CN213426343U - 基于gpu实时计算支持8k超高清融合播放系统 - Google Patents
基于gpu实时计算支持8k超高清融合播放系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于GPU实时计算支持8K超高清融合播放系统，本系统包括投影机组、多屏融合拼接器、播放主机和融合处理模块；播放主机为windows系统并搭载独立显卡的PC主机，用于播放视频图像，并将渲染的视频图像传输至多屏融合拼接器，控制同步播放与屏幕抓取；多屏融合拼接器连接投影机组，投影机组中各投影机按多屏融合拼接器输出信号投射视频图像；融合处理模块集成于播放主机，用于调整投影机组中各投影机所投射的视频图像，视频图像调整包括几何校正和颜色融合。本系统以单台主机设备支持8K分辨率视频投影，通过GPU计算保证系统的高性能流畅运行，图像融合效果自然，有效提高视频播放的视觉效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及计算机信息处理技术领域，尤其涉及一种基于GPU实时计算支持8K超高清融合播放系统。
背景技术
单台设备8K分辨率多投影机融合播放系统应用于各种规划馆、天文馆、博物馆、投影沙盘等领域，支持弧幕、球幕、环幕、穹顶等应用方案，在降低硬件成本的同时提高了体验者的视觉感受。
但现有传统的投影融合播放系统，其融合调整不方便，各种参数不直观；融合的支持硬件成本较高；功能单一，无法支持自定义；同时，CPU计算程序不流畅且卡顿，以至于单台设备无法支持高清及以上的图像分辨率，只能依赖多台设备进行融合，以达到高分辨率。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于GPU实时计算支持8K超高清融合播放系统，本系统克服传统投影播放系统的缺陷，以单台主机设备支持8K分辨率视频投影，通过GPU计算保证系统的高性能流畅运行，图像融合效果自然，有效提高视频播放的视觉效果。
为解决上述技术问题，本实用新型基于GPU实时计算支持8K超高清融合播放系统包括投影机组、多屏融合拼接器、播放主机和融合处理模块；
所述播放主机为windows系统并搭载独立显卡的PC主机，用于播放视频图像，并将渲染的视频图像传输至多屏融合拼接器，控制同步播放与屏幕抓取；
所述多屏融合拼接器连接所述投影机组，所述投影机组中各投影机按所述多屏融合拼接器输出信号投射视频图像；
所述融合处理模块集成于所述播放主机，用于调整投影机组中各投影机所投射的视频图像，视频图像调整包括几何校正和颜色融合。
进一步，所述播放主机通过DirectX DXGI图形设备接口和nVidia Capture SDK采集端口进行两套屏幕抓取，经过独立显卡的GPU加速实现8K分辨率的实时屏幕内容抓取。
进一步，所述融合处理模块的视频图像几何校正包括线性和曲面变形算法，线性变形算法采用openGL网格编程以及图像算法将图像四个角进行放射变化，将投影画面梯形矫正成正矩形，对图像控制点细分为M×N控制点，每个网格由X×Y三角形组成，移动控制点同步计算出附近的三角形顶点插值，计算出顶点坐标并映射到纹理坐标，曲面变形算法采用三次样条插值算法获得。
进一步，所述融合处理模块的视频图像颜色融合将投影机组不同亮度、不同色彩的投影机校正至同一水平，每台投影机自定义设立颜色融合的宽度和数量，采用着色器计算的高亮曲线以及自定义多点调节亮度曲线最大程度保证颜色融合的干净消隐。
进一步，所述融合处理模块内置GStreamer同步播放器，图像抓取、几何校正、颜色融合以及视频播放采用GUP并行计算，达到高帧率的同时支持8K分辨率视频的处理和播放。
进一步，所述投影机组是4×4投影机阵列，所述多屏融合拼接器为四台，每台多屏融合拼接器连接四台投影机，并且所有投影机的投影面积均匀分布在被投面上。
由于本实用新型基于GPU实时计算支持8K超高清融合播放系统采用了上述技术方案，即本系统包括投影机组、多屏融合拼接器、播放主机和融合处理模块；播放主机为windows系统并搭载独立显卡的PC主机，用于播放视频图像，并将渲染的视频图像传输至多屏融合拼接器，控制同步播放与屏幕抓取；多屏融合拼接器连接投影机组，投影机组中各投影机按多屏融合拼接器输出信号投射视频图像；融合处理模块集成于播放主机，用于调整投影机组中各投影机所投射的视频图像，视频图像调整包括几何校正和颜色融合。本系统克服传统投影播放系统的缺陷，以单台主机设备支持8K分辨率视频投影，通过GPU计算保证系统的高性能流畅运行，图像融合效果自然，有效提高视频播放的视觉效果。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：
图1为本播放系统的原理框图；
图2为本播放系统中投影机组布置示意图。
具体实施方式
实施例若图1所示，本实用新型基于GPU实时计算支持8K超高清融合播放系统包括投影机组1、多屏融合拼接器2、播放主机3和融合处理模块4；
所述播放主机3为windows系统并搭载独立显卡的PC主机，用于播放视频图像，并将渲染的视频图像传输至多屏融合拼接器2，控制同步播放与屏幕抓取；
所述多屏融合拼接器2连接所述投影机组1，所述投影机组1中各投影机按所述多屏融合拼接器2输出信号投射视频图像；
所述融合处理模块4集成于所述播放主机3，用于调整投影机组1中各投影机所投射的视频图像，视频图像调整包括几何校正和颜色融合。
优选的，所述播放主机3通过DirectX DXGI图形设备接口和nVidia Capture SDK采集端口进行两套屏幕抓取，经过独立显卡的GPU加速实现8K分辨率的实时屏幕内容抓取。
优选的，所述融合处理模块4的视频图像几何校正包括线性和曲面变形算法，线性变形算法采用openGL网格编程以及图像算法将图像四个角进行放射变化，将投影画面梯形矫正成正矩形，对图像控制点细分为M×N控制点，每个网格由X×Y三角形组成，移动控制点同步计算出附近的三角形顶点插值，计算出顶点坐标并映射到纹理坐标，曲面变形算法采用三次样条插值算法获得。
优选的，所述融合处理模块4的视频图像颜色融合将投影机组1不同亮度、不同色彩的投影机校正至同一水平，每台投影机自定义设立颜色融合的宽度和数量，采用着色器计算的高亮曲线以及自定义多点调节亮度曲线最大程度保证颜色融合的干净消隐。
优选的，所述融合处理模块4内置GStreamer同步播放器，图像抓取、几何校正、颜色融合以及视频播放采用GUP并行计算，达到高帧率的同时支持8K分辨率视频的处理和播放。
优选的，如图1和图2所示，所述投影机组1是4×4投影机11阵列，所述多屏融合拼接器2为四台，每台多屏融合拼接器2连接四台投影机11，并且所有投影机11的投影面积均匀分布在被投面5上。
本播放系统放弃传统的硬件融合，具有以下优点：
包容性高且支持自定义：在本播放系统中，通过设置投影仪参数可实现自定义颜色曲线，自定义融合带宽度，自定义融合区域颜色与大小；并且支持全分辨率与非标准分辨率的投影仪；
融合效果自然：通过集合曲面矫正、着色器着色融合、色彩统一、边缘消隐技术可将8K超高清分辨率的内容无缝、色彩均匀、流畅无卡顿的呈现出来；
软件融合：相比于传统的硬件融合，本申请通过内置融合处理模块，单台设备融合可以达到8K分辨率，效果可以匹配硬件融合，改善效果的同时降低了额外的硬件成本；
视频帧同步播放：通过多台投影融合形成的8K分辨率内容画面流畅无撕裂；
高性能：单台播放主机设备即可支持8K分辨率视频，通过GPU计算保证系统程序高性能流畅运行。
随着高清及超清等技术的成熟，本播放系统在降低硬件成本的同时又能通过展项带给体验者身临其境的画面效果和视觉享受，具有展项设计的核心竞争力。通过本播放系统融合后的画面可以达到高帧率，且色彩均匀，融合自然，其分辨率更可达到16：9画面的8K分辨率。
Claims (6)
1.一种基于GPU实时计算支持8K超高清融合播放系统，其特征在于：本系统包括投影机组、多屏融合拼接器、播放主机和融合处理模块；
所述播放主机为windows系统并搭载独立显卡的PC主机，用于播放视频图像，并将渲染的视频图像传输至多屏融合拼接器，控制同步播放与屏幕抓取；
所述多屏融合拼接器连接所述投影机组，所述投影机组中各投影机按所述多屏融合拼接器输出信号投射视频图像；
所述融合处理模块集成于所述播放主机，用于调整投影机组中各投影机所投射的视频图像，视频图像调整包括几何校正和颜色融合。
2.根据权利要求1所述的基于GPU实时计算支持8K超高清融合播放系统，其特征在于：所述播放主机通过DirectX DXGI图形设备接口和nVidia Capture SDK采集端口进行两套屏幕抓取，经过独立显卡的GPU加速实现8K分辨率的实时屏幕内容抓取。
3.根据权利要求1所述的基于GPU实时计算支持8K超高清融合播放系统，其特征在于：所述融合处理模块的视频图像几何校正包括线性和曲面变形算法，线性变形算法采用openGL网格编程以及图像算法将图像四个角进行放射变化，将投影画面梯形矫正成正矩形，对图像控制点细分为M×N控制点，每个网格由X×Y三角形组成，移动控制点同步计算出附近的三角形顶点插值，计算出顶点坐标并映射到纹理坐标，曲面变形算法采用三次样条插值算法获得。
4.根据权利要求1所述的基于GPU实时计算支持8K超高清融合播放系统，其特征在于：所述融合处理模块的视频图像颜色融合将投影机组不同亮度、不同色彩的投影机校正至同一水平，每台投影机自定义设立颜色融合的宽度和数量，采用着色器计算的高亮曲线以及自定义多点调节亮度曲线最大程度保证颜色融合的干净消隐。
5.根据权利要求1所述的基于GPU实时计算支持8K超高清融合播放系统，其特征在于：所述融合处理模块内置GStreamer同步播放器，图像抓取、几何校正、颜色融合以及视频播放采用GUP并行计算，达到高帧率的同时支持8K分辨率视频的处理和播放。
6.根据权利要求1所述的基于GPU实时计算支持8K超高清融合播放系统，其特征在于：所述投影机组是4×4投影机阵列，所述多屏融合拼接器为四台，每台多屏融合拼接器连接四台投影机，并且所有投影机的投影面积均匀分布在被投面上。
Priority Applications (1)
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| CN202021969177.XU CN213426343U (zh) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | 基于gpu实时计算支持8k超高清融合播放系统 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114416365A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-04-29 | 北京拙河科技有限公司 | 基于gpu融合处理的超清画质图像数据处理方法与装置 |
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2020
- 2020-09-10 CN CN202021969177.XU patent/CN213426343U/zh active Active
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| CN114416365A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-04-29 | 北京拙河科技有限公司 | 基于gpu融合处理的超清画质图像数据处理方法与装置 |
| CN114416365B (zh) * | 2022-01-18 | 2022-09-27 | 北京拙河科技有限公司 | 基于gpu融合处理的超清画质图像数据处理方法与装置 |
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