Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано, в качестве устройства для передачи, приема и воспроизведения информации в виде изображения и звукового сопровождения с использованием нескольких экранов, видеокамер, проекторов, звуковых динамиков и микрофонов.

Известен способ и компактное устройство для отображения изображения на сетчатку глаза человека с использованием дисплея, встроенного в очки (патент US 9846307 В2, 2017). Система основана на технологии VRD (virtual retinal display), где в качестве источника излучения используются небольшие лазеры или светодиоды, от них излучение попадает на динамический элемент MEMS. После динамической системы луч попадает на объемный голографический оптический элемент, расположенный в области очковой линзы, что позволяет свету из окружающей среды проходить беспрепятственно, обеспечивая нормальное зрение для пользователя и перенаправлять отсканированный свет от проектора к глазу пользователя для отображения изображения, проходящего через центр зрачка глаза, и проецироваться на задней сетчатке глаза. Данное решение обладает следующими недостатками. Низкое разрешение генерируемого изображения. Также технология VRD требует обязательной настройки системы под физические особенности пользователя для точного позиционирования зрачка глаза и системы проецирования.

Известно изобретение в виде аппаратного средства персонального компьютера и систем стереотелевидения, предназначенное для воспроизведения объемной видеоинформации посредством двух экранов и очков раздельного поля зрения (патент РФ N°2413388, 2009). Устройство работает в двух режимах: в первом воспроизводятся стереопары с видеоадаптера ПК или телевизора системы стереотелевидения, во втором - обычные монокадры с этой же аппаратуры. Правый и левый кадры стереопар воспроизводятся синхронно на двух расположенных рядом правом и левом экранах (два глаза - два экрана), изображения которых воспринимаются пользователем объемными через очки раздельного поля зрения.

Известен также способ формирования трехмерного цветного виртуального видеоизображения и устройство для создания эффекта виртуальной реальности у пользователя (патент РФ N° 2375840 С2 H04N9/00, 2006). Известное изобретение предполагает использование бинокулярного сканера, закрепляемого на шлеме, надеваемом на голову пользователя, у которого создается иллюзия вхождения в виртуальное пространство путем формирования трехмерного изображения на сетчатке глаза (ближайший аналог). Недостатком известных изобретений является обязательное использование специальных очков и систем применение которых создает дискомфорт пользователю и не соответствует естественному движению головы и тела человека при наблюдении круговых, панорамных изображений. К недостаткам известных изобретений аналогичных устройств можно отнести также то, что они имеют ограниченную сферу применения, связанную преимущественно только с приемом пользователем готового видеоизображения без возможности управления поиском и передачей изображения.

Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение заключается в расширении арсенала технических средств в данной области для приема, передачи и воспроизведения информации (видео, фото, звуковая информация) в виде объемного панорамного видеоизображения на качественно новом уровне с эффектом присутствия, телепортации между виртуальными телепорт комнатами, от многообъективной видеокамеры, нескольких видеокамер и внешних источников, передаваемого в виртуальную телепорт комнату.

Решаемой задачей является создание виртуальной телепорт комнаты в виде конструкции из нескольких экранов, проекторов, видеокамер, микрофонов и стереодинамиков, связанных между собой аппаратным и программным обеспечением, комплексом программ сжатия, сшивки, склейки и синхронизации изображения, интерфейсом для обеспечения эффекта полного присутствия, телепортации. Виртуальная телепорт комната предназначена для приема, передачи и воспроизведения информации (изображение, видео, звуковое сопровождение), передаваемой от аналогичной виртуальной телепорт комнаты с эффектом реального присутствия, и также воспроизведения информации (изображение, видео, звуковое сопровождение), передаваемой от многообъективной видеокамеры или от нескольких видеокамер или внешних источников, синхронно и одновременно в панорамном обзоре 360 градусов и объемном обзоре в 360 на 180 градусов, в том числе в режиме реального времени через современные средства связи и телекоммуникации.

Достигаемый при реализации изобретения технический результат заключается в создании пользователю комфортных условий для естественных движений его головы и тела при наблюдении круговых, панорамных и объёмных изображений, а также расширение сферы применения, обусловленного приемом и передачей пользователем видеоизображения и звукового сопровождения с возможностью управления поиском, приемом, передачей и воспроизведением изображения в прямом эфире и в режиме записи, для создания эффекта телепортации. Решение указанной технической задачи заключается, в том, что в систему вносятся следующие инновации:

- Виртуальная телепорт комната, состоящая из комплекта экранов (дисплеи, проекционные экраны), связанных аппаратным и программным обеспечением, интерфейсом в виде комплекса средств обеспечения взаимодействия систем друг с другом, расположенные со всех сторон внутри виртуальной телепорт комнаты и снаружи виртуальной телепорт комнаты пользователя, вместо головного шлема;

- Виртуальная телепорт комната, оснащенная видеокамерами панорамного и объемного обзора, установленными по всему периметру виртуальной телепорт комнаты внутри и снаружи;

- Виртуальная телепорт комната, оснащенная видеопроекторами с встроенными ТВ- тюнерами, установленные по всему периметру виртуальной телепорт комнаты внутри и снаружи;

- Виртуальная телепорт комната с установленным экраном вместо потолка внутри виртуальной телепорт комнаты для отображения изображения сверху с видео проектора, направленного наверх.

- Виртуальная телепорт комната может быть в квадратном, прямоугольном, круглом и полукруглом виде.

- Виртуальная телепорт комната, оснащенная микрофонами и стереодинамиками, установленными по всему периметру виртуальной телепорт комнаты внутри и снаружи;

- связь в виртуальной телепорт комнате осуществляется посредством системы орбитальных космических спутников, оптико-волоконных кабелей, скоростного интернета, скоростных каналов связи;

Существенное отличие заявляемого технического решения от ранее известных заключается также в наличии комплекта нескольких видеокамер и экранов с интерактивным управлением их работой, с возможностью передачи изображения с нескольких видеокамер, расположенных и направленных на объект с разных углов обзора, также от нескольких объективов многообъективной видеокамеры. Существенным отличием также является отображение информации на несколько экранов синхронно и одновременно с круговым обзором в 360 градусов и объемном обзоре в 360 на 180 градусов путем организации программированной автоматической трансляции изображения от панорамной видеокамеры.

Указанные отличия в совокупности позволяют принципиально улучшить качество изображения для получения эффекта полного присутствия (виртуальной телепортации) пользователя в месте нахождения передаваемого изображения. Таким образом, предложенная виртуальная телепорт технология вместе с новым принципом ее работы приводят к качественно новому техническому результату без использования очков виртуальной реальности по сравнению с известными аналогами. При описании изобретения нецелесообразно детально останавливаться на известных из опубликованных источников и имеющейся общеизвестной практики выполнения признаков изобретения, в частности, конкретного выполнения предлагаемой виртуальной телепорт комнаты, беспроводных и проводных каналов связи, видеокамер, экранов, проекторов, микрофонов. Детально целесообразно описать преимущественно отличительные от известных существенные особенности выполнения признаков предложенного изобретения.

Сущность изобретения целесообразно пояснить с помощью следующих схематически изображенных фигур чертежей.

На фиг. 1 представлена схема виртуальной телепорт комнаты (вид снаружи) 1, где видны экраны 2 расположенные на внешних стенах (поверхностях, опорах), оснащённые видеокамерами 3, видеопроекторами 4, микрофонами 5, динамической акустикой 6.

На фиг.2 представлена схема виртуальной телепорт комнаты (вид внутри) 1, где видны экраны 2 на внутренних стенах (поверхностях, опорах) по четырем сторонам виртуальной телепорт комнаты, оснащённые видеокамерами 3, видеопроекторами 4, микрофонами 5, динамической акустикой 6.

На фиг.З представлена схема виртуальной телепорт комнаты 1, где видны изогнутые экраны 2 на внутренних и внешних стенах виртуальной телепорт комнаты 1, оснащённые снаружи и/или внутри видеокамерами 3, видеопроекторами 4, микрофонами 5, динамической акустикой 6.

На фиг.4 представлена схема приема и передачи информации между несколькими виртуальными телепорт комнатами 1 посредством спутника-ретранслятора 7, скоростного интернета, проводных и беспроводных каналов связи 8.

На фиг.5 представлена схема приема и передачи информации между несколькими виртуальными телепорт комнатами 1 посредством многообъективной видеокамеры (нескольких видеокамер, внешних устройств) 9 через спутник-ретранслятор 7, скоростной интернет, проводных и беспроводных каналов связи 8.

Достигаемый технический результат обеспечивают с помощью предложенного изобретения - виртуальной телепорт комнаты для передачи, приема и отображения информации на несколько экранов синхронно и одновременно с круговым обзором в 360 градусов и объемном обзоре в 360 на 180 градусов, включающей использование виртуальной телепорт комнаты (вид снаружи) в виде квадрата или прямоугольника 1 (Фиг.1), с расположенными экранами 2 с четырёх сторон (Фиг.2), с установленными на них видеокамерами 3 (Фиг.1), видеопроекторами 4 (Фиг.1), микрофонами 5 (Фиг.1) и динамической акустикой 6 (Фиг.1).

Также с помощью предложенного изобретения - виртуальной телепорт комнаты для передачи, приема и отображения информации на несколько экранов синхронно и одновременно с круговым обзором в 360 градусов и объемном обзоре в 360 на 180 градусов, включающей использование виртуальной телепорт комнаты (вид внутри) 1 в виде квадрата или прямоугольника 1 (Фиг.2), с расположенными экранами 2 (Фиг.2) по всем стенам (поверхностям) виртуальной телепорт комнаты, с установленными видеокамерами 3 (Фиг.2), видеопроекторами 4 (Фиг.2), микрофонами 5 (Фиг.2) и динамической акустикой 6 (Фиг.2).

Виртуальная телепорт комната может имеет круглый вид при использовании изогнутых экранов 2 (Фиг.З) и с установленными со всех сторон видеокамерами 3 (Фиг.З), видеопроекторами 4 (Фиг.З), микрофонами 5 (Фиг.З) и динамической акустикой 6 (Фиг.З).

В виртуальной телепорт комнате могут быть использованы видеопроекторы 4 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг.З,) со встроенными ТВ-тюнерами для трансляции телевизионных каналов и приема видео и звуковой информации от телевизионных спутников.

Связь между несколькими виртуальными телепорт комнатами 1 (Фиг.4) осуществляется посредством использования спутникового ретранслятора 7, (Фиг.4), скоростных проводных и беспроводных каналов связи, интернета 8 (Фиг.4).

Виртуальная телепорт комната 1 (Фиг.5) может использоваться для отображения информации в виде изображения и звукового сопровождения от нескольких объективов многообъективной видеокамеры или от нескольких видеокамер или внешних устройств 9 (Фиг.5) на экраны виртуальной телепорт комнаты, расположенных как внутри так и на снаружи для создания кругового обзора в 360 градусов и объемного обзора в 360 на 180 градусов посредством спутникового ретранслятора 7 и скоростных проводных и беспроводных каналов связи, интернета 8 (Фиг.4).

Прием, передачу, воспроизведение информации от передающей виртуальной телепорт комнаты 1 (Фиг.4) к принимающей виртуальной телепорт комнате 1 (Фиг.4) осуществляют с помощью мультиплексированных сигналов с возможностью сжатия, синхронизации и сшивки видеоизображения. В итоге создают иллюзию вхождения получателя в виртуальное пространство путем формирования трехмерного изображения на сетчатке его глаза и обеспечивают получателю информации при этом эффект полного присутствия со звуковым полем и видеообзором в 360 градусов. Модификациями признаков предложенного изобретения является использование мультиплексированных сигналов в виде QPSK, 8SPK с HDTV (1080i) и 3D - TV (DVB 3D - TV) с возможностью сжатия сигналов видео MPEG - 2, MPEG - 4.

Достигаемый технический результат обеспечивают также с помощью предложенного изобретения - виртуальной телепорт комнаты, содержащей взаимосвязанные системами коммуникаций между собой передающую виртуальную телепорт комнату 1, расположенную на месте исходного события, и принимающую виртуальную телепорт комнату 1, расположенную в месте приема информации об исходном событии. При этом передающая виртуальная телепорт комната 1 выполнена в виде платформы с установленными на ней видеокамерами 3, экранами 2, видеопроекторами 4, динамиками 6 и микрофонами 5, принимающая виртуальная телепорт комната 1 выполнена в виде платформы с установленными на ней видеокамерами 3, экранами 2, видеопроекторами 4, динамиками 6 и микрофонами 5 для создания эффекта присутствия в месте событий в прямом эфире, а в системы, взаимосвязывающих их коммуникаций, введены линии обратной связи.

Достигаемый технический результат изобретения обеспечивают также с помощью модификаций признаков предложенного устройства, в котором передающая виртуальная телепорт комната 1 для передачи информации на принимающую виртуальную телепорт комнату 1 осуществляется посредством спутника ретранслятора 7, либо через скоростные беспроводные и проводные каналы связи, интернет - провайдера 8.

Принимающая виртуальная телепорт комната 1 может также получать информацию в виде изображения и звукового сопровождения от нескольких объективов многообъективной видеокамеры или также от нескольких видеокамер, или внешних устройств 9, снимающих объект с разных углов обзора. Виртуальная телепорт комната 1 дополнительно может быть оснащена экраном 2, расположенном на внутренней верхней поверхности (потолок) и видеопроектором 4, отображающем информацию на верхний экран (потолок) для создания более реалистичного вхождения в объемное пространство.

Вышеизложенного достаточно для понимания сущности достижения технического результата с помощью заявленных признаков. Также вышеизложенным наглядно показано, что достижение указанного технического результата может быть обеспечено только неразрывно взаимосвязанной совокупностью всех существенных признаков заявленных объектов, отраженных в формуле изобретения.

Для практического создания предлагаемого изобретения - виртуальной телепорт комнаты, применяют известные элементы, узлы и программное обеспечение, соответствующие современному уровню науки и техники, в частности, в области трехмерных изображений и стереоскопического звучания, и возможные для производства. Орбитальные космические спутники и оптико-волоконные кабельные системы, предлагаемые для соединения приемного и передающего портов, созданы и успешно действуют, охватывая весь мир. Поэтому данное техническое решение является пригодным для промышленного применения и имеет высокий коммерческий потенциал. В известных источниках патентной и иной научно-технической информации не выявлено виртуальной телепорт комнаты с указанной в предложении всей совокупностью существенных признаков, поэтому данное техническое решение соответствует критерию «новизна».

Сравнительный анализ предложенного технического решения с известными аналогичными изобретениями, показал, что наличие набора экранов, видеокамер, видеопроекторов, микрофонов и динамиков с интерактивным управлением их работой пользователем передаваемой информации, приводит к появлению новых технических качеств, в частности, таких:

- усовершенствование конструкции, достигаемое благодаря использованию вместо одного или нескольких экранов, расположенных в одной плоскости, целого набора экранов, установленных в виде квадрата, прямоугольника, круга, управляемых пользователем интерактивно через периферийное устройство;

- усовершенствование конструкции, достигаемое благодаря использованию вместо одной видеокамеры целого набора видеокамер, управляемых пользователем интерактивно через периферийное устройство, способное распознавать его команды;

- расширение функциональных возможностей, достигаемое благодаря возможности изменения направления съемки или отображения информации путем программированной автоматической синхронной трансляции на экраны изображения от всех видеокамер одновременно;

- создание объемного изображения со стереозвуком, что достигается путем одновременного приема и обработки сигналов от всех видеокамер на несколько экранов, и означает переход к новому поколению устройств передачи и приема информационных сигналов.

На основе предлагаемой виртуальной телепорт комнаты возможны многочисленные модификации, в частности, по размерам и форме экрана, количеству экранов, вида экрана (проекционный, LCD, LED и гибкий), количеству видеокамер, их качеству и виду, их пространственной ориентации, количество видеопроекторов и их модификации. Варианты модификации зависят от особенностей сферы использования предлагаемой технологии: при проведении видеоконференций, в образовании, здравоохранении, телевидении, туризме, рекламы, индустрии развлечений, военном деле, однако все модификации находятся в рамках предложенного технического решения.