基于自动校正与融合的全景体验系统设计

设计一种新型基于PC集群和投影设备,实现快速校正、拼接融合的全景体验系统。该系统采用多投影仪的高速融合技术,是一种全新的多媒体显示方式。通过实验室原型系统发现,该系统可以适应任何非规则投影屏幕,使用普通的投影设备,即可实现大型多媒体体验系统,并且在几何配准、颜色校正、边缘融合等关键技术具有很高的鲁棒性,能真正实现无缝拼接技术的自动化和实用化。     

多投影显示墙的全局颜色校正

画面校正是实现无缝多投影显示墙系统的关键环节,针对此,提出了一种基于参数估计和统计思想的全局颜色校正方法.首先根据采样点的粗略分布建立亮度响应曲线的经验参数模型,并通过采样数据来确定该曲线的参数;然后依据亮度响应曲线,引入统计算法来调整投影仪输入,从而实现视觉上无缝的多投影拼接显示.最后在2×2和3×5多投影显示墙上进行了该算法的可行性和效果测试.结果表明,该算法比现有颜色校正算法的画面质量更好,亮度更高.     

多投影仪拼接显示的实现

介绍了一种基于PC和普通投影仪实现多屏幕无缝拼接的方法,该方法利用一台摄像机使系统快速、准确的校正。分析了系统的结构和用到的关键技术,包括几何校正、边缘融合、颜色校正。     

一种基于视频捕获的多投影显示系统

随着科学技术的高速发展以及信息量的急速膨胀,具有多个输出画面的多通道计算机系统得到了广泛应用。多显示器/拼接单元系统无法生成大尺寸高分辨率的无缝画面,多投影显示系统可克服这类系统的不足。提出一种基于视频捕获的多投影显示系统,它将多通道的画面显示与画面生成相分离,从而避免显示系统对画面生成系统的影响。该系统针对VGA模拟视频信号输入,给出基于三维查找表的颜色校正技术;针对非参数化成像模型的投影仪,给出多投影系统颜色校正的三阶段模型及其求解方法;针对工程实际,设计了基于自由曲面变形的交互式网格编辑工具进行多投影系统的几何校正。实验结果表明本系统及其关键技术切实有效,适用于构建投影数量中等规模的显示系统。     

多投影仪自由立体显示的GPU几何及亮度校正技术

由多个投影仪拼接显示的自由立体显示系统有很大的显示区域,能够产生更好的立体显示效果.针对可伸缩高分辨率多投影仪自由立体显示的系统特性和屏幕特性,通过分析各种几何校正和亮度校正算法,采用二次几何校正方法解决了自由立体显示中斜投影造成的部分特征点不在屏幕上的问题;提出了基于GPU的亮度自适应多模板校正方法,并通过GPU程序...     

面向多投影显示墙的画面校正技术

多投影显示墙是缓解对超高分辨率显示屏幕不断增长的需求与单台显示设备分辨率有限性之间矛盾的有效手段,但目前还缺乏规范化的模式和方法以支持高精度、高可靠性的画面校正.提出一种颜色校正方案以解决上述问题.首先介绍多投影显示墙画面校正中存在的主要问题和现有的解决方法;在此基础上,给出了多投影显示墙的画面校正流程和几何校正方法;然后讨论了多投影显示墙画面校正结果的评价标准,提出了投影仪的广义颜色模型和基于搜索技术的视觉无缝方法.该方案使用数码相机实现了高精度的视觉无缝画面校正,从而提高了构造多投影显示墙的效率并降低了维护成本.校正结果在多种类型的投影墙系统中得到验证和应用,对指导多投影显示墙的搭建和维护具有较高的理论与实践价值.     

多投影显示墙画面校正技术综述*

由投影仪阵列组成的多投影显示墙是目前实现高性能、低成本大型绘制平台的首选解决方案。为了保证多投影显示墙画面的完整性,需要通过一定的方法来预补偿由于投影仪特性差异造成的画面几何扭曲与色彩不均衡。结合实际研究工作,从多投影显示墙存在的问题、几何变换矩阵求取、颜色模型估计和全局颜色校正等几个方面对多投影显示墙画面校正的研究情况进行综述, 讨论了存在的问题和进一步的发展方向。     

投影仪-屏幕系统光场亮度分布的数学模型

针对大型多投影仪显示墙系统中亮度分布差异的校正问题,提出一种描述投影仪-屏幕系统光场亮度分布的数学模型。该数学模型整合投影仪镜头渐晕、屏幕漫反射和屏幕曲面的数学模型,形成一个带有28个可调参数的精确描述影仪-屏幕系统光场亮度分布方程。基于该数学模型,工程人员可通过测量投影屏幕上稀疏位置的亮度值,采用非线性最小二乘方法确定一个特定投影仪-屏幕系统的模型参数,完成其亮度分布的测量。实际应用表明,所提出的数学模型可以广泛适用于各种类型的投影仪-屏幕系统光场亮度分布的描述,有效降低大型多投影仪显示墙系统构建工程的复杂度,改善投影显示效果。     

一个通用的投影墙软件校正系统

随着计算机图形硬件以及分布式并行图形绘制技术的不断发展，现在图形工作站以及PC集群机所能处理的图形数据量不断上升。但是，现在计算机显示设备所能提供的显示分辨率及其有限。因此，利用多台投影仪组成投影阵列进行拼接显示的投影墙技术受到越来越多的关注；此类系统的一个关键问题就是如何校正多台投影仪，使得最后拼接显示的图像没有明显的缝隙和瑕疵。该文介绍了一套通用的与具体应用无关的投影墙软件校正系统，该系统克服了传统软件校正系统在通用性、校正速度等方面的不足，取得了很好的校正效果。     

多屏幕异形投影展示系统的技术研究

本文对多屏幕异形投影展示系统进行了初步研究，提出了一种用于多屏幕投影无缝拼接技术的软件解决方案，给出了一个多屏幕异形投影展示系统的实例，并通过该实例着重阐述了在该展示系统中所涉及的多机同步播放控制技术、画面实时变形校正技术和多屏画面的融合调节技术等关键技术。     

背投式多投影系统中各向异性问题的研究

目的 针对背投式多投影系统中存在的各向异性问题,提出一套行之有效的解决方案.方法 首先,为了解决以静态观众为主体的多投影系统各向异性问题,基于反馈机制提出了以特定位置为中心的“最佳观测域”,并在该区域内实现了真正的视觉无缝画面校正;然后,基于视觉人体跟踪技术进一步提出了以特定交互者为中心的“动态最佳观测域”框架,并结合模糊预测控制思想从人体重心检测、跟踪和投影仪亮度实时补偿等3个方面对该框架内的各个组成模块的关键技术进行了阐述.结果 实验结果显示,利用交互者运动的时空连续性优化后的动态最佳观测域算法,具有较好的鲁棒性和实时性.同时,与其他类似方法相比获得了更好的视觉无缝校正效果,其中观测距离为1 m、3 m和5 m时,对应的亮度样本标准差分别为17.11、13.17和9.2.结论 提出的各向异性解决方案,将实时反馈信号引入校正过程中,有效提高了输出画面质量.通过实验测试和性能评估,验证了文中方法的可行性.     

一种实用的多投影仪显示墙色彩校正方法

针对多投影仪显示墙系统色彩不均匀性的问题,提出一种快速、实用的独立于几何校正结果的色彩校正方法。该方法利用细分网格变形技术将现有针对平面投影屏幕的色彩校正方法推广到适应任意光滑曲面投影屏幕,同时利用加权最小二乘曲线拟合思想降低色彩测量数据量。实际进行色彩校正时,采用可编程图形处理单元(GPU)的像素着色器对投影图像的每个像素进行实时校正计算,并在实际多投影仪显示墙系统中验证了方法的有效性。     

Camera-based calibration techniques for seamless multiprojector displays

Multiprojector, large-scale displays are used in scientific visualization, virtual reality, and other visually intensive applications. In recent years, a number of camera-based computer vision techniques have been proposed to register the geometry and color of tiled projection-based display. These automated techniques use cameras to "calibrate" display geometry and photometry, computing per-projector corrective warps and intensity corrections that are necessary to produce seamless imagery across projector mosaics. These techniques replace the traditional labor-intensive manual alignment and maintenance steps, making such displays cost-effective, flexible, and accessible. In this paper, we present a survey of different camera-based geometric and photometric registration techniques reported in the literature to date. We discuss several techniques that have been proposed and demonstrated, each addressing particular display configurations and modes of operation. We overview each of these approaches and discuss their advantages and disadvantages. We examine techniques that address registration on both planar (video walls) and arbitrary display surfaces and photometric correction for different kinds of display surfaces. We conclude with a discussion of the remaining challenges and research opportunities for multiprojector displays     

基于PC集群的多屏无缝拼接技术研究

该文介绍了一种基于PC集群的多屏无缝拼接技术构造大场景显示系统的方法。大面积高分辨率的投影系统在各个领域获得了越来越广泛的应用,但系统构建费用高、维护要求严。在对比分析了传统投影系统的优缺点和目前存在的解决方案后,该方法使用普通PC、数码像机和以太网构建的硬件系统,提出了基于相机的自动几伺校准和基于线性函数的边缘融合方法,消除了投影画面之间的缝隙,并采用Master／Slave结构控制图形的同步渲染,同时支持分布交互式控制。这种方法在满足同等投影显示要求的情况下。将大幅度降低了系统的构建费用和维护要求。     

基于无缝拼接的分布式多屏渲染系统

设计了一个基于分布式实时渲染、分屏拼接显示的多屏渲染系统。该系统从渲染到最后分屏软拼接均采用基于PC集群的架构和纯软件的实现方法。文中详细论述了系统的架构以及其中软件消除拼缝的机制和同步控制的算法。     

Camera-based detection and removal of shadows from interactive multiprojector displays

Front-projection displays are a cost-effective and increasingly popular method for large format visualization and immersive rendering of virtual models. New approaches to projector tiling, automatic calibration, and color balancing have made multiprojector display systems feasible without undue infrastructure changes and maintenance. As a result, front-projection displays are being used to generate seamless, visually immersive worlds for virtual reality and visualization applications with reasonable cost and maintenance overhead. However, these systems suffer from a fundamental problem: Users and other objects in the environment can easily and inadvertently block projectors, creating shadows on the displayed image. Shadows occlude potentially important information and detract from the sense of presence an immersive display may have conveyed. We introduce a technique that detects and corrects shadows in a multiprojector display while it is in use. Cameras observe the display and compare observations with an expected image to detect shadowed regions. These regions are transformed to the appropriate projector frames, where corresponding pixel values are increased and/or attenuated. In display regions where more than one projector contributes to the image, shadow regions are eliminated.     

Spatially uniform colors for projectors and tiled displays

Abstract— A major issue when setting up multi‐projector tiled displays is the spatial non‐uniformity of the color throughout the display's area. Indeed, the chromatic properties do not only vary between two different projectors, but also between different spatial locations inside the displaying area of one single projector. A new method for calibrating the colors of a tiled display is presented. An iterative algorithm to construct a correction table which makes the luminance uniform over the projected area of one single projector is presented first. This so‐called intra‐projector calibration uses a standard camera as a luminance measuring device and can be processed in parallel for all projectors. Once the color inside each projector is spatially uniform, the set of displayable colors — the color gamut — of each projector is measured. On the basis of these measurements, the goal of the inter‐projector calibration is to find an optimal gamut shared by all the projectors. Finding the optimal color gamut displayable by n projectors in time O(n) is shown, and the color conversion from one specific color gamut to the common global gamut is derived. The method of testing it on a tiled display consisting of 48 projectors with large chrominance shifts was experimentally validated.     

Introduction to building projection-based tiled display systems

This tutorial introduces the concepts and technologies needed to build projector-based display systems. Tiled displays offer scalability, high resolution, and large formats for various applications. Tiled displays are an emerging technology for constructing semi-immersive visualization environments capable of presenting high-resolution images from scientific simulation. The largest impact may well arise from using large-format tiled displays as one of possibly multiple displays in building information or active spaces that surround the user with diverse ways of interacting with data and multimedia information flows. These environments may prove the ultimate successor to the desktop metaphor for information technology work. Several fundamental technological problems must be addressed to make tiled displays practical. These include: the choice of screen materials and support structures; choice of projectors, projector supports, and optional fine positioners; techniques for integrating image tiles into a seamless whole; interface devices for interaction with applications; display generators and interfaces; and the display software environment