一種應用高清3D頭戴顯示器的實時3D虛擬現實外科手術播放系統的制作方法

本實用新型涉及一種應用高清3D頭戴顯示器的實時3D虛擬現實外科手術播放系統。

背景技術：

醫學教學除了理論教學外，實踐教學也是非常重要的，尤其是解剖學。在進行解剖實踐前，一般需要教師為學者進行演示及講解的教學，現有的教學方法主一般包括使用解剖模型現場教學或者圖片演示教學，對于這兩種教學方式，學者沒有親臨其境的感覺，直觀性差，學生興趣沒有充分調動，影響教學質量。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種應用高清3D頭戴顯示器的實時3D虛擬現實外科手術播放系統，其可應用于教學活動以提高教學質量。

上述目的是通過如下技術方案來實現的：

一種應用高清3D頭戴顯示器的實時3D虛擬現實外科手術播放系統，包括：帶HDMI輸出之3D攝影設備，把外科醫生施行手術之現場過程，用高清3D方式攝錄下來；HDMI高清信號偏碼器，通過HDMI線連接到帶HDMI輸出之3D攝影設備；存儲服務器，通過網絡與HDMI高清信號偏碼器連接，用于儲存帶HDMI輸出之3D攝影設備拍攝把外科醫生施行手術之現場過程的數據；系統播放盒,透過無線WiFi傳送方式或者有線傳送方式，把有關之實時施行手術之現埸過程數據從該存儲服務器接收過來，然后用HDMI/MHL線傳送到驅動系統板；驅動系統板，該驅動系統板通過HDMI/MHL線與系統播放盒連接，以接收該系統播放盒發送的外科醫生施行手術之現場過程的數據，并驅動近眼顯示光學組件；近眼顯示光學組件，其中該近眼顯示光學組件從該驅動系統板取得3D虛擬現實影像數據，以提供學生觀看外科醫生施行手術之現場過程的3D虛擬現實影像數據；可安裝在使用者頭部之若干個頭戴裝置，每個頭戴裝置用于安裝近眼顯示光學組件；聲音輸出模塊，接收及播放從系統播放盒或者驅動系統板輸出的聲音數據。

該技術方案通過采用帶HDMI輸出之3D攝影設備、存儲服務器、系統播放盒、驅動系統板、近眼顯示光學組件及聲音輸出模塊能夠實現實時的外科手術過程的視頻觀學，通過采用3D視頻播放使學者有親臨其境之感覺，能夠更加直觀全面地觀察整個手術過程，有效提高教學質量。

上述技術方案可采用如下措施作進一步的改進：

該存儲服務器是云端服務器或者是本地臺式計算機服務器。該技術方案通設置服務器作為視頻數據及聲音數據的中轉站，并可對視頻數據及聲音數據存儲以便于后續調用。或者通過使用云端上傳、下載、實時播放等功能以便于學者能夠隨時隨地進行觀學。

該帶HDMI輸出之3D攝影設備是放置在手術室內的攝錄機，把外科醫生施行手術之現場過程，用高清3D方式攝錄下來。

帶HDMI輸出之3D攝影設備有多臺,可以達至更佳之3D攝錄效果。

聲音輸出模塊是若干個骨傳導耳機。

1個驅動系統板、2個近眼顯示光學組件和1個聲音輸出模塊安裝在一個頭戴裝置上構成一個高清3D頭戴顯示器。

驅動系統板、近眼顯示光學組件及骨傳導耳機之電源可透過HDMI線由系統播放盒提供,該系統播放盒包括鋰電池作電源供應。

該系統播放盒可以是基于安卓平臺的操作系統或是基于計算機平臺的Window操作系統,其中該系統播放盒上也可配備連接一輸入鍵盤，供醫科學生實時輸入信息，達至互動效果。

該系統播放盒上也可配備一帶觸控接口之顯示屏，供醫科學生作信息顯示及實時輸入訊息作互動效果。

該系統播放盒及驅動系統板可整合為一系統播放及驅動系統板，把二者功能合為一。該技術方案可以使得結構更加緊湊。

上述技術措施可擇一使用，也可組合使用，只要彼此之間未構成沖突。

本實用新型通過采用帶HDMI輸出之3D攝影設備及高清3D頭戴顯示器能夠實現實時的外科手術過程的視頻觀學，通過采用3D視頻播放使學者有親臨其境之感覺，能夠更加直觀全面地觀察整個手術過程，有效提高教學質量。

此外，本實用新型還具有結構簡單、教學成本低、適用范圍廣等優點。

附圖說明

圖1示出了本實用新型的構造示意圖；

圖2示出了本實用新型的方框原理示意圖；

圖3示出了本實用新型的另一方框原理示意圖。

附圖標號：

10 帶HDMI輸出之3D攝影設備；

20 存儲服務器；

30 高清3D頭戴顯示器、301驅動系統板、302近眼顯示光學組件、303頭戴裝置、304聲音輸出模塊、305系統播放及驅動系統板；

40 系統播放盒；

50 HDMI/MHL線；

60 HDMI高清信號偏碼器、601 HDMI線。

具體實施方式：

如圖1和圖2所示的一種應用高清3D頭戴顯示器的實時3D虛擬現實外科手術播放系統，包括：

帶HDMI輸出之3D攝影設備10，把外科醫生施行手術之現場過程，用高清3D方式攝錄下來,然后把有關之片段儲存到存儲服務器處作實時播放，這些有關之片段包括帶HDMI輸出之3D攝影設備10把外科醫生施行手術之現場過程用高清3D方式攝錄下來的視頻數據和聲音數據；

HDMI高清信號偏碼器，通過HDMI線601連接到帶HDMI輸出之3D攝影設備；

存儲服務器20，通過網絡與HDMI高清信號偏碼器連接，用于儲存帶HDMI輸出之3D攝影設備拍攝把外科醫生施行手術之現場過程的數據，這些數據包括上述有關之片段，也就是說，該帶HDMI輸出之3D攝影設備10將外科醫生施行手術之現場過程的數據經HDMI高清信號偏碼器采用網絡傳輸方式傳送至存儲服務器20儲存；

系統播放盒40，透過無線WiFi傳送方式或者有線傳送方式，把有關之實時施行手術之現埸過程數據從該存儲服務器20接收過來，然后用HDMI/MHL線50傳送到驅動系統板301；

驅動系統板301，該驅動系統板通過HDMI/MHL線50與系統播放盒40連接，以接收該系統播放盒40發送的外科醫生施行手術之現場過程的數據，并驅動近眼顯示光學組件302；

近眼顯示光學組件302，其中該近眼顯示光學組件302從該驅動系統板301取得3D虛擬現實影像數據，以提供學生觀看外科醫生施行手術之現場過程的3D虛擬現實影像數據；

可安裝在使用者頭部之若干個頭戴裝置303，每個頭戴裝置用于安裝近眼顯示光學組件；

聲音輸出模塊304，接收及播放從系統播放盒或者驅動系統板輸出的聲音數據。

該存儲服務器是云端服務器或者是本地臺式計算機服務器。

該帶HDMI輸出之3D攝影設備10是放置在手術室內的攝錄機，把外科醫生施行手術之現場過程，用高清3D方式攝錄下來。

帶HDMI輸出之3D攝影設備10有多臺,可以達至更佳之3D攝錄效果。這些帶HDMI輸出之3D攝影設備可以通過有線或者無線的方式與存儲服務器連接以實現實時數據傳輸。

聲音輸出模塊304是若干個骨傳導耳機。

1個驅動系統板301、2個近眼顯示光學組件302和1個聲音輸出模塊304安裝在一個頭戴裝置303上構成一個高清3D頭戴顯示器30。

驅動系統板、近眼顯示光學組件及骨傳導耳機之電源可透過HDMI線由系統播放盒提供,該系統播放盒包括鋰電池作電源供應。

該系統播放盒可以是基于安卓平臺的操作系統或是基于計算機平臺的Window操作系統,其中該系統播放盒上也可配備連接一輸入鍵盤，供醫科學生實時輸入信息，達至互動效果。

該系統播放盒上也可配備一帶觸控接口之顯示屏，供醫科學生作信息顯示及實時輸入訊息作互動效果。

如圖3所示，該系統播放盒40及驅動系統板301可整合為一系統播放及驅動系統板305，把二者功能合為一，即該系統播放及驅動系統板305同時具備上述系統播放盒40及驅動系統板301的功能。

本實施的近眼顯示光學組件可以為浸入型（immersive）近眼顯示光學組件，例如投影型如LCOS（Liquid Crystal on Silicon，硅基液晶）、Transmissive LCD(透射式LCD)或OLED(AM-OLED on Silicon，硅基有源矩陣有機發光二極管）等，其具有體積小、分辨率高、對比度高、反應時間快、成本低以及制造較簡單等之優點。本實施的高清3D頭戴顯示器提供浸入型近眼顯示光學組件，配合從驅動系統板所產生之視頻數據與聲音數據，可提供學者高畫質（High Definition,HD）及高音質之視頻影像及聲音輸出效果。該LCOS（Liquid Crystal on Silicon，硅基液晶）、Transmissive LCD(透射式LCD)或OLED(AM-OLED on Silicon，硅基有源矩陣有機發光二極管）等顯示光學模塊屬于現有技術，此處不再贅述。

本實施例中，該聲音輸出模塊可以包括有線耳機或者無線藍牙耳機。

圖1中示出了該系統播放盒為一獨立的而與框架分離的配件，該系統播放盒與驅動系統板之間連接有HDMI/MHL線。

本實施例中，該近眼顯示光學組件從驅動系統板取得視頻數據，以提供于所述學者觀學，這些視頻數據都是3D立體實時施行手術之現場過程，用3D立體及虛擬現實形式表達出來，達至外科手術訓練效果。該近眼顯示光學組件從可提供720p、1080i或1080p等HD高畫質及其他不同分辨率視頻影像。該近眼顯示光學組件為浸入型，即該浸入型近眼顯示光學組件顯示的影像會完全包覆學者的視野，浸入型能提供所述醫科學生較佳的視覺效果，更重要是不傷害所述醫科學生之眼睛。

本實施例中，該耳機可以從該驅動系統板、系統播放盒、甚至服務器或者云端中取得聲音數據，以提供于所述學者聽取，這些聲音數據由帶HDMI輸出之3D攝影設備所錄制，這些聲音數據所表示的聲音都是在手術室內之外科醫生之實時手術過程序述，用來指導學者。

該驅動系統板透過HDMI/MHL數據線連接到在學者手上之系統播放盒。該系統播放盒會透過無線WiFi傳送方式或者有線傳送方式，把有關之實時施行手術之現埸過程的視頻數據及聲音數據從該存儲服務器接收過來后，再把所接收的視頻數據及聲音數據用該HDMI/MHL數據線傳送到該驅動系統板，該驅動系統板將視頻數據處理后，于該近眼顯示光學組件輸出視頻數據所對應的視頻影像，并于該聲音輸出模塊輸出該聲音數據所對應的聲音。

此外，本實施例中，該近眼顯示光學組件為雙目式近眼顯示光學組件，該近眼顯示光學組件包括與學者左眼對應的左眼顯示模組（圖中未示出）和與學者右眼對應的右眼顯示模組（圖中未示出）。

該高清3D頭戴顯示器還包括能夠調節左眼顯示模組和右眼顯示模組相對距離以適應學者瞳距的瞳距調節機構（圖中未示出）。

該驅動系統板包括鋰電池，如該驅動系統板接收是WiFi，作電源供應。

該驅動系統板包括按鍵，如該驅動系統板接收是WiFi，供醫科學生實時輸入訊息，達至互動效果。

醫科學生可手動切換該聲音輸出模塊所發出之聲音為該存儲服務器所發出之聲音、該驅動系統板之內在聲音、系統播放盒之內在聲音或它們之混合。

本實施例的骨傳導耳機如是一有線耳機，它會用線連接到該驅動系統板處取得聲音。該骨傳導耳機也可以是一藍牙耳機，它會用藍牙連接到該驅動系統板或系統播放盒處取得聲音。

本實施例中，一臺存儲服務器可以對應多臺高清3D頭戴顯示器，每臺高清3D頭戴顯示器分別配備有一臺系統播放盒。

醫科學生只需配帶該高清3D頭戴顯示器，然后通過系統接收盒透過無線WiFi傳送方式或者有線傳送方式連接到該存儲服務器，便能觀看到有關之3D立體實時施行手術之現場過程，那些醫科學生不用直接到手術室內，便能觀看到有關之手術操作情況，達至外科手術訓練效果。

在詳細說明本實用新型的較佳實施例之后，熟悉本領域的技術人員可清楚的了解，在不脫離隨附權利要求的保護范圍與精神下可進行各種變化與改變，且本實用新型亦不受限于說明書中所舉示例性實施例的實施方式。應注意，措詞“包括”不排除其它元件或步驟。另外，權利要求的任何元件標號不應理解為限制本實用新型的范圍。