[发明专利]一种三维风扇全息屏游戏装置

权利要求书

1.一种三维风扇全息屏游戏装置，其特征在于：包括底座(1)、本体和保护罩(3)；其中底座外侧表面嵌入输入键盘(2)，底座内设有控制器(10)；本体包括第一电机(5)、支架(6)、第二电机(7)、风扇(8)和LED灯珠(9)；所述第一电机(5)安装在底座(1)上，第一电机(5)的输出轴连接支架(6)的底端、用于驱动支架(6)旋转，第二电机(7)安装在支架(6)的顶端，第二电机(7)的输出轴连接风扇(8)、用于驱动风扇(8)的扇叶旋转，风扇(8)扇叶表面沿径向设置有整齐排列的LED灯珠(9)；

所述控制器(10)包括用于运算的微处理模块(200)、用于检测输入键盘(2)按键输入的按键模块(201)、用于处理游戏的游戏判定模块(202)、用于转码的图像处理模块(203)、用于测量风扇(8)转速的时间模块(204)和用于控制LED灯珠(9)的LED控制模块(205)；

控制器(10)控制LED灯珠(9)工作过程包括以下步骤：

步骤A、启动电机电源，使得第一电机(5)和第二电机(7)开始工作；

步骤B、在输入键盘(2)上按下选项信息，控制器(10)内的按键检测模块(201)将检测到的输入按键信息传递给微处理模块(200)；

步骤C、时间模块(204 )分别测量第二电机(7)和第一电机(5)旋转一周时间，分别得到周期T_a和T_b，由此得到角速度分别为和

步骤D、微处理模块(200)根据按键模块(201)和游戏判定模块(202)的数字信号进行逻辑运算，由图像转码模块(203)输出游戏三维立体影像矩阵，包括三维立体人物、车辆、飞机及场景，存储于矩阵A(x，y，z，RGB)中，其中，x，y，z，RGB分别为图像内所有像素的三维坐标和颜色值；

步骤E、时间离散化：将周期T_b按照时间分辨率Δt等份离散，按照时间顺序从小到大计算得到矩阵A’(x’，y’，z’，t，r_i)，

x′＝r_isin(ω_bt)cos(ω_at)

y′＝r_isin(ω_bt)sin(ω_at)

z′＝r_icos(ω_bt)

r＝r_i

t＝nΔt，n＝1，2...T_b/Δt

其中，x′、y′、z′分别为图像内第i个LED灯珠的三维坐标，r_i表示第i个LED灯珠在风扇上的位置；

步骤F、比较矩阵A和A’，如果三维坐标位置相近，则将矩阵A的RGB值赋予矩阵A’，得到扩展矩阵A’(x’，y’，z’，t，r_i，RGB)，

|x-x′|＜δ

|y-y′|＜δ

|z-z′|＜δ

其中，δ为容差；如果三维坐标位置不相近，则影像超过风扇显示区域，无法显示，舍弃不相近的三维坐标值；

步骤G、根据扩展矩阵A’，LED控制模块(205)按照时间顺序t＝nΔt，n＝1，2...T_b/Δt从小到大依次控制r_i位置的LED灯珠颜色，当矩阵A’所有坐标都被LED控制模块处理后，完成一个周期内三维图像的显示；

步骤H、重复操作步骤E至步骤G，在后续时间内完成图像的三维显示。

2.根据权利要求1所述的一种三维风扇全息屏游戏装置，其特征在于：所述底座(1)为一圆形底座，所述保护罩(3)为一有机玻璃半球形保护罩，所述保护罩(3)能使风扇(8)扇叶在内部无障碍旋转。

3.根据权利要求1所述的一种三维风扇全息屏游戏装置，其特征在于：所述的本体和保护罩(3)之间还设有真空区(4)，使得风扇(8)旋转时不会受到空气阻力影响。

4.根据权利要求1所述的一种三维风扇全息屏游戏装置，其特征在于：所述LED灯珠(9)能在第一电机(5)和第二电机(7)的输出轴带动下，根据输入键盘(2)输入的信息，在设定时间内扫过保护罩(3)内的任一指定位置。