[发明专利]一种基于全景技术的环幕电影制作及播放方法

摘要

本发明公开了一种基于全景技术的环幕电影制作及播放方法，通过使用全景视频摄像机进行全景视频拍摄，通过平面化方法将全景视频转化为平面视频并进行编辑处理；构建基于多通道计算机群的硬件系统及播放同步控制软件，利用基于透视变换视锥体的视野范围的播放算法进行播放处理；本发明实现设备轻，操作简单，成本低。

主权项

1.一种基于全景技术的环幕电影制作及播放方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：使用全景视频摄像机拍摄全景视频；S2：全景视频平面化编辑,具体过程如下：将环幕电影分为n个平面屏幕，n个平面屏幕围成一个正n棱柱；正n棱柱里面设置有一个虚拟的球面区域，代表着全景视频图像；对于正棱柱第i个侧面上的一点(x_b,y_b)，对应球面上的像素按下式查找计算：上式中R_b为棱柱侧面内切球的半径，计算的θ,后，根据该经纬度坐标查找全景视频中的像素颜色；棱柱的顶部和底部的点，则可根据三角关系，对于给定(x_t,y_t)的点，对应球坐标：式中H为正棱柱高度；全景视频转换为棱柱平面化视频后，使用视频编辑软件对平面化后的区域进行编辑，编辑完成之后，把正n棱柱视频反变换回全景视频；根据式(1)反算(x_b,y_b)和(x_t,y_t)，然后根据所求点在经纬图像上填色，便转换回全景视频；S3：构造全景环幕电影播放硬件系统，环幕电影屏幕数为n，将n+1台计算机通过局域网连接起来，其中，选定一台计算机作为管理机，用于统一控制电影视频的加载和卸载；其余n台计算机作为播放机，用于场景渲染外，其中所述n台播放机包括一台播放主控机，所述播放主控机用于保持n台播放机控制屏幕画面同步；每台播放机图像输出到融合器，融合器为n台，融合器经过图像校正和拼合，再输出到投影机中，投影机为n台，投影机布置成环形，使用正投或背投技术；每一台播放机与一台融合器、一台投影机组成一个放映单元；n台播放机均与场景管理机网络连接；S4：开发全景环幕电影播放软件系统，所述软件包括以下模块：管理模块、播放器模块、通讯模块；所述管理模块用于视频的启动播放、切换和关闭；管理模块分管理端和从动端；管理端装在管理机，含有操作界面，通过界面操作控制系统启动播放影片，从动端装在每一台播放机上，随系统启动；所述播放器模块为多通道播放全景视频播放器，播放器模块分为主控端和从动端；主控端安装在播放主控机上，其他播放机装从动端；主控端根据自身播放进度发送帧同步消息，从动端根据帧接收到的同步消息协调播放进度，每一台播放机都包含一份完整并相同的全景视频文件，管理模块和播放器模块都通过通讯模块进行通讯；所述播放机之间利用局域网UDP通讯方式实现视频的播放、停止、暂停、快进、快退的操作同步；S5：设计播放算法，具体如下：在透视变换视锥体的视野范围，设竖直方向的视野张开角为Fov，视锥体的近截面离原点距离为N，远截面距离为F；视频播放器的宽度为W，高度为H；若视线方向从原点指向全景图像中的Q点(经纬度为α，β)，则全景视频中任意点P(θ,φ)与全景播放器中像素的关系为：[x’y’z’w’]^T与播放器的像素坐标(x_v,y_v)又存在以下关系：式(4)把透视投影观察体中的坐标x’、y’映射成视频像素坐标(x_v,y_v)；利用(3)(4)两式，将各播放机的全景视频播放器对准不同的经纬度方向，即能够实时渲染出不同方向的视频内容；其中纬度根据屏幕相对于观众的高度或者视频中想展示的内容的高度，能够设置不同的值；当播放器对准的纬度等于0时，将播放环幕电影的视频中部；如下式：上式中n为通道数，i表示为第i台播放机；每个屏幕两边均留出宽度为15‑20％的区域作为融合区域，用于融合器做图像融合；图像融合使得不同放映机的图像在边界处过渡自然；对于n通道的播放系统，每个通道播放器的水平视野角Foh为：上式中c为重合区比例，取值为15‑20％。