[发明专利]一种360度数字球幕电影的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字电影制作方法领域，尤其涉及一种运用计算机三维动画制作软件制作360度数字球幕电影的制作方法。 

背景技术

球幕电影又称“圆穹电影”或“穹幕电影”，20世纪70年代出现的一种大银幕电影。拍摄及放映均采用超广角鱼眼镜头，观众厅为圆顶式结构，银幕呈半球形，观众被包围其中，视银幕如同苍穹。由于银幕影像大而清晰，自观众面前延至身后，且伴有立体声环音，使观众如置身其间，临场效果十分强烈，并且可脱离立体眼镜和头盔，产生立体视觉。

    由于传统球幕电影画面是超广角鱼眼镜头拍摄所得，制作上有很多的局限性，然而三维动画作为虚拟现实的这种表现形式早已广泛运用到许多行业，它能通过对虚拟的三维立体模型赋予材质灯光后，在设定好的故事场景中进行动画表演，能生动灵活的去表现一切人类未知且无法拍摄的虚拟世界，能表现人类无法达到的过去世界、未来世界、微观世界、外太空世界等一切表现题材，其表现潜力几乎不受限制。早期球幕电影用在太空剧场，最初用数字天象仪来放映天象影片，随着天象影片形式的丰富和影片题材的扩展，基于计算机图形学的数字球幕制作技术已成为业内人士追求的目标。

    然而，目前市场上较为成熟的主流三维动画制作软件如（MAYA，XSI，3DS MAX）等诸多软件仅能提供渲染面为平面（PLAN）的画面，不能直接制作出在球形银幕上所投射的无拉伸变形的数字影像，在三维制作软件中只可以通过多个画面拼接形成球形影像，但其制作过程繁琐复杂，且在球形银幕上还原画面还会存在透视不正确和画面变形等问题，还需要多台放映设备的配合，且不同的放映机位，对其所反映图像的变形矫正要求各不相同，基于成本、制作流程等各方面因素的考虑。 

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种360度数字球幕电影的制作方法，旨在解决现有三维软件生成球幕图像时制作过程繁琐复杂等问题。

本发明的技术方案如下：一种360度数字球幕电影的制作方法，其中，采用角度投射法来实现虚拟鱼眼镜头的算法，其具体步骤为：通过数学程式编码模拟光学鱼眼镜头，在投射角度内对已经变形的鱼眼画面进行挤压和变形，转换为平整的球面图像进行输出，所述球面图像的变形度符合所述数学程式编码。

所述的360度数字球幕电影的制作方法，其中，将已经变形的鱼眼画面转换为平整的球面图像的具体步骤如下：

S100、获取鱼眼摄影机成像平面的每一个像素点的坐标；

S200、获取鱼眼摄影机成像平面的高和宽；

S300、计算成像平面的中心点坐标；

S400、计算每一个像素点到中心点的直线距离；

S500、计算成像区域的半径；

S600、将算得的每一个像素点到中心点的直线距离进行标准化；

S700、将标准化后的直线距离进行变形修正得到修正系数；

S800、采用每一个像素点自身的修正系数对像素点进行缩放，得到平整的图像数据。

所述的360度数字球幕电影的制作方法，其中，将算得的每一个像素点到中心点的直线距离进行标准化的具体方法为：D=d/(width/2)， 其中，D为标准化后的直线距离；d为像素点到中心点的直线距离；width为鱼眼摄影机成像平面的宽。

所述的360度数字球幕电影的制作方法，其中，将标准化后的直线距离进行变形修正得到修正系数的具体方法为：K=1-hermite(0,1,0,PI,D)，其中，K为修正系数；hermite为埃尔米特算法；PI为圆周率；D为标准化后的直线距离。 

有益效果：本发明提供的360度数字球幕电影制作方法，解决目前三维动画软件不能直接创建球幕画面的问题，在本发明中，通过对三维动画软件中虚拟数字鱼眼镜头的技术开发，在软件中通过数学程式计算出点与椭圆抛物面的映射角度关系，以获取到在不同张角范围内的平面图像数据，最终将圆形的鱼眼图像还原在角度等比的球幕上，实现无拉伸变形的影像画面。 

附图说明

图1是本发明实现虚拟鱼眼镜头的数字与光学基础原理示意图。

图2是本发明提供的360度数字球幕电影的制作方法的流程图。

图3是本发明实施例一提供的球幕电影结构示意图。

图4是本发明实施例二提供的球幕电影结构示意图。 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。