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多點(diǎn)觸摸技術(shù)

互動(dòng)投影系統原理及組建(硬件篇)

    1.簡(jiǎn)介

    互動(dòng)投影系統使用投影機作為成像設備,將計算機畫(huà)面投射到地面或墻面上,形成超大的成像屏幕,并使用紅外攝像機作為視頻捕捉設備分析投影畫(huà)面內人物的運動(dòng),將運動(dòng)信息作為計算機輸入來(lái)控制投影畫(huà)面?;?dòng)投影系統可以讓人與投影畫(huà)面直接進(jìn)行互動(dòng)。

    2.視頻捕捉

    2.1 視頻捕捉設備

    互動(dòng)投影系統的視頻捕捉設備通常是使用紅外攝像機+視頻采集卡+紅外光源,紅外攝像機需要加裝紅外光通過(guò)可見(jiàn)光截止的濾光片,紅外光源可以集成在紅外攝像機內,也可以單獨。

    2.2 原理

    攝像機捕捉的對像通常就是投影畫(huà)面,一般要使整個(gè)投影畫(huà)面完整處于攝像機的視野內。這樣當人在投影畫(huà)面內的時(shí)候,他的動(dòng)作就會(huì )被捕捉到。

    為什么要加濾光片呢?請看(圖1):


 

    可見(jiàn)光的波長(cháng)為380nm – 780nm,780nm以上為紅外光。

    投影機投出的動(dòng)態(tài)畫(huà)面也處于攝像機的視野內,這些動(dòng)態(tài)畫(huà)面會(huì )對人的動(dòng)作分析形成干擾,很難分清這是人的動(dòng)作還是投影畫(huà)面在動(dòng)。給攝像機加上濾光片(圖2)可以濾掉可見(jiàn)光的投影畫(huà)面,而攝像機的CCD傳感器可以對近紅外光成像,這樣人的動(dòng)作仍然可以被捕捉。


 

    2.3 選購

    紅外攝像機一般選用槍式攝像機,對分辨率要求不高,一般420線(xiàn)以上就可以了,關(guān)鍵是要求對紅外線(xiàn)的感光度要好,所以通常選用夜視效果好的。有些攝像機為了成像不受紅外線(xiàn)干擾會(huì )在CCD前加一個(gè)濾掉紅外光的濾鏡,在使用前要檢查清楚,一般是像普通玻璃一樣的小塊,如果有要把它去掉。

    為了方便調節最好使用手動(dòng)變焦鏡頭,如果你已經(jīng)確定距離與畫(huà)面大小,也可以使用定焦鏡頭。

    選用合適的濾光片也很重要,太低會(huì )有干擾,太高會(huì )使畫(huà)面太暗,一般使用760nm – 850 nm之間的濾光片,購買(mǎi)時(shí)注意是可見(jiàn)光通過(guò)紅外光截止,不要買(mǎi)反了,應該是黑色的。

    視頻采集卡是安裝在計算機上連接攝像機的設備,互動(dòng)投影的軟件通過(guò)采集卡獲得攝像機的畫(huà)面。采集卡一定要支持二次開(kāi)發(fā),支持DirectShow開(kāi)發(fā)或者有獨立開(kāi)發(fā)包,對于普通的互動(dòng)效果一般采集分辨率在320x240以上,幀率在25幀以上就可以了,市面上廉價(jià)的采集卡一般都可以支持720x576 25fps,足夠用了。

    3.投影機及安裝

    投影機的選擇空間很大,主要根據實(shí)際應用及預算來(lái)決定。

    投影機一般采用直投方式,當投影到地面時(shí)通常還可以使用鏡面反射。鏡面反射有兩個(gè)好處,可以讓投影機正放,有利于投影機壽命,還可以加長(cháng)總投射距離使投影畫(huà)面更大。

    請看(圖3)是通常地面投影的兩種安裝形式。


 


 
 


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