圖4所示，為本發明方法的控制流程圖，具體包括以下步驟步驟一用戶通過投幣機，進行投幣，投幣成功，則投幣機發送信號至中央控制器， 啟動用戶選擇程序，繼續步驟二 ；否則，則繼續投幣；步驟二用戶通過選擇裝置，即可以通過帶有觸摸屏的選擇裝置，進行片源選擇，選擇完畢，選擇裝置將相應片源信息發送給中央控制器；步驟三中央控制器根據所存儲的選片信息從數據庫導入所選影片數據包括視頻、音頻數據及相應特效動作數據；步驟四中央控制器更新一幀影片視頻及相應音頻數據、特效動作數據，并將前述數據和同步信息構成指令，傳送給視頻處理模塊、音頻處理模塊和動作控制模塊，各模塊進一步構成指令發送到所控制終端，以便各特效裝置按該所接收指令進行同步放映、驅動操作視頻處理模塊生成相應的3D成像信息指令在顯示裝置上進行顯示視頻信息本方法根據人類立體視覺原理，通過圖像處理算法，將特定視頻內容處理成人類左眼和右眼不同視角所觀察到的視頻，然后顯示在專業的立體視覺圖像顯示設備上，觀眾通過佩戴專業的立體眼鏡觀看影片，經過上述的特定加工處理，依據人體立體視覺成像原理，觀眾將所左右眼看到的內容傳輸到大腦的視覺中樞，視覺中樞通過左右眼所提供的觀察同一物體產生的位移差，反映出物體在3維空間中的立體信息，在呈現立體效果的同時特效座椅根據每部影片的不同的視角信息做出相應的多自由度運動，比如高低起伏運行及左右傾擺。 具體而言首先，中央處理器將從外部物理存儲設備讀取的視頻數據進行解碼處理，然后將解碼處理的每個像素數據傳送到視頻處理模塊，如圖6所示，為視頻處理模塊具體處理視頻的方法進行處理處理模塊通過對接收到的數據進行頂點圖元分配，頂點幾何處理，頂點紋理綁定，最終通過渲染管道將像素渲染好后輸出到顯示裝置。如前所述，顯示裝置包括終端顯示裝置，即顯示屏，及用戶顯示裝置，即3D眼鏡，顯示屏通過光柵技術和偏振處理，將左右眼的視頻信息呈現在屏幕上，在通過觀眾佩戴的3D眼睛產生立體效果。其中，播放過程中，本控制方法還包括一對圖像的拼接、校正過程，具體圖像變形拼接方法流程圖，如圖7 所示1.通過軟件的調試功能將左眼的屏幕畫面顯示成12x9網格；2.使用專業的紅外激光水平儀，在屏幕上投射出若干條水平和垂直參考線，以參考線為基準，將對應的網格橫向線條調整到與水平參考線平行，縱向線條與垂直參考線平行，同時保證每個網格均勻的呈現在屏幕上.此步驟已完成對屏幕的曲面校正.3.將界面切換到紋理顯示狀態，根據實際情況，通過調整軟件上的帶12個控制點的貝塞爾曲線，校正融合區的gamma顏色值，以達到融合區完美的拼接和色彩的一致.上述步驟完成后，左眼對應的屏幕已完成所有校正工作，右眼屏幕校正方法和目標同左眼。音頻處理模塊生成相應的音頻信息指令在音效設備上進行播放音頻信息中央控制器從外部物理存儲設備中讀取保存音頻數據的文件至內存，并按照音頻的編碼格式解碼出音頻的原始數據，在解碼的過程流中，將已經解碼好的數據傳輸給音頻處理模塊，音頻處理模塊將接收到的數據進行采樣后轉換成電壓或電流模擬信號；直接輸出到揚聲器上，揚聲器根據不同的模擬信號發出不同的聲音。音頻處理模塊具體處理方法如圖5所示，音頻模塊從中央控制器接收本幀音頻文件，解碼所需音頻內容后保存至內存塊，進行音頻物理米樣、合成數據輸出至揚聲器設備。特效裝置包括一動作控制模塊，該模塊生成相應的位移信息指令以驅動多自由度運動平臺的氣缸、支柱進行移動以形成運動效果如圖7所示，中央控制器從外部物理存儲設備中讀取保存動作位移數據的文件，包括數字開關量和模擬量，數字開關量決定了特效的開啟和關閉狀態，模擬量決定的驅動缸的運動行程，則運動平臺接收到該信息指令后帶動所負載的特效椅進行多自由度運動。步驟五判斷影片是否結束，或是否收到外來停止信號如影片未結束，或未收到停止信號則重復步驟四；如影片結束，或收到停止信號，則繼續下；步驟六關閉所有特效，各控制模塊復位，重新初始化。如前述方法流程，也可不設置投幣或選片步驟，可以通過其他方式來發送開始信號，啟動整個影音播放過程，也可不進行選片，即片源播放順序提前設置或內存于主控制器或數據庫內，進行設定的循環播放。本發明還可進一步設置風力特效控制方法，即特效裝置還可進一步通過設置風力控制模塊，以控制吹風裝置，如設在特效椅或支架上的風機，進行不同風量、不同角度的吹風。當場景中出現刮風下雨小動物從腳底不經意穿過場景時，特效座椅也會同時在觀眾真實的場景中開啟刮風下雨和模擬小動物穿過的過堂風掃腿的效果，使觀眾不僅在視覺上看的到還在觸覺上感應的到，與普通的二維電影和三維電影相比更具有真實性、刺激性、感官性。本控制方法還可進一步通過設置氣墊控制模塊，以控制氣墊裝置，如設在特效椅腰間或臀部位置的氣墊，進行充氣或排氣，達到模擬沖擊的效果。綜上所述僅為發明的較佳實施例而已，并非用來限定本發明的實施范圍。即凡依本發明申請專利范圍的內容所作的等效變化與修飾，都應為本發明的技術范疇。
權利要求
1.4D影音一體機的控制裝置，其特征在于，包括中央控制器；同中央控制器相連接的起始信號發生裝置，以提供中央控制器以起始信號，觸發影片播映流程；同中央控制器相連接、并接收其指令的視頻處理模塊，該模塊同顯示裝置相連接，以驅動顯示裝置顯示視頻信息；同中央控制器相連接、并接收其指令的音頻處理模塊，該模塊同音效設備相連接，以驅動音效設備顯示音頻信息；同中央控制器相連接、并接收其指令的特效處理模塊，該模塊同特效裝置相連接，以驅動特效裝置實現特效效果，該特效裝置包括一包含兩驅動缸及一連接立柱的多自由度運動平臺；同中央控制器相連接的影片數據庫，以存儲影片的視頻、音頻及特效數據，并在播放時供中央控制器進行數據讀取。
2.如權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述起始裝置為一投幣機。
3.如權利要求I所述的裝置，其特征在于，還包括一同中央控制器連接的選片裝置，以供用戶進行選擇片源，并將該片源選擇信息傳輸至中央控制器。
4.使用如權利要求I所述的4D影音一體機控制裝置的控制方法，其特征在于，步驟一中央控制器接收到一起始信號；步驟二中央控制器根據所存儲的選片信息從數據庫導入所選影片數據包括視頻、音頻數據及相應特效動作數據；步驟三中央控制器更新一幀影片視頻及相應音頻數據、特效動作數據，并將前述數據和同步信息構成指令，傳送給視頻處理模塊、音頻處理模塊和動作控制模塊，各模塊進一步構成指令發送到所控制終端，以便各特效裝置按該所接收指令進行同步放映、驅動操作其中，視頻處理模塊生成相應的3D成像信息指令在顯示裝置上進行顯示視頻信息；音頻處理模塊生成相應的音頻信息指令在音效設備上進行播放音頻信息；特效裝置包括一動作控制模塊，該模塊生成相應的位移信息指令以驅動多自由度運動平臺的氣缸、支柱進行移動以形成運動效果；步驟四重復步驟三直至影片結束或中央控制器接收到停止指令。
5.如權利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步驟一后還包括以下步驟中央控制器啟動選擇程序，在顯示裝置上顯示待選影片，用戶通過選擇裝置進行選擇，選擇后，選擇裝置向中央控制器傳輸選片信息，中央控制器對該選片信息進行保存。
6.如權利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步驟三中位移信息指令中包括以下信息驅動缸的上升或下降高度及持續時間。
7.如權利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步驟三中特效裝置，還包括風力控制模塊，該模塊生成相應的吹風信息指令以驅動吹風裝置進行吹風。
8.如權利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述步驟三中吹風信息指令中包括以下信息風的大小，方向及持續時間信息。
9.如權利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步驟三中視頻處理模塊生成相應的3D成像信息指令在顯示裝置上進行顯示視頻信息過程中，視頻處理模塊對將投影在屏幕上的視頻信息畫面進行一屏幕拼接校正過程步驟二 /I將投影在屏幕上的畫面顯示成多個網格；步驟二 /2在屏幕上投射出若干條水平和垂直參考線，以參考線為基準，將對應的網格橫向線條調整到與水平參考線平行，縱向線條與垂直參考線平行；步驟二/3將畫面切換到紋理顯示狀態，調整多控制點的貝塞爾曲線，校正融合區的 gamma顏色值。
全文摘要
本發明涉及一種控制裝置及其方法，尤其涉及一種4D影音一體機的控制裝置及其方法，該裝置包括包括一中央控制器、同中央控制器相連的起始信號發生裝置、存儲片源信息的數據庫和各用以控制終端裝置操作的視頻、音頻、特效控制模塊，本裝置的控制方法是通過中央控制器接受一起始信號，從數據庫導入片源數據信息，并通過中央控制器對各控制模塊發送控制指令，驅動各終端設備進行操作，實現了多維度的視聽嗅動的效果，帶來了新的用戶體驗。本發明將軟件和硬件一體的結合，將影片和場景動作，音頻，顯示設備，動作驅動機械設備完美的集成于一體，省去了單個子系統復雜繁瑣的安裝和調試工作，完全實現了一體自動化。
文檔編號A63J25/00GK102580328SQ20121000610
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者彭外生, 杜洪峰 申請人:上海恒潤數碼影像科技有限公司