[发明专利]一种投影映射方法及光场显示设备

权利要求书

1.一种投影映射方法，应用于光场显示设备中，所述光场显示设备包括投影仪阵列和散射屏，所述投影仪阵列出射的光线经所述散射屏散射后进入人眼，其特征在于，所述方法包括：

获取三维物体的光场信息；所述光场信息由相机阵列采集得到，所述光场信息包括每个相机采集的三维物体的相机图像和每个相机相对于所述三维物体的第一位姿；

确定所述投影仪阵列中的所有投影仪在所述散射屏上的共同显示区域；

根据所述第一位姿，从每个相机的相机图像中提取出与所述共同显示区域对应的中间图像；

根据所述第一位姿和第二位姿，将每个中间图像分割并映射到对应的投影仪，生成每个所述投影仪的投影图像；所述第二位姿是指每个所述投影仪相对于所述散射屏的位姿。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一位姿，从每个相机的相机图像中提取出与所述共同显示区域对应的中间图像，包括：

以所述散射屏中心为原点建立世界坐标系；

根据所述第一位姿，计算每个所述相机图像的像素坐标系到所述世界坐标系的第一变换矩阵；

根据所述第一变换矩阵，将每个所述相机图像映射到所述世界坐标系下，并提取出位于所述共同显示区域内的中间图像。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一位姿，计算每个所述相机图像的像素坐标系到所述世界坐标系的第一变换矩阵，包括：

针对每个相机，根据所述第一位姿，计算所述相机的相机坐标系到所述世界坐标系的第二变换矩阵；

根据相机参数，计算像素坐标系到所述相机坐标系的第三变换矩阵；

根据所述第二变换矩阵和所述第三变换矩阵计算所述第一变换矩阵。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一位姿，计算每个所述相机图像的像素坐标系到所述世界坐标系的第一变换矩阵，包括：

检测每个所述相机图像中位于所述三维物体周围的边框的四个角点在所述相机图像中的位置；其中，所述边框相对三维物体的位置用于指示所述共有显示区域相对于所述三维物体的位置，所述边框的角点用于指示所述共有显示区域的四个角点；

根据所述边框的四个角点在所述相机图像中的位置、所述共有显示区域的四个角点在所述世界坐标系中的位置和所述第一位姿，计算所述第一变换矩阵。

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述第一位姿和第二位姿，将每个中间图像分割并映射到对应的投影仪，生成每个所述投影仪的投影图像，包括：

根据所述第一位姿和所述第二位姿，计算每个所述投影仪投影到所述共同显示区域内的像素点的光线经过所述散射屏散射后，能够进入各个相机的目标像素点的位置；

根据所述目标像素点的位置，将各个相机的中间图像中与所述目标像素点的位置对应的像素点信息赋值给所述目标像素点；

根据所述共同显示区域到所述投影图像的第四变换矩阵，将所述共同显示区域内的像素点映射到所述投影仪的投影图像上。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述第一位姿和所述第二位姿，计算每个所述投影仪投影到所述共同显示区域内的像素点的光线经过所述散射屏散射后，能够进入各个相机的目标像素点的位置，包括：

针对投影仪出射的每个像素点，根据所述第二位姿，计算所述像素点投影在所述散射屏上的光斑位置和光斑大小；

根据所述光斑大小和所述散射屏的散射角，计算所述光斑在预设方向上的光线散射角度；

根据所述第一位姿和所述相机的入瞳尺寸计算得到相机入瞳位置；

根据所述光斑位置、所述光线散射角度和所述相机入瞳位置，判断所述像素点的光斑经所述散射屏散射后的光线是否能够进入相机；

如果能够，则确定所述像素点为目标像素点；所述光斑位置为所述目标像素点的位置。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取三维物体的光场信息，包括：

获取三维物体的三维模型；

通过虚拟相机阵列中的每个虚拟相机采集得到所述三维模型的相机图像，并将每个虚拟相机相对于所述三维模型的位姿作为所述第一位姿。

8.一种光场显示设备，其特征在于，包括：处理器、计算机可读存储介质和投影仪阵列，所述投影仪阵列出射的光线经散射屏散射后进入人眼，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1-7中任一项所述的方法。