專利名稱：面向復雜投影表面的集群式多媒體播放與控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機圖形學、系統(tǒng)軟件、多媒體、Web信息管理系統(tǒng)等領(lǐng)域，具體涉及面向復雜投影表面的集群式多媒體播放與控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括擁有自主計算能力的多媒體播放與控制集群，面向復雜投影表面的多投影校正工具包和在線服務(wù)管理平臺三個部分。
背景技術(shù)：
工業(yè)界較成熟的多媒體播放與控制系統(tǒng)是由瑞典公司Dataton研發(fā)的Watchout。學術(shù)界較有代表的多媒體顯示系統(tǒng)包括Princeton的Scalable Display Wall, UNC的PixelFlex, Minnesota的Power Wall和Illinois的SAGE。在實際工程應(yīng)用中，構(gòu)建多媒體播放與控制系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程包括:用戶購買系統(tǒng)序列號后，在線服務(wù)平臺提供圖形化操作界面幫助用戶編排多媒體播放與控制流程，用戶將生成的多媒體播放與控制系統(tǒng)所需的配置文件上傳到在線服務(wù)平臺；在線服務(wù)平臺向操作人員提供多投影校正工具包和多媒體播放與控制系統(tǒng)的使用授權(quán)；操作人員根據(jù)工程現(xiàn)場實際環(huán)境，利用多投影校正工具包對多媒體播放與控制集群的多投影畫面進行校正；操作人員將校正結(jié)果分發(fā)到集群每一個顯示結(jié)點并通過在線服務(wù)平臺備份；操作人員從在線服務(wù)平臺下載所需配置文件并分發(fā)給多媒體播放與控制系統(tǒng)；多媒體播放與控制系統(tǒng)加載校正結(jié)果和配置文件完成多媒體播放與控制。
然而，隨著集群規(guī)模的擴大，多媒體播放與控制系統(tǒng)對集群的穩(wěn)定性和容錯性提出了更高的要求，為此本發(fā)明提出了擁有自主計算能力的主從式集群架構(gòu)。此外，隨著硬件和文化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，多媒體播放與控制系統(tǒng)表現(xiàn)形式更為豐富，為此本發(fā)明涉及多媒體播放與控制系統(tǒng)支持多種類型輸入源、支持通過燈光等設(shè)備共同構(gòu)建完整的多媒體展示。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種面向復雜投影表面集群式大規(guī)模多媒體播放與控制系統(tǒng)，包括擁有自主計算能力的多媒體播放與控制集群、面向復雜投影表面的多投影校正工具包以及在線服務(wù)管理平臺三個部分。
本發(fā)明中，擁有自主計算能力的多媒體播放與控制集群包含擁有自主計算能力的主從式集群架構(gòu)和支持豐富表現(xiàn)形式的多媒體播放與控制系統(tǒng)；
所述的擁有自主計算能力的主從式集群架構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)模塊、異常處理模塊和自主遷移模塊組成，提供穩(wěn)定、一致、容錯、可伸縮的集群運行環(huán)境；
所述網(wǎng)絡(luò)模塊，用于主控結(jié)點監(jiān)控并協(xié)調(diào)各個從屬結(jié)點狀態(tài)并保持集群內(nèi)結(jié)點狀態(tài)的一致性，以視頻播放為例，各個結(jié)點同步繪制相同視頻序列幀。
所述異常處理模塊，用于處理從屬結(jié)點發(fā)生異常，當從屬結(jié)點發(fā)生異常時，異常處理模塊將該結(jié)點剔除集群，并在該結(jié)點恢復正常后重新將其加入集群。
所述自主遷移模塊，用于處理主控結(jié)點發(fā)生異常，當主控結(jié)點發(fā)生異常時，自主遷移模塊在集群中推選新的結(jié)點，將其指派為主控結(jié)點。
所述的支持豐富表現(xiàn)形式的多媒體播放與控制系統(tǒng)由投影顯示模塊和多媒體控制管理模塊組成，支持多種輸入源且能協(xié)調(diào)燈光等設(shè)備完成大規(guī)模多媒體展示；
所述投影顯示模塊，用于將多媒體文件通過投影顯示，包含解碼過程和繪制過程，所述解碼過程，用于將輸入源轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一格式的緩存幀，輸入源包含視頻、圖像、桌面捕獲數(shù)據(jù)等，所述繪制過程，用于加載多投影校正結(jié)果并在投影前對畫面進行校正；
所述多媒體播放與控制系統(tǒng)管理模塊，用于在多媒體播放與控制過程中，根據(jù)用戶創(chuàng)建的配置文件，與燈光等設(shè)備系統(tǒng)通訊，并響應(yīng)外部控制命令，所述通訊包括通過可執(zhí)行程序調(diào)用、DMX512協(xié)議、串口通信和網(wǎng)絡(luò)通信等方式，所述燈光等設(shè)備包括燈光、音響、動感座椅等，所述外部控制命令包括暫停、繼續(xù)、尋址、循環(huán)等控制指令。
本發(fā)明中，針對傳統(tǒng)多投影校正技術(shù)受到物理環(huán)境的限制，所述的面向復雜投影表面的多投影校正工具包基于交互式編輯，通過全畫布空間設(shè)置、幾何校正、顏色校正、紋理變形以及遮罩編輯，通過交互式編輯的方式實現(xiàn)多投影輸出畫面在復雜投影表面的無縫拼接，有效解決了復雜投影表面的多投影畫面拼接校正；
所述全畫布空間設(shè)置，用于建立投影儀與顯示表面之間映射關(guān)系以及紋理資源與顯不表面的映射關(guān)系；
所述幾何校正，用于實現(xiàn)紋理坐標到投影儀窗口坐標的映射，保持多投影拼接畫面幾何上的連貫性；
所述顏色校正，用于調(diào)節(jié)投影儀重疊區(qū)域Alpha亮度以及投影儀之間的色差，保持多投影拼接畫面亮度和色彩上的一致性；
所述紋理變形，用于對紋理資源本身進行變形，與幾何編輯相結(jié)合，使多投影拼接畫面適用于復雜投影表面；
所述遮罩編輯，用于編輯不規(guī)則表面的輪廓并生成包含深度信息的位圖作為蒙版，剔除顯示表面外的投影畫面。
本發(fā)明中，在線服務(wù)管理平臺包含授權(quán)認證模塊、資源管理模塊和多媒體播放與控制系統(tǒng)的配置文件生成模塊，為用戶編排多媒體播放與控制流程，利用互聯(lián)網(wǎng)管理和維護多媒體播放與控制系統(tǒng)提供優(yōu)質(zhì)的技術(shù)服務(wù)和方便的管理維護；
所述配置文件生成模塊，用于定制多媒體播放與控制流程，根據(jù)多媒體展示的需求，利用圖形化界面在時間軸上配置多媒體播放與控制過程中燈光等硬件的協(xié)同工作；
所述授權(quán)認證模塊，用于為多媒體播放與控制系統(tǒng)授權(quán)認證，通過結(jié)合加密狗硬件加密策略和明文許可證文件加密策略防止系統(tǒng)被盜用和侵權(quán)；
所述資源管理模塊，用于存儲和備份多媒體播放與控制系統(tǒng)所需資源和數(shù)據(jù)，幫助用戶更新和維護多媒體播放與控制系統(tǒng)。
本發(fā)明采用擁有自主計算能力的多媒體播放與控制集群，該集群中擁有自主計算能力的集群架構(gòu)，提升了大規(guī)模集群運行的穩(wěn)定性和容錯性，為大型多媒體播放與控制提供了穩(wěn)定、可靠的執(zhí)行環(huán)境，該集群中支持豐富表現(xiàn)形式的多媒體播放與控制系統(tǒng)，充分考慮主流硬件的發(fā)展和不斷豐富的多媒體展示創(chuàng)意，為多媒體展示提供了技術(shù)支持；本發(fā)明采用面向復雜投影表面的多投影校正工具包，針對實際工業(yè)應(yīng)用，通過交互式編輯的方式，完成多投影顯示畫面校正；本發(fā)明采用在線服務(wù)平臺，幫助用戶編排多媒體播放與控制流程，利用互聯(lián)網(wǎng)管理和維護多媒體播放與控制系統(tǒng)。
本發(fā)明普遍適用于構(gòu)建面向復雜投影表面集群式多媒體播放與控制系統(tǒng)，隨著文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，本發(fā)明提出的面向復雜投影表面集群式多媒體播放與控制系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景，具有重大的經(jīng)濟價值和社會價值。
本發(fā)明的優(yōu)點是:
1，擁有自主計算能力的多媒體播放與控制集群，支持大規(guī)模多媒體展示，有很好的穩(wěn)定性和容錯性，并能協(xié)調(diào)燈光等硬件設(shè)備配合超高分辨率視頻，完成豐富的多媒體展示創(chuàng)意。
2，面向復雜投影表面的多投影校正工具包，通過交互式編輯的方式，面向復雜投影表面，畫面無縫拼接，完成多投影顯示畫面校正。
3，在線服務(wù)平臺，幫助用戶編排多媒體播放與控制流程，利用互聯(lián)網(wǎng)管理和維護多媒體播放與控制系統(tǒng)。


圖1為本發(fā)明的面向復雜投影表面集群式多媒體播放與控制系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的多媒體播放與控制集群自主計算的示例流程圖。
圖3為本發(fā)明的投影顯示模塊的流程圖。
圖4為本發(fā)明的多媒體播放與控制系統(tǒng)管理模塊的工作原理示意圖。
圖5為本發(fā)明的使用多投影工具包進行多投影畫面校正的一般步驟。
圖6為本發(fā)明的構(gòu)建多媒體播放與控制系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實例和附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
下面結(jié)合圖2對本發(fā)明中擁有自主計算能力的集群架構(gòu)工作原理進行說明。
參見圖2，為本發(fā)明涉及多媒體播放與控制集群中自主計算的工作原理示意圖，如下步驟對工作原理進行說明:
步驟201，基于主從式架構(gòu)的多媒體播放與控制集群啟動后，網(wǎng)絡(luò)模塊協(xié)調(diào)集群內(nèi)各個結(jié)點狀態(tài)同步，以視頻播放為例，各個結(jié)點同步繪制當前序列幀。
步驟202，從結(jié)點3出現(xiàn)異常，網(wǎng)絡(luò)模塊監(jiān)測到該結(jié)點異常，異常處理模塊將該結(jié)點剔除集群列表。
步驟203，從結(jié)點3恢復正常，網(wǎng)絡(luò)模塊監(jiān)測到該結(jié)點從異常中恢復，異常處理模塊將該結(jié)點重新列入集群列表。
步驟204，主結(jié)點發(fā)生異常，自主遷移模塊在集群剩余結(jié)點中選取ID最小的結(jié)點，將其指派為主控結(jié)點。
所述異常包含軟件異常、網(wǎng)絡(luò)異常和硬件異常。所述ID為集群中每個結(jié)點擁有的互不相同的標識符號。
下面通過圖3、圖4的實例對本發(fā)明的支持豐富表現(xiàn)形式的多媒體播放與控制系統(tǒng)進行舉例說明。
參見圖3，為本發(fā)明中支持豐富表現(xiàn)形式的多媒體播放與控制系統(tǒng)中投影顯示模塊的工作流程示意圖，如下步驟就解碼與顯示流程進行描述:
步驟301，解碼，用于將輸入源轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一格式的緩存幀，所述的輸入源包含視頻、圖像、桌面捕獲數(shù)據(jù)和攝像頭捕獲數(shù)據(jù)；
步驟302，投影顯示，用于加載多投影校正結(jié)果并在投影前對畫面進行校正。
參見圖4，為本發(fā)明中支持豐富表現(xiàn)形式的多媒體播放與控制系統(tǒng)中管理模塊工作原理示意圖，包含多媒體播放流程控制和外部消息處理。
所述多媒體播放流程控制，根據(jù)用戶定義的多媒體播放與控制系統(tǒng)配置文件中描述，通過可執(zhí)行程序調(diào)用、DMX512協(xié)議、串口通信、網(wǎng)絡(luò)通信等通訊方式，協(xié)調(diào)燈光等硬件設(shè)備完成多媒體播放與控制。所述燈光等硬件設(shè)備主要包括燈光，音響、動感座椅等硬件設(shè)備。
所述外部消息處理，可在多媒體播放過程中響應(yīng)用戶發(fā)起的外部指令，常見有暫停、繼續(xù)、尋址、循環(huán)等。
下面通過圖5對本發(fā)明中面向復雜投影表面多投影校正技術(shù)的步驟進行說明。
參見圖5，為本發(fā)明中面向復雜投影表面多投影校正技術(shù)一般步驟，包含全畫布空間技術(shù)、幾何校正、顏色校正、紋理變形和遮罩編輯:
步驟501，全畫布空間技術(shù)，用于建立投影儀與顯示表面之間映射關(guān)系以及紋理資源與顯示表面的映射關(guān)系；
步驟502，幾何校正，用于實現(xiàn)紋理坐標到投影儀窗口坐標的映射，保持多投影拼接畫面幾何上的連貫性與一致性；
步驟503，顏色校正，用于調(diào)節(jié)投影儀重疊區(qū)域Alpha亮度以及投影儀之間的色差，保持多投影拼接畫面亮度和色彩上的一致性與連貫性；
步驟504，紋理變形，用于對紋理資源本身進行變形，與幾何編輯相結(jié)合，使多投影拼接畫面適用于復雜投影表面；
步驟505，遮罩編輯，用于編輯不規(guī)則表面的輪廓并生成包含深度信息的位圖作為蒙版，剔除顯示表面外的投影畫面；
步驟504和步驟505根據(jù)顯示表面的具體特征可以略過，校正結(jié)果保存在多媒體播放與控制集群各個結(jié)點上，同時在服務(wù)平臺也有數(shù)據(jù)備份。
下面通過圖6對本發(fā)明中多媒體播放與控制系統(tǒng)構(gòu)建業(yè)務(wù)流程進行說明
參見圖6，為本發(fā)明中多媒體播放與控制系統(tǒng)的構(gòu)建流程，如下步驟包括授權(quán)認證、配置文件生成和多投影校正。
步驟601，授權(quán)認證，用戶通過在線服務(wù)平臺購買系統(tǒng)序列號，在線服務(wù)平臺為操作人員提供多媒體播放與控制系統(tǒng)的授權(quán)認證，認證方法采用加密狗硬件加密策略和明文許可證文件加密策略相結(jié)合的方法，防止系統(tǒng)被盜用和侵權(quán)。
步驟602，配置文件生成，用戶根據(jù)多媒體播放與控制系統(tǒng)的實際需求，用圖形化界面在時間軸上配置多媒體播放與控制過程中燈光等硬件設(shè)備的協(xié)同工作，并將生成的配置文件上傳到在線服務(wù)平臺。
步驟603，多投影校正，操作人員根據(jù)現(xiàn)場實際工程環(huán)境，利用多投影校正工具包，完成面向復雜投影表面的多投影校正，將校正結(jié)果分發(fā)到多媒體播放與控制集群并備份至在線服務(wù)平臺。
以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和結(jié)果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種面向復雜投影表面集群式大規(guī)模多媒體播放與控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括一種有自主計算能力的多媒體播放與控制集群、一種面向復雜投影表面的多投影校正工具包以及一種在線服務(wù)管理平臺； 所述有自主計算能力的多媒體播放與控制集群，支持大規(guī)模多媒體顯示，有穩(wěn)定性和容錯性，協(xié)調(diào)硬件設(shè)備配合超高分辨率視頻，完成多媒體展示； 所述多投影校正工具包，采用交互式編輯的方式，完成復雜表面的多投影畫面無縫拼接; 所述在線服務(wù)管理平臺，為用戶編排多媒體播放與控制流程，利用互聯(lián)網(wǎng)管理和維護多媒體播放與控制系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的面向復雜投影表面集群式大規(guī)模多媒體播放與控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的有自主計算能力的多媒體播放與控制集群，包含一種有自主計算能力的主從式集群架構(gòu)系統(tǒng)和一種支持豐富表現(xiàn)形式的多媒體播放與控制系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2所述的面向復雜投影表面集群式大規(guī)模多媒體播放與控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的有自主計算能力的主從式集群架構(gòu)系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)模塊、異常處理模塊和自主遷移模塊； 所述網(wǎng)絡(luò)模塊，用于主控結(jié)點監(jiān)控并協(xié)調(diào)各個從屬結(jié)點狀態(tài)并保持集群內(nèi)結(jié)點狀態(tài)的一致性； 所述異常處理模塊，用于處理從屬結(jié)點發(fā)生異常，當從屬結(jié)點發(fā)生異常時，異常處理模塊將該結(jié)點剔除集群，并在該結(jié)點恢復正常后重新將其加入集群； 所述自主遷移模塊，用于處理主控結(jié)點發(fā)生異常，當主控結(jié)點發(fā)生異常時，自主遷移模塊在集群中推選新的結(jié)點，將其指派為主控結(jié)點。
4.如權(quán)利要求2所述的面向復雜投影表面集群式大規(guī)模多媒體播放與控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的一種支持豐富表現(xiàn)形式的多媒體播放與控制系統(tǒng)，包括投影顯示模塊和多媒體控制管理模塊； 所述投影顯示模塊，用于將多媒體文件通過投影顯示，包含解碼過程和繪制過程，所述解碼過程，用于將輸入源轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一格式的緩存幀，輸入源包含視頻、圖像、桌面捕獲數(shù)據(jù)，所述繪制過程，用于加載多投影校正結(jié)果并在投影前對輸出畫面進行校正； 所述多媒體播放與控制系統(tǒng)管理模塊，用于在多媒體播放與控制過程中，根據(jù)創(chuàng)建的配置文件，與燈光設(shè)備系統(tǒng)通訊，并響應(yīng)外部控制命令；所述通訊包括可執(zhí)行程序調(diào)用、DMX512協(xié)議、串口通訊和網(wǎng)絡(luò)通信方式，所述燈光設(shè)備包括燈光、音響、動感座椅，所述外部控制命令包括暫停、繼續(xù)、尋址、循環(huán)控制指令。
5.如權(quán)利要求1所述的面向復雜投影表面集群式大規(guī)模多媒體播放與控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的一種面向復雜投影表面的多投影校正工具包，使用其進行多投影畫面校正的過程包括全畫布空間設(shè)置、幾何校正、顏色校正、紋理變形和遮罩編輯； 所述全畫布空間設(shè)置，用于建立投影儀與顯示表面之間映射關(guān)系以及紋理資源與顯示表面的映射關(guān)系； 所述幾何校正，用于實現(xiàn)紋理坐標到投影儀窗口坐標的映射，保持多投影拼接畫面幾何上的連貫性； 所述顏色校正，用于調(diào)節(jié)投影儀重疊區(qū)域Alpha亮度以及投影儀之間的色差，保持多投影拼接畫面亮度和色彩上的一致性； 所述紋理變形，用于對紋理資源本身進行變形，與幾何編輯相結(jié)合，使多投影拼接畫面適用于復雜投影表面； 所述遮罩編輯，用于編輯不規(guī)則表面的輪廓并生成包含深度信息的位圖作為蒙版，剔除顯示表面外的投影畫面。
6.如權(quán)利要求1所述的面向復雜投影表面集群式大規(guī)模多媒體播放與控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的一種在線服務(wù)平臺，包括配置文件生成模塊、授權(quán)認證模塊和資源管理模塊； 所述配置文件生成模塊，用于定制多媒體播放與控制流程，根據(jù)多媒體展示的需求，利用圖形化界面在時間軸上配置多媒體播放與控制過程中燈光硬件設(shè)備的協(xié)同工作； 所述授權(quán)認證模塊，用于為多媒體播放與控制系統(tǒng)授權(quán)認證，通過結(jié)合加密狗硬件加密策略和明文許可證文件加密策略防止系統(tǒng)被盜用和侵權(quán)； 所述資源管理模塊，用于存儲和備份多媒體播放與控制系統(tǒng)所需資源和數(shù)據(jù)，幫助用戶更新和維護多媒體播放與控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及計算機圖形學、系統(tǒng)軟件、多媒體、Web信息管理系統(tǒng)等領(lǐng)域，具體涉及面向復雜投影表面的集群式多媒體播放與控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括擁有自主計算能力的多媒體播放與控制集群，面向復雜投影表面的多投影校正工具包和在線服務(wù)管理平臺三個部分。所述擁有自主計算能力的多媒體播放與控制集群，支持大規(guī)模多媒體展示，有很好的穩(wěn)定性和容錯性，并能協(xié)調(diào)燈光等硬件設(shè)備配合超高分辨率視頻，完成豐富的多媒體展示創(chuàng)意；所述多投影校正工具包，采用交互式編輯的方式，針對復雜表面完成多投影畫面無縫拼接；所述在線服務(wù)管理平臺，幫助用戶編排多媒體播放與控制流程，并利用互聯(lián)網(wǎng)管理和維護多媒體播放與控制系統(tǒng)。本發(fā)明系統(tǒng)普遍適用于面向復雜投影表面、基于集群的大規(guī)模多媒體展示，可為文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)、數(shù)字娛樂、虛擬現(xiàn)實提供技術(shù)支持和運營平臺。
文檔編號H04L12/24GK103207766SQ20121001128
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月14日
發(fā)明者姜忠鼎, 梁思毓 申請人:復旦大學