CN109819226A - 在凸面体上投影的方法、投影设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在凸面体上投影的方法、投影设备及计算机可读存储介质。方法包括：获取被投影凸面体表面各顶点在物体坐标系中的坐标值；通过摄像装置将凸面体投影到二维透视投影图像中；在二维透视投影图像中查找出凸面体表面的各顶点，获取各顶点在世界坐标系中的图像坐标值；根据各顶点的图像坐标值，对二维透视投影图像进行三角剖分，得到三角形顶点序列；根据各顶点在物体坐标系中的坐标值和三角形顶点序列，建立凸面体的三维模型；获取三角形顶点序列中各顶点在视平面坐标系中的屏幕坐标值，对三维模型进行纹理渲染；将纹理渲染后的三维模型投影到凸面体的表面。本发明可以使投影图像与被投影凸面体的表面尺寸保持一致，增强人们的视觉体验。

Description

在凸面体上投影的方法、投影设备及计算机可读存储介质

技术领域

本发明属于投影技术领域，尤其涉及一种在凸面体上投影的方法、投影设备及计算机可读存储介质。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对大屏幕电视的需求越来越多，促进了投影设备的发展，使得投影设备也逐步进入到人们的生活当中、投影设备能够实现比液晶电视更大的屏幕尺寸，带来更为震撼的多媒体娱乐享受。

当前投影设备大多还只能在墙面或者二维的幕布上进行投影，投影设备射出的投影图像一般是二维的矩形区域，如果在一些特殊的三维物体表面，如：球面或者立方体表面投影，则会使得投影图像产生严重的变形，且投影图像会溢出被投影物体表面。然而，在诸如球形、展厅的立柱等凸面体上覆盖投影图像，以在产品宣传、大型展会等很多领域都有现实的使用需求，因此，如何提高投影设备在凸面体上进行投影显示的效果已经成为投影技术领域亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种在凸面体上投影的方法、投影设备及计算机可读存储介质，以解决现有技术中投影设备如果在一些特殊的三维物体表面，如：球面或者立方体表面投影，则会使得投影图像产生严重的变形，且投影图像会溢出被投影物体表面的问题。

本发明的第一方面提供了一种在凸面体上投影的方法，包括：

获取被投影凸面体表面各个顶点在物体坐标系中的坐标值，所述物体坐标系为以所述被投影凸面体的质点为原点建立的坐标系；

通过投影设备上的摄像装置将所述被投影凸面体投影到所述投影设备的视平面上，获取所述被投影凸面体的二维透视投影图像；

在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值；所述世界坐标系为以所述投影设备的投影透镜中心为原点建立的坐标系；

根据所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值，对所述二维透视投影图像进行三角剖分，得到三角形顶点序列；

根据所述各个顶点在所述物体坐标系中的坐标值和所述三角形顶点序列，建立所述被投影凸面体的三维模型；

获取所述三角形顶点序列中各个顶点在视平面坐标系中的屏幕坐标值，根据所述屏幕坐标值对所述被投影凸面体的三维模型进行纹理渲染，所述视平面坐标系为以所述投影设备的视平面的中心为原点建立的坐标系；

根据所述投影设备与所述被投影凸面体的位置关系，将纹理渲染后的所述被投影凸面体的三维模型投影到所述被投影凸面体的表面。

本发明的第二方面提供了一种投影设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取被投影凸面体表面各个顶点在物体坐标系中的坐标值，所述物体坐标系为以所述被投影凸面体的质点为原点建立的坐标系；

通过投影设备上的摄像装置将所述被投影凸面体投影到所述投影设备的视平面上，获取所述被投影凸面体的二维透视投影图像；

在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值；所述世界坐标系为以所述投影设备的投影透镜中心为原点建立的坐标系；

根据所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值，对所述二维透视投影图像进行三角剖分，得到三角形顶点序列；

根据所述各个顶点在所述物体坐标系中的坐标值和所述三角形顶点序列，建立所述被投影凸面体的三维模型；

获取所述三角形顶点序列中各个顶点在视平面坐标系中的屏幕坐标值，根据所述屏幕坐标值对所述被投影凸面体的三维模型进行纹理渲染，所述视平面坐标系为以所述投影设备的视平面的中心为原点建立的坐标系；

根据所述投影设备与所述被投影凸面体的位置关系，将纹理渲染后的所述被投影凸面体的三维模型投影到所述被投影凸面体的表面。

本发明的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述方法的步骤。

本发明的有益效果是：

本发明实施例由于首先在投影设备内部构造一个与被投影凸面体相同的三维模型，然后通过透视变换获得所述三维模型的透视效果图，将需要显示的图像作为纹理覆盖在所述三维模型的透视可见区域，再通过投影设备将其投射到真实的被投影图面体上去，从而可以实现投影设备在三维凸面体上的投影，并且可以使投影图像与所述被投影凸面体的表面尺寸保持一致，增强了人们的视觉体验效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的投影设备在使用时的拓扑图；

图2是本发明实施例提供的在凸面体上投影的方法的实现流程示意图；

图3（a）是在三角形链表中插入一个散点P后的示意图；

图3（b）是在三角链表中查找到外接圆包含插入点P的影响三角形的示意图；

图3（c）是在三角链表中删除两个影响三角形的公共边后的示意图；

图3（d）是在三角链表中插入经分裂后的新的三角形的示意图。

图4是本发明实施例提供的投影设备的示意性框图；

图5是本发明另一实施例提供的投影设备的示意性框图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1是本发明实施例提供的投影设备在使用时的拓扑图。为了便于说明仅仅示出了与本实施例相关的部分。

参见图1所示，该拓扑图包括投影设备和被投影凸面体，所述投影设备可以将自身播放的视频图像投影显示在所述被投影凸面体上。其中，所述投影设备上设置有摄像装置。其中，所述投影设备包括但不限于投影电视。

基于图1所示的拓扑图，以下结合具体的实施例对本发明实施例提供的投影设备自动对焦方法进行详细阐述：

图2示出了本发明实施例提供的在凸面体上投影的方法的实现流程，在图 2所示实施例中，流程的执行主体为图1中的投影设备。该方法的实现流程详述如下：

步骤S201，获取被投影凸面体表面各个顶点在物体坐标系中的坐标值。

在本实施例中，所述凸面体是指任意两点所连的开线段都在它内部的几何体，包括但不限于球形凸面体和立方体物体。例如：所述被投影凸面体可以为某展厅内的立柱。

在本实施例中，所述物体坐标系为以所述被投影凸面体的质点为原点建立的坐标系，所述物体坐标系的x轴、y轴、z轴的方向分别与世界坐标系的x 轴、y轴、z轴的方向平行。

在本实施例中，首先建立所述物体坐标系，然后对所述被投影凸面体的表面用等间距矩形网格划分，在将每个矩形切分成两个三角形，使得每个三角形位于一个相同的2D平面内(三个点决定一个面)，这样三维被投影凸面体即可近似成由无数个三角形拼接而成，所述被投影凸面体上顶点的数量由其包含的三角形的顶点数量决定。在确定了所述被投影凸面体表面上的顶点数量后，通过测量的方式获取各个顶点在所述物体坐标系中的坐标值，得到各个顶点在所述物体坐标系中的相对位置关系。

步骤S202，通过投影设备上的摄像装置将所述被投影凸面体投影到所述投影设备的视平面上，获取所述被投影凸面体的二维透视投影图像。

在本实施例中，所述投影设备通过摄像装置拍摄得到所述被投影凸面体的二维图像，并将拍摄到的图像投影到所述摄影设备的视平面上得到所述被投影凸面体的二维透视图像。

步骤S203，在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值。

在本实施例中，所述世界坐标系为以所述投影设备的投影透镜中心为原点建立的坐标系。所述世界坐标系为以所述投影设备的投影透镜中心为原点建立的坐标系，所述世界坐标系的x轴指向投影设备屏幕的右方，y轴指向投影设备屏幕的上方，z轴指向投影设备屏幕外(右手坐标系)。

优选的，在一具体实现示例中，步骤S203具体包括：

调用图像处理软件在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体的各个顶点，并获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值。

在本实施例中，所述图像处理软件包括但不限于photoshop等图像处理软件。所述投影设备可通过调用photoshop等图像处理软件查找出所述二维透视投影图像中所述被投影凸面体的各个顶点，然后提示用户依次将所述图像处理软件中的鼠标移动到所述各个顶点附近，以查看所述各个顶点在所述世界坐标系中的图像坐标值；最后，接收并存储用户输入的所述各个顶点在所述世界坐标系中的图像坐标值。

优选的，在另一具体实现示例中，步骤S203具体包括：

查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，并获取所述各个顶点的在所述世界坐标系中的图像坐标值；

对查找出的所述被投影凸面体表面的各个顶点进行归类和筛选，滤除查找到的所述各个顶点中的虚假顶点，记录剩余各个实际顶点在所述世界坐标系中的图像坐标值。

优选的，在本实施例中，通过HOG方向梯度直方图特征算法查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，并获取所述各个顶点的在所述世界坐标系中的图像坐标值。进一步的，通过HOG算法得到的顶点数量可能会大于实际的顶点数，即里面可能存在虚假顶点，因此需要对顶点做归类和筛选，最终得到实际顶点的图像坐标值。优选的，在本实施例中，通过K-MEANS聚类算法来对对查找出的所述被投影凸面体表面的各个顶点进行归类和筛选，得到最终实际顶点的图像坐标值。

步骤S204，根据所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值，对所述二维透视投影图像进行三角剖分，得到三角形顶点序列。

优选的，在本实施例中，步骤S204具体包括：

根据离散点的最大分布求得随机一个超级三角形，所述超级三角形包含所述各个顶点中的所有点，将所述超级三角形放入三角形链表中；

将所述各个顶点依次插入，在所述三角形链表中找出其外接圆包含插入点的影响三角形，删除所述影响三角形的公共边，将插入点同所述影响三角形的全部顶点连接起来，从而完成一个点在所述三角形链表中的插入；

根据优化准则对局部新形成的三角形进行优化，将形成的三角形放入所述三角形链表；

循环执行上述第二个步骤，直到所有散点插入完毕。其中，所述三角形链表中包含的各个三角形的顶点即构成所述三角形顶点序列。

在本实施例中，所述根据离散点的最大分布求得随机一个超级三角形具体包括在所有顶点组成的点集的边缘选取三个点构成一个三角形，使其能够包含所有点。

在本实施例中，在对所述二维透视投影图像进行三角剖分时，依次将所述点集中的点插入所述三角形链表中(参见图3（a）示出了一具体实现示例中插入新结点后的三角形链表的示意图)，在所述三角形链表中查找出其外接圆包括该插入点的三角形(也称影响三角形)。参见图3（b）所示，在本实施例中，至少有两个外接圆同时包含此插入点，并且这至少两个外接圆所对应的两个影响三角形存在一个公共边AB，此时需要在三角形链表中删掉这两个影响三角形的公共边AB，使得顶点p位于ABCD四边形内(参见图3（c）所示)，然后分别将插入点 P同ABCD四边形的四个顶点连接起来，完成三角形的一次分裂(分裂后形成的三角形示意图如图3（d）所示)，然后将分裂后的三角形放入到三角形链表中。

步骤S205，根据所述各个顶点在所述物体坐标系中的坐标值和所述三角形顶点序列，建立所述被投影凸面体的三维模型。

在本实施例中，在建立所述被投影凸面体的三维模型后，调整所述三维模型在所述投影设备内部的观察角度和距离，使之与所述投影设备和所述被投影凸面体之间的角度和距离保持一致。

步骤S206，获取所述三角形顶点序列中各个顶点在视平面坐标系中的屏幕坐标值，根据所述屏幕坐标值对所述被投影凸面体的三维模型进行纹理渲染。

其中，所述视平面坐标系为以所述投影设备的视平面的中心为原点建立的坐标系。所述视平面坐标系的x轴指向所述视平面的右方，所述视平面坐标系的y轴指向所述视平面的上方。

优选的，在本实施例中，步骤S206具体包括：

以所述二维透视投影图像的左上角为坐标原点，遍历所述三角形顶点序列中的各个顶点，确定所述各个顶点在所述视平面坐标系中的屏幕坐标值；

以所述二维投影图像的分辨率为最大值，对所述各个顶点的屏幕坐标值进行归一化处理，构成二维点集序列；

将图像纹理根据所述二维点集序列中的顶点信息覆盖在所述被投影凸面体的三维模型表面。

在本实施例中，所述投影设备可调用采用opengl渲染工具将图像纹理根据所述二维点集序列中的顶点信息覆盖在所述被投影凸面体的三维模型表面。

步骤S207，根据所述投影设备与所述被投影凸面体的位置关系，将纹理渲染后的所述被投影凸面体的三维模型投影到所述被投影凸面体的表面。

在本实施例中，所述投影设备通过光路将上述经纹理渲染后的所述被投影凸面体模型按照所述投影设备和所述被投影凸面体的实际文职关系投影到真实的所述被投影凸面体表面，这样便可以形成与所述被投影凸面体表面尺寸一致的投影图像，增强人们的视觉体验效果。

以上可以看出，本实施例提供的在凸面体上投影的方法由于首先在投射设备内部构造一个与被投影凸面体相同的三维模型，然后通过透视变换获得所述三维模型的透视效果图，将需要显示的图像作为纹理覆盖在所述三维模型的透视可见区域，再通过投影设备将其投射到真实的被投影图面体上去，从而可以实现投影设备在三维凸面体上的投影，并且可以使投影图像与所述被投影凸面体的表面尺寸保持一致，增强了人们的视觉体验效果。

图4是本发明实施例提供的一种投影设备的示意性框图。为了便于说明仅仅示出了与本实施例相关的部分。

参见图4所示，本实施例提供的一种投影设备4包括：

物体坐标值获取单元41，用于获取被投影凸面体表面各个顶点在物体坐标系中的坐标值，所述物体坐标系为以所述被投影凸面体的质点为原点建立的坐标系；

二维透视转换单元42，用于通过投影设备上的摄像装置将所述被投影凸面体投影到所述投影设备的视平面上，获取所述被投影凸面体的二维透视投影图像；

图像坐标值获取单元43，用于在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值；所述世界坐标系为以所述投影设备的投影透镜中心为原点建立的坐标系；

三角剖分单元44，用于根据所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值，对所述二维透视投影图像进行三角剖分，得到三角形顶点序列；

三维模型建立单元45，用于根据所述各个顶点在所述物体坐标系中的坐标值和所述三角形顶点序列，建立所述被投影凸面体的三维模型；

纹理渲染单元46，用于获取所述三角形顶点序列中各个顶点在视平面坐标系中的屏幕坐标值，根据所述屏幕坐标值对所述被投影凸面体的三维模型进行纹理渲染，所述视平面坐标系为以所述投影设备的视平面的中心为原点建立的坐标系；

投影单元47，用于根据所述投影设备与所述被投影凸面体的位置关系，将纹理渲染后的所述被投影凸面体的三维模型投影到所述被投影凸面体的表面。

可选的，所述图像坐标值获取单元43具体用于：

通过图像处理软件在所述二维投影图像中查找出所述被投影凸面体的各个顶点，并获取所述各个顶点在所述世界坐标系中的图像坐标值；或者，

查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，并获取所述各个顶点的在所述世界坐标系中的图像坐标值；

对查找出的所述被投影凸面体表面的各个顶点进行归类和筛选，滤除查找到的所述各个顶点中的虚假顶点，记录剩余各个实际顶点在所述世界坐标系中的图像坐标值。

可选的，所述三角剖分单元44具体用于：

根据离散点的最大分布求得随机一个超级三角形，所述超级三角形包含所述各个顶点中的所有点，将所述超级三角形放入三角形链表中；

将所述各个顶点依次插入，在所述三角形链表中找出其外接圆包含插入点的影响三角形，删除所述影响三角形的公共边，将插入点同所述影响三角形的全部顶点连接起来，从而完成一个点在所述三角形链表中的插入；

根据优化准则对局部新形成的三角形进行优化，将形成的三角形放入所述三角形链表；

循环执行上述第二个步骤，直到所有散点插入完毕。

可选的，所述纹理渲染单元46具体用于：

以所述二维透视投影图像的左上角为坐标原点，遍历所述三角形顶点序列中的各个顶点，确定所述各个顶点在所述视平面坐标系中的屏幕坐标值；

以所述二维投影图像的分辨率为最大值，对所述各个顶点的屏幕坐标值进行归一化处理，构成二维点集序列；

将图像纹理根据所述二维点集序列中的顶点信息覆盖在所述被投影凸面体的三维模型表面。

需要说明的是，本发明实施例提供的上述投影设备的各个单元，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

因此，可以看出，本实施例提供的投影设备同样可以实现在三维凸面体上的投影，并且可以使投影图像与所述被投影凸面体的表面尺寸保持一致，增强了人们的视觉体验效果。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

图5是本发明一实施例提供的投影设备的示意图。如图5所示，该实施例的投影设备包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52。所述处理器50执行所述计算机程序52 时实现上述各个方法实施例中的步骤，例如图2所示的步骤201至207。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图4所示模块41至47的功能。

示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在所述投影设备中的执行过程。例如，所述计算机程序52可以被分割成物体坐标值获取单元41、二维透视转换单元42、图像坐标值获取单元43、三角剖分单元44、三维模型建立单元45、纹理渲染单元46以及投影单元47，各单元具体功能如下：

物体坐标值获取单元41，用于获取被投影凸面体表面各个顶点在物体坐标系中的坐标值，所述物体坐标系为以所述被投影凸面体的质点为原点建立的坐标系；

二维透视转换单元42，用于通过投影设备上的摄像装置将所述被投影凸面体投影到所述投影设备的视平面上，获取所述被投影凸面体的二维透视投影图像；

图像坐标值获取单元43，用于在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值；所述世界坐标系为以所述投影设备的投影透镜中心为原点建立的坐标系；

三角剖分单元44，用于根据所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值，对所述二维透视投影图像进行三角剖分，得到三角形顶点序列；

三维模型建立单元45，用于根据所述各个顶点在所述物体坐标系中的坐标值和所述三角形顶点序列，建立所述被投影凸面体的三维模型；

纹理渲染单元46，用于获取所述三角形顶点序列中各个顶点在视平面坐标系中的屏幕坐标值，根据所述屏幕坐标值对所述被投影凸面体的三维模型进行纹理渲染，所述视平面坐标系为以所述投影设备的视平面的中心为原点建立的坐标系；

投影单元47，用于根据所述投影设备与所述被投影凸面体的位置关系，将纹理渲染后的所述被投影凸面体的三维模型投影到所述被投影凸面体的表面。

所述投影设备5可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是投影设备的示例，并不构成对投影设备5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器51可以是所述投影设备的内部存储单元，例如投影设备的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述投影设备的外部存储设备，例如所述投影设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字 (Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述投影设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

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或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种在凸面体上投影的方法，其特征在于，包括：

获取被投影凸面体表面各个顶点在物体坐标系中的坐标值，所述物体坐标系为以所述被投影凸面体的质点为原点建立的坐标系；

通过投影设备上的摄像装置将所述被投影凸面体投影到所述投影设备的视平面上，获取所述被投影凸面体的二维透视投影图像；

在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值；所述世界坐标系为以所述投影设备的投影透镜中心为原点建立的坐标系；

根据所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值，对所述二维透视投影图像进行三角剖分，得到三角形顶点序列；

根据所述各个顶点在所述物体坐标系中的坐标值和所述三角形顶点序列，建立所述被投影凸面体的三维模型；

获取所述三角形顶点序列中各个顶点在视平面坐标系中的屏幕坐标值，根据所述屏幕坐标值对所述被投影凸面体的三维模型进行纹理渲染，所述视平面坐标系为以所述投影设备的视平面的中心为原点建立的坐标系；

根据所述投影设备与所述被投影凸面体的位置关系，将纹理渲染后的所述被投影凸面体的三维模型投影到所述被投影凸面体的表面。

2.如权利要求1所述的在凸面体上投影的方法，其特征在于，在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值包括：

调用图像处理软件在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，并获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值。

3.如权利要求1所述的在凸面体上投影的方法，其特征在于，在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值包括：

查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，并获取所述各个顶点的在所述世界坐标系中的图像坐标值；

对查找出的所述被投影凸面体表面的各个顶点进行归类和筛选，滤除查找到的所述各个顶点中的虚假顶点，记录剩余各个实际顶点在所述世界坐标系中的图像坐标值。

4.如权利要求2或3所述的在凸面体上投影的方法，其特征在于，所述根据所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值，对所述二维透视投影图像进行三角剖分，得到三角形顶点序列包括：

根据离散点的最大分布求得随机一个超级三角形，所述超级三角形包含所述各个顶点中的所有点，将所述超级三角形放入三角形链表中；

将所述各个顶点依次插入，在所述三角形链表中找出其外接圆包含插入点的影响三角形，删除所述影响三角形的公共边，将插入点同所述影响三角形的全部顶点连接起来，从而完成一个点在所述三角形链表中的插入；

根据优化准则对局部新形成的三角形进行优化，将形成的三角形放入所述三角形链表；

循环执行上述第二个步骤，直到所有散点插入完毕。

5.如权利要求4所述的在凸面体上投影的方法，其特征在于，所述获取所述三角形顶点序列中各个顶点在视平面坐标系中的屏幕坐标值，根据所述屏幕坐标值对所述被投影凸面体的三维模型进行纹理渲染包括：

以所述二维透视投影图像的左上角为坐标原点，遍历所述三角形顶点序列中的各个顶点，确定所述各个顶点在所述视平面坐标系中的屏幕坐标值；

以所述二维投影图像的分辨率为最大值，对所述各个顶点的屏幕坐标值进行归一化处理，构成二维点集序列；

将图像纹理根据所述二维点集序列中的顶点信息覆盖在所述被投影凸面体的三维模型表面。

6.一种投影设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取被投影凸面体表面各个顶点在物体坐标系中的坐标值，所述物体坐标系为以所述被投影凸面体的质点为原点建立的坐标系；

通过投影设备上的摄像装置将所述被投影凸面体投影到所述投影设备的视平面上，获取所述被投影凸面体的二维透视投影图像；

在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值；所述世界坐标系为以所述投影设备的投影透镜中心为原点建立的坐标系；

根据所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值，对所述二维透视投影图像进行三角剖分，得到三角形顶点序列；

根据所述各个顶点在所述物体坐标系中的坐标值和所述三角形顶点序列，建立所述被投影凸面体的三维模型；

获取所述三角形顶点序列中各个顶点在视平面坐标系中的屏幕坐标值，根据所述屏幕坐标值对所述被投影凸面体的三维模型进行纹理渲染，所述视平面坐标系为以所述投影设备的视平面的中心为原点建立的坐标系；

根据所述投影设备与所述被投影凸面体的位置关系，将纹理渲染后的所述被投影凸面体的三维模型投影到所述被投影凸面体的表面。

7.如权利要求6所述的投影设备，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

调用图像处理软件在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，并获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值；或者，

通过方向梯度直方图特征算法查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，并获取所述各个顶点的在所述世界坐标系中的图像坐标值；

通过聚类算法对查找出的所述被投影凸面体表面的各个顶点进行归类和筛选，滤除查找到的所述各个顶点中的虚假顶点，记录剩余各个实际顶点在所述世界坐标系中的图像坐标值。

8.如权利要求7所述的投影设备，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

根据离散点的最大分布求得随机一个超级三角形，所述超级三角形包含所述各个顶点中的所有点，将所述超级三角形放入三角形链表中；

将所述各个顶点依次插入，在所述三角形链表中找出其外接圆包含插入点的影响三角形，删除所述影响三角形的公共边，将插入点同所述影响三角形的全部顶点连接起来，从而完成一个点在所述三角形链表中的插入；

根据优化准则对局部新形成的三角形进行优化，将形成的三角形放入所述三角形链表；

循环执行上述第二个步骤，直到所有散点插入完毕。

9.如权利要求8所述的投影设备，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

以所述二维透视投影图像的左上角为坐标原点，遍历所述三角形顶点序列中的各个顶点，确定所述各个顶点在所述视平面坐标系中的屏幕坐标值；

以所述二维投影图像的分辨率为最大值，对所述各个顶点的屏幕坐标值进行归一化处理，构成二维点集序列；

将图像纹理根据所述二维点集序列中的顶点信息覆盖在所述被投影凸面体的三维模型表面。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。