高沉浸投影多投影机优化部署方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高沉浸投影多投影机优化部署方法，适用于高沉浸显示、数字模 拟仿真、虚拟现实等技术领域。
【背景技术】
[0002] 由于投影机不是理想的光学成像设备，其实际投影效果受到自身性能和部署位置 的影响。目前的投影校正软件大多只能在已知投影机安放位置的条件下进行拼接融合，而 最佳投影机安放位置基本只能靠操作者的经验决定，这对操作者的要求极高，也不能保证 每次都能获得最佳部署方案。
[0003] 文献 〃Fast high-resolution appearance editing using superimposed projections. "ACM Transactions on Graphics (TOG) 31. 2 (2012) :13.对投影机的分辨率、 光照效率其与摆放位置的关系进行了探讨，但其将投影机当成了理想光学器件，因而未考 虑实际投影机存在的离焦模糊、像素尺寸随距离增大而增大等因素对投影质量的损害。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的目的是为了获取多投影机的最佳位置和朝向，以获得最佳显 示效果，提出一种高沉浸投影多投影机优化部署方法。
[0005] 实现本发明的技术方案如下：
[0006] 一种高沉浸投影机优化部署方法，具体过程为：
[0007] 步骤一、为每台投影机设定初始位姿，并为其指定屏幕投影区域；
[0008] 步骤二、针对每一投影机，计算其对应的影响因素，所述影响因素包括投影分辨 率、分辨率差异及投影距离差；
[0009] 步骤三、根据步骤二求解的影响因素，计算投影评价函数；
[0010] 步骤四、更新每台投影机的位姿，重复步骤二和三，计算每一种位姿所对应的投影 评价函数，将投影评价函数最小对应的位姿确定为投影机的位姿。
[0011] 本发明所述投影分辨率由最佳观看点分辨率和绝对分辨率组成；
[0012] 最佳观看点分辨率：选定最佳观看点，设第i台投影机在屏幕覆盖区域内第j个采 样点的空间坐标为Xij，Xij在投影机中的对应点为Xu，Xij存在四个邻域点XU= Xij+[-1，-1] T, Xij2= X υ+[1，-1]T, Xij3= X ij+[l, 1]T, Xij4= X υ+[-1，1]τ，四个领域点对应于屏幕上四个点 分别为XA、XB、X c、XD，在最佳观看位置处摄像机上拍摄到XA、XB、X c、Xd的图像坐标为X Α、χΒ、 xc、XD，将由χΑ、XB、xc、X d四点所围成的四边形面积表示为S abed，按照公式（3)计算最佳观看 点的分辨率八匕义）；
【主权项】
1. 一种高沉浸投影机优化部署方法，其特征在于，具体过程为： 步骤一、为每台投影机设定初始位姿，并为其指定屏幕投影区域； 步骤二、针对每一投影机，计算其对应的影响因素，所述影响因素包括投影分辨率、分 辨率差异及投影距离差； 步骤三、根据步骤二求解的影响因素，计算投影评价函数； 步骤四、更新每台投影机的位姿，重复步骤二和三，计算每一种位姿所对应的投影评价 函数，将投影评价函数最小对应的位姿确定为投影机的位姿。
2. 根据权利要求1所述高沉浸投影机优化部署方法，其特征在于，所述投影分辨率由 最佳观看点分辨率和绝对分辨率组成； 最佳观看点分辨率：选定最佳观看点，设第i台投影机在屏幕覆盖区域内第j个采样 点的空间坐标为Xij，Xij在投影机中的对应点为xu，Xij存在四个邻域点xxij+li-l, -1] T,xij2=x#[1，-1]T,xij3=xij+[l, 1]T,xij4=xij+li-l, 1]T，四个领域点对应于屏幕上四个点 分别为XA、XB、Xc、XD，在最佳观看位置处摄像机上拍摄到XA、XB、Xc、XD的图像坐标为xA、xB、 Xc；、XD，将由xA、xB、xc、xD四点所围成的四边形面积表示为Sabed，按照公式（3)计算最佳观看 点的分辨率AXi，Xi;
其中，队表示第i台投影在屏幕覆盖区域内的采样点总数； 所述绝对分辨率：按照公式（5)计算绝对分辨率BXi，Xi;
其中，SABCD=S^+S^，SABC表示由XA、XB、XC三点组成的三角形面积，SACD表示由XA、XC、XD三点组成的三角形面积。
3. 根据权利要求2所述高沉浸投影机优化部署方法，其特征在于，按照公式（6)计算分 辨率差异CXi，Xi，
4. 根据权利要求2或3所述高沉浸投影机优化部署方法，其特征在于，按照公式（7)计 算投影距离差D(Xi，Xi)， D(xi；Xj) =max(dist(xi；Xj))-min(dist(xi；Xj)) (7) 其中，distO^Xi)表示所有采样点Xi到第i台投影机光心的距离，Xi= [Xn，Xi2，? ? ?XiNi]。
5. 根据权利要求4所述高沉浸投影机优化部署方法，其特征在于，所述投影评价函数 为： f(x,X) =axA(x,X) +a2B(x,X) +a3C(x,X) +a4D(x,X) (8) 其中，a= [a^a2,a3,a4]为权重系数。
【专利摘要】本发明提供一种高沉浸投影机优化部署方法，具体过程为：步骤一、为每台投影机设定初始位姿，并为其指定屏幕投影区域；步骤二、针对每一投影机，计算其对应的影响因素，所述影响因素包括投影分辨率、分辨率差异及投影距离差；步骤三、根据步骤二求解的影响因素，计算投影评价函数；步骤四、更新每台投影机的位姿，重复步骤二和三，计算每一种位姿所对应的投影评价函数，将投影评价函数最小对应的位姿确定为投影机的位姿。本发明利用影响实际投影效果的投影机分辨率、分辨率差异率、投影距离差等因素作为评价标准构建评价函数，选取评价函数最小时对应的投影机位姿为最优位姿，实现投影机的优化部署，以获得最佳投影效果。
【IPC分类】G03B21-00
【公开号】CN104777700
【申请号】CN201510150531
【发明人】翁冬冬, 李冬, 赵璐, 周立经
【申请人】北京理工大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月1日