一种大场景投影显示拼接方法技术

本发明专利技术公开了一种大场景投影显示拼接方法，首先对每个投影通道摄像机从ROTATION、FOV两个方面进行设置；完成摄像机设置后，可以得到同一位置不同角度多个摄像机拍摄的画面；拍摄画面进行拼接前处理，就可以在环幕/球幕上输出最多360°范围画面。将多个投影通道中画面拼接在一起，环幕/球幕上的画面呈现平滑曲线，没有生硬的过渡；利用着色器对图像进行处理，调节单个屏幕成像边缘亮度，达到修正亮带的目的；使用本发明专利技术提供的方法后，会将弯折的图像修正为弧形过渡，更加符合广角成像规律，带来更好视觉体验。

【技术实现步骤摘要】
一种大场景投影显示拼接方法
本专利技术主要用于虚拟仿真、工业设计、展览展示、数字影院、教育培训等领域，具体涉及一种大场景投影显示拼接方法。
技术介绍
大场景环幕/球幕投影系统是一种视听高度沉浸的虚拟仿真显示环境，采用多台投影(通道)组成的环形投影屏幕，环形幕半径通常有100～360弧度不等，由于其屏幕半径宽大，观众的视觉完全被包围，再配合环绕立体声系统，使参与者充分体验一种高度身临其境的三维立体视听感受，获得一个具有高度沉浸感的虚拟仿真可视环境。而多台投影输入图像源摄像机按照什么逻辑去设置拍摄角度以及图像间如何拼接才能使视觉效果达到最佳，就需要一套成熟的解决方案。目前环幕/球幕拼接方案注重于图像、影像的展示，但对于虚拟仿真等方面输入源的三维程序，如何去设置输出参数，如何处理图像间的拼接融合，并未过多涉及，在三维程序中，单个摄像机拍摄的图像范围有限，强行提高范围会导致图像左右边缘拉伸、失真。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大场景投影显示拼接方法，解决了现有技术中存在的三维程序中，单个摄像机拍摄的图像范围有限，强行提高范围会导致图像左右边缘拉伸、失真的问题，通过控制拼接环幕/球幕图像输入源，提供超广范围三维视角，为用户提供一个高沉浸感的虚拟仿真可视环境。本专利技术所采用的技术方案是，一种大场景投影显示拼接方法，包括如下步骤：步骤1：对每个投影通道摄像机从ROTATION、FOV两个方面进行设置；步骤2：完成步骤1的摄像机设置后，可以得到同一位置不同角度多个摄像机拍摄的画面；步骤3：将步骤2中得到的拍摄画面进行拼接前处理，就可以在环幕/球幕上输出最多360°范围画面。步骤4：将多个投影通道中经过步骤3处理后的画面拼接在一起，环幕/球幕上的画面呈现平滑曲线，没有生硬的过渡；步骤5：利用着色器对图像进行处理，调节单个屏幕成像边缘亮度，达到修正亮带的目的。对ROTATION进行设置具体为，对五投影通道，摄像机旋转角度分别设置为289.5°、324.8°、0°、34.9°、70.2°。将所述FOV设置为21。步骤3中，拼接前处理具体步骤如下：利用着色器对单个摄像机拍摄的画面进行图像处理，以图像中心为原点，对每一个像素点的Y值修正，最终得到平滑的图像。对于单个屏幕图像而言，输入为经过渲染后的图像，其UV坐标为图像显示在屏幕上位置信息，对UV坐标进行变换后，输出新的UV，得到需要的图像显示。调节单个屏幕成像边缘亮度时由于程序成像使用RGB色彩模式，无法直接调节图像亮度，因此需要将其转换为HSB色彩模式之后再调节亮度。本专利技术的有益效果是：本专利技术重点在于单个投影(通道)之间的拼接方法。传统方式对图像进行拼接后，在视角向上或向下观察时，连接处图像过渡生硬，笔直的物体弯折明显，用户视觉体验糟糕。使用本专利技术提供的方法后，会将弯折的图像修正为弧形过渡，更加符合广角成像规律，带来更好视觉体验。附图说明图1是本专利技术一种大场景投影显示拼接方法中球幕投影原理图；图2是未经过处理的摄像机拍摄图像实例；图3是本专利技术一种大场景投影显示拼接方法实施例中五个摄像机的角度以及FOV；图4是本专利技术一种大场景投影显示拼接方法修正前后对比图；图5是本专利技术一种大场景投影显示拼接方法中未修正融合带时的效果图；图6是本专利技术一种大场景投影显示拼接方法中修正融合带后的效果图；图7是本专利技术一种大场景投影显示拼接方法中拼接前处理具体流程图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。一种大场景投影显示拼接方法，根据如图1所示的球幕投影原理，具体包括如下步骤：步骤1：对每个投影通道摄像机从ROTATION、FOV两个方面进行设置；步骤2：完成步骤1的摄像机设置后，可以得到同一位置不同角度多个摄像机拍摄的画面；步骤3：将步骤2中得到的如图2所示的拍摄画面进行拼接前处理，就可以在环幕/球幕上输出最多360°范围画面。步骤4：将多个投影通道中经过步骤3处理后的画面拼接在一起，环幕/球幕上的画面呈现平滑曲线，没有生硬的过渡；步骤5：利用着色器对图像进行处理，调节单个屏幕成像边缘亮度，达到修正亮带的目的。对ROTATION进行设置具体为，对五投影通道，摄像机旋转角度分别设置为289.5°、324.8°、0°、34.9°、70.2°，如图3所示。将所述FOV设置为21。步骤3中，拼接前处理流程，如图7所示，具体步骤如下：利用着色器对单个摄像机拍摄的画面进行图像处理，以图像中心为原点，对每一个像素点的Y值修正，最终得到平滑的图像。对于单个屏幕图像而言，输入为经过渲染后的图像，其UV坐标为图像显示在屏幕上位置信息，对UV坐标进行变换后，输出新的UV，得到需要的图像显示，前后对比如图5、6所示。调节单个屏幕成像边缘亮度时由于程序成像使用RGB色彩模式，无法直接调节图像亮度，因此需要将其转换为HSB色彩模式之后再调节亮度。本专利技术重点在于单个投影(通道)之间的拼接方法，其差别在于，如图4所示，传统方式对图像进行拼接后，在视角向上或向下观察时，连接处图像过渡生硬，笔直的物体弯折明显，用户视觉体验糟糕。使用本专利技术提供的方法后，会将弯折的图像修正为弧形过渡，更加符合广角成像规律，带来更好视觉体验。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大场景投影显示拼接方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：对每个投影通道摄像机从ROTATION、FOV两个方面进行设置；/n步骤2：完成步骤1的摄像机设置后，可以得到同一位置不同角度多个摄像机拍摄的画面；/n步骤3：将步骤2中得到的拍摄画面进行拼接前处理，就可以在环幕/球幕上输出最多360°范围画面。/n步骤4：将多个投影通道中经过步骤3处理后的画面拼接在一起，环幕/球幕上的画面呈现平滑曲线，没有生硬的过渡；/n步骤5：利用着色器对图像进行处理，调节单个屏幕成像边缘亮度，达到修正亮带的目的。/n

【技术特征摘要】
1.一种大场景投影显示拼接方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：对每个投影通道摄像机从ROTATION、FOV两个方面进行设置；
步骤2：完成步骤1的摄像机设置后，可以得到同一位置不同角度多个摄像机拍摄的画面；
步骤3：将步骤2中得到的拍摄画面进行拼接前处理，就可以在环幕/球幕上输出最多360°范围画面。
步骤4：将多个投影通道中经过步骤3处理后的画面拼接在一起，环幕/球幕上的画面呈现平滑曲线，没有生硬的过渡；
步骤5：利用着色器对图像进行处理，调节单个屏幕成像边缘亮度，达到修正亮带的目的。


2.根据权利要求1所述的一种大场景投影显示拼接方法，其特征在于，所述对ROTATION进行设置具体为，对五投影通道，摄像机旋转角度分别设置为289.5°、324.8°、0°、34....

【专利技术属性】
技术研发人员：章雅卓，王宬，何宇，
申请(专利权)人：西安羚控电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61