高沉浸投影多投影機優(yōu)化部署方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高沉浸投影多投影機優(yōu)化部署方法，適用于高沉浸顯示、數(shù)字模 擬仿真、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于投影機不是理想的光學(xué)成像設(shè)備，其實際投影效果受到自身性能和部署位置 的影響。目前的投影校正軟件大多只能在已知投影機安放位置的條件下進行拼接融合，而 最佳投影機安放位置基本只能靠操作者的經(jīng)驗決定，這對操作者的要求極高，也不能保證 每次都能獲得最佳部署方案。
[0003] 文獻 〃Fast high-resolution appearance editing using superimposed projections. "ACM Transactions on Graphics (TOG) 31. 2 (2012) :13.對投影機的分辨率、 光照效率其與擺放位置的關(guān)系進行了探討，但其將投影機當成了理想光學(xué)器件，因而未考 慮實際投影機存在的離焦模糊、像素尺寸隨距離增大而增大等因素對投影質(zhì)量的損害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的是為了獲取多投影機的最佳位置和朝向，以獲得最佳顯 示效果，提出一種高沉浸投影多投影機優(yōu)化部署方法。
[0005] 實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種高沉浸投影機優(yōu)化部署方法，具體過程為：
[0007] 步驟一、為每臺投影機設(shè)定初始位姿，并為其指定屏幕投影區(qū)域；
[0008] 步驟二、針對每一投影機，計算其對應(yīng)的影響因素，所述影響因素包括投影分辨 率、分辨率差異及投影距離差；
[0009] 步驟三、根據(jù)步驟二求解的影響因素，計算投影評價函數(shù)；
[0010] 步驟四、更新每臺投影機的位姿，重復(fù)步驟二和三，計算每一種位姿所對應(yīng)的投影 評價函數(shù)，將投影評價函數(shù)最小對應(yīng)的位姿確定為投影機的位姿。
[0011] 本發(fā)明所述投影分辨率由最佳觀看點分辨率和絕對分辨率組成；
[0012] 最佳觀看點分辨率：選定最佳觀看點，設(shè)第i臺投影機在屏幕覆蓋區(qū)域內(nèi)第j個采 樣點的空間坐標為Xij，Xij在投影機中的對應(yīng)點為Xu，Xij存在四個鄰域點XU= Xij+[-1，-1] T, Xij2= X υ+[1，-1]T, Xij3= X ij+[l, 1]T, Xij4= X υ+[-1，1]τ，四個領(lǐng)域點對應(yīng)于屏幕上四個點 分別為XA、XB、X c、XD，在最佳觀看位置處攝像機上拍攝到XA、XB、X c、Xd的圖像坐標為X Α、χΒ、 xc、XD，將由χΑ、XB、xc、X d四點所圍成的四邊形面積表示為S abed，按照公式（3)計算最佳觀看 點的分辨率八匕義）；
【主權(quán)項】
1. 一種高沉浸投影機優(yōu)化部署方法，其特征在于，具體過程為： 步驟一、為每臺投影機設(shè)定初始位姿，并為其指定屏幕投影區(qū)域； 步驟二、針對每一投影機，計算其對應(yīng)的影響因素，所述影響因素包括投影分辨率、分 辨率差異及投影距離差； 步驟三、根據(jù)步驟二求解的影響因素，計算投影評價函數(shù)； 步驟四、更新每臺投影機的位姿，重復(fù)步驟二和三，計算每一種位姿所對應(yīng)的投影評價 函數(shù)，將投影評價函數(shù)最小對應(yīng)的位姿確定為投影機的位姿。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高沉浸投影機優(yōu)化部署方法，其特征在于，所述投影分辨率由 最佳觀看點分辨率和絕對分辨率組成； 最佳觀看點分辨率：選定最佳觀看點，設(shè)第i臺投影機在屏幕覆蓋區(qū)域內(nèi)第j個采樣 點的空間坐標為Xij，Xij在投影機中的對應(yīng)點為xu，Xij存在四個鄰域點xxij+li-l, -1] T,xij2=x#[1，-1]T,xij3=xij+[l, 1]T,xij4=xij+li-l, 1]T，四個領(lǐng)域點對應(yīng)于屏幕上四個點 分別為XA、XB、Xc、XD，在最佳觀看位置處攝像機上拍攝到XA、XB、Xc、XD的圖像坐標為xA、xB、 Xc；、XD，將由xA、xB、xc、xD四點所圍成的四邊形面積表示為Sabed，按照公式（3)計算最佳觀看 點的分辨率AXi，Xi;
其中，隊表示第i臺投影在屏幕覆蓋區(qū)域內(nèi)的采樣點總數(shù)； 所述絕對分辨率：按照公式（5)計算絕對分辨率BXi，Xi;
其中，SABCD=S^+S^，SABC表示由XA、XB、XC三點組成的三角形面積，SACD表示由XA、XC、XD三點組成的三角形面積。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述高沉浸投影機優(yōu)化部署方法，其特征在于，按照公式（6)計算分 辨率差異CXi，Xi，
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述高沉浸投影機優(yōu)化部署方法，其特征在于，按照公式（7)計 算投影距離差D(Xi，Xi)， D(xi；Xj) =max(dist(xi；Xj))-min(dist(xi；Xj)) (7) 其中，distO^Xi)表示所有采樣點Xi到第i臺投影機光心的距離，Xi= [Xn，Xi2，? ? ?XiNi]。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述高沉浸投影機優(yōu)化部署方法，其特征在于，所述投影評價函數(shù) 為： f(x,X) =axA(x,X) +a2B(x,X) +a3C(x,X) +a4D(x,X) (8) 其中，a= [a^a2,a3,a4]為權(quán)重系數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高沉浸投影機優(yōu)化部署方法，具體過程為：步驟一、為每臺投影機設(shè)定初始位姿，并為其指定屏幕投影區(qū)域；步驟二、針對每一投影機，計算其對應(yīng)的影響因素，所述影響因素包括投影分辨率、分辨率差異及投影距離差；步驟三、根據(jù)步驟二求解的影響因素，計算投影評價函數(shù)；步驟四、更新每臺投影機的位姿，重復(fù)步驟二和三，計算每一種位姿所對應(yīng)的投影評價函數(shù)，將投影評價函數(shù)最小對應(yīng)的位姿確定為投影機的位姿。本發(fā)明利用影響實際投影效果的投影機分辨率、分辨率差異率、投影距離差等因素作為評價標準構(gòu)建評價函數(shù)，選取評價函數(shù)最小時對應(yīng)的投影機位姿為最優(yōu)位姿，實現(xiàn)投影機的優(yōu)化部署，以獲得最佳投影效果。
【IPC分類】G03B21-00
【公開號】CN104777700
【申請?zhí)枴緾N201510150531
【發(fā)明人】翁冬冬, 李冬, 趙璐, 周立經(jīng)
【申請人】北京理工大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月1日