一種橢圓地幕與橢圓環(huán)幕聯(lián)動的3d顯示裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種3D投影技術(shù)，尤其是涉及一種橢圓地幕與橢圓環(huán)幕聯(lián)動的3D顯示裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前的展覽展示行業(yè)中，常用的沙盤展示方式包括實物沙盤與數(shù)字投影沙盤。傳統(tǒng)沙盤在展示中，顯示出其靜態(tài)與單調(diào)的功能局限:其一，由于空間限制，在局部細(xì)節(jié)表現(xiàn)上受限;其二，其實物的特性，不易更新加載新信息;其三，功能單一，表達(dá)信息量有限，常常需要解說人員以及其他配套支持。觀眾亦無法獲得身臨其境的觀感。這種信息表達(dá)方式在飛速發(fā)展的信息時代表現(xiàn)出越來越局限的缺點。
[0003]近幾年，隨著3D投影技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字投影越來越多運用在各類大型展示活動中，沙盤也向著功能多樣化、智能化、藝術(shù)化、人性化的方向發(fā)展。這里所說的沙盤，并不是局限于實體有模型的概念，而是它擁有沙盤一樣的功能，比如說，介紹區(qū)域、介紹建筑、介紹綠化等等。
[0004]縱觀國內(nèi)外，現(xiàn)在主流的展覽館，大都采用“空間屏”與“信息屏”雙屏聯(lián)動、同步展示的方式。如圖1所示，即在橢圓形環(huán)狀地幕2的遠(yuǎn)處邊緣設(shè)置一塊垂直幕I，與橢圓形地幕2形成一個橢圓形圓筒的造型，橢圓形環(huán)狀垂直幕與橢圓形地幕顯示統(tǒng)一內(nèi)容，透視角度匹配。這樣視野無限擴(kuò)充至遠(yuǎn)處，增加了視覺范圍。觀眾3站在橢圓地幕的中間，隨著腳下屏幕的變幻，宛如乘坐直升機(jī)在空中自由飛翔，漫游穿越其間，景物變化惟妙惟肖，非常震撼。
[0005]在這一投影方式中，與傳統(tǒng)屏幕不同的是:觀眾在觀看地幕時，采取的是俯瞰視角，觀看位置也是特定的。這一特定位置，位于屏幕的中央邊緣處。在這一點處，所有畫面內(nèi)容的透視角度都匹配于此，這個原理等同于街頭立體畫，且周邊是地面和周邊環(huán)境360度都是數(shù)字畫面。
[0006]3D投影沙盤目前已廣泛應(yīng)用于城建規(guī)劃、房地產(chǎn)開發(fā)、旅游景區(qū)、展館演示、工程、交通、教學(xué)等領(lǐng)域。無論何種地幕數(shù)字投影，因為透視視角、運動要求等必然要素的關(guān)系，對其中的3D投影技術(shù)，和3D內(nèi)容制作都提出了更高的要求。
[0007]現(xiàn)有專利申請2014100479834公開一種L型垂直幕地幕3D投影顯示方法，但該顯示方法僅能表現(xiàn)出眼前看到的表現(xiàn)載體，且最佳觀看區(qū)域只有中心位置，顯示效果與觀看效果都存在不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種視聽效果更好、簡單、直觀的橢圓地幕與橢圓環(huán)幕聯(lián)動的3D顯示裝置及方法。
[0009]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0010]一種橢圓地幕與橢圓環(huán)幕聯(lián)動的3D顯示裝置，包括:
[0011 ]虛擬模擬單元，用于根據(jù)實際環(huán)境建立虛擬數(shù)字模型，所述虛擬數(shù)字模型包括360度橢圓環(huán)幕和橢圓形地幕，所述360度橢圓環(huán)幕與橢圓形地幕垂直設(shè)置，所述橢圓形地幕中央設(shè)置有一虛擬物體；
[0012]初次渲染單元，用于根據(jù)實際投影分辨率獲得渲染分辨率，對所述虛擬數(shù)字模型進(jìn)行初次渲染；
[0013]相機(jī)設(shè)置單元，用于在所述虛擬數(shù)字模型中建立兩個視覺相機(jī)和一個頂端相機(jī)，所述視覺相機(jī)的視野涵蓋部分橢圓形地幕和360度橢圓環(huán)幕，所述頂端相機(jī)位于虛擬數(shù)字模型的場景上方；
[0014]最終渲染單元，用于根據(jù)頂端相機(jī)渲染出的序列完成最終渲染。
[0015]所述相機(jī)設(shè)置單元建立兩個視覺相機(jī)時，將兩個視覺相機(jī)、360度橢圓環(huán)幕、橢圓形地幕以及虛擬物體綁定形成一場景，所述頂端相機(jī)設(shè)于所述場景上方。
[0016]所述視覺相機(jī)下方設(shè)置一黑色擋板，所述虛擬物體與黑色擋板綁定。
[0017]一種橢圓地幕與橢圓環(huán)幕聯(lián)動的3D顯示裝置的3D顯示方法，包括以下步驟:
[0018]I)獲取實際環(huán)境的物理參數(shù)，并根據(jù)獲得的物理參數(shù)建立1:1的虛擬數(shù)字模型，在虛擬數(shù)字模型的橢圓形地幕中央設(shè)置一虛擬物體；
[0019]2)建立兩個視覺相機(jī)，放置于所述虛擬數(shù)字模型中，模擬實際環(huán)境中觀眾眼睛位置，視覺相機(jī)視野涵蓋部分橢圓形地幕和360度橢圓環(huán)幕；
[0020]3)根據(jù)實際投影分辨率獲得渲染分辨率，對模型進(jìn)行初次渲染；
[0021]4)將360度橢圓環(huán)幕、橢圓形地幕、兩個視覺相機(jī)與虛擬物體綁定；
[0022]5)將步驟3)渲染獲得的畫面貼回橢圓形地幕；
[0023]6)通過頂端相機(jī)渲染出序列；
[0024]7)完成最終渲染。
[0025]所述步驟I)中，物理參數(shù)包括橢圓地幕的大小、360度橢圓環(huán)幕的大小、觀眾距離橢圓地幕的距離和高度。
[0026]所述步驟5)中，清染獲得的畫面通過camera Map Perxel命令貼回橢圓形地幕。
[0027]所述步驟6)中，頂端相機(jī)采用Crop切割渲染出序列。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0029](I)本發(fā)明采用橢圓地幕與橢圓環(huán)幕聯(lián)動的方式進(jìn)行3D顯示，可以實現(xiàn)更加強(qiáng)烈的視覺效果，橢圓形地幕橢圓形環(huán)幕聯(lián)動成像視聽效果更震撼，沉浸感更強(qiáng)烈。橢圓形聯(lián)動成像由于觀影者站在影院中心點，置身于360度環(huán)幕和環(huán)繞地幕中，觀影者可以自身旋轉(zhuǎn)選擇觀看任何一角度影像畫面，尤其是地幕上畫面，觀影者猶如坐在高空熱氣球上空俯瞰大地畫面，視覺不受任何阻礙，真正意義的實現(xiàn)了 720度觀看效果。
[0030](2)本發(fā)明的顯示裝置及顯示方法可將顯示對象表現(xiàn)得更加全面。比如對于城市最高點視覺的表現(xiàn)，橢圓形地幕完全表達(dá)真實的現(xiàn)場模擬，而L型幕只能表現(xiàn)眼前120度范圍內(nèi)的有效畫面。
[0031](3)現(xiàn)有的L型聯(lián)動幕觀影區(qū)域，都在視覺前方，且只有中心位置為最佳觀看區(qū)域。而采用本發(fā)明的橢圓形聯(lián)動幕觀看區(qū)域在中心點，由于觀影者向四周環(huán)視觀看，中心區(qū)域內(nèi)任何位置都是最佳觀影者位置。橢圓形聯(lián)動幕最佳觀影區(qū)域人數(shù)更多，觀影區(qū)域面積更大。
[0032](4)本發(fā)明通過設(shè)置一個虛擬物體，將相機(jī)、擋板綁在虛擬物體上，形成一個相機(jī)組的概念，隨后所有動畫路徑均設(shè)置在虛擬物體上，而不是相機(jī)上;這樣能保證相機(jī)組內(nèi)所有物體保持不位移，同時更加容易理解制作原理。虛擬物體可以進(jìn)行平移、縮放、搖位、旋轉(zhuǎn)等動作，相應(yīng)的相機(jī)跟隨完成所有動畫路徑。比傳統(tǒng)在相機(jī)上設(shè)置動畫管理起來要整齊、簡單、直觀得多。
[0033](5)本發(fā)明在視覺下方設(shè)置有一擋板，可以大大節(jié)約渲染量和渲染時間。無論地幕是矩形或者異形，在其范圍外的像數(shù)都是無效像數(shù)，這些像數(shù)會大大浪費渲染時間，擋板可覆蓋無效像數(shù)部分，這樣便可以節(jié)約大量渲染時間。
[0034](6)運用camera Map Perxel修改命令比傳統(tǒng)AE幾何校正方法要準(zhǔn)確和方便的多。AE幾何校正還是基于手工校正，因此容易存在誤操作，或者不精準(zhǔn)操作，而camera MapPerxel修改器是基于相機(jī)匹配后反算得出的，所有運算均是3D軟件自身完成，無需手工操作，因此其準(zhǔn)確性、效率性都是無法比擬的。
[0035](7)Crop切割渲染也是計算機(jī)內(nèi)部運算渲染，很明顯區(qū)別于傳統(tǒng)的AE手工切屏，因此準(zhǔn)確和效率是最大的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0036]圖1為本發(fā)明360度橢圓環(huán)幕示意圖；
[0037]圖2為本發(fā)明橢圓形地幕示意圖；
[0038]圖3為本發(fā)明顯示方法的流程示意