具体实施方式

下面将描述本公开的一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简明描述，在说明书中可以不描述实际实施方式的所有特征。应当领会，在任何这样的实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多特定于实施方式的决策，以实现开发人员的特定目标，诸如遵守与系统相关和与商业相关的约束，其可能随不同的实施方式而变化。此外，应当领会，这样的开发工作可能是复杂和耗时的，但是对于受益于此公开的普通技术人员来说，将仍然是设计、制作和制造的例行任务。

当介绍本公开的各个实施例的元件时，冠词“一”、“一个”和“所述”旨在意指存在一个或多个元件。术语“包含”、“包括”和“具有”旨在是包含性的并且意指除了所列元件之外可以存在附加元件。另外，应当理解，对本公开的“一个实施例”或“实施例”的引用不旨在被解释为排除也引入所述特征的附加实施例的存在。

本公开涉及一种用于主题公园或游乐场的能够致动的表面系统。游乐场包括为公园的客人提供沉浸式体验的景点或场景。作为体验的部分，这样的景点可以采用幻象或模拟来提供在不同位置处和/或被不同环境包围的体验。这样的幻象通常采用绘画道具、投射或显示的图像和/或光效果。道具和光效果可以产生更真实的环境感觉。然而，这些元素通常安装在固定配置中，并且不适合频繁更新。显示的图像可以提供高级别的图像定制，其通过用新媒体文件替换旧媒体文件相对直接地进行更新或改变。然而，当显示技术在显示表面上显现得太平坦或二维时，特别是对于其中所投射的显示时代不符或脱离上下文的环境的模拟，用户通常被从沉浸式体验中拉出来。

本文提供一种能够致动的表面系统，其包括耦合到多个能够致动的组件（诸如，单独的凸块或囊泡）的能够致动的表面（例如，投射表面），所述多个能够致动的组件继而能够单独处理，以作用在表面的部分上，以引起那些部分响应于控制信号向外突出。能够致动的表面提供能够动态调整的结构和/或深度，其可以并入到使用传统显示屏或静态表面的设定件、场景、道具和/或设置中。此外，能够致动的表面系统可以增强显示的图像以提供更真实的表面。

在一实施例中，每个单独的能够致动的组件的突出部可以响应于一系列电磁空气定向阀和流量控制阀的控制。因此，任何大小或形状的凸块都可以与投射的媒体一致地横穿表面移动。在一些实施例中，能够致动的表面系统促进顾客与景点环境之间的交互。例如，所公开的移动或能够致动的表面可以响应于用户接近或用户姿势或与环境的交互而激活。虽然在游乐场或主题公园的背景下论述了本技术，但是应当理解，所公开的实施例也能够适用于其他环境，诸如娱乐场所或零售空间。此外，虽然在结合投射的或显示的图像和/或集成的光效果操作的表面的背景下论述了某些公开的实施例，但应理解，能够致动的组件可以实施以形成如本文所提供的具有或不具有在表面上显示图像或控制集成的光源的、响应于控制信号的能够调整的或移动的表面。

在图1中示出的一个示例中，包括能够致动的表面系统12的环境可以包括表面14，所述表面14旨在当激活幻象时类似于乡村或石墙。在未激活配置16中，表面14可以是具有最小装饰特征的总体上平面的表面。当激活幻象时，示出为激活配置17，所公开的能够致动的表面系统12可以用于使用单独的能够致动的组件20（其引起凸起部分从表面14突出）沿表面14形成凸起藤蔓18。以这种方式，无论观看者位于多近或位于什么角度处，藤蔓18均具有深度，因此增强了效果。此外，在某些实施例中，可以使用来自投射器22的投射图像至少部分地模拟表面14和藤蔓18的颜色和质地，由此图像具有期望的颜色和质地的特点。例如，以前投射配置示出的投射器22将石墙的图像显示到表面14上。此外，投射图像可以例如使用投射映射致使和增强藤蔓18的不规则性和曲线。因此，在一个实施例中，能够致动的组件20的投射图像和三维形状（在所描绘的实施例中示出为藤蔓18）可以作为幻象的部分协同工作。

由于能够致动的表面系统12允许三维特征的动态调整，在一个实施例中，藤蔓18可以显现成沿着表面14移动或脉动。这样的实施例还可以涉及图像的投射，其中藤蔓18的绿色轮廓改变在表面14上的位置以符合藤蔓18的移动。例如，通过引起新的突出部24形成并使其他突出部平坦，藤蔓18相对于表面14的形状和图案以及对应的图像发生改变以创建期望的幻象。

能够致动的表面系统12的致动的这些动态改变可以是在计时器上操作的预编程效果的部分。在一实施例中，致动可以响应于用户的存在或动作而发生。例如，能够致动的表面系统12可以与一个或多个用户检测特征（诸如接近传感器30（例如，相机或光学传感器））结合使用。在检测到用户32时，能够致动的表面系统12可以经由单独的能够致动的组件20的激活引起藤蔓18改变，和/或可以引起投射器22改变投射图像的集合。在一个实施例中，用户检测特征可以是无线电频率通信器34，其配置成与用户相关联的设备36（例如，手镯、移动设备、手持设备）通信。

通过示例，所描绘的实施例示出表面14上的墙和凸起藤蔓18的幻象。其他非限制性布置包括响应性致动，其中用户姿势由接近传感器30检测并在表面14上以致动模式复制。例如，站在表面14之前的用户32可以挥动他们的手臂以发送横穿表面14延展的涟漪。可以用在与用户32同步地沿着表面14行进的凸起部分中标记的模拟图形来模仿走过表面14的用户。在一实施例中，引起致动的能力和/或致动的特定性质或模式可以基于从与用户相关联的设备36的通信访问的用户轮廓（profile）信息。此外，表面14可以是触知的，并且响应于用户触摸。例如，当被采用为鬼屋中的墙时，能够致动的表面系统12可以引起表面14显现为普通的墙，但当被触摸时，表面14可以在接触的位置处形成对应的凸起结构。该接触可以由接近传感器30检测并映射到表面14上的特定位置。以这种方式，表面14及其对应的致动可以作用为用于鬼屋景点的复活节蛋。还考虑了其他实施方式，诸如形成包括能够致动的表面系统12的复杂或成形结构（树木、车辆等）。相对于去激活配置而凸起的表面14的某些部分的致动可以用于模拟昆虫或动物沿表面14的移动、在表面14下的生物的移动等。

图2是能够致动的表面系统12的前视图。表面14或表面层38的外侧或观看者侧位于由框架42支撑的单独的能够致动的组件20的阵列40之上。每个单独的能够致动的组件20包括支架44，所述支架44耦合到（例如，密封在支架之内）柔性膜46。柔性膜46可以由硅酮、橡胶或相符的材料形成。当被致动时，柔性膜46相对于固定支架朝向并抵靠着表面层38移动。继而，柔性膜46的移动引起表面层38与柔性膜46一起移动。表面层38拉伸以适应柔性膜46，从而在如本文所提供的表面14上创建凸起结构。基于形成凸起结构的单独的能够致动的组件20的计时和选择，可以创建各种幻象。例如，可以通过致动邻近的能够致动的组件20（例如，能够致动的组件20a-d）以引起其相应的柔性膜46同时突出来创建相对较大的凸起结构。在另一个示例中，在一个或多个能够致动的组件20中引起突出部及然后突出部的快速逆转，可以创建脉动效果。在另一个示例中，可通过致动邻近的能够致动的组件20以形成串联的凸起结构（能够致动的组件20b、随后能够致动的组件20c、随后能够致动的组件20e、随后能够致动的组件20f等）来实现移动或爬行效果。

支架44和柔性膜46经由机械紧固件48耦合到彼此和/或框架42。支架44靠近于彼此布置以形成贯穿通道50，所述贯穿通道50从阵列40的后部延伸直至表面层38，以抵靠阵列40和/或柔性膜46拉动表面14。阵列40被描绘为规则网格。然而，阵列40可以根据期望的幻象来定大小和成形。

此外，如图3中所示出的，阵列的每个单独的能够致动的组件20可以根据期望的幻象缩放为更大或更小。较大的能够致动的组件20可以从固定支架44突出较大的距离，从而形成较大的凸起结构。支架44可以形成为围绕其边缘相对薄，使得距离54小于支架44的边缘56的总长度的10%。邻近的边缘56可以在阵列40中与彼此直接接触或几乎接触。贯穿通道50可以由每个支架44的角部处的槽口60形成。设想的是，每个单独的能够致动的组件20配置成模块化，并且能够从阵列40中的其他能够致动的组件20分开，使得每个组件20能够在磨损时容易地替换。

图4是能够致动的表面系统12的阵列40的侧视图，示出了单独的能够致动的组件20的不同致动状态。所描绘的实施例示出了由邻近的柔性膜46形成的三个凸起结构36，其相对于相对平面的支架44处于致动或突出位置中。柔性膜46的致动引起柔性膜的前侧66抵靠表面层38推动。表面层38在三个致动的柔性膜48之上拉伸，使得在表面14上能够观看到单个突出部或凸起结构68。也就是说，在表面层38桥接单独的柔性膜46之间的间隙67时，柔性膜46的前侧66的某些部分与表面层38直接接触。因此，通过调整能够致动的组件20的数量，可以改变凸起结构68的大小。表面层38可以由弹性材料（诸如弹性织物）形成。表面层38可以足够不透明，以屏蔽用户32免于观看能够致动的组件20的下层结构。然而，在能够致动的组件20中的至少一些具有耦合到支架44的集成光源74（例如，LED）的实施例中，表面层38可以配置成至少部分半透明的，以允许来自光源74的光传递，以能够在表面14上观看。

在某些实施例中，能够致动的组件20的致动是气动的，并且凸起位置的致动是经由通过流体导管70到柔性膜的后侧69的流体的施加来实现的。柔性膜46与支架44形成密封，使得内部空间72将流体保持在致动位置中。由通过流体导管70的流体的去除，能够致动的组件20可以从致动位置切换到与相应支架44基本上齐平的非激活位置78。在某些实施例中，流体的去除可以是不完全的，使得凸起结构64凸起到小于75%、小于50%或小于25%的完全致动体积。因此，可以通过能够致动的组件20的完全和部分致动的模式来在表面14上创建不同的表面深度水平以创建更复杂的结构。

图5是阀组件90的示意图。阀组件90包括管道或耦合器以将流体源以能够逆转的方式流体耦合到流体导管70，所述流体导管70流体耦合到密封在柔性膜与支架44之间的内部空间72。所描绘的阀组件90是电磁阀，其当在第一方向上打开时，允许到内部空间72中的单向空气流。当在第二方向上打开时，阀组件还可以允许从内部空间72中快速去除空气。气动阀组件90可以允许每个能够致动的组件20更快速地膨胀和收缩，继而允许更真实的幻象。

图6是操作能够致动的表面系统12的方法106的流程图。所述方法通过基于接收第一信号（例如，控制信号或启动信号）来致动能够致动的组件20的第一子集以形成凸起结构（例如，凸起结构64）来启动（框108）。在某些实施例中，当表面14符合凸起结构时，图像同时投射到表面上，和/或激活集成光源，以通过能够致动的表面系统12的表面14照射（框110），以增强由凸起结构形成在表面14上的形状。随后，基于第二信号，能够致动的组件20的第一子集被去激活或被引起从凸起结构改变到齐平配置（框112），并且能够致动的组件20的第二子集被致动以形成凸起结构（框114）。第二集合的图像同时投射到表面上，和/或第二集合的集成光源被激活，以在第二子集致动时通过能够致动的表面系统12的表面14照射（框116）。在一实施例中，第一子集不同于第二子集。如本文所提供的，能够致动的表面系统12的致动模式可以包括用于不同能够致动的组件20的致动指令的有序集合，以随着时间的推移引起不同的凸起结构在表面14上形成。致动模式可以与一系列投射图像中的一个或两个对准，或激活一个或多个集成光源。

图7图示了控制系统150的实施例，所述控制系统150可以被采用在能够致动的表面系统12之内，以产生期望的幻象。控制系统150还可以控制一个或多个图像或图像序列到所公开的能够致动的表面或投射表面（例如，表面14，见图1）上的投射，以及在一些实施例中，协调和/或控制可以由能够致动的表面系统12提供的附加效果，如下文更详细论述的。控制系统150可以包括系统控制器152，所述系统控制器152可以通信地耦合到能够致动的表面系统12的其他元件。系统控制器152可以控制和/或协调能够致动的表面系统12的其他元件。系统控制器152可以包括存储器154和处理器156。在一些实施例中，存储器154可以包括一个或多个有形的、非暂时的、计算机可读的介质，其存储由处理器156能够执行的指令和/或要由处理器156处理的数据。例如，存储器154可以包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、诸如闪存存储器的可重写非易失性存储器、硬盘驱动器、光盘等。另外，处理器156可以包括一个或多个通用微处理器、一个或多个专用处理器（ASIC）、一个或多个现场可编程逻辑阵列（FPGA）或其任何组合。此外，存储器154可以存储由处理器156能够执行的指令，以执行本文针对能够致动的表面系统12描述的方法和控制动作。存储器154和处理器156的公开的特征可以由如本文提供的其他存储器或处理器设备共享。

系统控制器152可以进一步包括一个或多个输入/输出（I/O）设备158，其可以促进系统控制器152与用户（例如，操作员）之间的通信。例如，I/O设备可以包括按钮、键盘、鼠标、轨迹板等，以使用户能够与系统控制器52和控制系统150交互。另外，I/O设备158可以包括电子显示器，以促进例如经由图形用户界面（GUI）和应用接口、文本、静止图像和/或视频内容提供信息的视觉表示。此外，系统控制器152可以配置成通过有线或无线通信路径与能够致动的表面系统12（或系统150）的其他元件通信。在一些实施例中，系统控制器152可以包括通信线路160，所述通信线路160可以促进系统控制器152与能够致动的表面系统12和控制系统50的其他元件（诸如投射器22）之间的信息的传递。存储器154、处理器156和/或通信线路160的公开特征可以由本文提供的其他存储器或处理器设备共享。

投射器22可以通信地耦合到系统控制器152，并且可以将图像投射到能够致动的表面系统12的表面14上，使得其被呈现给用户。另外，投射器22可以通信地耦合到能够致动的表面系统12的一些或所有其他元件。投射器22可以包括或耦合到图像控制器160，所述图像控制器160可以使用一种或多种技术处理图像或更新图像以提供期望的幻象。图像控制器164可以包括存储器166和处理器168。在一些实施例中，图像控制器164可以与投射器22相关联，如在所图示的实施例中，或者图像控制器164可以设置为远离投射器22。替代地，在一些实施例中，可以由系统控制器152执行图像控制器164的一些或所有图像处理技术。投射器22可以包括通信线路170。

能够致动的表面系统12可以通信地耦合到系统控制器152，以及在一些实施例中，耦合到系统150的其他元件。能够致动的表面系统12可以包括控制器176，所述控制器176可以控制能够致动的组件20的致动以从表面14突出。触觉控制器176可以包括存储器178和处理器180。在操作中，在一些实施例中，控制器176可以配置成确定表面14上的位置，所述位置对应于来自投射器22的投射图像，并且基于图像或图像序列以及投射图像的任何动画将在所述位置处形成凸起结构。控制器176可以配置成至少部分地基于图像来确定要提供的致动模式，并且可以协调向能够致动的组件20发送信号以激活特定的能够致动的组件20（例如，能够致动的组件20的子集）。例如，当能够致动的组件20为气动驱动时，控制信号可以经由阀控制器182驱动相应阀的激活。附加地或替代地，在一些实施例中，能够致动的表面系统12可以包括可以集成到能够致动的组件20中的集成的光效果系统。控制器176可以配置成驱动一个或多个光源74，所述一个或多个光源74可以被协调成与投射图像和/或能够致动的组件20的致动一致地激活。在一些实施例中，由控制器176执行的一些或所有处理可以由系统控制器152执行。控制器176还可以经由负压场控制器182控制负压场的施加，所述负压场控制器182控制向表层38的负压的施加，使得抵靠凸起的和/或去激活的能够致动的组件20拉动表面14，以在幻象中形成更精细的细节。

能够致动的表面系统12的致动模式的启动可以基于用户的存在和/或动作。在一实施例中，用户相关联的设备34使用通信线路190（例如，无线电频率发射器）与用户检测系统192通信用户信号。用户检测系统可以经由通信线路202（例如，无线电频率接收器）检测用户相关联的设备，并且基于接收的用户信号，将用户信号传递到系统控制器152。系统控制器152可以基于用户信号访问用户标识信息。基于用户标识信息，系统控制器152可以向能够致动的表面系统12通信指令，以启动存储在存储器178中的与用户标识信息的特点相关联的致动模式。例如，如果用户已选择特定化身或象征符作为用户轮廓的部分，则致动模式可以是相关的化身。在其他实施例中，用户检测系统192可以经由一个或多个传感器200（诸如相机或光学传感器）检测用户。用户检测系统192还可以能够进行随载（on-board）处理，以经由驻留控制器194和存储器196和处理器198直接向能够致动的表面系统12提供用户检测信息。

虽然本文已经图示和描述了仅某些特征，但是本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此，要理解的是，所附权利要求书旨在涵盖如落入本公开的实质精神之内的所有此类修改和改变。

本文所呈现和要求保护的技术被引用并应用于明显改进了当前技术领域的实际性质的实物和具体示例，并且因此不是抽象的、无形的或纯理论的。此外，如果附到此说明书末尾的任何权利要求包含被指定为“用于[执行]...[功能]的装置”或“用于[执行]...[功能]的步骤”的一个或多个元素，则其旨在要根据35 U.S.C.112（f）来解释这样的元素。但是，对于包含以任何其他方式指定的元素的任何权利要求，其旨在不要根据35U.S.C.112（f）来解释这些元素。