[發明專利]基于雙投影變換的球形封閉座艙全景顯示方法

有效

• 申請號: 201810641964.2
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108876712B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 曹閆鵬;湯勇明;鄭姚生
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06T3/00
• 分類號: G06T3/00;G06T3/40;G06T7/60;G06T7/90;H04N5/225;H04N7/18
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

本發明公開一種基于雙投影變換的球形封閉式座艙全景顯示方法，包括S01、圖像采集：采集得到至少M組圖像；S02、全景拼接：包括柱面投影變換和球面貼合投影變換；S03、球形顯示，包括：球面分割：得到N份等大的多邊形圖像；分塊存儲：將所述多邊形圖像分塊存儲于緩沖區；鏈式尋址：在每塊多邊形圖像內部對像素按照鏈式順序進行尋址，重新編碼；鏈式掃描：按照鏈式順序掃描驅動物理屏幕；分塊顯示：讀取緩沖區所述多邊形圖像的存儲內容，顯示在本區域對應的物理屏幕上。本方法提出了一種新的適用于任意異形屏幕的尋址掃描方式，適用于任意拼接式球形顯示器，適用于封閉環境下的球形全景顯示場合，對于各種封閉駕駛艙或模擬訓練艙可帶來更出色的沉浸式體驗。

技術領域

本發明屬于全景顯示技術領域，尤其涉及一種基于雙投影變換的球形封閉座艙全景顯示方法。

背景技術

目前，傳統的座艙顯示系統多采用多單元顯示方法，即多組屏幕拼接形成大屏顯示效果。此方法需要多屏顯卡處理原始圖像，將分割后的圖像分屏輸出到多路顯示器中顯示。這種方法顯示區域只能為觀看者前視區域，很難通過拼接的方式產生360度的全景顯示，不能在封閉環境下帶來優越的沉浸式體驗。

基于虛擬現實的全景顯示系統是現有方案中較為火熱的全景顯示方法，但使用者必須佩戴VR眼鏡，十分不便，且該方法也存在顯示視角狹小的問題。如果顯示存在延遲極易對使用者帶來眩暈感的不良體驗。

其他較為成熟的全景顯示技術為投影式全景顯示，如CAVE沉浸式投影顯示系統。這是一種大型的VR顯示系統，具有較好的沉浸感和良好的交互手段，但其顯示原理較為復雜，需要高端的圖形處理系統與之配合，往往造價昂貴，無法廣泛推廣，不適用于封閉式座艙顯示。投影式顯示在環繞式圓柱形或圓頂屏幕這種大型的應用場合上體驗效果更好，可以提供更廣的視場范圍和更優越的沉浸體驗。但在座艙顯示系統中，由于空間較為狹小，投影顯示方式很容易因為人員走動產生遮擋，影響觀看效果。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：

為了解決現有封閉座艙全景顯示系統實施困難，沉浸式體驗不強等技術不足，本發明提供一種基于雙投影變換的球形封閉座艙全景顯示方法。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

本發明提出一種基于雙投影變換的球形封閉座艙全景顯示方法，步驟包括：

S01、圖像采集：采集得到至少M組圖像；

S02、全景拼接：所述M組圖像經過投影變換，得到完整的球形全景圖像；所述投影變換包括柱面投影變換和球面貼合投影變換；

S03、球形顯示，具體依次包括：

球面分割：對所述球形全景圖像進行分割，得到N份等大的多邊形圖像；

分塊存儲：將所述多邊形圖像分塊存儲于緩沖區；

鏈式尋址：在每塊多邊形圖像內部對像素按照鏈式順序進行尋址，重新編碼；

鏈式掃描：按照鏈式順序掃描驅動物理屏幕；

分塊顯示：讀取緩沖區所述多邊形圖像的存儲內容，顯示在本區域對應的物理屏幕上。

如前所述的一種基于雙投影變換的球形封閉座艙全景顯示方法，進一步地，S01.圖像采集所述的M組圖像，分別由M臺攝像機采集，所述攝像機互成β夾角平均分布在圓周結構上。

如前所述的一種基于雙投影變換的球形封閉座艙全景顯示方法，進一步地，S01.圖像采集中，除了用于投影到柱面上的M組圖像，還包括頂面圖像和底面圖像，所述圖像分別由上拍攝像機和下拍攝像機采集。

如前所述的一種基于雙投影變換的球形封閉座艙全景顯示方法，進一步地，S01圖像采集所述的M組圖像由三軸云臺搭載普通鏡頭攝像機等時隙拍攝而成。