互动投影系统的技术及原理

互动投影系统为融合当今世界最高科技的广告和娱乐互动系统，互动影音系统提供一种不同寻常并激动人心的广告与娱乐交相辉映的效果系统。互动投影系统通过观众的身体动作来与图像进行互动，可以产生各种特效影像，让人进入一种虚实融合、亦真亦幻的奇妙世界。

今天ARinChina采访到福州夏天电子商务有限公司CEO赖文龙先生，我们一起来聊聊互动投影的相关知识。夏天电子商务有限公司专注于互动多媒体的研究及应用，拥有多媒体儿童互动体感游戏130多款。

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ARC : 互动投影系统是由哪些部分组成的呢？都有着怎样的作用？

赖文龙：组成可分为四个部分

1.信号采集部分，根据互动需求进行捕捉拍摄，捕捉设备有红外感应器、视频摄录机、热力拍摄器等；

2.信号处理部分，该部分把实时采集的数据进行分析，所产生的数据与虚拟场景系统对接；

3.成像部分，利用投影机或其他显像设备把影像呈现在特定的位置，显像设备除了投影机外，等离子显示器、液晶显示器、LED屏幕都可以作为互动影像的载体；

4.辅助设备，如传输线路，安装构件，音响装置等。

ARC : 互动投影系统的基础技术是什么？这是一个什么样的原理呢？

赖文龙：从形式上定义，互动投影技术即可以完成人的实体动作对投影机画面的虚拟场景和虚拟物体的立体交互操作的系统就是互动投影。

实现互动投影的核心在于对现实世界信息的捕捉，以及建立在一定规则上的对现实世界信息在虚拟世界中的影响的反馈，并将这种反馈效果实时显示出来。

目前，国内市场大多数虚拟现实系统均基于一种被称为“影像动作识别非接触式交互”的技术。该技术强调对人体动作在没有实体接触状态下的分辨、记录和分析。对实体世界的这种判断能力是互动投影系统的基础技术。

互动投影的原理：实现“影像动作识别非接触式交互”的关键在与获取现实影像，并从中提取必要的辨别主体，例如人，对人的组成部件形态在既定的空间坐标中分解，构成识别信息库，并被虚拟演示系统调用。

该系统的工作过程就如同，我们用数码相机拍摄一张照片，然后我们看到了一座房子、一个人和一只狗。假如系统关注的对象物体是“人”那么我们就要分析在显示空间坐标中，人的腿、手或者眼睛的位置。将得到的这些人体部位的空间信息与显示图像中的虚拟物体的空间信息对比，如果发现空间重合，则改变显示物体的形状或者空间位置。形成类似人真实触碰了虚拟物体的景象。

ARC : 在你们用到的互动投影中根据环境极其行业特性的需要，互动投影都可以应用在哪些领域呢？

赖文龙：互动投影系统是时代新兴的产品，由于拥有吸引人流的特点，所以应用的范围是非常广泛。除了传统广告的应用领域之外，互动投影可以很好的应用于各种企业、政府展厅展馆，博物馆，科技馆等展示性场所;在各大商场、大型超市，星级宾馆酒店、各档次酒吧、明星演出等都可以看到互动投影的身影，连近两年的春晚也有互动投影系统登场献“影”。

ARC : 我们知道传统互动投影技术原理是有很大局限的，那您觉得基于大屏幕的多点触摸技术的日益成熟，现在的互动投影和传统的互动投影技术有哪些较大的区别呢？

赖文龙：互动投影是一门以大屏幕投影画面显示技术为主的，并应用了现代遥感科学与多媒体处理技术的应用科学。互动投影的目的在于将人的实体形象影响于投影机的显示画面中，使其画面就如同真正的被人的实体动作“指点、踩踏、”所影响了一样而发生的改变。

与传统的人机交互不同，在互动投影系统中，人只是自然的完成一些动作，系统会主动捕获人的行为，并作出应对变化。传统的人机交互，主要是人给机器下下达命令，机器采取动作。机器是处在人这个基本应用环境中的。互动投影系统内，人不需要下达刻意的命令，只要人进入了互动系统的空间环境，那么系统自然就会对人的动作做出必要反馈。在这一系统中，人是处于互动投影这个系统环境中的。

由此可以看出，传统人机交互，人是主动的一方，而机器却是被动一方。但是，在互动投影中人是被动的一方，机器承担主动感知人的存在，并作出反馈的角色。

与传统虚拟仿真技术相比，互动投影是立体的实时的信息系统，是不可预知的仿真系统。传统的虚拟仿真系统主要研究如何构建独立于人的模仿客观世界的数据信息系统。这样的系统的变化服从于任何已经被系统定义的规律。

在互动投影系统中，不仅存在传统虚拟仿真系统的信息体，同时也存在人这个真实的信息体。互动投影是虚拟系统与现实系统的结合，强调在已知规律下，虚拟系统对人这个未知的信息集合反馈。互动投影是一项融合了现实与虚拟两个世界的系统技术。

ARC : 互动系统是如何实现的？我们常看到的是互动地面投影系统，这个系统能达到怎样逼真的效果？

赖文龙：互动游戏软件是实现参与者和各类效果之间实时互动的核心部分，把采集的参与者的影像和动作数据进行分析和处理，并实现和处理器中固有的数据进行合成处理。影像显示器把实时的互动效果显示出来，让虚拟互动体验与现实空间演示智能展示，从而带给人非凡的互动体验感受。夏天电子互动系统强调参与者置身于虚拟影像的世界中，并且与虚拟世界之间有直接体验的互动。可以提供多种与虚拟影像交流的互动方式，这种互动方式颠覆了鼠标、键盘、游戏控制杆等传统控制方法，是一种革命性的互动方式。参与者与设备之间没有物理接触，互动系统具有优秀的耐用性，日常维护也相当方便。互动地面投影系统开创了虚拟与现实的完美互动，我们在书中看到的一汪清水，碧波粼粼，水草含羞，鱼儿漫游，水声轻盈，蛙声时鸣田园景象在虚拟地面互动投影系统的创新设计下在高楼林立的城市之间也能如同身临一般，在虚拟影像幻化下一切景象就在眼前，当游客步入水池，蛙声骤停，涟漪随脚步荡起化开，鱼儿像受了惊吓，顿然散开，再次走动，涟漪再次随脚步泛起而荡开、扩散，一切恰似“踏浪”、恰似金老笔下“凌波微步”的武学胜景。

ARC : 互动投影游戏里面的素材是否可以随意更换呢？它都有哪些优势？

赖文龙：部分素材可随意更换，互动投影游戏以多通道(multi-modal)交互技术和虚拟现实等技术为基础，将传统的单媒体和多媒体传播形式进行升级，突破了时间和空间的限制，以一种直观化、立体式、互动性的方式传递一种全新感官体验。互动多媒体通过提供“互动” 元素，将传播信息与体验者的距离拉到最近，配合奇幻的视觉和美妙的音响，集趣味性和娱乐性为一体，让体验者在互动过程中自然而然地接受展示中传递的信息内容，从而达到一种互动情感共鸣。根据不同的环境条件、商业目的、受众年龄、文化背景、透过整合多通道交互技术，给参与者带来一场空前的视觉盛宴。