专利名称：一种对曲面幕上投影图像几何失真的矫正方法
技术领域：
本发明涉及三维立体动画的图像处理，更具体地指一种对曲面幕上投影图像几何失真的矫正方法。
背景技术：
三维立体动画作为模拟现实生活场景图像显示技术之一，它是一项较为高端技术，三维立体动画与普通的三维动画不同，在显示效果逼真的同时，显示技术也较为复杂，通过多通道视频输出及编程，请先参阅图1所示，经过转换盒1、立体投影机2，屏幕3为一曲面幕，观看的人带上特制的三维立体眼镜(偏振镜)即可观看具有强烈景深的动画效果。三维立体动画作为一项高端图像展示，适用于城市设计、园区规划及成果汇报。
在视景仿真、模拟现实生活的应用中，三通道柱幕投影显示系统是目前人们普遍采用的显示方式，屏幕采用投影曲面幕。其优点是能提供较大的观察视场，通常水平视场角150°，垂直视场角40°，图像的亮度达2000ANSI流明以上，和分辨率为1280×1024。可供几十人沉浸其中，用户头戴立体眼镜即可感受到弥漫在周围的虚拟立体场景，仿佛置身于真实的世界，具有较强的沉浸感。但多通道投影显示具有技术难度大，例如，屏幕由于采用的是曲面幕，投影在幕上的画面会产生几何失真。所有的投影仪在设计时都是针对平面的屏幕，请分别结合图2、图3。当这样的投影仪把图像投射到曲面幕上，图像就会变形失真，这种现象被称之为非线性失真。为了在曲面幕上得到逼真的图像显示效果，必须对几何失真的图像进行校正。
发明内容
本发明的目的是针对上述三维立体动画中，曲面幕上出现的投影图像的非线性失真的缺点，提供一种对曲面幕上投影图像几何失真的矫正方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，该对曲面幕上投影图像几何失真的矫正方法包括以下步骤a，在曲面幕上布设均匀排列分布的定位点，并确立一中心定位点；b，用投影仪向曲面幕投影十字线，使十字线的中心点对准中心定位点；c，用投影仪向曲面幕投影数根水平线，使每一根水平线均与曲面幕上的水平排列的定位点相重合；d，用投影仪向曲面幕投影数根垂直线，使每一根垂直线均与曲面幕上的垂直排列的定位点相重合；e，通过对所有垂直、水平线的调整，完成所有线与曲面幕上的定位点吻合为止。
所述的步骤a中，在曲面幕上布设均匀排列分布的定位点可采用投影仪投影，或预先直接在曲面幕上布设。
所述的步骤b中，在向曲面幕投影十字线使其中心点对准中心定位点的同时，将十字线的垂直、水平四个端点与定位点相吻合。
所述的步骤c中，在调整投影仪向曲面幕投影的每一根水平线与曲面幕上的水平排列的定位点相重合过程中，进一步包括以下步骤c1，先对投影仪向曲面幕投影的中心水平线的水平和弧度进行调整；c2，然后对投影仪向曲面幕投影的其它水平线进行水平调整；c3，再对投影仪向曲面幕投影呈弓形的水平线进行调整。
所述的步骤d中，在调整投影仪向曲面幕投影的每一根垂直线均与曲面幕上的垂直排列的定位点相重合过程中，进一步包括以下步骤d1，先对投影仪向曲面幕投影的中心垂直线的垂直度和弧度进行调整；d2，然后对投影仪向曲面幕投影的其它垂直线进行垂直调整；d3，再对投影仪向曲面幕投影呈弓形的垂直线进行调整。
在发明的技术方案中，先在曲面幕上布设均匀排列分布的定位点，并确立一中心定位点；然后用投影仪向曲面幕投影十字线，使十字线的中心点对准中心定位点；再用投影仪向曲面幕投影数根水平线，使每一根水平线均与曲面幕上的水平排列的定位点相重合；其次再用投影仪向曲面幕投影数根垂直线，使每一根垂直线均与曲面幕上的垂直排列的定位点相重合；最后，通过对所有垂直、水平线的调整，完成所有线与曲面幕上的定位点吻合为止。通过上述的矫正方法后，可将投影仪投射到曲面幕的图像所产生的非线性失真画面得到较好地矫正，曲面幕上的图像效果逼真，观察者头戴立体眼镜即可感受到弥漫在周围的虚拟立体场景，仿佛置身于真实的世界，具有较强的沉浸感。
图1为三维立体动画投影原理示意图。
图2是屏幕为平面幕时的投影示意图。
图3是屏幕为曲面幕时的投影示意图。
图4是本发明的矫正方法流程示意图。
图5是本发明的方法中，在曲面幕上布设均匀排列分布的定位点示意图。
图6-图8分别是本发明的方法中，对水平线矫正示意图。
图9-图10分别是本发明的方法中，对垂直线矫正示意图。
图11是完成垂直、水平线矫正后的示意图。
具体实施例方式
请参阅图4所示，本发明对曲面幕上投影图像几何失真的矫正方法包括以下步骤a，布设定位点在曲面幕上布设均匀排列分布的定位点，并确立一中心定位点；b，十字线矫正用投影仪向曲面幕投影十字线，使十字线的中心点对准中心定位点；c，水平线矫正用投影仪向曲面幕投影数根水平线，使每一根水平线均与曲面幕上的水平排列的定位点相重合；d，垂直线矫正用投影仪向曲面幕投影数根垂直线，使每一根垂直线均与曲面幕上的垂直排列的定位点相重合。
e，矫正结束通过对所有垂直、水平线的调整，完成所有线与曲面幕上的定位点吻合为止(请先参见图11)。
请依次结合图5-8所示，所述的步骤a中，在曲面幕上布设均匀排列分布的定位点可采用投影仪投影，或预先直接在曲面幕上布设。也可以采用激光定位仪在曲面幕上调整定位点。
所述的步骤b中，在向曲面幕投影十字线使其中心点对准中心定位点的同时，将十字线的垂直、水平四个端点与定位点相吻合。
所述的步骤c中，在调整投影仪向曲面幕投影的每一根水平线与曲面幕上的水平排列的定位点相重合过程中，进一步包括以下步骤c1，先对投影仪向曲面幕投影的中心水平线的水平和弧度进行调整，使歪斜的水平线成为真正的水平线；c2，然后对投影仪向曲面幕投影的其它水平线进行水平调整；c3，再对投影仪向曲面幕投影呈弓形的水平线进行调整，使上弓或下弓的水平线成为真正的水平直线。
再请参阅图9、图10所示，所述的步骤d中，在调整投影仪向曲面幕投影的每一根垂直线均与曲面幕上的垂直排列的定位点相重合过程中，进一步包括以下步骤d1，先对投影仪向曲面幕投影的中心垂直线的垂直度和弧度进行调整；d2，然后对投影仪向曲面幕投影的其它垂直线进行垂直调整；d3，再对投影仪向曲面幕投影呈弓形的垂直线进行调整，使右弓或左弓的垂直线成为真正的垂直直线。
当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种对曲面幕上投影图像几何失真的矫正方法，其特征在于，该矫正方法包括以下步骤a，在曲面幕上布设均匀排列分布的定位点，并确立一中心定位点；b，用投影仪向曲面幕投影十字线，使十字线的中心点对准中心定位点；c，用投影仪向曲面幕投影数根水平线，使每一根水平线均与曲面幕上的水平排列的定位点相重合；d，用投影仪向曲面幕投影数根垂直线，使每一根垂直线均与曲面幕上的垂直排列的定位点相重合；e，通过对所有垂直、水平线的调整，完成所有线与曲面幕上的定位点吻合为止。
2.如权利要求1所述的曲面幕上投影图像几何失真的矫正方法，其特征在于，所述的步骤a中，在曲面幕上布设均匀排列分布的定位点可采用投影仪投影，或预先直接在曲面幕上布设。
3.如权利要求1所述的曲面幕上投影图像几何失直的矫正方法，其特征在于，所述的步骤b中，在向曲面幕投影十字线使其中心点对准中心定位点的同时，将十字线的垂直、水平四个端点与定位点相吻合。
4.如权利要求1所述的曲面幕上投影图像几何失直的矫正方法，其特征在于，所述的步骤c中，在调整投影仪向曲面幕投影的每一根水平线与曲面幕上的水平排列的定位点相重合过程中，进一步包括以下步骤c1，先对投影仪向曲面幕投影的中心水平线的水平和弧度进行调整；c2，然后对投影仪向曲面幕投影的其它水平线进行水平调整；c3，再对投影仪向曲面幕投影呈弓形的水平线进行调整。
5.如权利要求1所述的曲面幕上投影图像几何失直的矫正方法，其特征在于，所述的步骤d中，在调整投影仪向曲面幕投影的每一根垂直线均与曲面幕上的垂直排列的定位点相重合过程中，进一步包括以下步骤d1，先对投影仪向曲面幕投影的中心垂直线的垂直度和弧度进行调整；d2，然后对投影仪向曲面幕投影的其它垂直线进行垂直调整；d3，再对投影仪向曲面幕投影呈弓形的垂直线进行调整。
全文摘要
本发明公开了一种对曲面幕上投影图像几何失真的矫正方法，该方法在曲面幕上布设均匀排列分布的定位点，并确立一中心定位点；用投影仪向曲面幕投影十字线，使十字线的中心点对准中心定位点；用投影仪向曲面幕投影数根水平线，使每一根水平线均与曲面幕上的水平排列的定位点相重合；用投影仪向曲面幕投影数根垂直线，使每一根垂直线均与曲面幕上的垂直排列的定位点相重合。该方法可将投影仪投射到曲面幕的图像所产生的非线性失真画面得到较好地矫正，曲面幕上的图像效果逼真，观察者头戴立体眼镜即可感受到弥漫在周围的虚拟立体场景，仿佛置身于真实的世界，具有较强的沉浸感。
文档编号G02B27/22GK1690770SQ20041001810
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月30日 优先权日2004年4月30日
发明者许永顺, 胡学增, 梁兆正, 王吉良 申请人:上海科技馆