CN104880893A - 环幕影院放映中修正图像畸变的方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种环幕影院放映中修正图像畸变的方法，银幕纵向剖面为AO，观众所处位置为P；连接PO，连接PA并沿PA方向做延长线，直至B点，使PB＝PO；连接BO；将BO上的环幕电影图像映射到AO上；当遍历AO上所有点的颜色后，就能在银幕AO上显示完整的图像；对于数字化的图像，AO上可显示的像素为有限个，假设N点为银幕AO上的一点，求N点应该显示的颜色；其方法为：连接PN，并延长PN直至和BO相交得到点M，点M的颜色即为点N的颜色；当BO也为数字化图像的情况下，M点有可能不能对应到一个离散的像素，则去相邻的像素进行线性插值得到；由此完成图像畸变修正。本发明可消除在观众在处于非垂直方向中点处，观看环幕电影时造成的畸变。

Description

环幕影院放映中修正图像畸变的方法

技术领域

本发明属于图像畸变修正技术领域，涉及一种图像畸变修正方法，尤其涉及一种环幕影院放映中修正图像畸变的方法。

背景技术

环幕电影的图像在投射到环形银幕之前，其表现形态为图1所示。投射到环形银幕时，其表现形态如图2所示，可以明显看到，其图像是均匀分布在银幕上的。

当观众处于垂直位置的中心时，其观看到的画面如图3所示，可以看到，其图像分布在垂直方向上是均匀的。

当观众偏离垂直位置的中心时，其观看到的画面如图4所示，可以明显看出，网格有了非常明显的变形，表现形式是上部稀疏，而下部紧凑，显而易见的是，如果此时在银幕上呈现的是球状物体的情况下，观众看到的将是一个椭球状的物体，这种畸变会造成认知上的错误，从而影响到影片的表达。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种图像畸变修正方法，以便克服先有图像播放的上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种环幕影院放映中修正图像畸变的方法，可消除在观众在处于非垂直方向中点处，观看环幕电影时造成的畸变。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种环幕影院放映中修正图像畸变的方法，所述方法包括如下步骤：

银幕纵向剖面设为AO，点A在点O的上方，观众所处位置设为P，银幕将笼罩观众全部视野；

连接PO，连接PA并沿PA方向做延长线，直至B点，使得PB＝PO；

连接BO，此时，BO即为观众的视觉平面，在BO平面上放映的环幕电影，观众将不会感受到图像有畸变；

如果在银幕AO上放映的画面在P点的观众可以观察到的内容，等同于在BO上放映的画面在P点的观众可以观察到的内容，则在P点的观众，不会感受到图像有畸变；

将BO上的环幕电影图像映射到AO上；当遍历AO上所有点的颜色后，就能在银幕AO上显示完整的图像；

对于数字化的图像，AO上可显示的像素为有限个，在这种情况下，问题简化为，假设N点为银幕AO上的一点，求N点应该显示的颜色；其方法为：连接PN，并延长PN直至和BO相交得到点M，点M的颜色即为点N的颜色；

当BO也为数字化图像的情况下，M点有可能不能对应到一个离散的像素，则去相邻的像素进行线性插值得到；由此完成对图像畸变的修正工作。

作为本发明的一种优选方案，银幕高度AO为已知高度4m，影片在高度上的分辨率为1024像素，投影机在AO上的投影分辨率为1024像素，观众观看位置为P点，坐标为(3,6)；求当N点为256像素时的颜色；

设O点为原点，由A(0,4)，P(3,6)可以得到PB直线方程为：-2x+3y-12＝0

线段 $P0=3\sqrt{5};$

$PB=P0=3\sqrt{5},$ 解方程组： $\left\{\begin{array}{c}{(B_x-3)}^2+{(B_y-6)}^2=45\\ -2B_x+3B_y-12=0\end{array}\right.;$

得到B点坐标近似为(-2.58，2.278)；

则BO直线方程近似为2.278x+2.58y＝0；

由于AO方向分辨率为1024像素，N点为256像素，则N点的坐标为(0,3)；

PN直线方程为x-y+3＝0；

解方程组 $\left\{\begin{array}{c}2.278x+2.58y=0\\ x-y+3=0\end{array}\right.$ 可得到BO和PN的交点M坐标为(-1.5932,1.407)；

线段BO的长度为3.4417；线段MO的长度为1.986；归一化后，则M点像素取值为433.03，则其像素颜色取值为 $\begin{array}{c}{R}_{433}\\ G_{433}\\ B_{433}\end{array}*0.97+\begin{array}{c}{R}_{434}\\ G_{434}\\ B_{434}\end{array}*0.03;$

以此方法，计算得出AO线段上所有的像素颜色值，进一步，遍历所有环幕上的点即可得到在P点上观看环幕影片应在银幕AO上的投影图像；由此完成对图像畸变的修正工作。

本发明的有益效果在于：本发明提出的环幕影院放映中修正图像畸变的方法，可消除在观众在处于非垂直方向中点处，观看环幕电影时造成的畸变。

附图说明

图1为在投射到环形银幕之前环幕电影图像的示意图。

图2为投射到环形银幕时环幕电影图像的示意图。

图3为当观众处于垂直位置的中心时观看到画面的示意图。

图4为当观众偏离垂直位置的中心时观看到画面的示意图。

图5为本发明方法的修正原理示意图。

图6为本发明方法的另一修正原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

请参阅图5、图6，本发明揭示了一种环幕影院放映中修正图像畸变的方法，包括如下步骤：

银幕纵向剖面设为AO，点A在点O的上方，观众所处位置设为P，银幕将笼罩观众全部视野；

连接PO，连接PA并沿PA方向做延长线，直至B点，使得PB＝PO；

连接BO，此时，BO即为观众的视觉平面，在BO平面上放映的环幕电影，观众将不会感受到图像有畸变。

如果在银幕AO上放映的画面在P点的观众可以观察到的内容，等同于在BO上放映的画面在P点的观众可以观察到的内容，则在P点的观众，不会感受到图像有畸变。

将BO上的环幕电影图像映射到AO上；当遍历AO上所有点的颜色后，就能在银幕AO上显示完整的图像；

对于数字化的图像，AO上可显示的像素为有限个，在这种情况下，问题简化为，假设N点为银幕AO上的一点，求N点应该显示的颜色；其方法为：连接PN，并延长PN直至和BO相交得到点M，点M的颜色即为点N的颜色；

当BO也为数字化图像的情况下，M点有可能不能对应到一个离散的像素，则去相邻的像素进行线性插值得到；由此完成对图像畸变的修正工作。

作为本发明的一种优选方案，银幕高度AO为已知高度4m，影片在高度上的分辨率为1024像素，投影机在AO上的投影分辨率为1024像素，观众观看位置为P点，坐标为(3,6)；求当N点为256像素时的颜色；

设O点为原点，由A(0,4)，P(3,6)可以得到PB直线方程为：-2x+3y-12＝0

线段 $P0=3\sqrt{5};$

$PB=P0=3\sqrt{5},$ 解方程组： $\left\{\begin{array}{c}{(B_x-3)}^2+{(B_y-6)}^2=45\\ -2B_x+{3B}_y-12=0\end{array}\right.;$

得到B点坐标近似为(-2.58，2.278)；

则BO直线方程近似为2.278x+2.58y＝0；

由于AO方向分辨率为1024像素，N点为256像素，则N点的坐标为(0,3)；

PN直线方程为x-y+3＝0；

解方程组 $\left\{\begin{array}{c}2.278x+2.58y=0\\ x-y+3=0\end{array}\right.$ 可得到BO和PN的交点M坐标为(-1.5932,1.407)；

线段BO的长度为3.4417；线段MO的长度为1.986；归一化后，则M点像素取值为433.03，则其像素颜色取值为 $\begin{array}{c}{R}_{433}\\ G_{433}\\ B_{433}\end{array}*0.97+\begin{array}{c}{R}_{434}\\ G_{434}\\ B_{434}\end{array}*0.03;$

以此方法，计算得出AO线段上所有的像素颜色值，进一步，遍历所有环幕上的点即可得到在P点上观看环幕影片应在银幕AO上的投影图像；由此完成对图像畸变的修正工作。

实施例二

请参阅图5、图6，AO为银幕纵向剖面，P为观众所处位置，通常情况下，银幕将笼罩观众全部视野，所以，连接PO，连接PA并沿PA方向做延长线，直至B点，使得PB＝PO。连接BO，此时，BO即为观众的视觉平面，在BO平面上放映的环幕电影，观众将不会感受到图像有畸变。由此，我们可以知道，如果在银幕AO上放映的画面在P点的观众可以观察到的内容，等同于在BO上放映的画面在P点的观众可以观察到的内容，则在P点的观众，不会感受到图像有畸变。

环幕影院放映中修正图像畸变的方法即为将BO上的环幕电影图像映射到AO上。当我们遍历AO上所有点的颜色后，就可以在银幕AO上显示完整的图像。对于数字化的图像，AO上可显示的像素为有限个，在这种情况下，问题简化为，假设N点为银幕AO上的一点，求N点应该显示的颜色。其方法为：连接PN，并延长PN直至和BO相交得到点M，点M的颜色即为点N的颜色。当BO也为数字化图像的情况下，M点有可能不能对应到一个离散的像素，则可以去相邻的像素进行线性插值得到。

本实施例中，环幕影院侧视图如下图所示，其中，幕高度AO为已知高度4m，影片在高度上的分辨率为1024像素，投影机在AO上的投影分辨率为1024像素，观众观看位置为P(3,6)点。求当N点为256像素时的颜色。

设O点为原点，由A(0,4)，P(3,6)可以得到PB直线方程为：-2x+3y-12＝0

线段 $P0=3\sqrt{5}$

$PB=P0=3\sqrt{5},$ 解方程组： $\left\{\begin{array}{c}{(B_x-3)}^2+{(B_y-6)}^2=45\\ -2B_x+{3B}_y-12=0\end{array}\right.$

得到B点坐标近似为(-2.58，2.278)

则BO直线方程近似为2.278x+2.58y＝0；

由于AO方向分辨率为1024像素，N点为256像素，则N点的坐标为(0,3)，

PN直线方程为x-y+3＝0；

解方程组 $\left\{\begin{array}{c}2.278x+2.58y=0\\ x-y+3=0\end{array}\right.$ 可得到BO和PN的交点M坐标为(-1.5932,1.407)

线段BO的长度为3.4417；线段MO的长度为1.986；归一化后，则M点像素取值为433.03，则其像素颜色取值为 $\begin{array}{c}{R}_{433}\\ G_{433}\\ B_{433}\end{array}*0.97+\begin{array}{c}{R}_{434}\\ G_{434}\\ B_{434}\end{array}*0.03$

以此方法，可以计算得出AO线段上所有的像素颜色值，进一步，遍历所有环幕上的点即可得到在P点上观看环幕影片应在银幕AO上的投影图像。由此完成对图像畸变的修正工作。

在环幕影院或者类似的场景中，应用本方法对环幕影片进行处理，可以更好地向观众展示环幕影片想要表现的内容。如果没有本方法的支持，影片的画面会是这样的，其中在上空部分正常的情况下，人物明显受到了挤压。

综上所述，本发明提出的环幕影院放映中修正图像畸变的方法，可消除在观众在处于非垂直方向中点处，观看环幕电影时造成的畸变。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (2)

1.一种环幕影院放映中修正图像畸变的方法，其特征在于，包括如下步骤：

银幕纵向剖面设为AO，点A在点O的上方，观众所处位置设为P，银幕将笼罩观众全部视野；

连接PO，连接PA并沿PA方向做延长线，直至B点，使得PB＝PO；

连接BO，此时，BO即为观众的视觉平面，在BO平面上放映的环幕电影，观众将不会感受到图像有畸变；

如果在银幕AO上放映的画面在P点的观众可以观察到的内容，等同于在BO上放映的画面在P点的观众可以观察到的内容，则在P点的观众，不会感受到图像有畸变；

将BO上的环幕电影图像映射到AO上；当遍历AO上所有点的颜色后，就能在银幕AO上显示完整的图像；

对于数字化的图像，AO上可显示的像素为有限个，在这种情况下，问题简化为，假设N点为银幕AO上的一点，求N点应该显示的颜色；其方法为：连接PN，并延长PN直至和BO相交得到点M，点M的颜色即为点N的颜色；

当BO也为数字化图像的情况下，M点有可能不能对应到一个离散的像素，则去相邻的像素进行线性插值得到；由此完成对图像畸变的修正工作。

2.根据权利要求1所述的环幕影院放映中修正图像畸变的方法，其特征在于：

银幕高度AO为已知高度4m，影片在高度上的分辨率为1024像素，投影机在AO上的投影分辨率为1024像素，观众观看位置为P点，坐标为(3,6)；求当N点为256像素时的颜色；

设O点为原点，由A(0,4)，P(3,6)可以得到PB直线方程为：-2x+3y-12＝0

线段

解方程组：

得到B点坐标近似为(-2.58，2.278)；

则BO直线方程近似为2.278x+2.58y＝0；

由于AO方向分辨率为1024像素，N点为256像素，则N点的坐标为(0,3)；

PN直线方程为x-y+3＝0；

解方程组可得到BO和PN的交点M坐标为(-1.5932,1.407)；

线段BO的长度为3.4417；线段MO的长度为1.986；归一化后，则M点像素取值为433.03，则其像素颜色取值为

以此方法，计算得出AO线段上所有的像素颜色值，进一步，遍历所有环幕上的点即可得到在P点上观看环幕影片应在银幕AO上的投影图像；由此完成对图像畸变的修正工作。