SISTEMA DE INMERSION VISUAL INTERACTIVA.

Este sistema que comprende una pantalla de visualización (1) conectada a un sistema informático (2) para generar una animación interactiva (3) con un usuario (4),

encontrándose dicho sistema informático (2) conectado con una cámara de video (5) de captura de una escena ante la citada pantalla de visualización (1) para la captura de la imagen (51) del usuario (4) para su interactuación con la animación interactiva (3), encontrándose una pantalla (6) iluminada con luz visible o luz no visible en el fondo de la escena, que se desea capturar, y en la que está enfocada la cámara de video (5). La cámara de video (5) es sensible la luz de dicha pantalla (6) para permitir al sistema informático (2) determinar el contorno o silueta (41) del usuario (4) en dicha escena por contraste con la luz emitida o reflejada por dicha pantalla (6)

Sistema de inmersión visual interactiva.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de inmersión visual interactiva en la que un usuario puede interactuar con una imagen o animación generada por ordenador y mostrada en una pantalla o dispositivo de visualización.

Antecedentes de la invención

Son conocidos sistemas de realidad virtual en los que el usuario, mediante unas herramientas adecuadas es inmerso o introducido en un entorno ficticio o simulado que está generado por ordenador, principalmente mediante audio y video, aunque puede incorporar, entre otros, dispositivos de sensación táctil o de interacción manual o corporal.

Así, un ejemplo de estos entornos de realidad virtual está descrito en la patente estadounidense US6409599 en el que se describe un recinto de representaciones interactivas en realidad virtual para uno o más usuarios, utilizando para ello visores personales que los usuarios llevan en la cabeza y dispositivos de comandos portátiles manuales para que el usuario pueda ejercer un control limitado sobre uno o más ordenadores, los cuales recrean un escenario con elementos pregrabados y elementos generados en el momento. Este sistema puede ser utilizado tanto para su uso recreativo como educativo, pero la ejecución de una sesión requiere un tiempo de preparación previo para el aprendizaje por parte del usuario y el uso está limitado a los usuarios equipados con los citados dispositivos de visualización y control, es decir que necesitan los usuarios vestir prendas especificas y manipular también dispositivos específicos, lo cual convierte al sistema en un sistema costoso.

Otros sistemas de realidad virtual o "casi-virtual", como el descrito en la patente estadounidense US5534917 comprenden principalmente una pantalla de visualización a gran escala conectada a un sistema informático para generar una imagen o animación interactiva con el usuario, encontrándose dicho sistema informático dotado de un software adecuado y conectado con una cámara de video de captura de una escena ante la citada pantalla de visualización para la captura de la imagen del usuario, usuarios u objetos dispuestos frente a la misma para su interactuación con la citada imagen o animación mostradas, dependiendo de su posición y/o movimiento. En este entorno el usuario o usuarios observan en la pantalla que se ha incorporado una imagen u objeto gráfico que corresponde a su imagen, y que interactúa con otros elementos del entorno según sus movimientos o acciones, sin necesidad de manipular mandos o dispositivos. Aunque un sistema de inmersión visual interactiva de este tipo está más limitado respecto a la recreación de una simulación realista que un sistema de realidad virtual completo, presenta numerosas ventajas y aplicaciones, sobre todo en entornos publicitarios, de ocio y de suministro de información. Esto es así, porque resulta más robusto y menos costoso que un sistema de realidad virtual completo, con la ventaja de que si la pantalla de visualización es considerablemente grande, permite una utilización más intuitiva y con mayor participación de varios usuarios simultáneamente, sin requerir preparación previa ninguna de dichos usuarios.

En esta patente US5534917 para la determinación de la posición del usuario y sus acciones, la señal es tratada mediante software de reconocimiento de formas y movimientos, según distintas técnicas, de forma que mediante una operación de comparación (función "AND") la imagen tomada es comparada con un mapa almacenado en memoria para determinar si el usuario o participante está activando áreas de interés, por ejemplo "botones simulados" y otros elementos, lo cual resulta beneficioso porque el usuario o usuarios no necesita preparación previa ninguna, puede entrar o dejar el espacio de interactuación con el sistema con total libertad y resulta muy intuitivo. Sin embargo este software está limitado en sus posibilidades según la técnica utilizada, usando las técnicas de:

- "Extracción de contornos". Esta técnica detecta y recorta la silueta del usuario o usuario, mediante una comparación con el fondo de la imagen. El usuario puede interactuar con el sistema aunque esté quieto, pero presenta problemas, ya que si el usuario se puede confundir con el fondo es posible que no sea detectado o sea detectado de forma deficiente. Esta técnica requiera haber grabado previamente el fondo sin usuarios, por lo que cualquier cambio del fondo, por ejemplo la iluminación, ocasiona la detección de falsos objetos.

- "Rastreo de cuerpos". Esta técnica está destinada a la localización de cabeza, ojos, manos, pies, codos y otras partes del cuerpo del usuario. Por si sola puede resultar ineficaz si la escena no es contrastada, con lo que se combina con otra técnica para mejorar su funcionalidad.

- "Rastreo de gestos". Esta técnica tiene como base el reconocimiento de ciertos gestos de la cara, como por ejemplo la sonrisa, o gestos de las manos, como señalar, o gestos del cuerpo, como saltar.

- "Detección de movimiento". Esta técnica es la más robusta y se basa en localizar en que puntos hay movimiento y su intensidad. Si se supone un fondo estático o de poco movimiento, el usuario dispuesto en primer plano de la escena provoca con el movimiento de la mano u otra parte del cuerpo zonas fácilmente detectables para la interactuación. Sin embargo si el usuario está quieto o se mueve demasiado lento, no es detectado.

- Otras técnicas son aplicables como el "rastreo de objetos" en la que se reconocen y siguen ciertos objetos, "Rastreo de patrones", técnica que reconoce patrones y otras.

Esta invención aún cumpliendo con muchas características fundamentales exigidas a este aparato, cuenta con grandes limitaciones como por ejemplo el no utilizar mas técnicas de visión por ordenador e interacción física para enriquecer la interacción entre el usuario y la pantalla o imagen generada en la misma y el no ser adaptable el equipo y el sistema a diferentes entornos lumínicos.

También la patente estadounidense US5913727 describe un sistema de juego interactivo, más concretamente para juegos de combate personal, en el que se utiliza una pantalla de visualización de grandes dimensiones y que, además de representar la imagen animada del combatiente, emite un barrido selectivo de luz no visible de forma simultánea. El jugador dispuesto frente a dicha pantalla presenta una pluralidad de dispositivos sensores a dichas emisiones de luz no visible sobre su cuerpo, de forma que dichos sensores conectados con el ordenador que controla la imagen en la pantalla es capaz de determinar en tiempo real la posición y los movimientos del jugador para poder mover el combatiente representado. Para mejorar la sensación de realismo el sistema está equipado con unas gafas de visión en tres dimensiones coordinadas con la imagen generada en la pantalla. Este sistema también requiera una preparación previa, ya que el usuario o jugador debe equiparse con unos sensores sobre su ropa y unos cascos de visión en tres dimensiones.

En estos sistemas de inmersión parcial o interactivos, el reconocimiento de la posición del usuario y su acción el dispositivo realiza una comparación entre las sucesivas imágenes que se van capturando, de forma que las zonas de diferencia indican zonas en las que el usuario se mueve. Esto plantea un problema serio, ya que si el usuario está quieto o se mueve muy lentamente, dichas zonas de diferencia no son suficientemente significativas para proporcionar un rastreo positivo, dando lugar a errores de proceso.

Otra desventaja es que el usuario ha de vestir los sensores. Esto es inviable en un lugar de mucho tráfico como un centro comercial. Ralentizaría y generaría filas. Es poco natural.

Descripción de la invención

El sistema de inmersión visual interactiva, objeto de esta invención, presenta unas particularidades técnicas destinadas a mejorar el funcionamiento de sistemas de pantallas de visualización de imágenes interactiva y a conseguir una mayor robustez y fiabilidad de funcionamiento.

Este sistema de inmersión visual interactiva comprende una pantalla de visualización interactiva, conectada a un sistema informático para generar una imagen o animación interactiva con uno o más usuarios dispuestos en una escena frente a la citada pantalla de visualización. Este sistema dispone especialmente de...

1. Sistema de inmersión visual interactiva, del tipo de los que comprenden una pantalla de visualización (1) conectada a un sistema informático (2) para generar una imagen o animación interactiva (3) con el usuario (4), encontrándose dicho sistema informático (2) dotado de un software adecuado y conectado con una cámara de video (5) de captura de una escena ante la citada pantalla de visualización (1) para la captura de la imagen (51) del usuario (4), usuarios u objetos dispuestos frente a dicha cámara de video (5) para su interactuación con la citada imagen o animación interactiva (3), dependiendo de su posición, gestos y/o movimientos, caracterizado porque comprende una pantalla (6) iluminada con luz visible o luz no visible, dispuesta en el fondo de la escena, por detrás del usuario (4), usuarios u objetos que se desean capturar, y sobre la que está enfocada la cámara de video (5), siendo esta cámara de video (5) sensible a esta fuente de luz o radiación, para permitir al sistema informático (2) determinar el contorno o silueta (41) del usuario (4), usuarios u objetos existentes en dicha escena por contraste con la luz emitida o reflejada por dicha pantalla (6) de fondo.

2. Sistema de inmersión visual interactiva según la reivindicación 1, caracterizado porque la pantalla (6) de fondo comprende un panel (62) retroiluminado con una o más fuentes de luz visible o no visible según un campo de intensidad homogéneo.

3. Sistema de inmersión visual interactiva según la reivindicación 1, caracterizado porque la pantalla (6) de fondo está constituida por un panel (62) o superficie reflectante de la luz visible o no visible proyectada por una o más fuentes de iluminación dispuestas delante de dicha pantalla (6).

4. Sistema de inmersión visual interactiva según la reivindicación 1, caracterizado porque la luz transmitida o reflejada por dicha pantalla (6) de fondo es luz infrarroja.

5. Sistema de inmersión visual interactiva según la reivindicación 1, caracterizado porque la luz transmitida o reflejada por dicha pantalla (6) de fondo es luz ultravioleta.

6. Sistema de inmersión visual interactiva según la reivindicación 1, caracterizado porque la pantalla (6) de fondo presenta un filtro reflectante o refractante de luz en un ancho de banda alrededor de una longitud de onda concreta.

7. Sistema de inmersión visual interactiva según la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema informático (2) comprende dos ordenadores (21, 22) conectados entre sí por unos medios de comunicación (23), estando la cámara de video (5) conectada a un primer ordenador (21) para la captura y análisis de la imagen de la escena y el segundo ordenador (22) conectado con la pantalla de visualización (1) para la generación de la imagen o animación interactiva (3) a mostrar.

8. Sistema de inmersión visual interactiva según la reivindicación 1, caracterizado porque la pantalla de visualización (1) comprende una pluralidad de dispositivos (11) de formación de imágenes para la formación de una imagen compuesta de gran tamaño.

9. Sistema de inmersión visual interactiva según la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara de video (5) presenta una sensibilidad en un ancho de banda de la luz captada correspondiente con el ancho de banda de la luz procedente de la pantalla (6) de fondo.

10. Sistema de inmersión visual interactiva según la reivindicación 9, caracterizado porque la cámara de video (5) comprende un filtro óptico (52) de banda de paso correspondiente con la longitud de onda de la luz procedente de la pantalla (6) de fondo.