多通道投影系统无缝拼接的实现.pdfVIP

维普资讯 学兔兔 第3期 (总第148期) 机 械 工程 与 自动 化 NO．3 2008年 6月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUT0MAT10N Jun． 文章编号：1672—6413(2008)03．0014—02 多通道投影系统无缝拼接的实现 王晓北，赵 罡 (北京航空航天大学 机械工程及自动化学院，北京 100083) 摘要：介绍了一种基于PC机群构造沉浸式多通道投影显示系统的方法。使用PC机和普通投影仪构建了硬件 系统，提出了基于软件的交互式几何校正方法和基于线性函数的边缘融合方法，快速地完成几何畸变校正和通 道间的拼接融合，消除了投影画面之间的缝隙。这种方法在满足同等投影显示要求的情况下，大幅度地降低了 系统的构建费用和维护要求，具有良好的实际应用价值。 关键词：多通道投影；无缝拼接；几何校正；边缘融合 中图分类号：TH741．5：TP391 文献标识码：A 0 引言 几何校正处理实现的基本步骤如下： 近年来，大面积、高分辨率的显示在科学可视化 (1)将由采样点(z ， )组成的规则网格图案投 计算、虚拟制造、模拟训练、交通指挥、媒体展示以 影在屏幕上。 及娱乐等领域获得了越来越广泛的应用。基于PC机 (2)根据投影屏幕尺寸、投影位置等参数计算帧 群架构的多通道虚拟现实投影系统大幅度降低了系统 缓存图像中点( ， )与实际投影屏幕图像中点( ，， 的费用和使用难度，其具有扩展性好、使用灵活、升 )的映射关系。 级方便等特点。本文提出的多通道投影系统基于PC (3)在系统运行绘制进程中，对帧缓存中的每帧 机和普通的投影仪，利用软件进行交互式的几何校正， 图像按步骤(2)的映射关系进行分段纹理映射。 采用线性函数进行亮度调整以进行边缘融合，从而快 (4)经过预校正后的图像再送人绘制流水线绘 速地完成几何畸变校正和通道间的拼接融合，消除了 制，并得到正确的投影图像。 投影画面之间的缝隙。 1 几何校正 未进行预处理的投影 多通道投影显示系统的几何校正问题主要包括对 E 落g 单个投影画面的图像畸变校正和多个投影画面之间的 对齐校正。图像的畸变一般由投影机径向变形、投影 轴倾斜、投影到非平面屏幕等原因引起。投影面之间 原始图像 的图像错位则由相邻投影面之间的边界不匹配而造 9进行预处理 成。几何校正必须检测和修正这两种类型的几何失真。 1．1 图像畸变校正 1．1．1 几何校正的基本原理 预处理后的投影 几何校正的原理见图1。图像在未进行几何校正 目口 l ＆ 时，如果直接投射在投影幕上，会产生梯形失真等图 形畸变。而经过预处理后的图像再投射到投影幕上时， 才能显示出正确的效果。为了保证几何校正的正确性， 预校正看的图缘 图像正确显示 预处理必须严格按照所需的校正关系信息来进行。 图1 几