数字沙盘的3D映射方法、数字沙盘系统、设备及介质与流程

本技术涉及3d映射显示，尤其涉及一种数字沙盘的3d映射方法、数字沙盘系统、设备及介质。

背景技术：

1、3d映射技术是一种利用计算机图像技术、音视频播控技术与多通道投影融合技术，将数字虚拟影像映射到任何介质的物理表面，产生裸眼3d混合现实般的视觉效果，具有强烈的视觉冲击力。

2、当前3d投影主要应用于户外建筑，也有少部分应用于电子沙盘，主要是配合电子沙盘墙面的大屏幕作为辅助展示，呈现简单的影视特效。

3、但是，在3d投影与沙盘的应用中，通常只在用户观看的一侧进行投影，侧面和后面无投影，用户只有在投影侧才能体验到投影的3d效果，投影展示的效果较差。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种数字沙盘的3d映射方法、数字沙盘系统、设备及介质，旨在解决如何提高3d投影在沙盘的应用中的展示效果的技术问题。

2、为实现上述目的，本技术提供一种数字沙盘的3d映射方法，所述数字沙盘的3d映射方法应用于数字沙盘系统，所述数字沙盘系统包括：物理模型沙盘、画面校正摄像机和多个映射投影仪，其中，所述物理模型沙盘为待演示的数字场景按照预设比例缩小得到的物理模型；

3、所述数字沙盘的3d映射方法包括：

4、根据各所述映射投影仪各自相对于所述物理模型沙盘的第一相对位置，确定所述数字场景中各虚拟摄像机各自的虚拟坐标；

5、通过设置在各所述虚拟坐标上的各所述虚拟摄像机获取各所述虚拟摄像机各自对应的映射投影仪的输出画面；

6、通过所述画面校正摄像机对各所述输出画面进行校正，并通过各所述映射投影仪将校正后的输出画面投射至所述物理模型上。

7、可选地，在一种可行的实施例中，所述根据各所述映射投影仪各自相对于所述物理模型沙盘的第一相对位置，确定所述数字场景中各虚拟摄像机各自的虚拟坐标的步骤，包括：

8、在现实世界坐标系中计算各所述映射投影仪各自相对于所述物理模型沙盘的第一相对位置；

9、将现实世界坐标系映射至所述数字场景中得到所述数字场景的虚拟坐标系；

10、按照所述现实世界坐标系与所述虚拟坐标系的映射关系将各所述第一相对位置映射至所述虚拟坐标系中，得到各所述第一相对位置各自对应的第二相对位置；

11、将各所述第二相对位置作为所述数字场景中各虚拟摄像机各自的虚拟坐标。

12、可选地，在一种可行的实施例中，在所述确定所述数字场景中各虚拟摄像机各自的虚拟坐标的步骤之后，所述方法还包括:

13、获取各所述映射投影仪的投影参数；

14、调整各所述虚拟摄像机的摄像参数，以使各所述摄像参数与各所述虚拟摄像机各自对应的映射投影仪的投影参数相同。

15、可选地，在一种可行的实施例中，所述通过设置在各所述虚拟坐标上的各所述虚拟摄像机获取各所述虚拟摄像机各自对应的映射投影仪的输出画面的步骤，包括：

16、获取各所述虚拟坐标上的各所述虚拟摄像机拍摄的视口画面；

17、针对各所述视口画面进行视椎体三维剪裁，得到各所述虚拟摄像机各自对应的映射投影仪的输出画面。

18、可选地，在一种可行的实施例中，所述多个映射投影仪包括：多个建筑投影仪，其中，各所述建筑投影仪环绕设置在沙盘外侧上方；所述视口画面包括：建筑视口画面；

19、所述针对各所述视口画面进行视椎体三维剪裁，得到各所述虚拟摄像机各自对应的映射投影仪的输出画面的步骤包括：

20、识别各所述建筑视口画面中的各类数字资产，其中，所述数字资产包括：建筑资产和环境资产；

21、针对各所述建筑视口画面进行视椎体三维剪裁，屏蔽各所述建筑视口画面中的环境资产，得到各所述建筑视口画面各自对应的建筑投影仪的输出画面。

22、可选地，在一种可行的实施例中，所述多个映射投影仪包括：多个环境投影仪，其中，各所述环境投影仪环绕设置在沙盘正上方；所述视口画面包括：环境视口画面；

23、所述针对各所述视口画面进行视椎体三维剪裁，得到各所述虚拟摄像机各自对应的映射投影仪的输出画面的步骤包括：

24、识别各所述环境视口画面中的各类数字资产，其中，所述数字资产包括：建筑资产和环境资产，所述环境资产包括多个子环境资产；

25、确定各所述环境视口画面各自在各所述子环境资产中对应的目标子环境资产；

26、针对各所述环境视口画面进行视椎体三维剪裁，分别屏蔽各所述环境视口画面中除各所述环境视口各自对应的目标子环境资产外的其他数字资产，得到各所述环境视口画面各自对应的环境投影仪的输出画面。

27、可选地，在一种可行的实施例中，所述数字沙盘系统还包括：渲染服务器；

28、所述通过所述画面校正摄像机对各所述输出画面进行校正的步骤，包括：

29、通过所述画面校正摄像机采集各映射投影仪各自在所述物理沙盘上的实际投影画面区域；

30、通过渲染服务器计算各所述实际画面投影区域相互之间的重叠画面；

31、通过渲染服务器对各所述重叠画面在各所述输出画面中对应的区域图像进行校正渲染，以使各所述输出画面无缝连接。

32、此外，为实现上述目的，本技术还提供一种数字沙盘系统，所述数字沙盘系统包括：物理模型沙盘、画面校正摄像机和多个映射投影仪，其中，所述物理模型沙盘为待演示的数字场景按照预设比例缩小得到的物理模型；

33、所述数字沙盘系统还包括：

34、坐标确定模块，用于根据各所述映射投影仪各自相对于所述物理模型沙盘的第一相对位置，确定所述数字场景中各虚拟摄像机各自的虚拟坐标；

35、画面获取模块，用于通过设置在各所述虚拟坐标上的各所述虚拟摄像机获取各所述虚拟摄像机各自对应的映射投影仪的输出画面；

36、画面校正模块，用于通过所述画面校正摄像机对各所述输出画面进行校正，并通过各所述映射投影仪将校正后的输出画面投射至所述物理模型上。

37、此外，为实现上述目的，本技术还提供一种数字沙盘的3d映射设备，所述数字沙盘的3d映射设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的数字沙盘的3d映射程序，所述数字沙盘的3d映射程序被所述处理器执行时实现如上述的数字沙盘的3d映射方法的步骤。

38、本技术还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有数字沙盘的3d映射程序，所述数字沙盘的3d映射程序被处理器执行时实现如上述的数字沙盘的3d映射方法的步骤。

39、本技术提供一种数字沙盘的3d映射方法、数字沙盘系统、设备及介质，数字沙盘的3d映射方法应用于数字沙盘系统，所述数字沙盘系统包括：物理模型沙盘、画面校正摄像机和多个映射投影仪，其中，所述物理模型沙盘为待演示的数字场景按照预设比例缩小得到的物理模型；数字沙盘的3d映射方法包括：根据各所述映射投影仪各自相对于所述物理模型沙盘的第一相对位置，确定所述数字场景中各虚拟摄像机各自的虚拟坐标；通过设置在各所述虚拟坐标上的各所述虚拟摄像机获取各所述虚拟摄像机各自对应的映射投影仪的输出画面；通过所述画面校正摄像机对各所述输出画面进行校正，并通过各所述映射投影仪将校正后的输出画面投射至所述物理模型上。

40、相比于常规的在一面进行3d投影的技术手段，本技术数字沙盘的3d映射方法在物理沙盘模型周围设置多个投影仪，根据物理沙盘周围投影仪的设置位置确定数字场景中虚拟摄像机的采集位置，采集数字场景中数字模型各个面的画面后，对各个投影画面进行融合校正，然后在物理模型的各个面上进行3d投影，完成数字沙盘的全角度3d投影。

41、如此，本技术基于上述在物理沙盘模型的基础上通过多个投影仪进行全角度3d投影的方法，与传统仅采用投影仪在屏幕上进行单面投影的方式相比，本技术数字沙盘的3d映射方法通过在物理沙盘模型上采用多个投影仪进行3d投影的方法，使得场景能够全角度进行展示，用户在各个角度均能观看到3d效果，并且，通过图像校正使得各个投影的图像能够无缝衔接，进一步提高了数字沙盘的展示效果。