專利名稱：球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及球幕放映技術(shù)，更具體地說(shuō)，涉及一種球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
球幕電影是近年來(lái)快速發(fā)展的一種新形式電影。球幕電影的放映廳為圓頂式結(jié)構(gòu)，放映銀幕呈半球形，觀眾被包圍其中。由于銀幕影像大而清晰，且白觀眾面前延伸至身后，同時(shí)伴有立體聲環(huán)音，使觀眾如置身其間，臨場(chǎng)效果十分強(qiáng)烈。因此，球幕電影也成為一種越來(lái)越受歡迎的娛樂(lè)方式。下面以三維虛擬影像為例對(duì)球幕電影的拍攝和放映原理進(jìn)行說(shuō)明。首先利用三維軟件構(gòu)建的虛擬故事場(chǎng)景，并使用一組虛擬相機(jī)記錄下場(chǎng)景畫面。在記錄場(chǎng)景畫面的過(guò)程中，將虛擬相機(jī)設(shè)置成模擬觀察者的眼睛，因此該過(guò)程也稱為畫面的一次渲染。然后在三維軟件(如Maya)中建立一個(gè)和實(shí)際物理球幕劇場(chǎng)成比例的虛擬球幕劇場(chǎng)。利用虛擬球幕劇場(chǎng)中心的一組與上述虛擬記錄相機(jī)對(duì)應(yīng)的虛擬投影燈，將記錄的場(chǎng)景畫面投射到虛擬劇場(chǎng)的球幕上去。隨后使用一個(gè)對(duì)應(yīng)于實(shí)際劇場(chǎng)中放映機(jī)安裝位置的虛擬相機(jī)，把球幕上的畫面記錄下來(lái)，得到用于對(duì)應(yīng)放映機(jī)現(xiàn)場(chǎng)放映的成品畫面。這個(gè)虛擬劇場(chǎng)稱為二次渲染模型，其主要作用是校正特殊屏幕上的變形。所謂特殊屏幕可以為非平面 (例如，這里使用的球幕或者其它環(huán)形屏幕)，也可以為平面(例如，不在放映機(jī)的正前方平面)°目前在二次渲染模型中，通常使用一個(gè)正交相機(jī)來(lái)進(jìn)行二次渲染，而在現(xiàn)場(chǎng)放映的時(shí)候，使用魚眼鏡頭將成品畫面從球幕球心往球幕上投射。也就是說(shuō)需要在球幕劇場(chǎng)的球幕球心位置放置放映機(jī)，這就占用了最佳的觀看位置，使得觀眾座椅只能設(shè)置在放映機(jī)周圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有球幕投影需要在球幕球心位置設(shè)置魚眼鏡頭而占用較佳位置的缺陷，提供一種球幕投影放映實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)，設(shè)于球幕劇場(chǎng)中的兩臺(tái)投影儀分別投射畫面至球幕的上半球幕和下半球幕，以優(yōu)化劇場(chǎng)設(shè)置。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種球幕投影放映實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)，在進(jìn)行二次渲染過(guò)程中，采用兩臺(tái)與投影儀位置對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)替代正交相機(jī)，分別拍攝上半虛擬球幕和下半虛擬球幕上放映的方面，從而在放映時(shí)從兩個(gè)位置投影畫面，優(yōu)化了劇場(chǎng)座位的設(shè)置，并獲得了較佳的觀看效果。本發(fā)明提供了一種球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法，用于在頂部設(shè)有球幕的球幕劇場(chǎng)中放映，包括以下步驟Si、利用初始相機(jī)拍攝場(chǎng)景畫面；S2、利用三維軟件創(chuàng)建與所述球幕劇場(chǎng)成比例的虛擬球幕劇場(chǎng)，所述虛擬球幕劇場(chǎng)中包括與所述球幕對(duì)應(yīng)的虛擬球幕；S3、在所述虛擬球幕劇場(chǎng)中設(shè)置與所述初始相機(jī)對(duì)應(yīng)的虛擬投影燈并將所述場(chǎng)景畫面投射至所述虛擬球幕上；S4、在所述虛擬球幕劇場(chǎng)的第一虛擬位置和第二虛擬位置處分別設(shè)置第一虛擬相機(jī)和第二虛擬相機(jī)，并利用所述第一虛擬相機(jī)和第二虛擬相機(jī)分別記錄上半虛擬球幕和下半虛擬球幕上放映的畫面；S5、在所述球幕劇場(chǎng)的第一位置和第二位置處分別設(shè)置第一投影儀和第二投影儀，且所述第一虛擬位置和第二虛擬位置根據(jù)所述第一位置和第二位置對(duì)應(yīng)設(shè)置，利用所述第一投影儀和第二投影儀分別投射畫面至上半球幕和下半球幕，以再現(xiàn)場(chǎng)景畫面。在本發(fā)明所述的球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法中，所述第一位置位于所述下半球幕的邊緣中心附近，所述第二位置位于所述上半球幕的邊緣中心附近。在本發(fā)明所述的球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法中，所述步驟S4還包括對(duì)所述虛擬球幕施加遮罩，所述遮罩在所述虛擬球幕的赤道區(qū)域呈線性漸變以對(duì)所述上半虛擬球幕和下半虛擬球幕的畫面進(jìn)行融合。在本發(fā)明所述的球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法中，所述步驟S5還包括在所述第一投影儀和第二投影儀前設(shè)置參數(shù)相同的第一凹透鏡鏡頭和第二凹透鏡鏡頭。在本發(fā)明所述的球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法中，所述步驟S4還包括在所述第一虛擬相機(jī)和第二虛擬相機(jī)前分別設(shè)置參數(shù)相同的第一虛擬球面凸透鏡和第二虛擬球面凸透鏡以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述第一凹透鏡鏡頭和第二凹透鏡鏡頭的變形補(bǔ)償。在本發(fā)明所述的球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法中，所述第一虛擬球面凸透鏡和第二虛擬球面凸透鏡的參數(shù)分別與第一凹透鏡鏡頭和第二凹透鏡鏡頭的參數(shù)關(guān)聯(lián)。在本發(fā)明所述的球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法中，所述步驟Sl進(jìn)一步包括S12、利用三維軟件創(chuàng)建虛擬場(chǎng)景； S13、在所述虛擬場(chǎng)景中利用一組虛擬的初始相機(jī)拍攝場(chǎng)景畫面。本發(fā)明還提供了一種球幕投影放映系統(tǒng)，包括球幕劇場(chǎng)，所述球幕劇場(chǎng)頂部設(shè)有由上半球幕和下半球幕組成的球幕；以及設(shè)置于所述球幕劇場(chǎng)中第一位置和第二位置處的第一投影儀和第二投影儀，所述第一投影儀和第二投影儀分別用于投射畫面至所述上半球幕和下半球幕。在本發(fā)明所述的球幕投影放映系統(tǒng)中，所述第一位置位于所述下半球幕的邊緣中心附近，所述第二位置位于所述上半球幕的邊緣中心附近。在本發(fā)明所述的球幕投影放映系統(tǒng)中，所述第一投影儀和第二投影儀都設(shè)有參數(shù)相同的凹透鏡鏡頭。實(shí)施本發(fā)明的球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)，具有以下有益效果1、本發(fā)明通過(guò)在虛擬球幕劇場(chǎng)中與投影儀對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置兩臺(tái)虛擬相機(jī)，分別記錄上半虛擬球幕和下半虛擬球幕上放映的畫面，并在球幕劇場(chǎng)中通過(guò)投影儀投射以再現(xiàn)場(chǎng)景畫面；該方法不需要使用魚眼鏡頭，從而不需要利用球幕劇場(chǎng)中的中心最佳觀看位置，更加優(yōu)化了劇場(chǎng)座位的設(shè)置。2、本發(fā)明可以在下半球幕和下半球幕的邊緣中心附近對(duì)稱設(shè)置投影儀，從而更進(jìn)一步優(yōu)化了劇場(chǎng)座位的設(shè)置，也便于對(duì)相應(yīng)設(shè)置的虛擬相機(jī)所拍攝的圖像進(jìn)行處理以便在赤道區(qū)域融合。3、本發(fā)明在拍攝使用虛擬相機(jī)拍攝上半球幕畫面和下半球幕畫面時(shí)，對(duì)所述虛擬球幕施加遮罩，在赤道區(qū)域呈線性漸變以使所述上半虛擬球幕和下半虛擬球幕的畫面無(wú)縫結(jié)合，保障了顯示效果。4、本發(fā)明還在所述第一虛擬相機(jī)和第二虛擬相機(jī)前分別設(shè)置參數(shù)相同的第一虛擬球面凸透鏡和第二虛擬球面凸透鏡以擴(kuò)大相機(jī)視角，提高了虛擬相機(jī)的畫面利用率。5、本發(fā)明還在第一投影儀和第二投影儀前設(shè)置參數(shù)相同的第一凹透鏡鏡頭和第二凹透鏡鏡頭以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述第一虛擬球面凸透鏡和第二虛擬球面凸透鏡的變形補(bǔ)償，從而使觀眾觀看到的畫面顯示正常。6、本發(fā)明設(shè)置的所述第一虛擬球面凸透鏡和第二虛擬球面凸透鏡的參數(shù)分別與第一凹透鏡鏡頭和第二凹透鏡鏡頭的參數(shù)關(guān)聯(lián)，通過(guò)不斷調(diào)節(jié)第一虛擬球面凸透鏡和第二虛擬球面凸透鏡設(shè)置的參數(shù)，找出恰好能使最后投射的畫面恢復(fù)正常顯示的參數(shù)值。7、本發(fā)明還可以利用三維軟件來(lái)創(chuàng)建虛擬場(chǎng)景，從而在虛擬場(chǎng)景中利用一組虛擬的初始相機(jī)拍攝場(chǎng)景畫面，從而可以在球幕劇場(chǎng)中放映由軟件制作的三維場(chǎng)景。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法流程圖；圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中虛擬球幕劇場(chǎng)的示意圖；圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中虛擬相機(jī)拍攝的畫面示意圖；圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中實(shí)際球幕劇場(chǎng)的示意圖；圖5是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中投影儀畫面變形示意圖；圖6是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中增設(shè)了虛擬球面凸透鏡的虛擬相機(jī)的示意圖；圖7是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中虛擬相機(jī)的變形補(bǔ)償示意圖；圖8是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中虛擬相機(jī)正前方平面棋盤格經(jīng)渲染變形的示意圖；圖9是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中渲染后的球幕網(wǎng)格示意圖；圖10是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中作為漸變遮罩的緯度帶模型圖；圖11是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中上半虛擬球幕漸變遮罩的示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖1，為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法流程圖。如圖1所示，本發(fā)明提供的球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法，適用于在頂部設(shè)有球幕的球幕劇場(chǎng)中放映。該方法主要包括以下步驟首先在步驟Sl中，利用初始相機(jī)拍攝場(chǎng)景畫面。例如，首先在步驟S12中利用三維軟件構(gòu)建的虛擬故事場(chǎng)景；隨后在步驟S13中，在所述虛擬場(chǎng)景中利用一組虛擬的初始相機(jī)拍攝場(chǎng)景畫面。在記錄場(chǎng)景畫面的過(guò)程中，將虛擬相機(jī)設(shè)置成模擬觀察者的眼睛，因此該過(guò)程也稱為畫面的一次渲染。當(dāng)然也可以采用實(shí)物相機(jī)在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中拍攝場(chǎng)景畫面。
隨后在步驟S2中，利用三維軟件創(chuàng)建與實(shí)際球幕劇場(chǎng)成比例的虛擬球幕劇場(chǎng)， 且該虛擬球幕劇場(chǎng)中同樣包括與實(shí)際球幕對(duì)應(yīng)的虛擬球幕。虛擬球幕劇場(chǎng)10根據(jù)實(shí)際球幕劇場(chǎng)的比例來(lái)創(chuàng)建。如圖2所示，為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中虛擬球幕劇場(chǎng)的示意圖；如圖2所示，以Maya中一個(gè)網(wǎng)格單位為1米，設(shè)實(shí)際球幕劇場(chǎng)中球幕的半徑為11米，可以先做一個(gè)球心在原點(diǎn)0’，半徑11個(gè)單位處在ζ軸負(fù)象限的半球面S,并往ζ軸正方向偏移 1.626 (11 X sin ((180-163)/2))個(gè)單位，然后把ζ > 0的部分截掉，就可以得到一個(gè)163度的球面(在此也可以為其它參數(shù)的球幕)，然后給球面賦予一個(gè)Lambert材質(zhì)，顏色調(diào)整為白色，因此就構(gòu)建了一個(gè)與實(shí)際球幕相對(duì)應(yīng)的虛擬球幕100。隨后在步驟S3中，在虛擬球幕劇場(chǎng)中設(shè)置對(duì)應(yīng)的虛擬投影燈，然后將場(chǎng)景畫面投射至虛擬球幕上。虛擬投影燈的位置和投射仰角必須與初始相機(jī)一致，才能在虛擬球幕上再現(xiàn)場(chǎng)景畫面。如圖2中所示，在虛擬球幕劇場(chǎng)10的中心C’設(shè)置了與初始相機(jī)相對(duì)應(yīng)的虛擬投影燈103，以再現(xiàn)場(chǎng)景畫面。隨后在步驟S4中，在虛擬球幕劇場(chǎng)中設(shè)置虛擬相機(jī)獲取渲染場(chǎng)景畫面。在現(xiàn)有技術(shù)中通常采用正交相機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)該過(guò)程，而本發(fā)明的獨(dú)特之處在于使用兩臺(tái)虛擬相機(jī)來(lái)獲取渲染場(chǎng)景畫面。即在虛擬球幕劇場(chǎng)中的第一虛擬位置和第二虛擬位置處分別設(shè)置第一虛擬相機(jī)和第二虛擬相機(jī)，并利用所述第一虛擬相機(jī)和第二虛擬相機(jī)分別記錄上半虛擬球幕和下半虛擬球幕上放映的畫面。在本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例中，第一虛擬位置可以位于所述下半虛擬球幕的邊緣中心附近，所述第二虛擬位置位于所述上半虛擬球幕的邊緣中心附近。第一虛擬相機(jī)和第二虛擬相機(jī)的實(shí)際安裝位置可以根據(jù)實(shí)際球幕劇場(chǎng)中放映機(jī)的安裝位置來(lái)確定。如圖2中，虛擬球幕100通過(guò)虛擬赤道130分成上半虛擬球幕110和下半虛擬球幕120。首先建立第一虛擬相機(jī)101，移至下半虛擬球幕120的邊緣中心B’附近，例如水平距離下半虛擬球幕120的邊緣中心B’0. 8單位處，適當(dāng)調(diào)整仰角，使得相機(jī)C要記錄的上半部分銀幕盡量在畫面中央。然后在上半虛擬球幕110的邊緣中心A’附近設(shè)置第二虛擬相機(jī)102，因此第二虛擬相機(jī)102呈一定的仰角拍攝下半虛擬球幕120上放映的畫面，第一虛擬相機(jī)101呈一定的仰角拍攝上半虛擬球幕110上放映的畫面。由于兩臺(tái)虛擬相機(jī)都位于上半虛擬球幕120和下半虛擬球幕110的中心垂面上，所以虛擬相機(jī)拍攝到的球幕上的畫面根據(jù)畫面中心左右對(duì)稱，以便于進(jìn)行隨后的圖像處理。請(qǐng)參閱圖3，為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中虛擬相機(jī)拍攝的畫面示意圖。其中，相機(jī)畫面300為第一虛擬相機(jī)101的畫面?？梢钥吹?，上半虛擬球幕110位于相機(jī)畫面300的中心位置并左右對(duì)稱。最后在步驟S5中，在實(shí)際球幕劇場(chǎng)中將渲染場(chǎng)景畫面投影到球幕上。請(qǐng)參閱圖4， 為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中實(shí)際球幕劇場(chǎng)的示意圖。如圖4所示，實(shí)際球幕劇場(chǎng)20的頂部設(shè)有一球心的0點(diǎn)處的球幕200。該球幕200與虛擬球幕100相對(duì)應(yīng)。球幕200被赤道230分成上半球幕210和下半球幕220。分別在實(shí)際球幕劇場(chǎng)20的第一位置和第二位置處分別設(shè)置第一投影儀201和第二投影儀202，利用第一投影儀201和第二投影儀202分別投射第一虛擬相機(jī)101和第二虛擬相機(jī)102拍攝的畫面至上半球幕210和下半球幕220，以再現(xiàn)場(chǎng)景畫面。因此，第一虛擬位置和第二虛擬位置需要根據(jù)所述第一位置和第二位置對(duì)應(yīng)設(shè)置， 才能使拍攝和投影的位置和角度等參數(shù)相對(duì)應(yīng)。在進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例中，即為了對(duì)應(yīng)圖 2中虛擬相機(jī)的位置，在圖4中下半球幕220的邊緣中心B附近設(shè)置第一投影儀201，在上半球幕210的邊緣中心A附近設(shè)置第二投影儀202。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明的方法不再需要使用魚眼鏡頭，從而不需要利用球幕劇場(chǎng)中的中心最佳觀看位置，更加優(yōu)化了劇場(chǎng)座位的設(shè)置。在本發(fā)明中需要根據(jù)投影裝置的要求來(lái)設(shè)置虛擬相機(jī)的畫面比例。例如，通常放映的畫面比例為16 9，因此需要將拍攝成品圖片的第一虛擬相機(jī)101和第二虛擬相機(jī)的設(shè)置成渲染16 9的畫面比例。此時(shí)，如果使用普通的虛擬相機(jī)，為了包括虛擬球幕100 的虛擬赤道130以上的整個(gè)上半虛擬球幕110，并包括虛擬赤道130以下的一部分下半虛擬球幕120，以用于上下兩個(gè)投影畫面的融合，因此虛擬相機(jī)的張角要高達(dá)九十幾度。再結(jié)合參閱圖3，可以看到，相機(jī)畫面300的上面部分有很大一塊未使用的區(qū)域，下面則和下半虛擬球幕120重疊過(guò)多，因此相機(jī)畫面利用率比較低。在本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例中，為了增加畫面利用率，在投影儀上加裝了一個(gè)特制的鏡頭。即所述步驟S5還包括在所述第一投影儀和第二投影儀前設(shè)置參數(shù)相同的第一凹透鏡鏡頭和第二凹透鏡鏡頭。這樣投影畫面就發(fā)生了一些變化，如圖5所示，畫面的四個(gè)邊緣變成了曲線，畫面分別在四個(gè)頂點(diǎn)處向外拉伸。因此，這就需要在使用虛擬相機(jī)記錄畫面的時(shí)候，對(duì)投影儀的畫面變形進(jìn)行補(bǔ)償。在本發(fā)明的更進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟S4還包括在所述第一虛擬相機(jī)和第二虛擬相機(jī)前分別設(shè)置參數(shù)相同的第一虛擬球面凸透鏡和第二虛擬球面凸透鏡以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述第一凹透鏡鏡頭和第二凹透鏡鏡頭的變形補(bǔ)償，從而使觀眾觀看到的畫面顯示正常。請(qǐng)參閱圖6，為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中增設(shè)了虛擬球面凸透鏡的虛擬相機(jī)的示意圖。 如圖6所示，建立一虛擬相機(jī)D，在該虛擬相機(jī)D前做一個(gè)小的半球面L作為虛擬球面凸透鏡，虛擬相機(jī)D從半球面內(nèi)向外觀測(cè)，把半球面L的材質(zhì)設(shè)置成完全透明，并且給它一定的折射率，這個(gè)半球面L就成了一個(gè)虛擬的“球面凸透鏡”。為了使這個(gè)虛擬的“球面凸透鏡”的折射率起到對(duì)畫面變形的作用，需要打開光線追蹤進(jìn)行渲染。將上述帶虛擬球面凸透鏡的虛擬相機(jī)D的位置和方向都約束到原來(lái)定好位置和指向的第一虛擬位置和第二虛擬位置上，形成第一虛擬相機(jī)101和第二虛擬相機(jī)102。在具體的操作過(guò)程中，透明半球面L的半徑不可太小，它必須包括虛擬相機(jī)的整個(gè)畫幅；半球面的材質(zhì)參數(shù)里，建議把散射 (diffuse)修改成0，以防止意外的散射影響畫面內(nèi)容；調(diào)整好參數(shù)后，這個(gè)半球面應(yīng)該設(shè)定成虛擬相機(jī)D的子物體，成為相機(jī)組，并鎖定其變換參數(shù)，使之和虛擬相機(jī)的位置不再發(fā)生變化。將虛擬相機(jī)D和虛擬球面凸透鏡L固定在虛擬球幕100的下半虛擬球幕120的邊緣中心B’附近，即往ζ軸正方向偏移0. 8單位。隨后把相機(jī)組復(fù)制一組，移到虛擬球幕100 的最高點(diǎn)即上半虛擬球幕110的邊緣中心A’附近，即往ζ軸正方向偏移0. 8單位。根據(jù)下面相機(jī)組的仰角，設(shè)置一個(gè)相等的俯角，這時(shí)，兩個(gè)虛擬相機(jī)應(yīng)該關(guān)于虛擬球幕100的虛擬赤道130所在平面對(duì)稱放置。上述增設(shè)了虛擬球面凸透鏡L的虛擬相機(jī)D，在渲染的時(shí)候其前面的虛擬球面凸透鏡L 一定不能隱藏，否則就成了普通的虛擬相機(jī)。增設(shè)了虛擬球面凸透鏡L的虛擬相機(jī)D在渲染時(shí)可見范圍不是虛擬相機(jī)D本身的張角參數(shù)，而是需要在通過(guò)虛擬球面凸透鏡L擴(kuò)大的張角。實(shí)驗(yàn)證明，在調(diào)節(jié)的過(guò)程中，當(dāng)半球面材質(zhì)的折射率達(dá)到5 以上時(shí)，相機(jī)的張角可以低至23度左右，相對(duì)于未設(shè)置虛擬球幕凹透鏡L的虛擬相機(jī)而言， 其相機(jī)張角明顯減小。上述增設(shè)了虛擬球面凸透鏡L的虛擬相機(jī)D的張角、以及虛擬球面凸透鏡L的折射率一即半球面材質(zhì)的折射率、虛擬球面凸透鏡L的半徑——即半球面的半徑，需要經(jīng)過(guò)多次調(diào)整，每次調(diào)整后使用投影儀把畫面投影出來(lái)，直到投影的畫面變得正常。為此，虛擬相機(jī)需要做到如圖7所示的變形補(bǔ)償。請(qǐng)參閱圖8，為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中虛擬相機(jī)正前方平面棋盤格經(jīng)渲染變形的示意圖。如圖8所示，經(jīng)過(guò)如此變形的棋盤格在加裝特制鏡頭即凹透鏡鏡頭的投影儀投射的時(shí)候，由于即凹透鏡鏡頭會(huì)將四個(gè)角向外拉伸，因此就可能把邊緣的格子變回正方形，最理想的情況是所有的格子都變成正方形。在本實(shí)施例的球幕劇場(chǎng)中，第一虛擬球面凸透鏡和第二虛擬球面凸透鏡的參數(shù)分別與第一凹透鏡鏡頭和第二凹透鏡鏡頭的參數(shù)關(guān)聯(lián)，以使投影儀加裝的鏡頭的變形能夠得到正確的補(bǔ)償。其具體調(diào)節(jié)過(guò)程如下先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)設(shè)第一虛擬球面凸透鏡和第二虛擬球面凸透鏡的參數(shù)，利用第一虛擬相機(jī)101和第二虛擬相機(jī)102拍攝虛擬球幕100上與球幕 200經(jīng)緯線平行的網(wǎng)格，投影到實(shí)際球幕200上，比較網(wǎng)格線是否跟實(shí)際球幕200的經(jīng)緯線平行。如果平行則第一虛擬球面凸透鏡和第二虛擬球面凸透鏡的參數(shù)正好可以對(duì)第一凹透鏡鏡頭和第二凹透鏡鏡頭的變形進(jìn)行補(bǔ)償。如果不平行，則根據(jù)顯示結(jié)果來(lái)對(duì)虛擬相機(jī)的張角，以及第一虛擬球面凸透鏡和第二虛擬球面凸透鏡的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。可以相應(yīng)調(diào)節(jié)其折射率和半徑，直到網(wǎng)格線跟實(shí)際球幕200的經(jīng)緯線平行為止。請(qǐng)參閱圖9，為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中渲染后的球幕網(wǎng)格示意圖。該網(wǎng)格可以用于現(xiàn)場(chǎng)投影調(diào)試。如圖9所示。網(wǎng)格中的上半虛擬球幕110經(jīng)過(guò)虛擬相機(jī)和虛擬球幕凹透鏡的拍攝后已經(jīng)發(fā)生變形，畫面中部的網(wǎng)格線向四周擴(kuò)展，與圖3相比，占據(jù)了原本空置的上部分畫面，且向下擴(kuò)展占據(jù)了原本下半虛擬球幕的位置，從而充分的利用了相機(jī)畫面300。在將該網(wǎng)格投射到實(shí)際球幕200上時(shí)，便能根據(jù)網(wǎng)格線是否與實(shí)際球幕200的經(jīng)緯線平行來(lái)判斷是否已補(bǔ)償了投影儀上設(shè)置的凹透鏡鏡頭的變形。如果不平行則需要不斷調(diào)節(jié)虛擬球幕凹透鏡的參數(shù)來(lái)滿足補(bǔ)償?shù)囊?。為了使虛擬相機(jī)拍攝的上半虛擬球幕110和下半虛擬球幕120上的畫面充分融
合，以便于放映。由于需要融合的赤道區(qū)域在虛擬相機(jī)中看起來(lái)是弧形的，在渲出圖片后
不容易做漸變，因此可以在場(chǎng)景中建立一個(gè)緯度帶，在上面加漸變的辦法，做成一個(gè)漸變遮
罩。因此，步驟S4中進(jìn)一步包括對(duì)所述虛擬球幕施加遮罩，所述遮罩在所述虛擬球幕的赤
道區(qū)域呈線性漸變以對(duì)所述上半虛擬球幕和下半虛擬球幕的畫面進(jìn)行融合。請(qǐng)參閱圖10，
為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中作為漸變遮罩的緯度帶模型圖。如圖10所示，在赤道區(qū)域140需要
進(jìn)行漸變處理。請(qǐng)結(jié)合參閱圖11，為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中上半虛擬球幕漸變遮罩的示意圖。
如圖11所示，可以看到在上半虛擬球幕的接近赤道位置由上往下變暗。將該圖垂直翻轉(zhuǎn)可
以得到下半虛擬球幕的漸變遮罩，其在接近赤道位置由下往上變暗，且上半虛擬球幕的漸
變遮罩和下半虛擬球幕的漸變遮罩在赤道區(qū)域都是呈線性漸變，從而使得亮度恰好相互補(bǔ) 請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D4，本發(fā)明在提供上述球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法的同時(shí)還提供了一種球幕投影放映系統(tǒng)，包括球幕劇場(chǎng)20，以及第一投影儀201和第二投影儀202。該球幕劇場(chǎng)20頂部設(shè)有球幕200，球幕200被赤道230分成上半球幕210和下半球幕220。第一投影儀201和第二投影儀202分別設(shè)于球幕劇場(chǎng)20中第一位置和第二位置處，分別用于投射畫面至上半球幕210和下半球幕220。相應(yīng)地，在本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例中，第一位置位于下半球幕220的邊緣中心B附近，第二位置位于上半球幕210的邊緣中心A附近。在本發(fā)明的更進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例中，第一投影儀201和第二投影儀202分都設(shè)有參數(shù)相同的凹透鏡鏡頭。其原理與上述方法中所描述的原理相同，在此不再贅述。
本發(fā)明是根據(jù)特定實(shí)施例進(jìn)行描述的，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白在不脫離本發(fā)明范圍時(shí)，可進(jìn)行各種變化和等同替換。此外，為適應(yīng)本發(fā)明技術(shù)的特定場(chǎng)合或材料，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行諸多修改而不脫離其保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明并不限于在此公開的特定實(shí)施例， 而包括所有落入到權(quán)利要求保護(hù)范圍的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法，用于在頂部設(shè)有球幕的球幕劇場(chǎng)中放映，其特征在于，包括以下步驟51、利用初始相機(jī)拍攝場(chǎng)景畫面；52、利用三維軟件創(chuàng)建與所述球幕劇場(chǎng)成比例的虛擬球幕劇場(chǎng)，所述虛擬球幕劇場(chǎng)中包括與所述球幕對(duì)應(yīng)的虛擬球幕；53、在所述虛擬球幕劇場(chǎng)中設(shè)置與所述初始相機(jī)對(duì)應(yīng)的虛擬投影燈并將所述場(chǎng)景畫面投射至所述虛擬球幕上；54、在所述虛擬球幕劇場(chǎng)的第一虛擬位置和第二虛擬位置處分別設(shè)置第一虛擬相機(jī)和第二虛擬相機(jī)，并利用所述第一虛擬相機(jī)和第二虛擬相機(jī)分別記錄上半虛擬球幕和下半虛擬球幕上放映的畫面；55、在所述球幕劇場(chǎng)的第一位置和第二位置處分別設(shè)置第一投影儀和第二投影儀，且所述第一虛擬位置和第二虛擬位置根據(jù)所述第一位置和第二位置對(duì)應(yīng)設(shè)置，利用所述第一投影儀和第二投影儀分別投射畫面至上半球幕和下半球幕，以再現(xiàn)場(chǎng)景畫面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述第一位置位于所述下半球幕的邊緣中心附近，所述第二位置位于所述上半球幕的邊緣中心附近。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任意一項(xiàng)所述的球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟S4還包括對(duì)所述虛擬球幕施加遮罩，所述遮罩在所述虛擬球幕的赤道區(qū)域呈線性漸變以對(duì)所述上半虛擬球幕和下半虛擬球幕的畫面進(jìn)行融合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任意一項(xiàng)所述的球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟S5還包括在所述第一投影儀和第二投影儀前設(shè)置參數(shù)相同的第一凹透鏡鏡頭和第二凹透鏡鏡頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟S4還包括 在所述第一虛擬相機(jī)和第二虛擬相機(jī)前分別設(shè)置參數(shù)相同的第一虛擬球面凸透鏡和第二虛擬球面凸透鏡以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述第一凹透鏡鏡頭和第二凹透鏡鏡頭的變形補(bǔ)償。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述第一虛擬球面凸透鏡和第二虛擬球面凸透鏡的參數(shù)分別與第一凹透鏡鏡頭和第二凹透鏡鏡頭的參數(shù)關(guān)聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任意一項(xiàng)所述的球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟Sl進(jìn)一步包括512、利用三維軟件創(chuàng)建虛擬場(chǎng)景；513、在所述虛擬場(chǎng)景中利用一組虛擬的初始相機(jī)拍攝場(chǎng)景畫面。
8.—種球幕投影放映系統(tǒng)，其特征在于，包括球幕劇場(chǎng)，所述球幕劇場(chǎng)頂部設(shè)有由上半球幕和下半球幕組成的球幕；以及設(shè)置于所述球幕劇場(chǎng)中第一位置和第二位置處的第一投影儀和第二投影儀，所述第一投影儀和第二投影儀分別用于投射畫面至所述上半球幕和下半球幕。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的球幕投影放映系統(tǒng)，其特征在于，所述第一位置位于所述下半球幕的邊緣中心附近，所述第二位置位于所述上半球幕的邊緣中心附近。
10.根據(jù)權(quán)利要求8至9中任意一項(xiàng)所述的球幕投影放映系統(tǒng)，其特征在于，所述第一投影儀和第二投影儀都設(shè)有參數(shù)相同的凹透鏡鏡頭。全文摘要
本發(fā)明涉及一種球幕投影放映的實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)，用于在頂部設(shè)有球幕的球幕劇場(chǎng)中放映，所述方法主要通過(guò)在與球幕劇場(chǎng)成比例的虛擬球幕劇場(chǎng)中再現(xiàn)場(chǎng)景畫面，并在虛擬球幕劇場(chǎng)對(duì)應(yīng)實(shí)際球幕劇場(chǎng)中投影儀的位置設(shè)置第一虛擬相機(jī)和第二虛擬相機(jī)，分別記錄上半虛擬球幕和下半虛擬球幕上放映的畫面；從而在所述球幕劇場(chǎng)中利用第一投影儀和第二投影儀再現(xiàn)場(chǎng)景畫面。本發(fā)明的放映方法不需要使用魚眼鏡頭，從而不需要利用球幕劇場(chǎng)中的中心最佳觀看位置，更加優(yōu)化了劇場(chǎng)座位的設(shè)置。此外，本發(fā)明在虛擬相機(jī)前設(shè)置虛擬球面凸透鏡以擴(kuò)大相機(jī)視角，并在投影儀前設(shè)置凹透鏡鏡頭以實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬球面凸透鏡的變形補(bǔ)償，保障了顯示效果。
文檔編號(hào)G06T17/00GK102385238SQ20101027205
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者丁亮, 劉道強(qiáng), 戎志剛, 李明, 肖楊 申請(qǐng)人:深圳華強(qiáng)數(shù)碼電影有限公司