CN103064245B - 5d360°环幕数码立体影院系统 - Google Patents

Abstract

5D360°环幕数码立体影院系统及其放映装置，其特征在于：所述5D360°环幕数码立体影院系统包括：主控服务器、分控服务器、投影设备、观看设备和特效发生装置，所述主控服务器包括控制模块、音频、视频播放软件、图像处理软件。本发明5D360°环幕数码立体影院系统将5D电影和360°环幕电影结合为一体，视频信号经主控服务器输出、图像处理软件处理，通过投影设备显示，所呈现的立体影像是能够环绕观众的立体影像，立体影像冲出环幕，到达观众眼前并穿过观众到达观众后方，观众前后左右被影片所提供场景的立体动感影像包围和穿透，是高仿真的身临其境，影片画面一体、连续、逼真。

Description

5D360°环幕数码立体影院系统

技术领域

本发明涉及一种放映机技术，尤其涉及一种5D360^。环幕影院系统。

背景技术

近年来随着新兴放映技术的发展，各种特效电影产生了较强的市场效应。

3D电影是利用人双眼的视角差和会聚功能制作的可产生立体效果的电影。与3D技术相比，4D将人的嗅觉、触觉加入到电影中来。5D电影则是在4D电影的背景和效果上，让观众从听觉、视觉、嗅觉、触觉、及动感五个方面模仿身临其境的感觉。观众在看立体电影时，随着影视内容的变化可实时感受到与立体影像对应的事件，座椅也会随之摇晃摆动，并实现现场观众与银幕虚拟角色的实时互动。但是这些放映技术所呈现栩栩如生的立体光学影像是置于观众身前的，远未达到使观众有身临其境的感觉。

不同于一般的电影屏幕，环幕电影采用柱面投影屏幕，将观赏者围绕在中心。屏幕上的超长跨度的广阔画面充满观赏者的视野，全方位立体声与影片情节相辅相成、完美配合，演绎精彩绝伦的沉浸式视听享受。观看这种电影时，人们坐在圆形观众厅的中央区域，被四周环绕的广阔画面所包围，再加上与影片内容相一致的全方位立体声效果的配合，能产生极强的身临其境感。

现有的放映技术很难实现环幕电影和5D电影的完美结合,并产生让观众置身于立体电影画面中的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种5D360^。环幕数码立体影院系统，将360°环幕电影与5D电影结合在一起，从而呈现出环绕观众的立体影像，并产生让观众置身于立体电影画面中的效果。

本发明一种5D360^。环幕数码立体影院系统及其放映装置，其特征在于：所述5D360^。环幕数码立体影院系统包括：

主控服务器，包括控制模块，不仅用于输出同步控制信号来控制投影机、音频系统和视频系统进行有序工作，还用于配合影片场景的需要发出信号控制特效发生装置工作；输出音频、视频的软件，用于输出左、右路视频信号和多路音频信号；以及图像处理软件，对左、右路视频信号进行图像无缝拼接、图像融合、图像失真校准处理；

分控服务器，用于接收主控服务器输出的子图像信号通过视频播放软件分配给投影机播放；

投影设备，所述投影设备包括投影机和360^。环幕成影墙；所述投影机放置在环幕上方；

观看设备，所述观看设备包括偏振镜片制成的眼镜；

所述观看设备还包括灯光设备和动感座椅。

所述特效发生装置包括动感座椅、喷气装置、喷水装置、喷雾装置。

所述投影机播放镜头前加装偏振镜片，数量为3-12对，投影机接收主控服务器输出的图像信号或接收分控服务器输出的图像信号。

所述投影机经过调试，将图像在360°环幕上显示。

所述投影机的调试包括调整投影机设置，解决梯形失真；调试每一对投影机的投影画面大小，宽度为所占环幕的弧度角为(360/N)+3度，高度为环幕的高度；以及调整每一对投影机左、右路的画面完全重叠，相邻投影机组的图像无缝拼接重叠区画面也完全重叠。

所述图像处理软件包括图像无缝拼接软件、图像融合处理软件、图像失真校准处理软件。

所述图像融合处理软件将左、右路视频信号的每一帧图像按环幕竖轴方向分割成3-12块子图像分配给3-12对投影机播放,3-12对投影机分别播放分割后的左、右路视频信号图像在环幕上显示出完整的图像。

所述图像无缝拼接软件对图像的拼接处进行无缝拼接，相邻的子图像在环幕竖轴方向有一个画面重叠区，重叠区的环幕弧角为3度，这样分割后的子图像的宽度所占环幕的弧度角为(360/N)+3度，N为3-12的整数，相邻子图像在重叠区的图像是相同的；无缝拼接软件将重叠区的每一个像素的色分量乘一个f(x)的函数，x是重叠区图像边沿的水平距离，其大小由环幕的直径确定：

X=0,像素位于重叠区的最外侧，f(x)=0

X=1,像素位于重叠区的最内侧，f(x)=1

0≤f(x)≤1，f(x)是非线性的。

所述360^。环幕为环状圆柱形银幕，观看者在环幕银幕的内圈观看全景电影。

所述360^。环幕所占圆形场地的直径为3-20米，360^。环幕的高度为2.5-3.5米。

所述投影机的放置方式是每两个投影机为一对放在一个机架上，投影机对沿环幕上方圆周均匀放置。

所述每两个投影机为一对放在一个机架上，放置于环幕上方圆周的中心处，投影机放置呈圆形放射状。

本发明5D360^。环幕数码立体影院系统将5D电影和360°环幕电影结合为一体，视频信号经主控服务器输出、处理，并通过投影设备显示，所呈现的立体影像是能够环绕观众的立体影像，立体影像冲出环幕，到达观众眼前并穿过观众到达观众后方，观众前后左右被影片所提供场景的立体动感影像包围和穿透，是高仿真的身临其境，影片画面一体、连续、逼真。同时本发明提供与影片同步的高保真多路立体音响、动感座椅、有益气味、喷水、喷雾等加强营造真实感受的辅助手段和装置，使观众达到忘我、身临其境的、震撼的观影感受。

本发明具有较好的发展应用前景，可以建立观众与影片场景的互动系统，将在军事培训、防灾、游戏、展览、教育领域得到广泛的应用。本发明符合《上海推进文化和科技融合发展行动计划（2012-2015）》的产业发展要求，在实施过程中将获得政府的广泛支持，发展前景良好。

附图说明

图1是本发明的原理方框图；

图2是本发明的播放处理软件流程图；

图3是本发明的图像无缝拼接示意图；

图4是本发明的整体平面结构示意图；

图5是本发明的整体剖面结构示意图，图中的折线是投影机的投射范围和观众的视线范围的示意。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，在此指出以下具体实施方式只用于对本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

如图1、4、5所示，本发明一种5D360^。环幕数码立体影院系统，包括主控服务器1、分控服务器2、投影设备、观看设备、特效发生装置，所述主控服务器1包括控制模块、输出音频、视频软件、图像处理软件，所述控制模块包括投影同步控制器、特效控制模块，所述图像处理软件包括图像无缝拼接软件、融合处理软件和图像失真校准软件；所述分控服务器2包括装有视频播放软件的计算机；所述投影设备包括3-12对投影机3、360^。环幕成影墙4；所述观看设备包括动感座椅5、偏振镜片制成的眼镜、灯光设备，所述特效发生装置包括动感座椅5、喷气装置6、喷水装置7、喷雾装置8；

如图4、5所示，本发明5D360^。环幕数码立体影院系统为圆形影院，360^。环幕成影墙4为环状圆柱形银幕，环幕的内圈直径为7.5米，环幕的高度为3.0米，影院可容纳观众数量为40人，其中，主控服务器1与分控服务器2置于圆形场地外的机房中，主控服务器1分别与分控服务器2、6个投影机3、特效发生装置相连，分控服务器2与6个投影机3相连，投影机3数量为12个，每两个投影机为一对放在一个机架上，投影机对沿环幕4上方圆周均匀放置，观众从入口处进入影院，戴上偏振镜片制成的眼镜，坐于动感座椅5上观看全景电影。

如图2、3所示，本发明的运行方法，包括如下步骤：

1）主控服务器1分别输出同步控制信号、多路音频信号、左、右路视频信号、特效信号；

2）同步控制信号使音频系统、视频系统由待机状态进入播放状态，控制灯光照明系统关闭、特效模块和特效执行子模块开启；

3）多路音频信号至多路音频功放，再通过多路扬声器系统产生立体声伴音；

4）左、右路视频信号经过主控服务器的图像无缝拼接软件处理，如图3所示，相邻的子图像在环幕竖轴方向有一个画面重叠区，重叠区的环幕弧角为3度，这样分割后的子图像的宽度所占环幕的弧度角为(360/N)+3度，本例N=6、分割后的子图像的宽度所占环幕的弧度角为63度。相邻子图像在重叠区的图像是相同的。

无缝拼接软件将重叠区的每一个像素的色分量乘一个f(x)的函数，x是重叠区图像边沿的水平距离，其大小由环幕的直径确定：

X=0,像素位于重叠区的最外侧，f(x)=0

X=1,像素位于重叠区的最内侧，f(x)=1

0≤f(x)≤1，f(x)是非线性的。

这样处理过的图像会变暗，当相邻二台投影机在重叠区同时播放相同的图像，图像会恢复为与非重叠区的图像亮度一致，实现图像无缝拼接功能。

5）左、右路视频信号经过主控服务器的图像融合处理软件处理，左、右路视频信号的每一帧图像按环幕竖轴方向被分割成N块子图像分配给N对投影机播放（本例N=6）,N对投影机分别播放分割后的左、右路视频信号图像在环幕上显示出完整的图像。

6）左、右路视频信号经过主控服务器的图像失真校准软件处理，图像的失真由二个因素引起，一是环幕的弧度引起的图像失真，二是投影机放置位置引起的梯形失真。这里的图像失真校准软件解决的是环幕的弧度引起的图像失真，投影机放置位置引起的梯形失真通过调整投影机的设置解决。

图像的融合处理、无缝拼接、失真校准在同一个软件中运行。

7）投影机的安装和调试：每一对投影机并排或竖立安装在环幕上方的金属支架上，投影机播放镜头前加装偏振镜片，应用上述软件中已经经过融合、无缝拼接、失真校准处理的彩色网格调试信号：

a.调整投影机设置，解决梯形失真；

b.调试每一对投影机的投影画面大小，宽度为所占环幕的弧度角为(360/N)+3度，本例N=6、分割后的子图像的宽度所占环幕的弧度角为63度，高度为环幕的高度；

c.调整每一对投影机左、右路的画面完全重叠，相邻投影机组的图像无缝拼接重叠区画面也完全重叠。

8）通过投影机将左、右路图像在环幕上显示，观众坐于圆形观影厅中央区域，戴上偏振镜片制成的眼镜，具有穿透效果的美妙的立体动感影像就呈现在观众的周围，多路音频信号至多路音频功放，再通过多路扬声器系统产生立体声伴音，特效信号分别同步至动感座椅5、喷气装置6、喷水装置7、喷雾装置8，根据影片情节产生不同的特效效果，加强营造身临其境的、震撼的观影感受。

9）放映结束，输出同步信号，开启照明灯光，音频、视频、特效系统进入待机状态。

Claims (8)

1.一种5D360°环幕数码立体影院系统，其特征在于：所述5D360°环幕数码立体影院系统包括：

主控服务器，包括控制模块，不仅用于输出同步控制信号来控制投影机、音频系统和视频系统进行有序工作，还用于配合影片场景的需要发出信号控制特效发生装置工作；输出音频、视频的软件，用于输出左、右路视频信号和多路音频信号；以及图像处理软件，对左、右路视频信号进行图像无缝拼接处理、图像融合处理和图像失真校准处理；

分控服务器，用于接收主控服务器输出的子图像信号通过视频播放软件分配给投影机播放；

投影设备，所述投影设备包括投影机和360°环幕成影墙；所述投影机放置在环幕上方；

观看设备，所述观看设备包括偏振镜片制成的眼镜；

所述投影机播放镜头前加装偏振镜片，数量为5-12对，一半数量的投影机接收主控服务器输出的子图像信号，另外一半数量的投影机接收分控服务器输出的子图像信号；

所述投影机经过调试，将图像在360°环幕上显示；所述投影机的调试包括调整投影机设置，解决梯形失真；调试每一对投影机的投影画面大小，宽度为所占环幕的弧度角为(360/N)+3度，高度为环幕的高度；以及调整每一对投影机左、右路的投影画面完全重叠，相邻投影机组的图像无缝拼接画面重叠区投影画面也完全重叠；

所述图像处理软件包括图像无缝拼接软件、图像融合处理软件和图像失真校准处理软件；所述图像无缝拼接软件对子图像的拼接处进行无缝拼接，相邻的子图像在环幕竖轴方向有一个画面重叠区，画面重叠区的环幕弧角为3度，这样分割后的子图像的宽度所占环幕的弧度角为(360/N)+3度，N为5-12对，相邻子图像在画面重叠区的图像是相同的；图像无缝拼接软件将画面重叠区的每一个像素的色分量乘一个f(x)的函数，x是画面重叠区子图像边沿的水平距离，其大小由环幕的直径确定：

X=0,像素位于画面重叠区的最外侧，f(x)=0

X=1,像素位于画面重叠区的最内侧，f(x)=1

0≤f(x)≤1，f(x)是非线性的；

所述投影机的放置方式是每两个投影机为一对放在一个机架上，投影机对沿环幕上方圆周均匀放置，或每两个投影机为一对放在一个机架上，放置于环幕上方圆周的中心处，投影机放置呈圆形放射状。

2.根据权利要求1所述的5D360°环幕数码立体影院系统，其特征在于所述观看设备还包括灯光设备和动感座椅。

3.根据权利要求1所述的5D360°环幕数码立体影院系统，其特征在于所述特效发生装置包括动感座椅、喷气装置、喷水装置及喷雾装置。

4.根据权利要求1所述的5D360°环幕数码立体影院系统，其特征在于所述图像融合处理软件将左、右路视频信号的每一帧图像按环幕竖轴方向分割成5-12块子图像分配给5-12对投影机播放，5-12对投影机分别播放分割后的左、右路视频信号图像在环幕上显示出完整的图像。

5.根据权利要求1所述的5D360°环幕数码立体影院系统，其特征在于所述360°环幕为环状圆柱形银幕，观看者在环幕银幕的内圈观看全景电影。

6.根据权利要求1所述的5D360°环幕数码立体影院系统，其特征在于所述360°环幕所占圆形场地的直径为3-20米，360°环幕的高度为2.5-3.5米。

7.一种用于根据权利要求1所述的5D360°环幕数码立体影院系统的放映装置，包括环幕和投影机，其特征在于所述投影机的放置方式是每两个投影机为一对放在一个机架上，投影机对沿环幕上方圆周均匀放置。

8.一种用于根据权利要求1所述的5D360°环幕数码立体影院系统的放映装置，包括环幕和投影机，其特征在于所述每两个投影机为一对放在一个机架上，放置于环幕上方圆周的中心处，投影机放置呈圆形放射状。