專利名稱：一種對曲面幕上投影圖像幾何失真的矯正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維立體動(dòng)畫的圖像處理，更具體地指一種對曲面幕上投影圖像幾何失真的矯正方法。
背景技術(shù)：
三維立體動(dòng)畫作為模擬現(xiàn)實(shí)生活場景圖像顯示技術(shù)之一，它是一項(xiàng)較為高端技術(shù)，三維立體動(dòng)畫與普通的三維動(dòng)畫不同，在顯示效果逼真的同時(shí)，顯示技術(shù)也較為復(fù)雜，通過多通道視頻輸出及編程，請先參閱圖1所示，經(jīng)過轉(zhuǎn)換盒1、立體投影機(jī)2，屏幕3為一曲面幕，觀看的人帶上特制的三維立體眼鏡(偏振鏡)即可觀看具有強(qiáng)烈景深的動(dòng)畫效果。三維立體動(dòng)畫作為一項(xiàng)高端圖像展示，適用于城市設(shè)計(jì)、園區(qū)規(guī)劃及成果匯報(bào)。
在視景仿真、模擬現(xiàn)實(shí)生活的應(yīng)用中，三通道柱幕投影顯示系統(tǒng)是目前人們普遍采用的顯示方式，屏幕采用投影曲面幕。其優(yōu)點(diǎn)是能提供較大的觀察視場，通常水平視場角150°，垂直視場角40°，圖像的亮度達(dá)2000ANSI流明以上，和分辨率為1280×1024。可供幾十人沉浸其中，用戶頭戴立體眼鏡即可感受到彌漫在周圍的虛擬立體場景，仿佛置身于真實(shí)的世界，具有較強(qiáng)的沉浸感。但多通道投影顯示具有技術(shù)難度大，例如，屏幕由于采用的是曲面幕，投影在幕上的畫面會(huì)產(chǎn)生幾何失真。所有的投影儀在設(shè)計(jì)時(shí)都是針對平面的屏幕，請分別結(jié)合圖2、圖3。當(dāng)這樣的投影儀把圖像投射到曲面幕上，圖像就會(huì)變形失真，這種現(xiàn)象被稱之為非線性失真。為了在曲面幕上得到逼真的圖像顯示效果，必須對幾何失真的圖像進(jìn)行校正。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述三維立體動(dòng)畫中，曲面幕上出現(xiàn)的投影圖像的非線性失真的缺點(diǎn)，提供一種對曲面幕上投影圖像幾何失真的矯正方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，該對曲面幕上投影圖像幾何失真的矯正方法包括以下步驟a，在曲面幕上布設(shè)均勻排列分布的定位點(diǎn)，并確立一中心定位點(diǎn)；b，用投影儀向曲面幕投影十字線，使十字線的中心點(diǎn)對準(zhǔn)中心定位點(diǎn)；c，用投影儀向曲面幕投影數(shù)根水平線，使每一根水平線均與曲面幕上的水平排列的定位點(diǎn)相重合；d，用投影儀向曲面幕投影數(shù)根垂直線，使每一根垂直線均與曲面幕上的垂直排列的定位點(diǎn)相重合；e，通過對所有垂直、水平線的調(diào)整，完成所有線與曲面幕上的定位點(diǎn)吻合為止。
所述的步驟a中，在曲面幕上布設(shè)均勻排列分布的定位點(diǎn)可采用投影儀投影，或預(yù)先直接在曲面幕上布設(shè)。
所述的步驟b中，在向曲面幕投影十字線使其中心點(diǎn)對準(zhǔn)中心定位點(diǎn)的同時(shí)，將十字線的垂直、水平四個(gè)端點(diǎn)與定位點(diǎn)相吻合。
所述的步驟c中，在調(diào)整投影儀向曲面幕投影的每一根水平線與曲面幕上的水平排列的定位點(diǎn)相重合過程中，進(jìn)一步包括以下步驟c1，先對投影儀向曲面幕投影的中心水平線的水平和弧度進(jìn)行調(diào)整；c2，然后對投影儀向曲面幕投影的其它水平線進(jìn)行水平調(diào)整；c3，再對投影儀向曲面幕投影呈弓形的水平線進(jìn)行調(diào)整。
所述的步驟d中，在調(diào)整投影儀向曲面幕投影的每一根垂直線均與曲面幕上的垂直排列的定位點(diǎn)相重合過程中，進(jìn)一步包括以下步驟d1，先對投影儀向曲面幕投影的中心垂直線的垂直度和弧度進(jìn)行調(diào)整；d2，然后對投影儀向曲面幕投影的其它垂直線進(jìn)行垂直調(diào)整；d3，再對投影儀向曲面幕投影呈弓形的垂直線進(jìn)行調(diào)整。
在發(fā)明的技術(shù)方案中，先在曲面幕上布設(shè)均勻排列分布的定位點(diǎn)，并確立一中心定位點(diǎn)；然后用投影儀向曲面幕投影十字線，使十字線的中心點(diǎn)對準(zhǔn)中心定位點(diǎn)；再用投影儀向曲面幕投影數(shù)根水平線，使每一根水平線均與曲面幕上的水平排列的定位點(diǎn)相重合；其次再用投影儀向曲面幕投影數(shù)根垂直線，使每一根垂直線均與曲面幕上的垂直排列的定位點(diǎn)相重合；最后，通過對所有垂直、水平線的調(diào)整，完成所有線與曲面幕上的定位點(diǎn)吻合為止。通過上述的矯正方法后，可將投影儀投射到曲面幕的圖像所產(chǎn)生的非線性失真畫面得到較好地矯正，曲面幕上的圖像效果逼真，觀察者頭戴立體眼鏡即可感受到彌漫在周圍的虛擬立體場景，仿佛置身于真實(shí)的世界，具有較強(qiáng)的沉浸感。


圖1為三維立體動(dòng)畫投影原理示意圖。
圖2是屏幕為平面幕時(shí)的投影示意圖。
圖3是屏幕為曲面幕時(shí)的投影示意圖。
圖4是本發(fā)明的矯正方法流程示意圖。
圖5是本發(fā)明的方法中，在曲面幕上布設(shè)均勻排列分布的定位點(diǎn)示意圖。
圖6-圖8分別是本發(fā)明的方法中，對水平線矯正示意圖。
圖9-圖10分別是本發(fā)明的方法中，對垂直線矯正示意圖。
圖11是完成垂直、水平線矯正后的示意圖。
具體實(shí)施例方式
請參閱圖4所示，本發(fā)明對曲面幕上投影圖像幾何失真的矯正方法包括以下步驟a，布設(shè)定位點(diǎn)在曲面幕上布設(shè)均勻排列分布的定位點(diǎn)，并確立一中心定位點(diǎn)；b，十字線矯正用投影儀向曲面幕投影十字線，使十字線的中心點(diǎn)對準(zhǔn)中心定位點(diǎn)；c，水平線矯正用投影儀向曲面幕投影數(shù)根水平線，使每一根水平線均與曲面幕上的水平排列的定位點(diǎn)相重合；d，垂直線矯正用投影儀向曲面幕投影數(shù)根垂直線，使每一根垂直線均與曲面幕上的垂直排列的定位點(diǎn)相重合。
e，矯正結(jié)束通過對所有垂直、水平線的調(diào)整，完成所有線與曲面幕上的定位點(diǎn)吻合為止(請先參見圖11)。
請依次結(jié)合圖5-8所示，所述的步驟a中，在曲面幕上布設(shè)均勻排列分布的定位點(diǎn)可采用投影儀投影，或預(yù)先直接在曲面幕上布設(shè)。也可以采用激光定位儀在曲面幕上調(diào)整定位點(diǎn)。
所述的步驟b中，在向曲面幕投影十字線使其中心點(diǎn)對準(zhǔn)中心定位點(diǎn)的同時(shí)，將十字線的垂直、水平四個(gè)端點(diǎn)與定位點(diǎn)相吻合。
所述的步驟c中，在調(diào)整投影儀向曲面幕投影的每一根水平線與曲面幕上的水平排列的定位點(diǎn)相重合過程中，進(jìn)一步包括以下步驟c1，先對投影儀向曲面幕投影的中心水平線的水平和弧度進(jìn)行調(diào)整，使歪斜的水平線成為真正的水平線；c2，然后對投影儀向曲面幕投影的其它水平線進(jìn)行水平調(diào)整；c3，再對投影儀向曲面幕投影呈弓形的水平線進(jìn)行調(diào)整，使上弓或下弓的水平線成為真正的水平直線。
再請參閱圖9、圖10所示，所述的步驟d中，在調(diào)整投影儀向曲面幕投影的每一根垂直線均與曲面幕上的垂直排列的定位點(diǎn)相重合過程中，進(jìn)一步包括以下步驟d1，先對投影儀向曲面幕投影的中心垂直線的垂直度和弧度進(jìn)行調(diào)整；d2，然后對投影儀向曲面幕投影的其它垂直線進(jìn)行垂直調(diào)整；d3，再對投影儀向曲面幕投影呈弓形的垂直線進(jìn)行調(diào)整，使右弓或左弓的垂直線成為真正的垂直直線。
當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種對曲面幕上投影圖像幾何失真的矯正方法，其特征在于，該矯正方法包括以下步驟a，在曲面幕上布設(shè)均勻排列分布的定位點(diǎn)，并確立一中心定位點(diǎn)；b，用投影儀向曲面幕投影十字線，使十字線的中心點(diǎn)對準(zhǔn)中心定位點(diǎn)；c，用投影儀向曲面幕投影數(shù)根水平線，使每一根水平線均與曲面幕上的水平排列的定位點(diǎn)相重合；d，用投影儀向曲面幕投影數(shù)根垂直線，使每一根垂直線均與曲面幕上的垂直排列的定位點(diǎn)相重合；e，通過對所有垂直、水平線的調(diào)整，完成所有線與曲面幕上的定位點(diǎn)吻合為止。
2.如權(quán)利要求1所述的曲面幕上投影圖像幾何失真的矯正方法，其特征在于，所述的步驟a中，在曲面幕上布設(shè)均勻排列分布的定位點(diǎn)可采用投影儀投影，或預(yù)先直接在曲面幕上布設(shè)。
3.如權(quán)利要求1所述的曲面幕上投影圖像幾何失直的矯正方法，其特征在于，所述的步驟b中，在向曲面幕投影十字線使其中心點(diǎn)對準(zhǔn)中心定位點(diǎn)的同時(shí)，將十字線的垂直、水平四個(gè)端點(diǎn)與定位點(diǎn)相吻合。
4.如權(quán)利要求1所述的曲面幕上投影圖像幾何失直的矯正方法，其特征在于，所述的步驟c中，在調(diào)整投影儀向曲面幕投影的每一根水平線與曲面幕上的水平排列的定位點(diǎn)相重合過程中，進(jìn)一步包括以下步驟c1，先對投影儀向曲面幕投影的中心水平線的水平和弧度進(jìn)行調(diào)整；c2，然后對投影儀向曲面幕投影的其它水平線進(jìn)行水平調(diào)整；c3，再對投影儀向曲面幕投影呈弓形的水平線進(jìn)行調(diào)整。
5.如權(quán)利要求1所述的曲面幕上投影圖像幾何失直的矯正方法，其特征在于，所述的步驟d中，在調(diào)整投影儀向曲面幕投影的每一根垂直線均與曲面幕上的垂直排列的定位點(diǎn)相重合過程中，進(jìn)一步包括以下步驟d1，先對投影儀向曲面幕投影的中心垂直線的垂直度和弧度進(jìn)行調(diào)整；d2，然后對投影儀向曲面幕投影的其它垂直線進(jìn)行垂直調(diào)整；d3，再對投影儀向曲面幕投影呈弓形的垂直線進(jìn)行調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對曲面幕上投影圖像幾何失真的矯正方法，該方法在曲面幕上布設(shè)均勻排列分布的定位點(diǎn)，并確立一中心定位點(diǎn)；用投影儀向曲面幕投影十字線，使十字線的中心點(diǎn)對準(zhǔn)中心定位點(diǎn)；用投影儀向曲面幕投影數(shù)根水平線，使每一根水平線均與曲面幕上的水平排列的定位點(diǎn)相重合；用投影儀向曲面幕投影數(shù)根垂直線，使每一根垂直線均與曲面幕上的垂直排列的定位點(diǎn)相重合。該方法可將投影儀投射到曲面幕的圖像所產(chǎn)生的非線性失真畫面得到較好地矯正，曲面幕上的圖像效果逼真，觀察者頭戴立體眼鏡即可感受到彌漫在周圍的虛擬立體場景，仿佛置身于真實(shí)的世界，具有較強(qiáng)的沉浸感。
文檔編號G02B27/22GK1690770SQ20041001810
公開日2005年11月2日 申請日期2004年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月30日
發(fā)明者許永順, 胡學(xué)增, 梁兆正, 王吉良 申請人:上?？萍拣^