[發明專利]一種建筑外表面投影方法

無效

• 申請號: 201310495345.4
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN103533318A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 劉越;李翔;翁冬冬;楊濤;陳鋒
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H04N9/31
• 分類號: H04N9/31;G03B35/20
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 付雷杰;楊志兵

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，以多臺投影機為顯示設備，通過采用手動或自動投影拼接的方法對投影圖像進行投影拼接，通過各臺投影機投影內容與建筑表面關鍵點的對準，完成多投影拼接并利用建筑面表面關鍵點達到3D效果，其中，關鍵點為建筑外表面各個不連續面形成的交線以及各條交線的交點。

2.如權利要求1建筑外表面投影方法，其特征在于，所述手動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，使用相機在觀看者所在位置拍攝投影表面的照片；

步驟2，根據投影表面的材質、現場光照條件以及項目預算確定投影機參數、投影機數量以及投影機位置布置；

步驟3，手動選取一個能夠包圍整個建筑物外表面的最小外接矩形作為有效投影區域；

步驟4，制作具有3D效果的多媒體視頻：

根據步驟1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，根據真實相機的位置及角度調整虛擬場景中的虛擬相機位置及角度，使得虛擬相機渲染的模型與步驟1得到的照片完全重合，在虛擬三維模型上進行特效制作，經過視頻制作軟件處理之后輸出為視頻；

或者以步驟1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行視頻制作，當需要展示一副與關鍵點位置無關的效果，則直接將建筑物表面當作平片制作視頻；當需要展示與關鍵點位置相關的效果時，沿著照片中建筑物表面關鍵點位置以及連接關鍵點的直線制作視頻特效；

步驟5，現場安裝架設投影機，調整各臺投影機位置及角度以充滿整個有效投影區域；

步驟6，使用手動投影拼接方法進行多投影幾何校正：通過手動拖動網格使投影表面的關鍵點位置與投影視頻對齊，同時將圖像空間中的一條直線在觀看者視角調整成直線，并進行顏色校正及融合區域亮度衰減；

步驟7，根據步驟6手動調整得到的顯示圖像空間與任意一臺投影機圖像空間的對應關系，將顯示圖像空間中的點映射到其對應的投影機圖像空間中相應位置；同時利用網絡同步所有播放視頻從而實現建筑投影。

3.如權利要求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，使用相機在觀看者所在位置拍攝投影表面的照片；

步驟2，根據投影表面的材質、現場光照條件以及項目預算確定投影機參數、投影機數量以及投影機位置布置；

步驟3，確定有效投影區域：根據步驟1照片中建筑物區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域，取該區域的最小外接矩形作為有效投影區域；

步驟4，具有3D效果的多媒體視頻制作：

以步驟1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行視頻制作，當需要展示一副與關鍵點位置無關的效果，則直接將建筑物表面當作平片制作視頻；當需要展示與關鍵點位置相關的效果時，沿著照片中建筑物表面關鍵點位置以及連接關鍵點的直線制作視頻特效；

步驟5，現場安裝架設投影機，調整各臺投影機位置及角度以充滿整個有效投影區域；

步驟6，使用基于結構光掃描的自動多投影拼接方法進行多投影幾何校正，其具體步驟為：

步驟6.1，在與步驟1相同的位置架設相機，相機參數設置與步驟1相機參數相同；

步驟6.2，根據有效投影區域四個角點在相機圖像坐標系下的坐標以及其在顯示圖像坐標系下的坐標，利用單應矩陣計算相機圖像空間與顯示圖像空間之間的對應關系H_D；

步驟6.3，針對每臺投影機覆蓋的建筑表面區域，分別使用編碼結構光掃描的方法建立每臺投影機圖像空間與相機圖像之間的對應關系M_Ci，i=1，2，…，N，N為投影機數量；

步驟6.4，結合相機圖像空間與顯示圖像空間之間的對應關系H_D以及任意一臺投影機圖像空間與相機圖像之間的對應關系M_Ci，得到顯示圖像空間與任意一臺投影機圖像空間的對應關系；

步驟6.5，對待顯示圖像進行顏色校正以及融合區域亮度衰減；

步驟7，根據步驟6得到的顯示圖像空間與任意一臺投影機圖像空間的對應關系，將顯示圖像空間中的點映射到其對應的投影機圖像空間中相應位置；同時利用網絡同步所有播放視頻從而實現建筑投影。