多媒体互动投影系统方案(Hopetide)

投影互动系统设计书

《互动感应多点触摸投影系统方案建议书V1.0》

互动感应多点触摸投影系统

方案建议书

浩博泰德（北京）信息技术有限公司

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? 2010 浩博泰德（北京）信息技术有限公司

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目录

一．概述 (3)

二．需求分析 (3)

三展项技术 (4)

3.1.1 互动技术 (4)

3.1.2多点触摸 (6)

3.1.2拼接融合技术 (7)

四．系统简介 (12)

五．方案设计 (13)

5.1系统设计原则 (13)

5.2系统设计依据 (13)

5.3设计方案 (13)

5.3.1系统设计 (14)

5.3.2硬件介绍 (15)

5.3.2.1控制主机 (15)

5.3.2.2投影机松下FD600（暂时推荐） (16)

5.5.2.3传感模块 (16)

5.5.2.5系统原理图 (17)

5.3.3软件部分 (18)

5.3.3.1功能概述 (18)

5.3.3.2信息传输方式 (18)

5.3.3.3互感触摸客户端的组成 (19)

5.3.4施工要求 (20)

六．施工设计 (20)

七．售后服务 (21)

八．附件：设备清单及报价 (23)

一．概述

互动感应多点触摸投影系统是近年来新兴的高科技多媒体展示技术，截至目前为止，该技术仅有国外几家科技公司和我公司掌握，随着国内博物馆、展览馆以及高科技企业展厅的建设，互感技术已经得到了长足的完善和广泛的应用，并逐渐成为了科技展示、宣传、媒介等领域的主要发布方式。

互感技术是随着现代科学技术的迅猛发展，特别是计算机技术、图形图像技术、网络技术、信息技术、自动化控制技术的普及和应用而发展起来的。随着人民生活条件的提高，对科技展示的关注程度也有了更高的需求，互动感应投影技术的应用使展示技术有了新的亮点，既满足了趣味性，又增加了实时交互的功能，而且可以和多种智能系统兼容，给人们带来多元化信息和安全、舒适、健康、便利、娱乐的展示环境。

二．需求分析

目前对贵方具体需求不明确，技术部门了解需求如下：

◆互动感应多点触摸投影系统一套；

◆互动软件设计需处理贵方部分视频素材；

◆实施环境，配电设施等不详。

◆环境尺寸：

◆提供触摸程序控制接口与贵方程序对接。

针对该需求信息，结合我公司互感多点触摸技术和工程经验，提供如下参考实施方案，具体方案应经过双方直接细致沟通后，再提供较为准确的实施方案和最终报价。

三展项技术

3.1.1 互动技术

技术原理：通过摄像机捕获进入图像，计算机图像识别程序识别进入设定检测区域的轮廓，通过图像识别计算，得到轮廓边缘数据线，将该数据线通过网络方式交换到FLASH AS脚本中，FLASH AS脚本程序接受传过来的轮廓数据和动作方向矢量数据，判断模拟场景中的情节，如何根据对应控制发生变化，具体到本项目就是人进入摄像头检测区，摄像头捕捉图像进行图像识别，形成场景模拟交互。

技术原理图：

摄像机图像检测

互动识别程序

图像采集

FLASH互动程序

识别结果

互动画面

响

应

技术逻辑图：

注意事项：

1.摄像机电源：12V、红外灯电源12V，额定30W;

2.VGA线材长度不大于20m，大于20m根据现场情况考虑增加长线驱动器或者

信号放大器；

3.AV线才长度不大于100m；

4.调试完毕后切勿在物理上移动投影机与摄像机；

使用说明：

1.开机前先确定环境光源是否已确定（一旦开启展项，则不得改变环境和环境光

源）;

2.开机顺序：

●确定环境已不改变，监控区无人干扰；

●中控控制打开展项；

3.互动体验：

●程序启动20s后可进入互动区体验；

●人在摄像监控区域内自主和图像互动；

4.关机顺序：

●中控控制关闭展项；

●待关机后切断电源；

3.1.2多点触摸

技术原理：

多点触摸技术是运用红外线摄像机采集点击的位置，由数据采集卡传输到电脑，通过影像识别软件将物理坐标转换为计算机屏幕的逻辑坐标及控制指令，信号再通过动感演示软件系统控制投影机播放文件，并对应识别的坐标进行多媒体演示，实现打开界面、转换画面、信息查询等控制功能。由演示平台、传输演示硬件、播放控制软件、多媒体内容四部分组成。

技术原理图：

影像识别软件动感演示软件

控制指令

触摸内容程序控制信号

投影机显示

输

出

触摸信号

按

钮

信

号

播放声音

安装注意事项：

1.摄像机电源12V，额定12W;

2.VGA线材长度不大于20m，大于20m根据现场情况考虑增加长线驱动器或者

信号放大器；

3.AV线才长度不大于100m；

4.调试完毕后切勿在物理上再移动投影机与摄像头；

使用说明：

1.开机前先确定环境光源是否已确定（一旦开启展项，则不得改变环境和环境光

源）;

2.开机顺序：

确定环境已不改变，监控区无人干扰；

●中控控制打开展项；

3.互动体验：

●程序启动20s后可进入互动体验；

●人在摄像监控区域内自主和图像互动；

4.关机顺序：

●中控控制关闭展项；

●待关机后切断电源；

3.1.2拼接融合技术

应用背景：多通道投影图像融合工程针对高分辨率、大视场、多通道平面、柱幕、环幕、穹幕、多边形应用环境，形成了集PC集群、投影工程、图像拼接、图像融合等技术一体化工程，服务于会展、企业展厅、多媒体体验厅、影院等应用场所。

技术原理：由于投影机的工作原理，使其无法实现像素精确定位，又由于投影显示区域的非规则问题，无缝的图像多通道投影系统在组建中一直存在如下问题（见下图所示）：

◆如果投影幕不是平面幕、或投影机的投影方向不正确，将导致在幕上的图像变

形；

◆多通道间的图像的拼接产生的白色亮带或黑缝；

◆另外各个投影机的投影亮度色彩等参数不一定一致；

◆图像分辨率通常较大（图像清晰的需要），图像信号源同步与切割问题；

◆多通道图像融合带的产生与调整问题；

为了解决这些问题，必须进行数字图像融合，对各通道的输出图像进行非线性几何校正，边缘融合以及颜色校准，以下是双通道投影系统的拼接以及融合效果对比：

硬边（简单拼接）简单重叠（亮条）软边（边缘融合）

?硬边：即两台投影仪的边沿对齐，无重叠部分。显示效果上表现为整幅画面被一

道缝分割开。如果投影仪边缘未做亮度增强处理，该接缝显示为黑色；如果投影

仪边缘做了亮度增强处理，该接缝显示为白色。

?简单重叠：即两台投影仪的画面有部分重叠，但没有作淡进淡出处理，因此重叠

部分的亮度为整幅其余部分的2倍，在显示效果上表现为重叠部分为一道亮条。

?边缘融合：与简单重叠方法相比，左投影仪的右边重叠部分的亮度线性衰减，右

投影仪的左边重叠部分的亮度线性增加。在显示效果上表现为整幅画面亮度完全

一致。

边缘融合投影系统的融合原理如下图所示：

横向融合：

融合调试

1．非线性校正。进行非线性校正，首先应该把系统切换到全屏模式（控制\全屏），然后按F7键，显示出校正网格，现在可以对网格的位置进行编辑。

1）在某点区域范围内点击鼠标左键，当点变为红色色表示已选中该点。

2）对于选中红色点，可以按键盘的方向键来移动该点，每次移动一个像素。

3）当鼠标选中其他点或在其它区域点击时，上次选中的点自然退出选中状态。4）当所有屏幕的网格均以对齐，按F7键切换到播放模式，观看校正后的播放效果。如需调整可以按F7键显示校正网格进行编辑，可以如此反复，直到无明显几何变形为止。

2． 边缘融合。

Alpha 和Gamma 参数：这两个参数来控制融合带灰度的变化过程，从融合带最边开始，其亮度为0.0，到融合带截止，其亮度保持原样，即认为为1.0。其过渡由下函数表示，示意图如下，x 为融合带的位置，K 、C 为常数。不同Alpha 和Gamma 表示的曲线见图。

0.5

x 0 , )x (C K x)Intensity()(1/≤≤**=λα1x 0.5 , )x)1(C -(1K x)Intensity()(1/≤<-**=λα边缘融合过渡函数示例图

100%

左图像

0%

亮度

右图像

边缘融合带

融合终点

融合起点

融合终点

融合起点 位置

位置

0%

100%

亮度

左图像

右图像

位置

0%

100%

亮度

左图像

右图像

位置

0%

100%

亮度

左图像

右图像

Alpha=1;Ga 位置

0%

100%

亮度

左图像

右图像

Alpha=1;Ga

3．保存设置。配置数据可以以文件的形式保存，方便MSB-MediaR播放器读取和以后继续编辑。

技术原理图：

终端图像信号输出图像信号处理（几何校正，

色彩均衡，边缘融合）

投影输出

VGA线

安装注意事项：

1.为了避免信号干扰，强电与弱电应分开；

2.VGA线材长度不大于20m，大于20m根据现场情况考虑增加长线驱动器或者信号放大器；

使用说明：

1.调试完毕后不能再动投影机与幕布;

2.开机顺序：中控系统自动开启展项；

3.融合效果体验：程序启动即可进入弧幕观看区域观看弧幕视频，感受大尺寸、高分辨率显示效果

4.关机顺序：中控系统关闭展项；待投影关机后再切断电源

四．系统简介

互动感应多点触摸投影系统是我公司自主研发、拥有自主知识产权的高科技产品，已成熟的应用于多个博物馆、展览馆的科技展示项目中，而且是我公司正在运营的多媒体互动系统的技术核心。以其特殊的交互方式和多样的游戏形式，配合炫酷的艺术手段加工的特效，受到广大受众的喜爱。

本套系统的核心体现在多点触摸互动上，以专用的工程投影机为主要发布载体，利用传感技术，通过程序运算，达到人体动作与投影画面内容交互的效果。当手掌进入触摸区域后，采集系统采集人的手指动作，画面的内容就会随着手指的动作做出相应的变化，其超高的灵敏度，让人真切体会到实时互动的感觉，内容多变、效果突出，使人流连忘返、回味无穷。

五．方案设计

5.1系统设计原则

根据贵方要求在互感系统平台的基础上，嵌入视频及触摸控制功能，实现人机交互控制系统，保证实时显示、实时控制，而且有新颖的互动效果配套，同时在次基础上支持多系统软体内容网络互联、数据互通，实现整体式应用体验。

5.2系统设计依据

（1）《低压配电设计规范》（GB 50054-95）

（2）《通用用电设备配电设计规范》（GB 50055-93）

（3）《工业与民用供电系统设计规范》（GB 50052-95）

（4）《工业与民用电力装置的接地设计规范》（GBJ 65-83）

（5）《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/50311-2000 （6）交互式感应控制系统技术要求和用户要求

5.3设计方案

由于本项目的具体实施环境无详细数据，因此我们仅根据有限信息结合我公司技术特点和工程经验提供系统设计方案。

本公司互动投影系统具有完全自动控制功能设计，具有上电开机、预定义节目单、预定义时间自动运行控制功能，具备自主运行状态监控和调整功能，同时提供手动控制模式。

5.3.1系统设计

1. 互感系统多点触摸原理图：

2.单通道互感系统：

3. 双通道互感系统：

5.3.2硬件介绍

根据实际需要，在原有互感平台的硬件基础上，新增加了光学融合器件，网络模块。

5.3.2.1控制主机

互动感应控制主机配备专业工控机箱，专用

的图形显示模块、传感控制接收模块等，配合程序控制投影机的开关控制以及投影区域内的互动效果。

5.3.2.2投影机松下FD600（暂时推荐）

显示技术DLP

技术规格0.65英寸对角线

标称光亮度6500流明

标称光亮度均匀值90%

标称对比度2000:1

标准分辨率1024×768dpi

投影方式：背投

5.5.2.3传感模块

浩博泰德（北京）信息技术有限公司自主研发的传感控制发射模块，配合程序传输人体动作，间接控制投影画面。

5.5.2.5系统原理图

效果图：

前端摄像机

传感控制发射模块

ST-MV2CG

互动融合一体主机ST-MV1PC （含传感控制接收模块）

工程投影机松下FD600*6

手指

背 投 投 影 触 摸 区 域

（可控制前端摄像机的上、下、左、右和拉近、拉远动作）

5.3.3软件部分

5.3.3.1功能概述

在现有的互动投影平台中增加视频支持和网络互联、图像融合功能，使得客户能通过动作来控制前端设备从而实现对互动软件内容的交互式体验。

将视频信号以投影的形式播放出来

将视频安排在控制面板中以供在面板上实现互动

可以通过

实现互动式按键面板，并且具有信息提交功能

可支持多系统之间的网络互联、数据互通。

可支持多通道投影融合

5.3.3.2信息传输方式

信息传输分为两部分内容：

A.系统内部信号：

◆视频信号：视频VGA数据线

◆控制信号：视频线、控制线

B.系统间信号：

◆控制信号：LAN网线

5.3.3.3互感触摸客户端的组成

互感客户端的在连接方法上与其它客户端相同，可以方便的嵌入已经完善成型的其他体系中。在实现功能和实现方法上与其它客户端有所不同，加入了互动程序部分。

（3）互动融合系统软件构成

互动融合系统

动作捕捉程序投影设备控制程序

序维护守护程序图像融合程序

版本升级程序

安装测试程序

信息连接程序

互感客户端

前端设备控制互动融合程序