多投影增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的研究.pdf

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)研究的目的是創(chuàng)造真實(shí)世界與虛擬世界的高度融合。其中，投影顯示技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于是一種更自然的人機(jī)工程方法，理論上可成像在任意表面。通過(guò)增加投影儀的數(shù)量，更可近乎無(wú)限的擴(kuò)充可視范圍，任意的顯示分辨率，來(lái)獲得沉浸式的用戶體驗(yàn)，是目前國(guó)內(nèi)外增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。多投影的顯示效果必須是無(wú)縫的，給用戶的體驗(yàn)就如一個(gè)投影儀投影的一般，所以幾何與顏色的校準(zhǔn)是保證在任意環(huán)境下任意表面上投影無(wú)縫隙圖像的最重要技術(shù)。 在總結(jié)國(guó)內(nèi)外相關(guān)工作

2、的基礎(chǔ)上，考慮到系統(tǒng)的魯棒性與易用性，論文提出了基于相機(jī)的幾何和顏色校準(zhǔn)算法。幾何校準(zhǔn)方面，采用統(tǒng)一坐標(biāo)系的圖像變換算法，將幾何失真的兩類形式置于一個(gè)算法流程中解決。通過(guò)投影棋盤(pán)格模式圖，再由相機(jī)捕捉，來(lái)獲取投影表面的幾何信息反饋。用棋盤(pán)格模式的扭曲失真來(lái)模擬表面形變，將曲面問(wèn)題細(xì)化為了多個(gè)平面問(wèn)題，既保證了幾何校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性又兼顧了校準(zhǔn)的時(shí)間效率。 顏色校準(zhǔn)方面，針對(duì)人眼的視覺(jué)特性和投影儀的光學(xué)屬性，我們結(jié)合了邊緣融合以及基于相

3、機(jī)的光度一致性的方法，在光度上調(diào)整了原始圖像，達(dá)到了一致性的要求，簡(jiǎn)化了預(yù)處理過(guò)程。整個(gè)校準(zhǔn)算法能保證在復(fù)雜幾何表面上生成基于用戶視點(diǎn)的無(wú)縫校準(zhǔn)效果。方法健壯且精確，使用民用設(shè)備即可很方便的實(shí)現(xiàn)并投入應(yīng)用。 在校準(zhǔn)算法研究的基礎(chǔ)上，本文利用通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連的PC 集群系統(tǒng)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的圖形工作站，利用多臺(tái)投影儀進(jìn)行投影拼接。在通用的分布式繪制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，做針對(duì)多投影應(yīng)用的研究，開(kāi)發(fā)了面向用戶的多投影系統(tǒng)。系統(tǒng)在一次性的校準(zhǔn)預(yù)處理之后