[发明专利]一种建筑外表面投影方法

权利要求书

1.一种建筑外表面投影方法，其特征在于，以建筑物外表面为投影平面，以多台投影机为显示设备，通过采用手动或自动投影拼接的方法对投影图像进行投影拼接，通过各台投影机投影内容与建筑表面关键点的对准，完成多投影拼接并利用建筑面表面关键点达到3D效果，其中，关键点为建筑外表面各个不连续面形成的交线以及各条交线的交点。

2.如权利要求1建筑外表面投影方法，其特征在于，所述手动拼接方法包括以下步骤：

步骤1，确定投影表面及观看者位置，使用相机在观看者所在位置拍摄投影表面的照片；

步骤2，根据投影表面的材质、现场光照条件以及项目预算确定投影机参数、投影机数量以及投影机位置布置；

步骤3，手动选取一个能够包围整个建筑物外表面的最小外接矩形作为有效投影区域；

步骤4，制作具有3D效果的多媒体视频：

根据步骤1得到的照片使用三维建模软件建立建筑表面的虚拟三维模型，根据真实相机的位置及角度调整虚拟场景中的虚拟相机位置及角度，使得虚拟相机渲染的模型与步骤1得到的照片完全重合，在虚拟三维模型上进行特效制作，经过视频制作软件处理之后输出为视频；

或者以步骤1得到的照片作为视频制作的模板，直接使用视频制作软件进行视频制作，当需要展示一副与关键点位置无关的效果，则直接将建筑物表面当作平片制作视频；当需要展示与关键点位置相关的效果时，沿着照片中建筑物表面关键点位置以及连接关键点的直线制作视频特效；

步骤5，现场安装架设投影机，调整各台投影机位置及角度以充满整个有效投影区域；

步骤6，使用手动投影拼接方法进行多投影几何校正：通过手动拖动网格使投影表面的关键点位置与投影视频对齐，同时将图像空间中的一条直线在观看者视角调整成直线，并进行颜色校正及融合区域亮度衰减；

步骤7，根据步骤6手动调整得到的显示图像空间与任意一台投影机图像空间的对应关系，将显示图像空间中的点映射到其对应的投影机图像空间中相应位置；同时利用网络同步所有播放视频从而实现建筑投影。

3.如权利要求1所述的建筑外表面投影方法，其特征在于，所述自动拼接方法包括以下步骤：

步骤1，确定投影表面及观看者位置，使用相机在观看者所在位置拍摄投影表面的照片；

步骤2，根据投影表面的材质、现场光照条件以及项目预算确定投影机参数、投影机数量以及投影机位置布置；

步骤3，确定有效投影区域：根据步骤1照片中建筑物区域亮度与背景亮度的不同，使用图像处理方法求取建筑物区域，取该区域的最小外接矩形作为有效投影区域；

步骤4，具有3D效果的多媒体视频制作：

以步骤1得到的照片作为视频制作的模板，直接使用视频制作软件进行视频制作，当需要展示一副与关键点位置无关的效果，则直接将建筑物表面当作平片制作视频；当需要展示与关键点位置相关的效果时，沿着照片中建筑物表面关键点位置以及连接关键点的直线制作视频特效；

步骤5，现场安装架设投影机，调整各台投影机位置及角度以充满整个有效投影区域；

步骤6，使用基于结构光扫描的自动多投影拼接方法进行多投影几何校正，其具体步骤为：

步骤6.1，在与步骤1相同的位置架设相机，相机参数设置与步骤1相机参数相同；

步骤6.2，根据有效投影区域四个角点在相机图像坐标系下的坐标以及其在显示图像坐标系下的坐标，利用单应矩阵计算相机图像空间与显示图像空间之间的对应关系H_D；

步骤6.3，针对每台投影机覆盖的建筑表面区域，分别使用编码结构光扫描的方法建立每台投影机图像空间与相机图像之间的对应关系M_Ci，i=1，2，…，N，N为投影机数量；

步骤6.4，结合相机图像空间与显示图像空间之间的对应关系H_D以及任意一台投影机图像空间与相机图像之间的对应关系M_Ci，得到显示图像空间与任意一台投影机图像空间的对应关系；

步骤6.5，对待显示图像进行颜色校正以及融合区域亮度衰减；

步骤7，根据步骤6得到的显示图像空间与任意一台投影机图像空间的对应关系，将显示图像空间中的点映射到其对应的投影机图像空间中相应位置；同时利用网络同步所有播放视频从而实现建筑投影。