虚拟现实技术的应用：柱面环幕投影系统解决方案

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虚拟现实技术的应用：柱面环幕投影系统解决方案



PowerWall 柱面沉浸式虚拟现实显示系统是一种沉浸式虚拟仿真显示环境，系统采用环形的投影屏幕作为仿真应用的投射载体，所以通常又称为多通道环幕立体投影显示系统，是对虚拟现实技术的应用。根据环形幕半径的大小，通常为120 、135、180、240、270、360度弧度不等，由于其屏幕的显示半径巨大，通常用于一些大型的虚拟现实技术的应用，比如：虚拟战场仿真、虚拟样机、数字城市规划、三维地理信息系统等大型场景仿真环境，近来开始向展览展示、工业设计、教育培训、会议中心等专业领域发展。
　　然而，其环幕显示特征导致了它的技术复杂性，通常一个完整的环幕投影系统需要有以下几项强有力的核心技术做支撑：数字几何矫正（即非线性失真矫正）技术、多通道视景同步控制技术、数字图像边缘融合技术，才能成功地将三维图形计算机生成的实时三维数字影像、实时同步地输出并显示在一个具有一定半径和弧度的巨幅环形投影屏幕上，从而形成一个具有极高分辨率的、无任何变形失真的数字三维立体影像，所以，在众多的虚拟仿真显示系统中多通道环幕投影是一个技术含量极高的显示系统，相反，其隐藏的技术风险也要求用户对供应商的选择慎之又慎；同样由于该系统的环幕显示特征，其具有一定弧度的巨幅显示空间包围了所有参与者的整个观看视野，再配合环绕立体声响系统，可使仿真参与者充分体验一种高度身临其境的三维立体视听感受，获得一个具有高度沉浸感的虚拟仿真可视协同环境。  

多通道柱面投影系统核心技术介绍

　　

所有的投影机在设计时都是针对平面的投影屏幕，投射出的画面也是矩形的（通常为4：3或16：9），而当这样的投影仪把图像投射到环形幕或球幕这样的弧形屏幕上，图像就会变形失真变形，因为，弧形或球面投影幕（即环形幕布）上的每个点到每台投影机的距离是不等的，这就会导致每台投影机投射到环形幕布上的影像画面出现变形失真，最直接的投射效果如下图1，这种现象被称之为非线性失真。为了在弧形屏幕或球面屏幕上得到正确的图像显示效果，就必须对生成后的实时图像进行处理，这种处理被称之为非线性失真校正或曲面几何校正。所以对于多通道柱面投影系统而言，解决图像非线性失真是个关键问题，通常情况下，有两种方法可以实现非线性失真几何校正，一种方法是通过光学校正，即通过具有独特变形矫正功能的特定投影机来完成。这种方案一个典型的特点就是投资巨大，往往一台这样的投影机就需要几十万美金，使得一般的用户均难以承受；另一种方法是使用计算机非线性失真校正技术来实现，而这种方案相比之下则具有较好的性能价格比。

【来源：黎明视景】

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