沉浸式投影场景视觉健康设计方法技术

本发明专利技术公开了一种沉浸式投影场景视觉健康设计方法，先获取场景内用于投影的投影面的宽度和高度尺寸；然后根据公式计算最佳观看位置；依据人眼健康需求进行视觉场参数中屏幕亮度、黑白对比度、屏幕增益、亮度均匀性和色彩一致性设计；对投影机布置方向、投影机的分辨率和数量、投影距离、镜头投射比、投影机光通量和屏幕增益进行设备参数设计；在三维场景预演软件中添加虚拟设备，并代入设备设计参数以及最佳观看位置参数，模拟预演后输出视觉模拟分析数据；将输出的模拟分析数据与视觉场参数进行比对，并对设备参数进行验证和调整，本发明专利技术使得沉浸式投影场景现场布置完成后满足人体观看的视觉画面要求，提高了沉浸式投影场景的视觉舒适度效果。觉舒适度效果。觉舒适度效果。

【技术实现步骤摘要】
沉浸式投影场景视觉健康设计方法


[0001]本专利技术涉一种沉浸式投影场景设计方法，特别是指一种沉浸式投影场景视听视觉健康设计方法。

技术介绍

[0002]沉浸式投影原理就是利用投影机将画面投射到大型或多面的投影幕上，然后再借助多通道投影融合技术使得画面能够呈现出更好的效果。制造一个沉浸式的立体三维视觉体验感。
[0003]目前的沉浸式投影方案在设备参数设计上，都是通过经验值进行取值，然后将设备布置在沉浸式投影场景内，而实际呈现出来的效果往往与理想效果存在差异，其画面的亮度、黑白对比度、屏幕增益、亮度均匀性和色彩一致性没有经过验证，观众在沉浸式投影场景中长时间观看会不利于视觉健康，使观众产生不适感，影响沉浸式投影最终呈现效果。

技术实现思路

[0004]为了克服上述缺陷，本专利技术提供一种沉浸式投影场景视觉健康设计方法，采用该沉浸式投影场景视觉健康设计方法能够在实际布置前进行验证和调整，使得沉浸式投影场景更符合人体视觉健康要求，给人舒适健康的视觉体验。
[0005]本专利技术为了解决其技术问题所采用的技术方案：一种沉浸式投影场景视觉健康设计方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一：获取场景内用于投影的投影面的宽度和高度尺寸，且高度不低于3.5米；
[0007]步骤二：计算最佳观看位置：
[0008](1)各投影面的最佳观看距离计算如下：
[0009][0010][0011]Smin(S
W
，S
H
)
[0012]W为投影面的宽度，H为投影面的高度，S为到投影面的垂直距离；
[0013](2)根据我国平均身高为161.5cm计算最佳观看高度为1.5米；
[0014]步骤三：视觉场参数设计：
[0015](1)屏幕亮度设计为37.8～58.2cd/m2；
[0016](2)黑白对比度设计为1000:1～2000:1；
[0017](3)屏幕增益设计为0.5～1.2；
[0018](4)亮度均匀性设计为L
J≥
75％；
[0019](5)色彩一致性设计为场景中各个显示三元的CIEx，y(R、G、B和全白场)各颜色色坐标差值限值设计为(
±
0.01x，
±
0.01y)；
[0020]步骤四：设备参数设计：
[0021](1)投影机参数设计：
[0022]a.确定投影机布置方向：
[0023]当采用横向布置比采用纵向布置所用投影机数量少时，投影机选择横向布置，当采用横向布置和采用纵向布置所用的投影机数量相同时，投影机采用纵向布置，当投影机横向布置时，投影宽边对应屏幕宽边方向；当投影机纵向布置时，投影宽边对应屏幕高的方向；
[0024]b.确定投影机的分辨率和数量；
[0025]选用投影机的分辨率；
[0026]横向布置时，各面投影墙所需投影机数量：
[0027][0028]纵向布置时，各面投影墙所需投影机数量：
[0029][0030]其中：n
i
为各面投影墙所需投影机数量，W
i
为各面投影墙宽度，H
i
为各面投影墙高度，K为选用投影机的画面宽高比(水平分辨率和垂直分辨率的比值)；
[0031]c.确定投影距离：
[0032]投影距离S
T
设置为2米～3.5米；
[0033](2)镜头投射比设计：
[0034]a.投影机横向布置时，镜头的投射比为：
[0035][0036]b.投影机纵向布置时，镜头的投射比为：
[0037][0038]其中：R
T
为镜头投射比，S
T
为投影距离,H
i
为各投影面高度；
[0039]各投影机的镜头投射比≤R
T
；
[0040](3)投影机光通量和屏幕增益设计：
[0041]屏幕增益系数G的取值范围为0.5～1.2；
[0042]投影机光通量按以下公式计算：
[0043][0044]其中：L
T
为投影机光通量，L为屏幕亮度，A为单投影机投影面积，G为屏幕增益，R为光通量系数，取值为0.8；
[0045]步骤五：在三维场景预演软件中按照步骤四中数据添加虚拟设备，并代入设备设计参数以及最佳观看位置参数，进行模拟预演；
[0046]步骤六：三维场景预演软件输出视觉模拟分析数据；
[0047]步骤七：将步骤六中输出的模拟分析数据与步骤三中视觉场参数进行比对，对设备参数进行验证和调整，直到三维场景预演软件输出屏幕亮度、均匀度模拟分析数据与步骤三相符为止，形成最终设计方案。
[0048]作为本专利技术的进一步改进，所述投影机的宽高比为4:3或16:9或16:10中的一种。
[0049]作为本专利技术的进一步改进，所述投影距离S
T
在初始计算时取值为3米。
[0050]作为本专利技术的进一步改进，步骤四中进行投影机布置方向设计前，先对场景中每面投影墙的投影区进行尺寸测量，并记录其宽度和高度数据(W1，H1)，(W2，H2)，
……
[0051](W
n
，H
n
)，然后根据每个投影区的屏幕面积和场景效果分别进行投影机布置设计。
[0052]作为本专利技术的进一步改进，对于多台投影机组合投射一幅画面时，单台投影机的亮度均匀性≥85％，采用3片式DLP技术的工程投影机进行投影，且同一场景中的多台投影机的分辨率和投影镜头投射比一致。
[0053]作为本专利技术的进一步改进，所述三维场景预演软件为Immersive Designer。
[0054]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过对沉浸式投影场景进行现场测量，然后通过计算获得最佳观看位置和设备参数，将设备参数代入三维场景预演软件进行模拟预演，并以最佳观看位置为测试点输出测试数据，将输出的测试数据与适应人体健康的视觉参数和听觉参数范围值进行比较，判断设备参数是否合适，最终通过对设备参数进行调整使得三维场景预演软件最终输出符合人体视觉健康的视觉数据，并按照最终方案进行沉浸式投影场景现场布置即可，使得沉浸式投影场景现场布置完成后满足人体观看的视觉画面要求，大大提高了沉浸式投影场景的视觉舒适度效果。
[0055]说明书附图
[0056]图1为本专利技术的流程图；
[0057]图2为单投影区横向布置示意图；
[0058]图3为单投影区纵向布置示意图。
具体实施方式
[0059]实施例：一种沉浸式投影场景视觉健康设计方法，包括以下步骤：
[0060]步骤一：获取场景内用于投影的投影面的宽度和高度尺寸，且高度不低于3.5米，场地为多维度的封闭空间，可提供一个房间大小的四面(或六面)立方体投影显示空间，投影面一般为场景内的各个墙面，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沉浸式投影场景视觉健康设计方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：获取场景内用于投影的投影面的宽度和高度尺寸，且高度不低于3.5米；步骤二：计算最佳观看位置：(1)各投影面的最佳观看距离计算如下：(1)各投影面的最佳观看距离计算如下：S＝min(S
W
，S
H
)；W为投影面的宽度，H为投影面的高度，S为到投影面的垂直距离；(2)根据我国平均身高为161.5cm计算最佳观看高度为1.5米；步骤三：视觉场参数设计：(1)屏幕亮度设计为37.8～58.2cd/m2；(2)黑白对比度设计为1000:1～2000:1；(3)屏幕增益设计为0.5～1.2；(4)亮度均匀性设计为L
J
≥75％；(5)色彩一致性设计为场景中各个显示三元的CIEx，y(R、G、B和全白场)各颜色色坐标差值限值设计为(
±
0.01x，
±
0.01y)；步骤四：设备参数设计：(1)投影机参数设计：a.确定投影机布置方向：当采用横向布置比采用纵向布置所用投影机数量少时，投影机选择横向布置，当采用横向布置和采用纵向布置所用的投影机数量相同时，投影机采用纵向布置，当投影机横向布置时，投影宽边对应屏幕宽边方向；当投影机纵向布置时，投影宽边对应屏幕高的方向；b.确定投影机的分辨率和数量；选用投影机的分辨率；横向布置时，各面投影墙所需投影机数量：纵向布置时，各面投影墙所需投影机数量：其中：n
i
为各面投影墙所需投影机数量，W
i
为各面投影墙宽度，H
i
为各面投影墙高度，K为选用投影机的画面宽高比(水平分辨率和垂直分辨率的比值)；c.确定投影距离：投影距离S
T
设置为2米～3.5米；(2)镜头投射比设计：
a.投影机横向布置时，镜头的投射比为：b.投影机纵向布置时，镜头的投射比为：其中：R
T

【专利技术属性】
技术研发人员：王利顺，唐斌，
申请(专利权)人：惠仁康宁苏州健康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：