CN104599237B - 球幕多通道几何校正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种球幕多通道几何校正方法，包括以下步骤：设投影机i对应投影通道i，在投影通道i中建立直角坐标系，在该直角坐标系中建立m×n的二维顶点阵列；在投影通道i的同一直角坐标系中还建立s×t的二维控制点阵列，其中，s＞＞m，t＞＞n，且s×t二维控制点阵列上的两个相邻控制点之间的距离为m×n二维顶点阵列上的两个相邻顶点之间距离的整数倍；当需要进行几何校正时，调整若干个控制点的位移，通过控制点的变化影响可调范围内顶点的位置平滑变化。本发明以少量控制点的变化影响可调范围内顶点位置的平滑变化；可以大大提高几何校正人工调试的效率，并且保证调整后的顶点位置过渡平滑。

Description

球幕多通道几何校正方法
技术领域
本发明属于屏幕投影显示技术领域，具体涉及一种球幕多通道几何校正方法。
背景技术
随着科技的高速发展，社会信息化程度也不断增强，大屏幕投影技术近年来广泛使用在大型会议、电影放映甚至家庭娱乐等领域。
作为大屏幕投影的一种，球幕多通道投影是指使用多台投影机，在球形屏幕上拼接融合投影出完整连续的画面。球幕投影可以表现出高分辨率、大视角范围的显示效果，可以给观众带来新颖的视觉体验，让观众感受到强烈的视觉震撼和身临其境的感觉。
但是，对于球幕多通道投影，投影机投在幕体上的投影画面难免与预期画面之间存在偏差，对投影画面进行整体或局部调整的过程即为几何校正。在计算机3D技术中，通常将投影画面作为纹理，将纹理坐标与均匀的顶点阵列对应，每个顶点具有二维空间位置坐标和对应的二维纹理坐标。通过调整顶点的二维空间位置坐标，就可以实现投影画面的整体或局部调整。
但是，现有技术中，几何校正的通用方法为：直接调整顶点二维空间位置坐标进行几何校正，但是，由于直接调整顶点位置，一方面，因为顶点数量较多，因此，几何校正时需要调整很多数量的顶点，存在校正操作工作量大的问题；另一方面，直接调整顶点位置，常常存在毗邻顶点之间的过渡不平滑，导致校正后的画面存在过渡不够平滑、变形太大的问题，从而降低了投影画面的质量。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种球幕多通道几何校正方法，可以大大提高几何校正人工调试的效率，并且保证调整后的顶点位置过渡平滑。
本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种球幕多通道几何校正方法，包括以下步骤：
S1，设投影机i对应投影通道i，在投影通道i中建立直角坐标系，在该直角坐标系中建立m×n的二维顶点阵列；其中，顶点(0，0)位于投影画面的左下角，顶点(m–1，n-1)位于投影画面的右上角；
S2，在投影通道i的同一直角坐标系中还建立s×t的二维控制点阵列，其中，s>>m，t>>n，且s×t二维控制点阵列上的两个相邻控制点之间的距离为m×n二维顶点阵列上的两个相邻顶点之间距离的整数倍；
S3，当需要进行几何校正时，调整若干个控制点的位移，通过控制点的变化影响可调范围内顶点的位置平滑变化。
优选的，S3中，通过控制点位置变化影响可调范围内顶点位置平滑变化具体为：
顶点位置的变化量与控制点到该顶点的距离相关，与控制点位置偏移量相关。
优选的，S3中，通过控制点位置变化影响可调范围内顶点位置平滑变化具体包括以下步骤：
S31，当需要确定任意顶点M(x，y)进行几何校正后的坐标时，首先确定顶点M的所有有效控制点；
即：以顶点M为圆心，以R为半径作圆，圆内包含的所有控制点均为顶点M的有效控制点；设顶点M的有效控制点的数量为N个；
S32，设畸变函数为高斯函数；
将有效控制点的偏移量分为两部分：有效控制点在x轴方向上的偏移量和有效控制点在y轴方向的偏移量；
将顶点M的偏移量也分为两部分：顶点M在x轴方向上的偏移量和顶点M在y轴方向上的偏移量；
则：顶点M在x轴方向上的偏移量是根据N个有效控制点在x轴方向上的偏移量与定义的畸变函数的乘积求解的。
顶点M在y轴方向上的偏移量根据N个有效控制点在y轴方向上的偏移量dy与定义的畸变函数的乘积求解的。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的球幕多通道几何校正方法，通过在二维顶点阵列的坐标系中，建立二维控制点阵列；以少量控制点的变化影响可调范围内顶点位置的平滑变化；可以大大提高几何校正人工调试的效率，并且保证调整后的顶点位置过渡平滑。
附图说明
图1为本发明提供的m×n的二维顶点阵列的示意图；
图2为本发明提供的同一直角坐标系中所建立的二维控制点阵列和二维顶点阵列的结构示意图；
图3为本发明提供的对顶点M进行几何校正的示意图；
图4为高斯函数图形示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细说明：
本发明提供一种球幕多通道几何校正方法，包括以下步骤：
S1，设投影机i对应投影通道i，在投影通道i中建立直角坐标系，在该直角坐标系中建立m×n的二维顶点阵列；如图1所示，为所建立的m×n的二维顶点阵列的示意图，其中，顶点(0，0)位于投影画面的左下角，顶点(m–1，n-1)位于投影画面的右上角。
S2，在投影通道i的同一直角坐标系中还建立s×t的二维控制点阵列，其中，s>>m，t>>n，且s×t二维控制点阵列上的两个相邻控制点之间的距离为m×n二维顶点阵列上的两个相邻顶点之间距离的整数倍；如图2所示，为同一直角坐标系中所建立的二维控制点阵列和二维顶点阵列的结构示意图。
S3，当需要进行几何校正时，调整若干个控制点的位移，通过控制点的变化影响可调范围内顶点的位置平滑变化，具体为通过控制点位置变化影响可调范围内顶点位置平滑变化，即，包括以下步骤：
S31，当需要确定任意顶点M(x，y)进行几何校正后的坐标时，首先确定顶点M的所有有效控制点；
即：如图3所示，以顶点M为圆心，以R为半径作圆，圆内包含的所有控制点均为顶点M的有效控制点；设顶点M的有效控制点的数量为N个；在图3中，顶点M共有12个有效控制点。
S32，设畸变函数为高斯函数
高斯函数图形如图4所示。本发明中，选用高斯函数作为畸变函数，可以有效的使顶点位置平滑变化。
将有效控制点的偏移量分为两部分：有效控制点在x轴方向上的偏移量和有效控制点在y轴方向的偏移量；
将顶点M的偏移量也分为两部分：顶点M在x轴方向上的偏移量和顶点M在y轴方向上的偏移量；
则：顶点M在x轴方向上的偏移量是根据N个有效控制点在x轴方向上的偏移量与定义的畸变函数的乘积求解的。
顶点M在y轴方向上的偏移量根据N个有效控制点在y轴方向上的偏移量dy与定义的畸变函数f(x)的乘积求解的，如图4所示，有效控制点以P点为例，di通过以下公式求解：
其中：di代表控制点P到顶点M的距离；
代表在x轴方向上的长度；
代表在y轴方向上的长度。
本发明提供的球幕多通道几何校正方法，通过在二维顶点阵列的坐标系中，建立二维控制点阵列，以少量控制点的变化影响可调范围内顶点位置的平滑变化；可以大大提高几何校正人工调试的效率，并且保证调整后的顶点位置过渡平滑。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种球幕多通道几何校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，设投影机i对应投影通道i，在投影通道i中建立直角坐标系，在该直角坐标系中建立m×n的二维顶点阵列；其中，顶点(0，0)位于投影画面的左下角，顶点(m–1，n-1)位于投影画面的右上角；
S2，在投影通道i的同一直角坐标系中还建立s×t的二维控制点阵列，其中，s>>m，t>>n，且s×t二维控制点阵列上的两个相邻控制点之间的距离为m×n二维顶点阵列上的两个相邻顶点之间距离的整数倍；
S3，当需要进行几何校正时，调整若干个控制点的位移，通过控制点的变化影响可调范围内顶点的位置平滑变化；
其中，S3中，通过控制点位置变化影响可调范围内顶点位置平滑变化具体为：
顶点位置的变化量与控制点到该顶点的距离相关，与控制点位置偏移量相关；
S3中，通过控制点位置变化影响可调范围内顶点位置平滑变化具体包括以下步骤：
S31，当需要确定任意顶点M(x，y)进行几何校正后的坐标时，首先确定顶点M的所有有效控制点；
即：以顶点M为圆心，以R为半径作圆，圆内包含的所有控制点均为顶点M的有效控制点；设顶点M的有效控制点的数量为N个；
S32，将有效控制点的偏移量分为两部分：有效控制点在x轴方向上的偏移量和有效控制点在y轴方向的偏移量；
将顶点M的偏移量也分为两部分：顶点M在x轴方向上的偏移量和顶点M在y轴方向上的偏移量；
则：顶点M在x轴方向上的偏移量是根据N个有效控制点在x轴方向上的偏移量与定义的畸变函数的乘积求解的；其中，畸变函数采用高斯函数；
顶点M在y轴方向上的偏移量根据N个有效控制点在y轴方向上的偏移量dy与定义的畸变函数的乘积求解。
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