[发明专利]一种360°环幕无缝投影软矫正方法

说明书

本发明公开了一种360°环幕无缝投影软矫正方法，包括：将摄影机等间隔等高度设置在环幕中心位置；利用投影机水平视场角和环幕施工半径，得出环幕投影的水平距离；在unity3D引擎中给定融合区域控制点的位置数量和位置坐标，并结合设定的融合带水平宽度参数和融合带渐变系数计算控制点的融合区域不同位置纹理坐标的水平偏移量和垂直偏移量；结合水平偏移量和垂直偏移量实现多通道投影拼接，通过融合带水平宽度参数、融合带渐变系数和多通道融合带融函数实现多通道投影融合。本发明基于Unity3D引擎，利用软件进行校正成本更低、更容易控制，降低Unity3D虚拟仿真引擎360°环幕多通道投影虚拟仿真系统对硬件环境的要求，也提高了多通道拼接融合的质量。

技术领域

本发明涉及环幕投影技术领域，尤其涉及一种360°环幕无缝投影软矫正方法。

背景技术

目前，通过多通道环幕实现逼真的沉浸式虚拟环境仿真系统逐渐成为虚拟仿真的研究热点，并随着科学技术的发展，多通道环幕拼接逐步应用于虚拟仿真、模拟训练、科普教育、科技展览等领域。为实现多通道投影进行拼接融合，现有技术基本依赖投影机硬件矫正插件实现，导致硬件成本的增加。

Unity3D作为主流的虚拟仿真、模拟训练开发环境，迄今注册用户已超过1900万，现今全平台虚拟仿真、模拟训练、游戏开发等超过一半使用Unity3D进行开发，当前使用Unity3D进行多通道虚拟仿真、模拟训练的开发人员数量也在逐步上升。

但是，现有基于Unity3D多通道投影融合多通道拼接采用基于单片机技术的硬件拼接方法，该方法采用单片机等硬件设备导致成本较高，局限性较大，同时采用硬件拼接的方法拼接融合的质量较低，融合区域的融合带亮度与屏幕亮度有差别，使融合区域出现模糊、重影等效果。

发明内容

本发明提供一种360°环幕无缝投影软矫正方法，以克服采用硬件芯片进行校正和融合局限性较大等技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种360°环幕无缝投影软矫正方法，包括以下步骤：

步骤1、将环幕投影系统中的摄影机等间隔等高度设置在环幕中心位置；

步骤2、利用投影机水平视场角F和环幕施工半径r，得出投影机在环幕投影的水平距离l；

步骤3、在unity3D引擎中使用可编辑渲染管线给定融合区域控制点的位置数量和位置坐标，并结合设定的融合带水平宽度参数t和融合带渐变系数s计算控制点的融合区域不同位置纹理坐标的水平偏移量P(u).χ和垂直偏移量P(u).y；

步骤4、结合水平偏移量P(u).χ和垂直偏移量P(u).y实现多通道投影拼接，通过融合带水平宽度参数t、融合带渐变系数s和多通道融合带融函数实现多通道投影融合。

进一步的，所述步骤3中通过控制点计算融合区域不同位置纹理坐标的水平偏移量P(u).χ和垂直偏移量P(u).y具体为：

步骤3.1、给定unity3D引擎中有n个控制点数，通过控制点控制Unity3D输出画面的纹理坐标参数和相邻投影通道的融合带纹理坐标融合，使融合带纹理坐标等于融合带水平宽度参数t，调整融合带渐变系数s使融合带亮度与投影屏幕亮度保持一致；其中，控制点k坐标为P_k＝(χ_k,y_k)，k＝0,1,2,…n；

步骤3.2、获得控制点k的水平偏移量χ(u)和控制点k垂直偏移量y(u)；

步骤3.3、利用控制点k的水平偏移量χ(u)和控制点k垂直偏移量y(u)获得两控制点间的插值曲线函数纹理二维偏移量P(u)；

步骤3.4、利用插值曲线函数纹理二维偏移量P(u)获得融合区域不同位置纹理坐标的水平偏移量P(u).χ和垂直偏移量P(u).y。