一種建筑外表面投影方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種建筑外表面投影方法。使用本發(fā)明能夠在凹凸不平的建筑表面進(jìn)行投影拼接融合，具有立體效果的視頻渲染效果。本發(fā)明將藝術(shù)視頻投影到建筑物的外表面，使用大幅面自由表面投影拼接技術(shù)完成建筑外表面投影拼接融合，從而產(chǎn)生超乎想象的震撼視覺(jué)效果并且能夠與建筑物完美結(jié)合。通過(guò)投影該發(fā)明提出的視頻渲染方法制作的視頻，能夠使人在欣賞的過(guò)程中產(chǎn)生立體視覺(jué)，使得建筑面上的影像仿佛脫離了建筑物的本體，如同懸浮在空中一般，帶給人們震撼的視覺(jué)享受。
【專利說(shuō)明】一種建筑外表面投影方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及投影拼接顯示技術(shù)，具體涉及一種建筑外表面投影方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的投影拼接顯示技術(shù)都是以平面或者曲面投影幕作為顯示表面。隨著工程投影機(jī)技術(shù)的進(jìn)步、人們對(duì)視覺(jué)體驗(yàn)要求的不斷地提升以及伴隨著新媒體藝術(shù)的發(fā)展，需要一種更加具有視覺(jué)沖擊力，具有震撼效果的新型的大幅面自由表面投影技術(shù)。
[0003]目前的大幅面自由表面投影都是使用手動(dòng)調(diào)整方法實(shí)現(xiàn)的。手動(dòng)調(diào)整主要有兩種方法:一種方法是與平面投影一樣，通過(guò)拖動(dòng)網(wǎng)格使投影表面的關(guān)鍵點(diǎn)位置與二維圖像對(duì)齊，同時(shí)將圖像空間中的一條直線在投影表面同樣調(diào)整成直線，該方法的問(wèn)題是調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)人員能力要求很高，調(diào)整的結(jié)果完全依靠調(diào)整人員的經(jīng)驗(yàn)及感覺(jué)，難以保證質(zhì)量；另一種方法是預(yù)先建好投影表面的虛擬三維模型，通過(guò)在程序中調(diào)整虛擬相機(jī)的透視投影矩陣以及平移旋轉(zhuǎn)矩陣使三維模型與投影表面能夠匹配上，這種方法的問(wèn)題是需要預(yù)先建立虛擬三維模型，由于任何小的誤差投影到建筑表面都會(huì)很明顯，因此對(duì)建模的精度要求很聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種建筑外表面投影方法，能夠在凹凸不平的建筑表面進(jìn)行投影拼接融合，具有立體效果的視頻渲染效果。
[0005]本發(fā)明的建筑外表面投影方法以建筑物外表面為投影平面，以多臺(tái)投影機(jī)為顯示設(shè)備，通過(guò)采用手動(dòng)或自動(dòng)投影拼接的方法對(duì)投影圖像進(jìn)行投影拼接，通過(guò)各臺(tái)投影機(jī)投影內(nèi)容與建筑表面關(guān)鍵點(diǎn)的對(duì)準(zhǔn)，完成多投影拼接并利用建筑面表面關(guān)鍵點(diǎn)達(dá)到3D效果，其中，關(guān)鍵點(diǎn)為建筑外表面各個(gè)不連續(xù)面形成的交線以及各條交線的交點(diǎn)。
[0006]其中，采用手動(dòng)拼接方法進(jìn)行建筑外表面投影方法，包括以下步驟:
[0007]步驟1，確定投影表面及觀看者位置，使用相機(jī)在觀看者所在位置拍攝投影表面的照片；
[0008]步驟2，根據(jù)投影表面的材質(zhì)、現(xiàn)場(chǎng)光照條件以及項(xiàng)目預(yù)算確定投影機(jī)參數(shù)、投影機(jī)數(shù)量以及投影機(jī)位置布置；
[0009]步驟3，手動(dòng)選取一個(gè)能夠包圍整個(gè)建筑物外表面的最小外接矩形作為有效投影區(qū)域；
[0010]步驟4，制作具有3D效果的多媒體視頻:
[0011]根據(jù)步驟I得到的照片使用三維建模軟件建立建筑表面的虛擬三維模型，根據(jù)真實(shí)相機(jī)的位置及角度調(diào)整虛擬場(chǎng)景中的虛擬相機(jī)位置及角度，使得虛擬相機(jī)渲染的模型與步驟I得到的照片完全重合，在虛擬三維模型上進(jìn)行特效制作，經(jīng)過(guò)視頻制作軟件處理之后輸出為視頻；
[0012]或者以步驟I得到的照片作為視頻制作的模板，直接使用視頻制作軟件進(jìn)行視頻制作，當(dāng)需要展示一副與關(guān)鍵點(diǎn)位置無(wú)關(guān)的效果，則直接將建筑物表面當(dāng)作平片制作視頻；當(dāng)需要展示與關(guān)鍵點(diǎn)位置相關(guān)的效果時(shí)，沿著照片中建筑物表面關(guān)鍵點(diǎn)位置以及連接關(guān)鍵點(diǎn)的直線制作視頻特效；
[0013]步驟5，現(xiàn)場(chǎng)安裝架設(shè)投影機(jī)，調(diào)整各臺(tái)投影機(jī)位置及角度以充滿整個(gè)有效投影區(qū)域；
[0014]步驟6，使用手動(dòng)投影拼接方法進(jìn)行多投影幾何校正:通過(guò)手動(dòng)拖動(dòng)網(wǎng)格使投影表面的關(guān)鍵點(diǎn)位置與投影視頻對(duì)齊，同時(shí)將圖像空間中的一條直線在觀看者視角調(diào)整成直線，并進(jìn)行顏色校正及融合區(qū)域亮度衰減；
[0015]步驟7，根據(jù)步驟6手動(dòng)調(diào)整得到的顯示圖像空間與任意一臺(tái)投影機(jī)圖像空間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將顯示圖像空間中的點(diǎn)映射到其對(duì)應(yīng)的投影機(jī)圖像空間中相應(yīng)位置；同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)同步所有播放視頻從而實(shí)現(xiàn)建筑投影。
[0016]采用自動(dòng)拼接方法進(jìn)行建筑外表面投影方法，包括以下步驟:
[0017]步驟1，確定投影表面及觀看者位置，使用相機(jī)在觀看者所在位置拍攝投影表面的照片；
[0018]步驟2，根據(jù)投影表面的材質(zhì)、現(xiàn)場(chǎng)光照條件以及項(xiàng)目預(yù)算確定投影機(jī)參數(shù)、投影機(jī)數(shù)量以及投影機(jī)位置布置；
[0019]步驟3，確定有效投影區(qū)域:根據(jù)步驟I照片中建筑物區(qū)域亮度與背景亮度的不同，使用圖像處理方法求取建筑物區(qū)域，取該區(qū)域的最小外接矩形作為有效投影區(qū)域；
[0020]步驟4，具有3D效果的多媒體視頻制作:
[0021]以步驟I得到的照片作為視頻制作的模板，直接使用視頻制作軟件進(jìn)行視頻制作，當(dāng)需要展示一副與關(guān)鍵點(diǎn)位置無(wú)關(guān)的效果，則直接將建筑物表面當(dāng)作平片制作視頻；當(dāng)需要展示與關(guān)鍵點(diǎn)位置相關(guān)的效果時(shí)，沿著照片中建筑物表面關(guān)鍵點(diǎn)位置以及連接關(guān)鍵點(diǎn)的直線制作視頻特效；
[0022]步驟5，現(xiàn)場(chǎng)安裝架設(shè)投影機(jī)，調(diào)整各臺(tái)投影機(jī)位置及角度以充滿整個(gè)有效投影區(qū)域；
[0023]步驟6，使用基于結(jié)構(gòu)光掃描的自動(dòng)多投影拼接方法進(jìn)行多投影幾何校正，其具體步驟為:
[0024]步驟6.1，在與步驟I相同的位置架設(shè)相機(jī)，相機(jī)參數(shù)設(shè)置與步驟I相機(jī)參數(shù)相同；
[0025]步驟6.2，根據(jù)有效投影區(qū)域四個(gè)角點(diǎn)在相機(jī)圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)以及其在顯示圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，利用單應(yīng)矩陣計(jì)算相機(jī)圖像空間與顯示圖像空間之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系Hd;
[0026]步驟6.3，針對(duì)每臺(tái)投影機(jī)覆蓋的建筑表面區(qū)域，分別使用編碼結(jié)構(gòu)光掃描的方法建立每臺(tái)投影機(jī)圖像空間與相機(jī)圖像之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系Ma，i=l,2,…，N, N為投影機(jī)數(shù)量；
[0027]步驟6.4，結(jié)合相機(jī)圖像空間與顯示圖像空間之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系Hd以及任意一臺(tái)投影機(jī)圖像空間與相機(jī)圖像之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系Ma，得到顯示圖像空間與任意一臺(tái)投影機(jī)圖像空間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
[0028]步驟6.5，對(duì)待顯示圖像進(jìn)行顏色校正以及融合區(qū)域亮度衰減；
[0029]步驟7，根據(jù)步驟6得到的顯示圖像空間與任意一臺(tái)投影機(jī)圖像空間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將顯示圖像空間中的點(diǎn)映射到其對(duì)應(yīng)的投影機(jī)圖像空間中相應(yīng)位置；同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)同步所有播放視頻從而實(shí)現(xiàn)建筑投影。
[0030]有益效果:
[0031]將藝術(shù)視頻投影到建筑物的外表面，使用大幅面自由表面投影拼接技術(shù)完成建筑外表面投影拼接融合，從而產(chǎn)生超乎想象的震撼視覺(jué)效果并且能夠與建筑物完美結(jié)合。通過(guò)投影該發(fā)明提出的視頻渲染方法制作的視頻，能夠使人在欣賞的過(guò)程中產(chǎn)生立體視覺(jué)，使得建筑面上的影像仿佛脫離了建筑物的本體，如同懸浮在空中一般，帶給人們震撼的視覺(jué)享受。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為使用手動(dòng)拼接融合方法進(jìn)行建筑投影顯示的投影方式布置示意。
[0033]圖2為使用自動(dòng)拼接融合方法進(jìn)行建筑投影顯示的投影方式布置示意。。
[0034]其中，101,201-預(yù)期進(jìn)行投影顯示的建筑外表面；102，202_投影機(jī)；103，203_融合服務(wù)器；104，204-為渲染控制服務(wù)器；205_自動(dòng)融合服務(wù)器和相機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0036]建筑表面投影拼接與其他表面投影拼接(如平面、曲面等)有所不同，除了要求各臺(tái)投影機(jī)融合區(qū)域?qū)?zhǔn)之外，還要求投影視頻中的關(guān)鍵點(diǎn)位置與建筑表面上的關(guān)鍵點(diǎn)位置對(duì)齊，其中關(guān)鍵點(diǎn)定義為投影表面各個(gè)不連續(xù)面形成的交線以及各條交線的交點(diǎn)(如建筑物窗戶的角點(diǎn)等)。
[0037]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下步驟進(jìn)行建筑表面投影:
[0038]步驟I，確定投影表面及觀看者位置:
[0039]確定需要投影的表面，并根據(jù)需求確定觀看者所在位置，使用相機(jī)在觀看者所在位置拍攝投影表面的照片(該照片要求包括整個(gè)需要投影的建筑表面)，并記錄該位置、相機(jī)的高度、角度以及相機(jī)的焦距。如果相機(jī)鏡頭存在比較明顯的畸變，則需要預(yù)先對(duì)相機(jī)進(jìn)行畸變校正(一般采用張正友提出的相機(jī)標(biāo)定方法，Zhang Z.A flexible new techniquefor camera calibration[J].Pattern Analysis and Machine Intelligence, IEEETransactions on,2000, 22 (11):1330-1334.)。
[0040]步驟2，確定投影方案:
[0041]根據(jù)投影表面的材質(zhì)、現(xiàn)場(chǎng)光照條件以及其他因素(如項(xiàng)目預(yù)算等)確定投影機(jī)型號(hào)、投影機(jī)鏡頭型號(hào)、投影機(jī)數(shù)量以及投影機(jī)固定方案等。
[0042]步驟3，確定有效投影區(qū)域:
[0043]一般有效投影區(qū)域?yàn)檎掌姓麄€(gè)建筑物所在區(qū)域，可以通過(guò)手動(dòng)或者自動(dòng)方法確定有效投影區(qū)域。自動(dòng)有效投影區(qū)域確定方法是根據(jù)照片中建筑物區(qū)域亮度與背景亮度的不同，使用圖像處理方法(如圖像二值化方法)求取建筑物區(qū)域，取該區(qū)域的最小外接矩形作為有效投影區(qū)域；手動(dòng)有效投影區(qū)域確定方法是手動(dòng)選取一個(gè)能夠包圍整個(gè)建筑區(qū)域的矩形作為有效投影區(qū)域，一般是選取建筑物區(qū)域的最小外接矩形作為有效投影區(qū)域。
[0044]步驟4，具有3D效果的多媒體視頻制作:[0045]以步驟I得到的照片作為視頻制作的模板，其具體實(shí)現(xiàn)方法有兩種:
[0046]基于模型的多媒體視頻制作方法，首先根據(jù)步驟I得到的照片使用三維建模軟件(如Maya、3Max等)建立建筑表面的虛擬三維模型，然后根據(jù)真實(shí)相機(jī)的位置及角度調(diào)整虛擬場(chǎng)景中的虛擬相機(jī)位置及角度，目的是使虛擬相機(jī)渲染的模型與步驟I得到的照片完全重合，至此可以在虛擬三維模型上進(jìn)行特效制作，經(jīng)過(guò)視頻制作軟件(如After Effect等)處理之后輸出為視頻。
[0047]基于照片的多媒體視頻制作方法，首先使用步驟I得到的照片，將照片作為制作模版，直接使用視頻制作軟件(如After Effect等)進(jìn)行視頻制作，如果需要展示一副與關(guān)鍵點(diǎn)位置無(wú)關(guān)的效果，則直接將建筑物表面當(dāng)作平片制作視頻即可；如果需要展示與關(guān)鍵點(diǎn)位置相關(guān)的效果，則需要沿著照片中建筑物表面關(guān)鍵點(diǎn)位置以及連接關(guān)鍵點(diǎn)的直線制作視頻特效，以達(dá)到具有3D效果的多媒體視頻制作的目的。
[0048]步驟5，現(xiàn)場(chǎng)安裝架設(shè)投影機(jī):
[0049]現(xiàn)場(chǎng)安裝架設(shè)投 影機(jī)，并調(diào)整各臺(tái)投影機(jī)位置及角度以充滿整個(gè)有效投影區(qū)域。
[0050]步驟6，多投影拼接融合:
[0051]使用手動(dòng)或者自動(dòng)投影拼接方法完成建筑表面投影拼接，以實(shí)現(xiàn)多投影機(jī)融合區(qū)域的對(duì)準(zhǔn)以及投影視頻與建筑表面關(guān)鍵點(diǎn)位置的對(duì)準(zhǔn)。一般，對(duì)于表面形狀簡(jiǎn)單的建筑投影采用手動(dòng)拼接融合的方式調(diào)整，對(duì)于表面形狀復(fù)雜，很難通過(guò)手動(dòng)方式完成投影拼接的表面采用基于結(jié)構(gòu)光掃描的自動(dòng)投影拼接方法進(jìn)行多投影幾何校正。
[0052]手動(dòng)建筑表面投影拼接方法與現(xiàn)有的平面、曲面等手動(dòng)拼接融合方法類似，都是通過(guò)手動(dòng)拖動(dòng)網(wǎng)格使投影表面的關(guān)鍵點(diǎn)位置與投影視頻對(duì)齊，同時(shí)將圖像空間中的一條直線在觀看者視角同樣調(diào)整成直線，并進(jìn)行顏色校正及融合區(qū)域亮度衰減。
[0053]自動(dòng)建筑表面投影拼接方法使用基于結(jié)構(gòu)光掃描的自動(dòng)投影拼接方法進(jìn)行多投影幾何校正，其具體步驟為:
[0054]步驟6.1，在與步驟I相同的位置架設(shè)相機(jī)，相機(jī)的角度焦距等參數(shù)與步驟I記錄的數(shù)據(jù)相同，該相機(jī)能夠拍攝到投影表面；
[0055]步驟6.2，根據(jù)有效投影區(qū)域四個(gè)角點(diǎn)在相機(jī)圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)以及待投影區(qū)域四個(gè)角點(diǎn)在顯示圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，利用單應(yīng)矩陣計(jì)算相機(jī)圖像空間與顯示圖像空間之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系Hd ；
[0056]步驟6.3，針對(duì)每臺(tái)投影機(jī)覆蓋的建筑表面區(qū)域，分別使用編碼結(jié)構(gòu)光掃描的方法建立每臺(tái)投影機(jī)圖像空間與相機(jī)圖像之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系Μα，i=l,2,…，N，N為投影機(jī)數(shù)量。例如采用Gray Code+Phase Shifting編碼結(jié)構(gòu)光掃描方法求取第i臺(tái)投影機(jī)圖像空間與相機(jī)圖像空間之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系Mci的步驟如下:
[0057]步驟6.3.1，有效編碼區(qū)域獲取:控制投影機(jī)先后投射一副白色和黑色的圖像，通過(guò)圖像差分以及二值化圖像處理即可得到有效編碼區(qū)域，即對(duì)上述兩張照片對(duì)應(yīng)位置的像素做差值，對(duì)差值圖像進(jìn)行二值化處理，白色部分為有效編碼區(qū)域，黑色部分為無(wú)效編碼區(qū)域；
[0058]步驟6.3.2，對(duì)第i臺(tái)投影機(jī)的有效投影區(qū)域進(jìn)行縱向編碼和橫向編碼；
[0059]步驟6.3.3，通過(guò)使用隨機(jī)抽樣一致(RANSAC)算法等方法除去錯(cuò)誤編碼；
[0060]步驟6.3.4，將相機(jī)圖像空間劃分為mXn個(gè)網(wǎng)格，通過(guò)上述編碼找到網(wǎng)格交點(diǎn)在投影圖像空間中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，對(duì)網(wǎng)格內(nèi)的點(diǎn)使用雙線性差值的方法計(jì)算其在在投影圖像空間中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)位置。
[0061]步驟6.4，結(jié)合相機(jī)圖像空間與顯示圖像空間之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系Hd以及任意一臺(tái)投影機(jī)圖像空間與相機(jī)圖像之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系Ma，得到顯示圖像空間與任意一臺(tái)投影機(jī)圖像空間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，也就是求取了需要顯示的圖像中每個(gè)像素在每臺(tái)投影機(jī)圖像中應(yīng)該處于的位置；
[0062]步驟6.5，進(jìn)行顏色校正以及融合區(qū)域亮度衰減；
[0063]步驟7.渲染需要投影的視頻，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)投影展示。
[0064]使用融合服務(wù)器讀取經(jīng)步驟6的多投影幾何校正后的校正數(shù)據(jù)，根據(jù)步驟6得到的顯示圖像空間與任意一臺(tái)投影機(jī)圖像空間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將顯示圖像空間中的點(diǎn)映射到其對(duì)應(yīng)的投影機(jī)圖像空間中相應(yīng)位置，依次完成每臺(tái)投影機(jī)中所有點(diǎn)的對(duì)應(yīng)即完成了視頻的投影拼接渲染，同時(shí)使用渲染控制服務(wù)器，利用TCP/IP協(xié)議同步所有融合服務(wù)器播放的視頻從而實(shí)現(xiàn)建筑投影。
[0065]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種建筑外表面投影方法，其特征在于，以建筑物外表面為投影平面，以多臺(tái)投影機(jī)為顯示設(shè)備，通過(guò)采用手動(dòng)或自動(dòng)投影拼接的方法對(duì)投影圖像進(jìn)行投影拼接，通過(guò)各臺(tái)投影機(jī)投影內(nèi)容與建筑表面關(guān)鍵點(diǎn)的對(duì)準(zhǔn)，完成多投影拼接并利用建筑面表面關(guān)鍵點(diǎn)達(dá)到3D效果，其中，關(guān)鍵點(diǎn)為建筑外表面各個(gè)不連續(xù)面形成的交線以及各條交線的交點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1建筑外表面投影方法，其特征在于，所述手動(dòng)拼接方法包括以下步驟: 步驟1，確定投影表面及觀看者位置，使用相機(jī)在觀看者所在位置拍攝投影表面的照片; 步驟2，根據(jù)投影表面的材質(zhì)、現(xiàn)場(chǎng)光照條件以及項(xiàng)目預(yù)算確定投影機(jī)參數(shù)、投影機(jī)數(shù)量以及投影機(jī)位置布置； 步驟3，手動(dòng)選取一個(gè)能夠包圍整個(gè)建筑物外表面的最小外接矩形作為有效投影區(qū)域； 步驟4，制作具有3D效果的多媒體視頻: 根據(jù)步驟I得到的照片使用三維建模軟件建立建筑表面的虛擬三維模型，根據(jù)真實(shí)相機(jī)的位置及角度調(diào)整虛擬場(chǎng)景中的虛擬相機(jī)位置及角度，使得虛擬相機(jī)渲染的模型與步驟I得到的照片完全重合，在虛擬三維模型上進(jìn)行特效制作，經(jīng)過(guò)視頻制作軟件處理之后輸出為視頻； 或者以步驟I得到的照片作為視頻制作的模板，直接使用視頻制作軟件進(jìn)行視頻制作，當(dāng)需要展示一副與關(guān)鍵點(diǎn)位置無(wú)關(guān)的效果，則直接將建筑物表面當(dāng)作平片制作視頻；當(dāng)需要展示與關(guān)鍵點(diǎn)位置相關(guān)的效果時(shí)，沿著照片中建筑物表面關(guān)鍵點(diǎn)位置以及連接關(guān)鍵點(diǎn)的直線制作視頻特效； 步驟5，現(xiàn)場(chǎng)安裝架設(shè)投影機(jī)，調(diào)整各臺(tái)投影機(jī)位置及角度以充滿整個(gè)有效投影區(qū)域；步驟6，使用手動(dòng)投影拼接方法進(jìn)行多投影幾何校正:通過(guò)手動(dòng)拖動(dòng)網(wǎng)格使投影表面的關(guān)鍵點(diǎn)位置與投影視頻對(duì)齊，同時(shí)將圖像空間中的一條直線在觀看者視角調(diào)整成直線，并進(jìn)行顏色校正及融合區(qū)域亮度衰減； 步驟7，根據(jù)步驟6手動(dòng)調(diào)整得到的顯示圖像空間與任意一臺(tái)投影機(jī)圖像空間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將顯示圖像空間中的點(diǎn)映射到其對(duì)應(yīng)的投影機(jī)圖像空間中相應(yīng)位置；同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)同步所有播放視頻從而實(shí)現(xiàn)建筑投影。
3.如權(quán)利要求1所述的建筑外表面投影方法，其特征在于，所述自動(dòng)拼接方法包括以下步驟: 步驟1，確定投影表面及觀看者位置，使用相機(jī)在觀看者所在位置拍攝投影表面的照片; 步驟2，根據(jù)投影表面的材質(zhì)、現(xiàn)場(chǎng)光照條件以及項(xiàng)目預(yù)算確定投影機(jī)參數(shù)、投影機(jī)數(shù)量以及投影機(jī)位置布置； 步驟3，確定有效投影區(qū)域:根據(jù)步驟I照片中建筑物區(qū)域亮度與背景亮度的不同，使用圖像處理方法求取建筑物區(qū)域，取該區(qū)域的最小外接矩形作為有效投影區(qū)域； 步驟4，具有3D效果的多媒體視頻制作: 以步驟I得到的照片作為視頻制作的模板，直接使用視頻制作軟件進(jìn)行視頻制作，當(dāng)需要展示一副與關(guān)鍵點(diǎn)位置無(wú)關(guān)的效果，則直接將建筑物表面當(dāng)作平片制作視頻；當(dāng)需要展示與關(guān)鍵點(diǎn)位置相關(guān)的效果時(shí)，沿著照片中建筑物表面關(guān)鍵點(diǎn)位置以及連接關(guān)鍵點(diǎn)的直線制作視頻特效； 步驟5，現(xiàn)場(chǎng)安裝架設(shè)投影機(jī)，調(diào)整各臺(tái)投影機(jī)位置及角度以充滿整個(gè)有效投影區(qū)域； 步驟6，使用基于結(jié)構(gòu)光掃描的自動(dòng)多投影拼接方法進(jìn)行多投影幾何校正，其具體步驟為: 步驟6.1，在與步驟I相同的位置架設(shè)相機(jī)，相機(jī)參數(shù)設(shè)置與步驟I相機(jī)參數(shù)相同；步驟6.2，根據(jù)有效投影區(qū)域四個(gè)角點(diǎn)在相機(jī)圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)以及其在顯示圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，利用單應(yīng)矩陣計(jì)算相機(jī)圖像空間與顯示圖像空間之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系Hd ；步驟6.3，針對(duì)每臺(tái)投影機(jī)覆蓋的建筑表面區(qū)域，分別使用編碼結(jié)構(gòu)光掃描的方法建立每臺(tái)投影機(jī)圖像空間與相機(jī)圖像之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系Μα，i=l,2,…，N，N為投影機(jī)數(shù)量； 步驟6.4，結(jié)合相機(jī)圖像空間與顯示圖像空間之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系Hd以及任意一臺(tái)投影機(jī)圖像空間與相機(jī)圖像之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系Ma，得到顯示圖像空間與任意一臺(tái)投影機(jī)圖像空間的對(duì)應(yīng)關(guān)系； 步驟6.5，對(duì)待顯示圖像進(jìn)行顏色校正以及融合區(qū)域亮度衰減； 步驟7，根據(jù)步驟6得到的顯示圖像空間與任意一臺(tái)投影機(jī)圖像空間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將顯示圖像空間中的點(diǎn)映射到其對(duì)應(yīng)的投影機(jī)圖像空間中相應(yīng)位置；同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)同步所有播放視頻從而 實(shí)現(xiàn)建筑投影。
【文檔編號(hào)】H04N9/31GK103533318SQ201310495345
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】劉越, 李翔, 翁冬冬, 楊濤, 陳鋒 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)