多點觸控的多媒體球幕演示儀及其多點觸控方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多點觸控的多媒體球幕演示儀及其多點觸控方法，本發(fā)明預先存儲對應球幕演示儀的三維空間模型，三維空間模型包括球幕演示儀的三維坐標系的虛擬球以及二維圓餅坐標系對應關系，且三維坐標系的虛擬球坐標系和二維圓餅坐標系通過一直角坐標系進行動態(tài)轉(zhuǎn)換；通過球幕演示儀內(nèi)部的投影儀及魚眼鏡頭將對應所述二維圓餅坐標系的圖像投影至球幕演示儀的球幕上；于球幕演示儀的球幕表面檢測觸摸動作，并判斷觸摸動作的類型；根據(jù)球幕演示儀的三維空間模型以及觸摸動作的類型，控制所述球幕演示儀的動作。本發(fā)明通過為球幕演示儀建立三維空間模型，在該三維空間模型的基礎上實現(xiàn)了對所述球幕演示儀的控制。
【專利說明】多點觸控的多媒體球幕演示儀及其多點觸控方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于球體顯示【技術領域】，尤其涉及一種多點觸控的多媒體球幕演示儀及其多點觸控方法。
【背景技術】
[0002]隨著多媒體球幕演示儀的不斷普及，用戶對多媒體球幕演示儀顯示功能的要求越來越高。
[0003]多媒體球幕演示儀是通過投影儀和魚眼鏡頭將一個圓餅圖像投射射到一個背投球幕上，獲得一個整個球體面的完整的圖文顯示，近年來在此多媒體球幕演示儀的上有很多人將平面的多點觸摸技術加載到該產(chǎn)品上，出現(xiàn)多點觸摸多媒體球幕演示儀，能實現(xiàn)球幕表面通過點擊出現(xiàn)圖文，并對圖文有放大縮小，移動旋轉(zhuǎn)等觸摸控制，現(xiàn)有的多媒體球幕演示儀多點觸摸技術，基本上都是基于二維的坐標系進行轉(zhuǎn)換，通過捕捉球幕上的觸摸動作，在二維的圓餅坐標系中對觸摸動作與對應圖文就行處理，最后再顯示在球幕上，譬如對于一個在球幕上整個覆蓋顯示的整體圖文就行觸摸滑動旋轉(zhuǎn)控制時，用戶的滑動動作被捕捉后在二維的餅坐標系進行處理，滑動動作在沿著球的緯線方向可以被識別，并能做出球幕顯示整體顯示圖文的水平方向的旋轉(zhuǎn)，而沿著經(jīng)線的方向動作視為無效，球幕顯示圖文不能沿著經(jīng)線方向旋轉(zhuǎn)，比如一個地球儀圖文，觸摸滑動控制其旋轉(zhuǎn)時，只能實現(xiàn)水平轉(zhuǎn)，不能實現(xiàn)任意角度任意方向的旋轉(zhuǎn)。
[0004]而且，現(xiàn)有的多媒體球幕演示儀與用戶互動的功能較少，需要拓展其功能，但是二維坐標顯示的方式極大的限制了多媒體球幕演示儀的功能的拓展。
[0005]因此，需解決現(xiàn)有技術中由于球幕演示儀不能準確的將影像投影到球幕、功能較少的技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種多點觸控的多媒體球幕演示儀及其多點觸控方法，旨在解決現(xiàn)有技術中的球幕演示儀不能任意方向旋轉(zhuǎn)、且功能較少的技術問題。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供以下技術方案:
[0008]一種多媒體球幕演示儀的多點觸控方法，包括以下步驟:
[0009]預先存儲對應球幕演示儀的三維空間模型，其中所述三維空間模型包括所述球幕演示儀的三維坐標系的虛擬球以及二維圓餅坐標系對應關系，其中所述三維坐標系的虛擬
球坐標點(X，y, z)--對應于所述二維圓餅坐標系的坐標點(X，y)，且所述三維坐標系的
虛擬球的三維坐標和所述二維圓餅坐標系的二維坐標通過一直角坐標系進行動態(tài)轉(zhuǎn)換，進而形成三維坐標系、二維圓餅坐標系以及直角坐標系的一一對應關系；
[0010]通過所述球幕演示儀內(nèi)部的投影儀及魚眼鏡頭將對應所述二維圓餅坐標系的圖像投影至所述球幕演示儀的球幕上；
[0011]于所述球幕演示儀的球幕表面檢測觸摸動作，并判斷所述觸摸動作的類型；[0012]根據(jù)所述球幕演示儀的三維空間模型以及所述觸摸動作的類型，控制所述球幕演示儀的動作。
[0013]作為本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述觸摸動作的類型包括:于所述球幕的表面形成一觸摸形狀；
[0014]而通過所述球幕演示儀的三維空間模型以及所述觸摸動作的類型，控制所述球幕演示儀的動作的步驟包括:
[0015]在所述球幕演示儀的三維空間模型的基礎上，根據(jù)預先設置的計算規(guī)則對所述觸摸形狀進行計算，生成對應所述觸摸形狀的數(shù)據(jù)；以及
[0016]于所述球幕演示儀的表面顯示對應所述觸摸形狀的數(shù)據(jù)。
[0017]作為本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述觸摸形狀包括于所述球體表面觸摸形成的兩點之間的線條，所述線條包括直線或者曲線；而對應所述線條的數(shù)據(jù)包括兩點之間的距離，以及兩點之間的數(shù)據(jù)的差值。
[0018]作為本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述觸摸動作的類型包括:于所述球幕的表面形成的沿著任意方向上的滑動動作；
[0019]而在檢測到對應所述球幕演示儀球幕上滑動動作后，通過所述三維空間模型控制所述球幕演示儀上的球幕顯示的整體圖文沿著滑動的方向旋轉(zhuǎn)顯示。
[0020]作為本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述觸摸形狀包括于所述球體表面觸摸形成的封閉曲線；而對應所述封閉曲線的數(shù)據(jù)為所述封閉曲線的面積。
[0021]作為本發(fā)明一優(yōu)選實施例，生成所述封閉曲線的面積的步驟包括:
[0022]生成對應所述封閉曲線的第一面積；
[0023]判斷所述第一面積是否大于等于整個球體的球面面積的一半；
[0024]若所述第一面積大于等于整個球體的球面面積的一半，則使用所述球體的球面面積減去所述第一面積，得到所述封閉曲線的面積；以及
[0025]若所述第一面積小于整個球體的球面面積的一半，則將所述第一面積作為所述封閉曲線的面積。
[0026]作為本發(fā)明一優(yōu)選實施例，預先存儲對應球幕演示儀的三維空間模型的步驟包括:
[0027]獲取球幕演示儀的經(jīng)緯度坐標系；
[0028]將所述球幕演示儀的所述經(jīng)緯度坐標系轉(zhuǎn)換為所述直角坐標系；
[0029]將所述直角坐標系轉(zhuǎn)換為所述圓餅坐標，在所述圓餅坐標下，球幕圖像具有多個弧度的弧形片，并將所述弧形片作為顯示單元顯示于所述球幕演示儀；
[0030]而根據(jù)預先設置的計算規(guī)則對所述觸摸形狀進行計算的步驟包括:
[0031]計算每一所述弧形片頂點在所述圓餅坐標系下的坐標；
[0032]而在計算所述觸摸形狀的數(shù)據(jù)時，以所述觸摸形狀經(jīng)過的弧形片的頂點作為所述觸摸形狀的坐標進行計算。
[0033]作為本發(fā)明一優(yōu)選實施例，將所述弧形片作為所述球體的顯示單元進行顯示時，包括:
[0034]對靠近極點(0，-1,0)的弧形片，判斷對應所述弧形片的邊長是否大于判斷閾值；
[0035]若對應所述弧形片的邊長大于所述判斷閾值，則屏蔽所述弧形片。[0036]作為本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述弧形片包括矩形貼圖和帶狀貼圖，計算所述弧形片頂點的步驟包括:[0037]設定所述弧形片的中心點以及表示方向的參考點；
[0038]設定所述弧形片的兩個旋轉(zhuǎn)軸；
[0039]將所述中心點與所述參考點進行叉乘計算，進而生成縱向旋轉(zhuǎn)軸；
[0040]將所述縱向旋轉(zhuǎn)軸與所述中心點叉乘計算，進而生成橫向旋轉(zhuǎn)軸；
[0041]而對于每個所述弧形片的頂點，通過下述步驟生成所述弧形片頂點在所述球幕演示儀上的坐標；
[0042]將所述中心點繞所述縱向旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一角度K1，其中角度Kl正比于所述弧形片頂點在球幕演示儀的縱坐標；
[0043]將所述中心點再繞所述橫向旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一角度K2，此角度K2正比于所述弧形片頂點球幕演示儀的橫坐標；
[0044]按照頂點的縱、橫坐標給每一個弧形片進行貼圖。
[0045]為解決上述技術問題，本發(fā)明實施例還提供一種多點觸控的多媒體球幕演示儀，其特征在于，包括一多媒體球幕演示儀的多點觸控裝置，所述裝置用于執(zhí)行權力要求I至9任一項所述的多媒體球幕演示儀的多點觸控方法。
[0046]本發(fā)明實施例中，通過為球幕演示儀建立三維空間模型，其中所述三維空間模型包括所述球幕演示儀的三維坐標系的虛擬球以及二維圓餅坐標系對應關系，其中所述三維
坐標系的虛擬球坐標點(X，y，z)--對應于所述二維圓餅坐標系的坐標點(χ，y)，且所述
三維坐標系的虛擬球坐標點和所述二維圓餅坐標系通過一直角坐標系進行動態(tài)轉(zhuǎn)換，進而形成三維坐標系、二維圓餅坐標系以及直角坐標系的一一對應關系，其中上述三維空間模型建立后，可以實現(xiàn):
[0047]1、觸摸滑動旋轉(zhuǎn)實物球幕表面，通過攝像頭捕捉動作后，轉(zhuǎn)化為三維空間模型上的圖文，并通過直角坐標系始終動態(tài)轉(zhuǎn)換成圓餅坐標，通過投影儀魚眼組件將圓餅坐標的圖片投射在實物三維球幕上，實現(xiàn)任意方向的旋轉(zhuǎn)；
[0048]2、單點和多點觸摸實物球表面，通過攝像頭捕捉動作后，轉(zhuǎn)化為點擊虛擬的三維球上某一點、多點，通過建立三維空間模型上這些點之間的數(shù)學計算關系，并顯示計算過程和結(jié)果，并始終動態(tài)轉(zhuǎn)換成圓餅坐標，通過投影儀魚眼組件將圓餅坐標的圖片投射在實物球幕上，實現(xiàn)直線距離，曲線距離，封閉圖形面積的顯示。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]圖1是本發(fā)明實施例提供的多媒體球幕演示儀的多點觸控方法的流程示意圖；
[0050]圖2A為本發(fā)明實施例中經(jīng)緯度坐標系的示意圖；
[0051]圖2B為本發(fā)明實施例中直角坐標系的示意圖；
[0052]圖2C為本發(fā)明實施例中圓餅坐標系的斜視圖；
[0053]圖2D為本發(fā)明實施例中圓餅坐標系的俯視圖；
[0054]圖3為本發(fā)明實施例中球幕顯示儀的經(jīng)緯度坐標、直角坐標、圓餅坐標之間的轉(zhuǎn)換示意圖；
[0055]圖4A是為球幕上任意一點的經(jīng)緯度坐標示意圖；[0056]圖4B是為球幕上任意兩點的經(jīng)纟韋度坐標示意圖；
[0057]圖4C為圖4B觸摸滑動后的整體圖文旋轉(zhuǎn)示意圖；
[0058]圖4D是為球幕上任意兩點的圓餅模型示意圖；
[0059]圖4E是為圖4D觸摸滑動后的整體圖文旋轉(zhuǎn)示意圖；
[0060]圖5A是球幕上觸摸畫線的示意圖；
[0061]圖5B是球幕上觸摸畫封閉曲線的示意圖；
[0062]圖5C是球幕上觸摸滑動前的示意圖；
[0063]圖是球幕上觸摸滑動后的整體圖文旋轉(zhuǎn)示意圖。
【具體實施方式】
[0064]請參照圖式，其中相同的組件符號代表相同的組件，本發(fā)明的原理是以實施在一適當?shù)倪\算環(huán)境中來舉例說明。以下的說明是基于所例示的本發(fā)明具體實施例，其不應被視為限制本發(fā)明未在此詳述的其它具體實施例。
[0065]請參閱圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的多媒體球幕演示儀的多點觸控方法的流程不意圖。
[0066]在步驟SlOl中，預先存儲對應球幕演示儀的三維空間模型。
[0067]其中所述三維空間模型包括所述球幕演示儀的三維坐標系的虛擬球以及二維圓餅坐標系對應關系，所述三維坐標系的虛擬球坐標點(X，y, Z) —一對應于所述二維圓餅坐標系的坐標點(X，y)，且所述三維坐標系的虛擬球坐標點和所述二維圓餅坐標系通過一直角坐標系進行動態(tài)轉(zhuǎn)換，進而形成三維坐標系、二維圓餅坐標系以及直角坐標系的一一對應關系。
[0068]在步驟S102中，通過所述球幕演示儀內(nèi)部的投影儀及魚眼鏡頭將對應所述二維圓餅坐標系的圖像投影至所述球幕演示儀的球幕上。
[0069]在步驟S103中，于所述球幕演示儀的球幕表面檢測觸摸動作，并判斷所述觸摸動作的類型。
[0070]在步驟S104中，通過所述球幕演示儀的三維空間模型以及所述觸摸動作的類型，控制所述球幕演示儀的動作。
[0071]針對圖1中的步驟SlOl中的三維空間模型，請參閱圖2A-2D、圖3以及圖4A-4C，圖2A為本發(fā)明實施例中經(jīng)緯度坐標系的示意圖；圖2B為本發(fā)明實施例中直角坐標系的示意圖；圖2C為本發(fā)明實施例中圓餅坐標系的斜視圖；圖2D為本發(fā)明實施例中圓餅坐標系的俯視圖。圖3為本發(fā)明實施例中球幕顯示儀在三維模型下的經(jīng)緯度坐標、直角坐標、圓餅坐標之間的轉(zhuǎn)換示意圖。圖4A是為球幕上任意一點的經(jīng)緯度坐標示意圖，圖4B是為球幕上任意兩點的經(jīng)緯度坐標示意圖；圖4C是為球幕上任意兩點的圓餅模型示意圖。
[0072]其中在建立三維空間模型時，獲取球幕演示儀的經(jīng)緯度坐標系(圖2A)，并將所述球幕演示儀的所述經(jīng)緯度坐標系轉(zhuǎn)換為所述直角坐標系(圖2B)，之后將所述直角坐標系轉(zhuǎn)換為所述圓餅坐標(圖2C和圖2D)。其中在所述圓餅坐標下，包括有多個弧度的弧形片，圖3示出其中一弧形片，并將所述弧形片顯示于所述球幕演示儀。顯然，本發(fā)明實施例的所述三維空間模型包括三維坐標系、二維圓餅坐標系以及直角坐標系的一一對應關系。
[0073]譬如，將經(jīng)緯度坐標系轉(zhuǎn)換為直角坐標系使用以下公式進行:[0074]X=Cos (longitude) cos (latitude)；
[0075]y=sin (latitude)；
[0076]z=-sin (longitude) cos (latitude)；
[0077]其中l(wèi)atitude代表諱度，longitude代表經(jīng)度，(x，y，z)為直角坐標系中的坐標點
[0078]將直角坐標轉(zhuǎn)換為經(jīng)緯度坐標通過以下公式進行:
[0079]Iatitude=Sin"1 (y)
[0080]
【權利要求】
1.一種多媒體球幕演示儀的多點觸控方法，其特征在于，包括以下步驟: 預先存儲對應球幕演示儀的三維空間模型，其中所述三維空間模型包括所述球幕演示儀的三維坐標系的虛擬球以及二維圓餅坐標系對應關系，其中所述三維坐標系的虛擬球坐標點(X，I, z)--對應于所述二維圓餅坐標系的坐標點(X, y),且所述三維坐標系的虛擬球的三維坐標和所述二維圓餅坐標系的二維坐標通過一直角坐標系進行動態(tài)轉(zhuǎn)換，進而形成三維坐標系、二維圓餅坐標系以及直角坐標系的對應關系； 通過所述球幕演示儀內(nèi)部的投影儀及魚眼鏡頭將對應所述二維圓餅坐標系的圖像投影至所述球幕演示儀的球幕上； 于所述球幕演示儀的球幕表面檢測觸摸動作，并判斷所述觸摸動作的類型； 根據(jù)所述球幕演示儀的三維空間模型以及所述觸摸動作的類型，控制所述球幕演示儀的動作。
2.根據(jù)權利要求1所述的多媒體球幕演示儀的多點觸控方法，其特征在于，所述觸摸動作的類型包括:于所述球幕的表面形成一觸摸形狀； 而通過所述球幕演示儀的三維空間模型以及所述觸摸動作的類型，控制所述球幕演示儀的動作的步驟包括: 在所述球幕演示儀的三維空間模型的基礎上，根據(jù)預先設置的計算規(guī)則對所述觸摸形狀進行計算，生成對應所述 觸摸形狀的數(shù)據(jù)；以及 于所述球幕演示儀的表面顯示對應所述觸摸形狀的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權利要求2所述的多媒體球幕演示儀的多點觸控方法，其特征在于，所述觸摸形狀包括于所述球體表面觸摸形成的兩點之間的線條，所述線條包括直線或者曲線；而對應所述線條的數(shù)據(jù)包括兩點之間的距離，以及兩點之間的數(shù)據(jù)的差值。
4.根據(jù)權利要求2所述的多媒體球幕演示儀的多點觸控方法，其特征在于，所述觸摸動作的類型包括:于所述球幕的表面形成的沿著任意方向上的滑動動作； 而在檢測到對應所述球幕演示儀球幕上滑動動作后，通過所述三維空間模型控制所述球幕演示儀上的球幕顯示的整體圖文沿著滑動的方向旋轉(zhuǎn)顯示。
5.根據(jù)權利要求2所述的多媒體球幕演示儀的多點觸控方法，其特征在于，所述觸摸形狀包括于所述球體表面觸摸形成的封閉曲線；而對應所述封閉曲線的數(shù)據(jù)為所述封閉曲線的面積。
6.根據(jù)權利要求5所述的多媒體球幕演示儀的多點觸控方法，其特征在于，生成所述封閉曲線的面積的步驟包括: 生成對應所述封閉曲線的第一面積； 判斷所述第一面積是否大于等于整個球體的球面面積的一半； 若所述第一面積大于等于整個球體的球面面積的一半，則使用所述球體的球面面積減去所述第一面積，得到所述封閉曲線的面積；以及 若所述第一面積小于整個球體的球面面積的一半，則將所述第一面積作為所述封閉曲線的面積。
7.根據(jù)權利要求2所述的多媒體球幕演示儀的多點觸控方法，其特征在于，預先存儲對應球幕演示儀的三維空間模型的步驟包括: 獲取球幕演示儀的經(jīng)緯度坐標系；將所述球幕演示儀的所述經(jīng)緯度坐標系轉(zhuǎn)換為所述直角坐標系； 將所述直角坐標系轉(zhuǎn)換為所述圓餅坐標，在所述圓餅坐標下，球幕圖像具有多個弧度的弧形片，并將所述弧形片作為顯示單元顯示于所述球幕演示儀； 而根據(jù)預先設置的計算規(guī)則對所述觸摸形狀進行計算的步驟包括: 計算每一所述弧形片頂點在所述圓餅坐標系下的坐標； 而在計算所述觸摸形狀的數(shù)據(jù)時，以所述觸摸形狀經(jīng)過的弧形片的頂點作為所述觸摸形狀的坐標進行計算。
8.根據(jù)權利要求7所述的多媒體球幕演示儀的多點觸控方法，其特征在于，將所述弧形片作為所述球體的顯示單元進行顯示時，包括: 對靠近極點(O，-1,0)的弧形片，判斷對應所述弧形片的邊長是否大于判斷閾值； 若對應所述弧形片的邊長大于所述判斷閾值，則屏蔽所述弧形片。
9.根據(jù)權利要求7所述的多媒體球幕演示儀的多點觸控方法，其特征在于，所述弧形片包括矩形貼圖和帶狀貼圖，計算所述弧形片頂點的步驟包括: 設定所述弧形片的中心點以及表示方向的參考點； 設定所述弧形片的兩個旋轉(zhuǎn)軸； 將所述中心點與所述參考點進行叉乘計算，進而生成縱向旋轉(zhuǎn)軸； 將所述縱向旋轉(zhuǎn)軸與所述中心點叉乘計算，進而生成橫向旋轉(zhuǎn)軸； 而對于每個所述弧形片的頂點，通過下述步驟生成所述弧形片頂點在所述球幕演示儀上的坐標； 將所述中心點繞所述縱向旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一角度K1，其中角度Kl正比于所述弧形片頂點在球幕演示儀的縱坐標； 將所述中心點再繞所述橫向旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一角度K2，此角度K2正比于所述弧形片頂點球幕演示儀的橫坐標； 按照頂點的縱、橫坐標給每一個弧形片進行貼圖。
10.一種多點觸控的多媒體球幕演示儀，其特征在于，包括一多媒體球幕演示儀的多點觸控裝置，所述裝置用于執(zhí)行權力要求I至9任一項所述的多媒體球幕演示儀的多點觸控方法。
【文檔編號】G06F3/042GK103543885SQ201310534698
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權日:2013年11月1日
【發(fā)明者】吳迪, 余慶, 趙東林, 丁偉, 曾陽春 申請人:北京中教啟星科技股份有限公司