數(shù)字影院動感傳輸運動信號和環(huán)境信號的同步方法與裝置制造方法
【專利摘要】一種數(shù)字影院動感傳輸運動信號和環(huán)境信號的同步方法與裝置，數(shù)字格式影片、播放軟件、放映設(shè)備、同步信號、運動信號文件和環(huán)境信號文件、平臺和環(huán)境控制軟件和裝置、立體眼鏡、運動平臺、環(huán)境模擬設(shè)備等組成；在播放軟件通過放映設(shè)備播放數(shù)字格式影片的過程中，放映設(shè)置發(fā)出同步信號給發(fā)出立體眼鏡產(chǎn)生立體效果，同時平臺和環(huán)境控制軟件和裝置也接收同步信號并通過平臺和環(huán)境控制軟件和裝置根據(jù)運動信號文件和環(huán)境信號文件內(nèi)容對運動平臺和環(huán)境模擬設(shè)備進行控制：最終形成立體眼鏡的立體影像、運動平臺的運動刺激和環(huán)境模擬設(shè)備環(huán)境效果為觀眾營造出全方位的觀影體驗。
【專利說明】數(shù)字影院動感傳輸運動信號和環(huán)境信號的同步方法與裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種數(shù)字影院中運動平臺的運動信號和環(huán)境模擬設(shè)備的特效信號的 同步方法與裝置。描述了用于數(shù)字影院中運動平臺多通道運動信號的計算機文件的方法和 用于控制環(huán)境模擬設(shè)備的特效信號的計算機文件的方法。該方法包括：獲取運動信號和特 效信號的途徑；運動信號和特效信號的樣本序列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所定義；運動信號和特效信號在 數(shù)字影院環(huán)境運行時與音視頻及3D的同步方法與裝置。相應(yīng)的編碼器，對應(yīng)的解碼器和相 應(yīng)的解碼方法也被描述。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前我國數(shù)字影院已經(jīng)非常普及，運動平臺和環(huán)境模擬設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。 在數(shù)字影院信號控制中，運動平臺的運動信號與環(huán)境模擬設(shè)備的特效信號所存在的存儲和 傳輸，與視頻、音頻、3D同步已經(jīng)成為數(shù)字影院發(fā)展一大難題?，F(xiàn)有解決方案中，并不能很好 地適應(yīng)于數(shù)字影院環(huán)境。如美國專利US 8,515,240將運動平臺的運動信號存儲在數(shù)字影 片的音軌中，雖然解決了運動信號存儲和同步問題，但需要數(shù)字影院播放軟件的支持，同時 文件的傳輸沒有互聯(lián)網(wǎng)傳輸方便，用戶無法自己添加運動數(shù)據(jù)，并且該專利并未設(shè)計特效 模擬信號傳輸和使用的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 獲取運動信號和特效信號的途徑?？梢酝ㄟ^互聯(lián)網(wǎng)在服務(wù)器和影視制作公司網(wǎng)站 下載獲得文件，也可以通過制作軟件制作運動信號文件和特效信號文件進行添加。
[0004] -，運動信號的樣本序列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義。
[0005] 二，特效信號的樣本序列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義。
[0006] 三，運動信號和特效信號在數(shù)字影院環(huán)境運行時與音視頻及3D的同步方法與裝 置。
[0007] -，動感數(shù)字影院機構(gòu)包括：數(shù)字格式影片、播放軟件、放映設(shè)備、同步信號、運動 信號文件和環(huán)境信號文件、平臺和環(huán)境控制軟件和裝置、立體眼鏡、運動平臺、環(huán)境模擬設(shè) 備等組成；在播放軟件通過放映設(shè)備播放數(shù)字格式影片的過程中，放映設(shè)置發(fā)出同步信號 給立體眼鏡產(chǎn)生立體效果，同時平臺和環(huán)境控制軟件和裝置也接收同步信號并通過平臺和 環(huán)境控制軟件和裝置根據(jù)運動信號文件和環(huán)境信號文件內(nèi)容對運動平臺和環(huán)境模擬設(shè)備 進行控制；最終形成立體眼鏡的立體影像、運動平臺的運動刺激和環(huán)境模擬設(shè)備環(huán)境效果 為觀眾營造出全方位的觀影體驗；在不修改和影響原有數(shù)字影院系統(tǒng)的同時，用戶可以通 過服務(wù)器和影視公司網(wǎng)站或者用戶添加文件的方式，添加與數(shù)字格式影片相對應(yīng)的運動信 號文件和環(huán)境信號文件?？梢宰龅綌?shù)字影片的發(fā)行與運動信號文件和環(huán)境信號文件同步， 并且保持用戶自行添加文件的靈活性。
[0008] 二，運動信號文件，文件的第一行為文件描述，文件描述主要起注釋作用，文件的 發(fā)行者、作者、用戶可以注釋描述文件相關(guān)信息。第二行起到文件結(jié)束，定義為幀信息后跟 數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2、數(shù)據(jù)3、數(shù)據(jù)4、數(shù)據(jù)5、數(shù)據(jù)6六列數(shù)據(jù)，目前數(shù)字影院使用比較廣泛的運動 平臺有三自由度和六自由度兩種結(jié)構(gòu)運動；所述結(jié)構(gòu)的運動平臺無論三自由度、六自由度 或其他結(jié)構(gòu)，均以缸的長度變化為基礎(chǔ)，其運動軌跡均可以用平臺的缸的長度變化來描述 平臺的運動。為了統(tǒng)一不同平臺的數(shù)據(jù)格式同時兼容三自由度和六自由度平臺的運動數(shù) 據(jù)，運動信號文件統(tǒng)一設(shè)置為1-6組數(shù)據(jù)，如三自由度其余后三組數(shù)據(jù)為備選數(shù)據(jù)也可以 為空。具體描述如下：如影片播放到第N幀數(shù)據(jù)的同時，平臺和環(huán)境控制軟件和裝置下發(fā)第 N幀影片時1-6組平臺缸長度數(shù)據(jù)，運動平臺根據(jù)缸長度數(shù)據(jù)執(zhí)行相應(yīng)的長度，根據(jù)影片的 幀數(shù)變化重復(fù)循環(huán)上述過程，使平臺形成和影片內(nèi)容配合的運動效果。
[0009] 三，特效信號文件，文件的第一行為文件描述，文件描述主要起注釋作用，文件的 發(fā)行者、作者、用戶可以注釋描述文件相關(guān)信息。第二行起到文件結(jié)束，定義為幀信息后跟 字節(jié)1、字節(jié)2、字節(jié)3、字節(jié)4四個字節(jié)。計算機中一個字節(jié)由8個0或1組成的二進制位， 所以每個字節(jié)可以代表8種不同的特效設(shè)備開或者關(guān)狀態(tài)。具體描述如下：如影片播放到 第N幀時有下雪的場景，特效信息文件中代表造雪設(shè)備的二進制位為1，平臺和環(huán)境控制軟 件和裝置下發(fā)第N幀特效信息給環(huán)境模擬設(shè)備當(dāng)數(shù)據(jù)雪花位為1時，雪花機開始工作，影院 產(chǎn)生下雪的效果，當(dāng)影片播放的N+X幀時，影片內(nèi)容下雪停止，特效信息數(shù)據(jù)雪花位為0,平 臺和環(huán)境控制軟件和裝置下發(fā)第N+X幀特效信息數(shù)據(jù)雪花位為0時，雪花機停止工作。根 據(jù)影片的幀數(shù)變化重復(fù)循環(huán)上述過程，使影院特效設(shè)備和影片內(nèi)容配合營造逼真的環(huán)境效 果。
[0010] 進一步的，本發(fā)明采用獲取數(shù)字影院放映設(shè)備立體眼鏡的同步信號和環(huán)境控制裝 置硬件時鐘計數(shù)器進行對比的同步方法。目前數(shù)字影院廣泛采用的立體播放方式為主動式 立體播放方式，即一臺放映機同時產(chǎn)生左右眼的畫面圖像，通過同步分配器與立體眼鏡進 行同步后產(chǎn)生立體畫面。由于同步信號的刷新頻率高達(dá)120Hz，平臺和環(huán)境控制裝置很容易 獲得高品質(zhì)的同步信號。播放啟動信號后，系統(tǒng)進行讀取運動信號文件和特效信號文件并 緩存在內(nèi)存中操作，并啟動平臺和環(huán)境控制裝置硬件時鐘計數(shù)器，將平臺和環(huán)境控制裝置 硬件時鐘計數(shù)器的數(shù)據(jù)與放映設(shè)備發(fā)出的同步信號進行比較，如果比較結(jié)果相同，輸出運 動信號文件和特效信號文件并緩存在內(nèi)存中的相應(yīng)內(nèi)容并控制運動平臺和環(huán)境模擬設(shè)備 完成相應(yīng)的平臺運動和環(huán)境模擬；如果比較結(jié)果不相同，進行修改時鐘計數(shù)器操作。根據(jù)同 步信號和平臺和環(huán)境控制裝置硬件時鐘計數(shù)器的變化進行反復(fù)比較，始終保持同步性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1動感數(shù)字影院機構(gòu)圖；
[0012] 圖2運動信號文件示意圖；
[0013] 圖3特效信號文件示意圖；
[0014] 圖4運動信號和特效信號在數(shù)字影院環(huán)境運行時與音視頻及3D的同步示意圖。

【具體實施方式】
[0015] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0016] 請參閱圖1，動感數(shù)字影院機構(gòu)包括：數(shù)字格式影片101、播放軟件102、放映設(shè)備 103、同步信號104、運動信號文件和環(huán)境信號文件105、平臺和環(huán)境控制軟件和裝置106、立 體眼鏡107、運動平臺108、環(huán)境模擬設(shè)備109等組成；在播放軟件102通過放映設(shè)備103播 放數(shù)字格式影片101的過程中，放映設(shè)備103發(fā)出同步信號104給立體眼鏡107產(chǎn)生立體 效果，同時平臺和環(huán)境控制軟件和裝置106也接收同步信號104并通過平臺和環(huán)境控制軟 件和裝置106根據(jù)運動信號文件和環(huán)境信號文件105內(nèi)容對運動平臺108和環(huán)境模擬設(shè)備 109進行控制；最終形成立體眼鏡107的立體影像、運動平臺108的運動刺激和環(huán)境模擬設(shè) 備109環(huán)境效果為觀眾203營造出全方位的觀影體驗；在不修改和影響原有數(shù)字影院系統(tǒng) 的同時，用戶可以通過服務(wù)器和影視公司網(wǎng)站201或者用戶添加文件202的方式，添加與數(shù) 字格式影片101相對應(yīng)的運動信號文件和環(huán)境信號文件105?？梢宰龅綌?shù)字影片101的發(fā) 行與運動信號文件和環(huán)境信號文件105同步，并且保持用戶自行添加文件的靈活性。
[0017] 請參閱圖2,運動信號文件，文件的第一行為文件描述，文件描述主要起注釋作用， 文件的發(fā)行者、作者、用戶可以注釋描述文件相關(guān)信息。第二行起到文件結(jié)束，定義為幀信 息后跟數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2、數(shù)據(jù)3、數(shù)據(jù)4、數(shù)據(jù)5、數(shù)據(jù)6六列數(shù)據(jù)，目前數(shù)字影院使用比較廣 泛的運動平臺有三自由度和六自由度兩種結(jié)構(gòu)運動。三自由度以CN201394351Y三自由度 電動伺服平臺和美國專利US 7934773 B2三自由度動感座椅等為代表，六自由度并聯(lián)機構(gòu) STEWART平臺如美國專利US6113500等，其他結(jié)構(gòu)有ZL94206426. 7等。上述結(jié)構(gòu)的運動平 臺無論三自由度、六自由度或其他結(jié)構(gòu)，均以缸的長度變化為基礎(chǔ)，其運動軌跡均可以用平 臺的缸的長度變化來描述平臺的運動。為了統(tǒng)一不同平臺的數(shù)據(jù)格式同時兼容三自由度和 六自由度平臺的運動數(shù)據(jù)，運動信號文件統(tǒng)一設(shè)置為1-6組數(shù)據(jù)，如三自由度其余后三組 數(shù)據(jù)為備選數(shù)據(jù)也可以為空。具體描述如下：如影片播放到第N幀數(shù)據(jù)的同時，平臺和環(huán)境 控制軟件和裝置106下發(fā)第N幀影片時1-6組平臺缸長度數(shù)據(jù)，運動平臺108根據(jù)缸長度 數(shù)據(jù)執(zhí)行相應(yīng)的長度，根據(jù)影片的幀數(shù)變化重復(fù)循環(huán)上述過程，使平臺形成和影片內(nèi)容配 合的運動效果。
[0018] 請參閱圖3,特效信號文件，文件的第一行為文件描述，文件描述主要起注釋作用， 文件的發(fā)行者、作者、用戶可以注釋描述文件相關(guān)信息。第二行起到文件結(jié)束，定義為幀信 息后跟字節(jié)1、字節(jié)2、字節(jié)3、字節(jié)4四個字節(jié)。計算機中一個字節(jié)由8個0或1組成的二 進制位，所以每個字節(jié)可以代表8種不同的特效設(shè)備開或者關(guān)狀態(tài)。具體描述如下：如影片 播放到第N幀時有下雪的場景，特效信息文件中代表造雪設(shè)備的二進制位為1，平臺和環(huán)境 控制軟件和裝置106下發(fā)第N幀特效信息給環(huán)境模擬設(shè)備109當(dāng)數(shù)據(jù)雪花位為1時，雪花 機開始工作，影院產(chǎn)生下雪的效果，當(dāng)影片播放的N+X幀時，影片內(nèi)容下雪停止，特效信息 數(shù)據(jù)雪花位為0,平臺和環(huán)境控制軟件和裝置下發(fā)第N+X幀特效信息數(shù)據(jù)雪花位為0時，雪 花機停止工作。根據(jù)影片的幀數(shù)變化重復(fù)循環(huán)上述過程，使影院特效設(shè)備和影片內(nèi)容配合 營造逼真的環(huán)境效果。
[0019] 請參閱圖1和4,本發(fā)明采用獲取數(shù)字影院放映設(shè)備立體眼鏡的同步信號和環(huán)境 控制裝置硬件時鐘計數(shù)器進行對比的同步方法。目前數(shù)字影院廣泛采用的立體播放方式為 主動式立體播放方式，即一臺放映機同時產(chǎn)生左右眼的畫面圖像，通過同步分配器與立體 眼鏡進行同步后產(chǎn)生立體畫面。由于同步信號的刷新頻率高達(dá)120Hz，平臺和環(huán)境控制裝置 很容易獲得高品質(zhì)的同步信號。具體描述如下：播放啟動信號401后，系統(tǒng)進行讀取運動信 號文件和特效信號文件并緩存在內(nèi)存中402操作，并啟動平臺和環(huán)境控制裝置硬件時鐘計 數(shù)器403,將平臺和環(huán)境控制裝置硬件時鐘計數(shù)器403的數(shù)據(jù)與放映設(shè)備103發(fā)出的同步信 號104進行比較，如果比較結(jié)果相同，輸出運動信號文件和特效信號文件緩存在內(nèi)存中402 的相應(yīng)內(nèi)容并控制運動平臺108和環(huán)境模擬設(shè)備109完成相應(yīng)的平臺運動和環(huán)境模擬；如 果比較結(jié)果不相同，進行修改時鐘計數(shù)器404操作。根據(jù)同步信號104和平臺和環(huán)境控制 裝置硬件時鐘計數(shù)器403的變化進行反復(fù)比較，始終保持同步性。
[0020] 對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在 不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其它的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論 從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán) 利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有 變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0021] 以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡是依據(jù)本發(fā)明的技 術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何細(xì)微修改、等同替換和改進，均應(yīng)包含在本發(fā)明技術(shù)方案 的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種數(shù)字影院動感傳輸運動信號和環(huán)境信號的同步方法與裝置，動感數(shù)字影院機 構(gòu)包括：數(shù)字格式影片（101)、播放軟件（102)、放映設(shè)備（103)、同步信號（104)、運動信號 文件和環(huán)境信號文件（105)、平臺和環(huán)境控制軟件和裝置（106)、立體眼鏡（107)、運動平臺 (108)和環(huán)境模擬設(shè)備（109);其特征在于：在播放軟件（102)通過放映設(shè)備（103)播放數(shù) 字格式影片（101)的過程中，放映設(shè)備（103)發(fā)出同步信號（104)給發(fā)出立體眼鏡（107)產(chǎn) 生立體效果，同時平臺和環(huán)境控制軟件和裝置（106)也接收同步信號（104)并通過平臺和 環(huán)境控制軟件和裝置（106)將運動信號文件和環(huán)境信號文件（105)內(nèi)容對運動平臺（108) 和環(huán)境模擬設(shè)備（109)進行控制；最終形成立體眼鏡（107)的立體影像、運動平臺（108)的 運動刺激和環(huán)境模擬設(shè)備（109)環(huán)境效果為觀眾（203)營造出全方位的觀影體驗；在不修 改和影響原有數(shù)字影院系統(tǒng)的同時，用戶可以通過服務(wù)器和影視公司網(wǎng)站（201)或者用戶 添加文件（202)的方式，添加與數(shù)字格式影片（101)相對應(yīng)的運動信號文件和環(huán)境信號文 件（105)?？梢宰龅綌?shù)字影片（101)的發(fā)行與運動信號文件和環(huán)境信號文件（105)同步，并 且保持用戶自行添加文件的靈活性。
2. -種數(shù)字影院動感傳輸運動信號和環(huán)境信號的同步方法與裝置，運動信號文件，其 特征在于：第二行起到文件結(jié)束，定義為幀信息后跟數(shù)據(jù)（1)、數(shù)據(jù)（2)、數(shù)據(jù)（3)、數(shù)據(jù)（4)、 數(shù)據(jù)（5)、數(shù)據(jù)（6)六列數(shù)據(jù)，目前數(shù)字影院使用比較廣泛的運動平臺有三自由度和六自由 度兩種結(jié)構(gòu)運動；所述結(jié)構(gòu)的運動平臺無論三自由度、六自由度或其他結(jié)構(gòu)，均以缸的長度 變化為基礎(chǔ)，其運動軌跡均可以用平臺的缸的長度變化來描述平臺的運動。為了統(tǒng)一不同 平臺的數(shù)據(jù)格式同時兼容三自由度和六自由度平臺的運動數(shù)據(jù)，運動信號文件統(tǒng)一設(shè)置為 1-6組數(shù)據(jù)，如三自由度其余后三組數(shù)據(jù)為備選數(shù)據(jù)也可以為空。具體描述如下：如影片播 放到第N幀數(shù)據(jù)的同時，平臺和環(huán)境控制軟件和裝置（106)下發(fā)第N幀影片時1-6組平臺 缸長度數(shù)據(jù)，運動平臺（108)根據(jù)缸長度數(shù)據(jù)執(zhí)行相應(yīng)的長度，根據(jù)影片的幀數(shù)變化重復(fù) 循環(huán)上述過程，使平臺形成和影片內(nèi)容配合的運動效果。
3. -種數(shù)字影院動感傳輸運動信號和環(huán)境信號的同步方法與裝置，特效信號文件，其 特征在于：第二行起到文件結(jié)束，定義為幀信息后跟字節(jié)（1)、字節(jié)（2)、字節(jié)（3)、字節(jié)（4) 四個字節(jié)；計算機中一個字節(jié)由（8)個0或（1)組成的二進制位，所以每個字節(jié)可以代表8 種不同的特效設(shè)備開或者關(guān)狀態(tài)；具體描述如下：如影片播放到第N幀時有下雪的場景，特 效信息文件中代表造雪設(shè)備的二進制位為1，平臺和環(huán)境控制軟件和裝置（106)下發(fā)第N幀 特效信息給環(huán)境模擬設(shè)備（109)當(dāng)數(shù)據(jù)雪花位為1時，雪花機開始工作，影院產(chǎn)生下雪的效 果，當(dāng)影片播放的N+X幀時，影片內(nèi)容下雪停止，特效信息數(shù)據(jù)雪花位為0,平臺和環(huán)境控制 軟件和裝置下發(fā)第N+X幀特效信息數(shù)據(jù)雪花位為0時，雪花機停止工作；根據(jù)影片的幀數(shù)變 化重復(fù)循環(huán)上述過程，使影院特效設(shè)備和影片內(nèi)容配合營造逼真的環(huán)境效果。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1和4所述的一種數(shù)字影院動感傳輸運動信號和環(huán)境信號的同步方 法與裝置，其特征在于：采用獲取數(shù)字影院放映設(shè)備立體眼鏡的同步信號和環(huán)境控制裝置 硬件時鐘計數(shù)器進行對比的同步方法播放啟動信號（401)后，系統(tǒng)進行讀取運動信號文件 和特效信號文件并緩存在內(nèi)存中（402)操作，并啟動平臺和環(huán)境控制裝置硬件時鐘計數(shù)器 (403)，將平臺和環(huán)境控制裝置硬件時鐘計數(shù)器（403)的數(shù)據(jù)與放映設(shè)備（103)發(fā)出的同步 信號（104)進行比較，如果比較結(jié)果相同，輸出運動信號文件和特效信號文件并緩存在內(nèi) 存中（402)的相應(yīng)內(nèi)容并控制運動平臺（108)和環(huán)境模擬設(shè)備（109)完成相應(yīng)的平臺運動 和環(huán)境模擬；如果比較結(jié)果不相同，進行修改時鐘計數(shù)器（404)操作。根據(jù)同步信號（104) 和平臺和環(huán)境控制裝置硬件時鐘計數(shù)器（403)的變化進行反復(fù)比較，始終保持同步性。
【文檔編號】H04N21/235GK104144348SQ201410382353
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】周立剛 申請人:周立剛