《可交互空中成像技术规范》（征求.docx
ICS 37. 020CCS N05DH 34安 徽 省 地 方 标 准DB 34/T XXXXXXXX可交互空中成像技术规范Specification of Interactive aerial imaging technology（征求意见稿）XXXX -XX-XX 发布XXXX -xx-xx 实施安徽省经济和信息化厅、安徽省市场监督管理局发 布本文件按照GB/T 1. 1-2020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由安徽省经济和信息化厅提出。本文件由安徽省经济和信息化厅归口。本文件起草单位：安徽省东超科技有限公司、安徽建筑大学、安徽省质量和标准化研究院。本文件主要起草人：韩东成、范超、黄显怀、赵强、史政、张亮亮、朱永志、计军、邓燕、李文彩、 姜东林、毛思远、刘鸿、李国文。可交互空中成像技术规范1范围本文件规定了可交互空中成像技术原理、空中成像功能和性能、交互功能和性能。本文件适用于可交互空中成像技术。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件, 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。GB/T 13584-2011红外探测器参数测量方法GB/T 18910. 11-2012液晶显示器件第IT部分：术语和符号GB/T 19953数码照相机分辨率的测量GB/T 38665. 1-2020信息技术手势交互系统第1部分：通用技术要求SJ/T 11694. 1-2017交互式电子白板技术规范第1部分：红外交互式电子白板SJ/T 11709-2018背投影显示屏拼接系统验收规范SJ/T 11710-2018液晶显示屏拼接系统验收规范3术语和定义GB/T 13584-201k GB/T 18910.11-2012. GB/T 19953、GB/T 38665. 1-2020和 SJ/T 11694. 1-2017 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1无介质空间成像 media free aerial display通过使用无源空中成像光学元件令非相干光源显示器的发散光重新会聚,将实像直接呈现在空中而 无需任何承载介质的显示技术。3.2空中光学成像元件aerial imaging eIement对光进行周期性调制来实现空中光学成像的无源光学元件，包括：负折射平板透镜、微透镜阵列、 菲涅尔透镜、凹面镜、逆反射器等。3.3空中光学成像显示模块aer ial imaging display moduIe由空中光学成像元件和非相干光源显示器件组成的显示单元。还可含有驱动电路、安装附件等。3.4可交互空中光学成像 interactive aer iaI optical imaging通过检测和反馈对空中实像的操作过程，实现人与信息显示设备之间的无接触式交互。3.5手势交互系统 gesture interaction system对具有特定意义的手势信号，即硬件设备采集到的用户所执行的手势信息，进行手势识别，并做 出响应和反馈的交互系统。3.6观察方向 viewing direction观察浮空影像的方向或角度，见图1。注：由倾角。和方位角中定义。图1定义倾角和方位角。的示意图3.7交互响应时间 interactive response time从交互手势输入的结束时刻到交互系统输出反馈所持续的时间。3.8视角范围 viewing angle range空中成像元件水平方向上的两个顶点分别与被测图像对应位置的两个顶点的连线所成夹角为水 平视角范围，见图2。空中成像元件竖直方向上的两个顶点分别与实像对应位置的两个顶点的连线所成 夹角为竖直可视角B,见图3。取最小的视角范围作为实像的视角范围。4原理可交互空中成像技术包含空中成像技术和交互系统两部分,其中空中成像技术是将非相干光源显示 器件发出的光线利用空中成像元件在空中重新会聚成无介质、可穿透的浮空实像，其核心是空中成像元 件，包括负折射平板透镜、微透镜阵列、菲涅尔透镜、凹面镜、逆反射器等；交互系统用于对浮空影像 进行非接触式的交互操作,主要是由计算机和红外光电传感器构成，红外光电传感器的感应范围覆盖空 中实像所在三维空间，识别用户的手势和触摸位置，给计算机发送信号，通过改变交互界面的图像来做 出相应的反馈，以此实现用户对设备终端进行非接触式交互操作。下面以负折射平板透镜为例，分别对 空中成像原理和交互原理进行介绍。4.1 空中成像原理通过将两层周期性的平面镜组垂直相交，如图4所示，使得第一次反射时的入射角和第二次反射时 的出射角相同。在光源光线发散角内的所有光线在经过平板透镜后会相应的收敛到光源以平板切面为轴 的轴对称位置，从而得到一个1:1的实像。玻璃/图4负折射平板透镜及其光线传播示意图为实现对可见光区进行对称光束聚焦，平板透镜中的光波导阵列，如图5所示，将不等长度的条形 光波导沿45°方向排布,并将各个条形光波导相互粘接,其中各条形光波导相邻的粘接面均镶有反射膜。 通过两组相同的单排多列单元光波导阵列相互正交设置,发散的光线在两层正交的波导内发生偶次内反 射，从而实现其对二维发散光束的聚焦，产生负折射效应。图5基于负折射平板透镜的空中成像原理示意图4.2 交互原理交互系统集成基于飞行时间的红外激光传感器，如图6所示，红外传感器发射出的不可见红外光场 覆盖空中实像区域，当用户触碰空中实像确定位置时，传感器接收到被遮挡后产生的漫反射光迅速做出 反应，可达到亳秒级的响应速度。此方式可以精确地检测用户对空中实像的操作，通过终端主机收发控 制信号，将操作者点击位置映射为终端交互界面，构建了终端界面手势交互方案，直接于空中影像进行 点击、拖拽等非接触式交互操作，优化用户操作体验，实现了无接触、更高效、更稳定的空中影像交互。红夕脂感器负折射平板透铸显示终端图6交互原理示意图5空中成像5.1 功能要求利用空中成像元件，结合常规显示面板作为像源，实现无介质空中成像。5.2 成像性能要求5.2.1 亮度成像亮度应2100cd5.2.2 亮度损耗成像亮度损耗应W75%。5.2.3 亮度均匀性a）空中光学成像元件无拼接，画面整体成像亮度均匀性应290%。b）空中光学成像元件由多块子元件拼接而成，画面整体成像亮度均匀性应N70 注：不包括光学拼缝处5.2.4 色度不均匀性a）空中光学成像元件无拼接，画面整体成像亮度均匀性应不大于0.05。b）空中光学成像元件由多块子元件拼接而成，画面整体的成像色度不均匀性应不大于0.1。 注：不包括光学拼缝处5.2.5 色域覆盖率成像色域覆盖率应24515.2.6 畸变成像横向和纵向畸变均应1%。5.2.7 对比度采用LCD的设备亮度对比度应2300： L采用OLED的设备亮度对比度应21000： 1。5.2.8 分辨率成像水平方向和垂直方向上的分辨率应高于21pmio5.2.9 视角范围图像水平方向上的视角范围应230度，竖直方向上的视角范围应230度。6交互6.1 功能要求利用计算机和红外光电传感器构成的交互系统，达到对浮空影像进行非接触式的交互操作的目的。6.2 交互性能要求6. 2. 1响应时间从交互手势输入的结束时刻到交互系统输出反馈所持续的时间。响应时间应W2000s°6. 2.2交互成功率任一手势的交互成功率应280%。6. 2.3交互距离为提高用户与浮空影像的交互体验感，要求浮空影像交互区域的近端距离实体设备至少ICn1。
