[发明专利]一种用于多投影仪拼接的分布式在线调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及多投影仪拼接技术，特别地，涉及一种用于多投影仪拼接的分布式在线调节方法，属于虚拟现实领域。

背景技术

多投影拼接技术对增强虚拟现实的沉浸感有着至关重要的作用，应用多通道的拼接显著的提高分辨率，增大视场角，并且明显的缩短投影距离，对于需要宽视场高分辨率的视景系统有着不可替代的重要意义。随着虚拟现实领域对高沉浸感要求的不断提高，越来越多的视景系统采用了多通道投影墙拼接的方式来实现三维场景的表现。多投影拼接技术的出现，实现了大场景、高分辨率图像的无缝拼接，弥补了单通道投影的分辨率不足、视场角窄的缺点，使得三维显示场景更加具有沉浸感和逼真度。

多投影拼接技术主要涉及以下三个过程：一是几何校正，二是色差校正，三是边缘融合。

几何校正，就是在投影出去的图像产生畸变后，采用数字图像处理的基本方法，对原始图像进行一定的变形，使得投射出去后的图象恰好“抵消”掉原有畸变效果，让图像看起来没有畸变。

色差矫正，就是调节用于拼接的投影仪的颜色参数，使得不同的投影仪打出同一种颜色看起来一致。具体分为红(R)、绿(G)、蓝(B)三个通道分别矫正。如同时打开两台投影机，分别打出同样色度的红色图像，如RGB值为(255，0，0)，通过调节投影机或者显卡的颜色衰减等，使两台投影机打出的颜色视觉效果一致。

其中边缘融合是多通道投影系统拼接的核心，边缘融合原理如下：

以经典文献中两通道融合为例，如图1所示，经典边缘融合算法由以下步骤实现：

步骤1：对要显示的画面的分辨率和融合带大小进行设定，设左通道与右通道分辨率均为1024＊768，融合带宽度设定为256像素，左右通道重合的部分是256个像素，占每个通道的25％，则拼接后经过投影仪打出后的图像的大小为1792＊768；

步骤2：分配各投影仪所要显示的图像部分，让左通道显示左半边的画面内容，右通道显示右边的内容，大小均为1024＊768，其中重叠区的像素宽度为256(融合带宽度)，整体拼接后相比两个通道的显示宽度的和损失了256个像素。为了拼接后图像的完整性，重叠区的画面内容必须完全一样；

步骤3：边缘融合的核心在于衰减曲线的生成算法，选取合适的融合处理函数，对于左右通道的融合带进行亮度衰减。其衰减的程度由[0，1]区间上的的数值表示，其中1代表不衰减，亮度不变，0代表完全衰减，亮度为0。对于左通道而言，选取一条自左向右的由1到0的衰减曲线生成亮度衰减权值掩膜纹理；对于右通道而言，选取一条自右向左由1到0的衰减曲线生成亮度衰减权值掩膜纹理。将衰减曲线转化为灰度图(将归一化的0到1区间，转换成灰度0～255区间)，也就是由亮到暗的一个淡出的图片，如图1的步骤3。例如选取以下函数作为衰减函数，其中a，P，gama均为可调节的变量，x指融合带横向的归一化数值，以左通道的融合带为例，x＝0代表了融合的最右端，x＝1代表融合带的最左端：