CN107592514A - 一种全景投影系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全景投影系统及方法。该系统包括投影房、图像获取装置、控制设备以及投影仪组。投影房用于提供投影空间；图像获取装置用于获取全景图像/视频，并将全景图像/视频的矩形展开全景图映射至全景球面上，并使得全景球面外切于投影房的几何模型；控制设备用于建立一个虚拟摄像机且虚拟摄像机位于投影房的几何模型的几何中心，控制虚拟摄像机拍摄投影房的几何模型各个面的画面；投影仪组位于投影房的内部或者外部，用于将虚拟摄像机拍摄投影房的几何模型各个面的画面投影到投影房中对应的各个面上。本发明提供的一种全景投影系统及方法可将全景图像全景投影到被投影物上，用户在被投影物中观看投影时，增加了用户身临其境的感受。

Description

一种全景投影系统及方法

技术领域

本发明涉及全景领域，尤其涉及一种全景投影系统及方法。

背景技术

全景投影是使用多台投影设备(如普通投影仪,激光投影仪等)将全景图像或三维场景(如第一人称游戏场景)投影到被投影物上(如房间的六面墙壁)，被投影物一般来说是个封闭的空间。

一般来说，全景投影是全景图像或三维场景的一种观看方式，目前全景观看方式主要有两种：一种是用普通屏幕观看全景，如PC，手机观看全景，这种观看全景的方式弊端是由于手机和PC的屏幕尺寸限制，全景观看没有沉浸感；另一种观看方式是使用VR眼镜，这种观看全景的方式弊端是观看前准备操作繁琐(需要调整瞳距，近视度数等)，无法多人同时观看，多个观看者无法就同一全景图像进行讨论。

发明内容

本发明实施例提供了一种全景投影系统及方法，可以将全景图像全景投影到被投影物上，用户在被投影物中观看投影时，增加了用户身临其境的感受，可广泛应用于VR看房、虚拟体验房间以及虚拟看房等领域。

本发明实施例第一方面公开了一种全景投影系统，包括投影房、图像获取装置、控制设备以及投影仪组。

投影房用于提供投影空间；图像获取装置用于获取全景图像/视频，并将全景图像/视频的矩形展开全景图映射至全景球面上，并使得全景球面外切于投影房的几何模型；控制设备用于建立一个虚拟摄像机且虚拟摄像机位于投影房的几何中心，控制虚拟摄像机拍摄投影房的几何模型各个面的画面；投影仪组位于投影房的内部或者外部，用于将虚拟摄像机拍摄投影房的几何模型各个面的画面投影到投影房中对应的各个面上。

优选的，控制设备还用于控制所述虚拟摄像机朝向所述投影房的几何模型各个面的中心，且所述虚拟摄像机拍摄到各个面的顶点，并依据虚拟摄像机到各个顶点的距离形成各个四椎体，得到所述虚拟摄像机到所述投影房的几何模型各个面的垂直视场角。

优选的，投影仪组由M个投影仪组成，M≥1且M为自然数，且所述投影仪组的投影方式包括内投影和外投影。

优选的，投影房为立方体、长方体或者是球体，又或者几何中心对称或轴对称的形状。

优选的，图像获取装置为全景相机或者具有拍摄全景图像/视频的手机、电脑或其他电子设备。

优选的，系统还包括音箱设备，所述音箱设备用于同步播放所述全景视频中的全景音效。

本发明实施例中，提供了一种全景投影系统，可以将全景图像全景投影到被投影物上，用户在被投影物中观看投影时，增加了用户身临其境的感受，可广泛应用于VR看房、虚拟体验房间以及虚拟看房等领域。

本发明实施例第二方面公开了一种全景投影方法，包括：

构建一个投影房的几何模型；

获取全景图像/视频，并将所述全景图像/视频的矩形展开全景图映射至全景球面上，并使得所述全景球面外切于所述投影房的几何模型；

建立一个虚拟摄像机且所述虚拟摄像机位于所述投影房的几何中心，控制所述虚拟摄像机拍摄所述投影房的几何模型各个面的画面；

将所述虚拟摄像机拍摄所述投影房的几何模型各个面的画面投影到所述投影房中对应的各个面上。

优选的，虚拟摄像机拍摄投影房各个面的画面的方法还包括：

控制所述虚拟摄像机朝向所述投影房的几何模型各个面的中心，且所述虚拟摄像机拍摄到各个面的顶点，并依据虚拟摄像机到各个顶点的距离形成各个四椎体，得到所述虚拟摄像机到所述投影房的几何模型各个面的垂直视场角。

优选的，投影房的几何模型为立方体、长方体或者是球体，又或者几何中心对称或轴对称的形状。

优选的，投影方式包括内投影和外投影。

本发明实施例中，提供了一种全景投影方法，可以将全景图像全景投影到被投影物上，用户在被投影物中观看投影时，增加了用户身临其境的感受，可广泛应用于VR看房、虚拟体验房间以及虚拟看房等领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例公开的一种全景投影系统一实施方式的结构图；

图2是本发明实施例公开的一种全景投影系统一实施方式的具体细化结构图；

图3是本发明实施例公开的全景矩形展开图与全景球面一实施方式的示例图；

图4是本发明实施例公开的全景球面外切于所述投影房几何模型一实施方式的示例图；

图5是本发明实施例公开的所述投影房的几何模型一实施方式的示例图；

图6是本发明实施例公开的虚拟摄像机拍摄投影房几何模型六个面的画面一实施方式的示例图；

图7是本发明实施例公开的一种全景投影方法一实施方式的流程图。

主要元件符号说明

图像获取装置	10
		控制设备	20
投影仪组	30
		投影房	40

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或系统没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或系统固有的其它步骤或单元。

本发明实施例提供了一种全景投影系统及方法，可以将全景图像全景投影到被投影物上，用户在被投影物中观看投影时，增加了用户身临其境的感受，可广泛应用于VR看房、虚拟体验房间以及虚拟看房等领域。

请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种全景投影系统一实施方式的结构图。如图1所示，本发明实施例公开的一种全景投影系统包括图像获取装置10、控制设备20、投影仪组30以及投影房40。

在本实施方式中，投影房40用于提供投影空间，投影房40可以为立方体、长方体或者是球体，又或者几何中心对称或轴对称的形状。

图像获取装置10用于获取全景图像/视频，并将全景图像/视频的矩形展开全景图映射至全景球面上，并使得全景球面外切于投影房40的几何模型，图像获取装置10可以为全景相机或者具有拍摄全景图像/视频的手机、电脑或其他电子设备，其中，投影房40的几何模型是按照投影房40的长宽高等相关几何参数相对应而设计出来的几何模型。

控制设备20用于建立一个虚拟摄像机且虚拟摄像机位于投影房40的几何中心，控制虚拟摄像机拍摄投影房40各个面的画面。

投影仪组30位于投影房40的内部或者外部，用于将虚拟摄像机拍摄投影房的几何模型各个面的画面投影到投影房40中，投影仪组30的投影方式包括内投影和外投影。

经过本发明上述装置设备的处理之后，将获取的全景图像或者视频通过虚拟摄像机拍摄投影房的几何模型各个面的画面，投影仪组30在利用拍摄到的画面将全景图像或者视频的各个方向的画面投影到投影房40对应的各个面上去，这样就实现了全景投影的目的，且当用户在被投影物中观看投影时，增加了用户身临其境的感受。

本实施例提供了的一种全景投影系统可以将全景图像全景投影到被投影物上，用户在被投影物中观看投影时，增加了用户身临其境的感受，可广泛应用于VR看房、虚拟体验房间以及虚拟看房等领域。

参阅图2，图2是本发明实施例公开的一种全景投影系统一实施方式的具体细化结构图。其中，图2所示的全景投影系统是在图1所示全景投影系统的基础上进一步优化得到的。如图2所示，本发明实施例公开的一种全景投影系统包括图像获取装置10、控制设备20、投影仪组30以及投影房40，投影仪组30包括M个投影仪，M≥1且M为自然数。

在本实施方式中，投影房40用于提供投影空间，投影房40可以为长方体，或者是球体，又或者几何中心对称或轴对称的形状。

图像获取装置10用于获取全景图像/视频，并将全景图像/视频的矩形展开全景图映射至全景球面上，并使得全景球面外切于投影房40的几何模型，图像获取装置10可以为全景相机或者具有拍摄全景图像/视频的手机、电脑或其他电子设备，其中，投影房40的几何模型是按照投影房40的长宽高等相关几何参数相对应而设计出来的几何模型。

控制设备20用于建立一个虚拟摄像机且虚拟摄像机位于投影房40的几何中心，控制虚拟摄像机拍摄投影房40的几何模型各个面的画面。

投影仪组30位于投影房40的内部或者外部，用于将虚拟摄像机拍摄投影房各个面的画面投影到投影房40对应的各个面上，投影仪组30的投影方式包括内投影和外投影。

此外，控制设备20还用于控制所述虚拟摄像机朝向所述投影房的几何模型各个面的中心，且所述虚拟摄像机拍摄到各个面的顶点，并依据虚拟摄像机到各个顶点的距离形成各个四椎体，得到所述虚拟摄像机到所述投影房的几何模型各个面的垂直视场角。

在本实施方式中，全景投影系统还包括音箱设备（图中未画出），音箱设备用于同步播放所述全景视频中的全景音效。

为了进一步说明本发明公开的全景投影系统是如何进行全景投影的，现举例具体进行说明，为了说明清楚，请参阅图2、图3、图4以及图5。

具体来说，图3是本发明实施例公开的全景矩形展开图与全景球面一实施方式的示例图，图4是本发明实施例公开的全景球面外切于所述投影房一实施方式的示例图，图5是本发明实施例公开的所述投影房的几何模型一实施方式的示例图，图6是本发明实施例公开的虚拟摄像机拍摄投影房六个面的画面一实施方式的示例图。

其中，图3包括图3.A和图3.B，图6包括图6.A、6.B、6.C、6.D、6.E以及6.F。

首先，投影房40用于提供投影空间，此种示例的投影空间为长方体，如图5所示，投影房的几何模型为长方体，长宽高分别为a、b、c。

图像获取装置10用于获取全景图像/视频，并将全景图像/视频的矩形展开全景图映射至全景球面上，并使得全景球面外切于投影房40的几何模型，具体可参阅图3和图4，其中：图3.A表示全景图像的矩形展开图，图3.B为全景图像的矩形展开图投影到全景球面的图形，且图3.A与图3.B均采用地球的外观图像进行描述；图4表示全景球面外切于所述投影房的示例图，一般而言，使得全景球面外切于所述投影房是为了让投影完全和清晰。

控制设备20用于建立一个虚拟摄像机且虚拟摄像机位于投影房40的几何中心，控制虚拟摄像机拍摄投影房40（正方体）六个面的画面，其中，最佳的全景投影观看点在投影房40的正中心，且虚拟摄像机的位置应在全景球面的球心，摄像机朝向一个墙壁的中心，摄像机的视锥体与墙壁矩形相切，如图5所示，可以计算出摄像机到投影房的几何模型的底部的垂直视场角为2arctan(b/a)。

具体而言，请参阅图6，6.A、6.B、6.C以及6.D表示的摄像机拍摄的投影房40的四个墙壁的全景画面，6.E表示的是摄像机拍摄的投影房40的底部的全景画面，6.F表示的是摄像机拍摄的投影房40的顶部的全景画面。

虚拟摄像机拍摄完投影房40的六个面的全景图像或者视频后，隐藏投影房40的模型，投影仪组30包括6个短焦投影仪，这6个短焦投影仪将摄像机拍摄的投影房40的6个面的全景画面投影到投影房40对应的6个面上了，这样就完成了一个正方体投影房40的全景投影过程。

值得一提的是，本发明实施例公布的全景图像包括但不限于图3所述的球面矩形全景图像，且全景投影的内容不限于全景图像，也可以是有三维软件(如3ds max, Maya等)制作的三维场景，本实施例公布的投影房40包括但不限于规则的立方体房间，也可以是不规则的房间，幕布等。

通过本发明实施例可知，本发明实施例提供了的一种全景投影系统可以将全景图像全景投影到被投影物上，用户在被投影物中观看投影时，增加了用户身临其境的感受，可广泛应用于VR看房、虚拟体验房间以及虚拟看房等领域。

请参阅图7，图7是本发明实施例公开的一种全景投影方法一实施方式的流程图。本实施方法流程是基于图1或者图2的全景投影系统下实现的，具体流程如下：

步骤S700，构建一个投影房的几何模型，其中，投影房的几何模型为长方体，或者是球体，又或者几何中心对称或轴对称的形状；

步骤S702，获取全景图像/视频，并将所述全景图像/视频的矩形展开全景图映射至全景球面上，并使得所述全景球面外切于所述投影房的几何模型；

步骤S704，建立一个虚拟摄像机且所述虚拟摄像机位于所述投影房的几何中心，控制所述虚拟摄像机拍摄所述投影房的几何模型各个面的画面；

步骤S706，将所述虚拟摄像机拍摄所述投影房的几何模型各个面的画面投影到所述投影房对应的各个面上，投影方式包括内投影和外投影。

另外，控制所述虚拟摄像机拍摄所述投影房各个面的画面具体操作如下：控制所述虚拟摄像机朝向所述投影房的几何模型各个面的中心，且所述虚拟摄像机的视锥体与所述投影房的几何模型各个面相切，得到所述虚拟摄像机到投影房的几何模型各个面的垂直视场角。

通过本发明实施例可知，本发明实施例提供了的一种全景投影方法可以将全景图像全景投影到被投影物上，用户在被投影物中观看投影时，增加了用户身临其境的感受，可广泛应用于VR看房、虚拟体验房间以及虚拟看房等领域。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上上述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种全景投影系统，其特征在于，所述系统包括投影房、图像获取装置、控制设备以及投影仪组，其中：

所述投影房，用于提供投影空间；

所述图像获取装置，用于获取全景图像/视频，并将所述全景图像/视频的矩形展开全景图映射至全景球面上，并使得所述全景球面外切于所述投影房的几何模型；

所述控制设备，用于建立一个虚拟摄像机且所述虚拟摄像机位于所述投影房的几何模型的几何中心，控制所述虚拟摄像机拍摄所述投影房的几何模型各个面的画面；

所述投影仪组，位于所述投影房的内部或者外部，用于将所述虚拟摄像机拍摄所述投影房的几何模型各个面的画面投影到所述投影房中对应的各个面上。

2.根据权利要求1所述的全景投影系统，其特征在于，所述控制设备还用于控制所述虚拟摄像机朝向所述投影房的几何模型各个面的中心，且所述虚拟摄像机拍摄到各个面的顶点，并依据虚拟摄像机到各个顶点的距离形成各个四椎体，得到所述虚拟摄像机到所述投影房的几何模型各个面的垂直视场角。

3.根据权利要求2所述的全景投影系统，其特征在于，所述投影仪组由M个投影仪组成，M≥1且M为自然数，且所述投影仪组的投影方式包括内投影和外投影。

4.根据权利要求2所述的全景投影系统，其特征在于，所述投影房为立方体、长方体或者是球体，又或者几何中心对称或轴对称的形状。

5.根据权利要求2所述的全景投影系统，其特征在于，所述图像获取装置为全景相机或者具有拍摄全景图像/视频的手机、电脑或其他电子设备。

6.根据权利要求1-5任一项所述的全景投影系统，其特征在于，所述系统还包括音箱设备，所述音箱设备用于同步播放所述全景视频中的全景音效。

7.一种全景投影方法，其特征在于，所述方法包括：

构建一个投影房的几何模型；

获取全景图像/视频，并将所述全景图像/视频的矩形展开全景图映射至全景球面上，并使得所述全景球面外切于所述投影房的几何模型；

建立一个虚拟摄像机且所述虚拟摄像机位于所述投影房的几何模型的几何中心，控制所述虚拟摄像机拍摄所述投影房的几何模型各个面的画面；

将所述虚拟摄像机拍摄所述投影房的几何模型各个面的画面投影到所述投影房中对应的各个面上。

8.根据权利要求7所述的全景音投影方法，其特征在于，控制所述虚拟摄像机拍摄所述投影房各个面的画面的方法包括：

控制所述虚拟摄像机朝向所述投影房的几何模型各个面的中心，且所述虚拟摄像机拍摄到各个面的顶点，并依据虚拟摄像机到各个顶点的距离形成各个四椎体，得到所述虚拟摄像机到所述投影房的几何模型各个面的垂直视场角。

9.根据权利要求8所述的全景音投影方法，其特征在于，所述投影房的几何模型为立方体、长方体或者是球体，又或者几何中心对称或轴对称的形状。

10.根据权利要求8所述的全景音投影方法，其特征在于，投影方式包括内投影和外投影。