虛擬仿真系統(tǒng)360度解決方案

1、虛擬仿真顯示系統(tǒng)解決方案（360環(huán)幕投影）虛擬仿真概述多通道虛擬現(xiàn)實投影顯示系統(tǒng)是虛擬三維投影顯示系統(tǒng)中一種沉 浸式虛擬仿真環(huán)境，系統(tǒng)采用環(huán)形的投影屏幕作為仿真應(yīng)用的顯示載 體，所以通常又稱為環(huán)幕投影系統(tǒng)（如圖）。根據(jù)環(huán)形幕半徑的大小， 通常有120、135、180、240、270、360度弧度不等，由于其屏幕的 顯示半徑巨大，該系統(tǒng)通常用于一些大型的虛擬仿真應(yīng)用，比如：虛 擬戰(zhàn)場仿真、數(shù)字城市規(guī)劃、三維地理信息系統(tǒng)等大型場景仿真環(huán)境， 近年來開始向展覽展示、工業(yè)設(shè)計、教育培訓(xùn)、會議中心等專業(yè)領(lǐng)域 發(fā)展。多通道虛擬三維投影顯示系統(tǒng)是目前非常流行的一種具有高度沉 浸感的虛擬現(xiàn)實顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)以

2、多通道視景同步技術(shù)、數(shù)字圖像 邊緣融合技術(shù)為支撐、多通道亮度和色彩平衡技術(shù)和多通道視景同步 技術(shù)為支撐，將三維圖形計算機生成的三維數(shù)字圖像實時地輸出并顯 示在一個超大幅面的環(huán)形投影幕墻上，并以立體成像的方式呈現(xiàn)在觀 看者的眼前，使觀看者和參與者獲得一種身臨其境的虛擬仿真視覺感 受。它是整個虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的重要的組成部分（即虛擬現(xiàn)實顯示系統(tǒng)）應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計審查協(xié)作以及可視化產(chǎn)品展覽室;建筑設(shè)計審查協(xié)作，漫游和介紹；裝配培訓(xùn)，服務(wù)和維修方面的規(guī)劃；市場展覽和銷售行為；科技、博物館歷史事件重現(xiàn)項目簡介北京八達嶺長城全周電影院內(nèi)呈圓型。鋪設(shè)淺藍色地毯，不備座 椅，站立觀看，全場由一塊銀幕，把整個

3、影院背景墻包圍起來，由九 臺松下投影機在電腦操控下，同步工作，觀眾可倚靠欄桿自由地向各 個角度獵取畫面，感受真實的立體效果。影院全方位的立體聲傳播， 其真實感遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他形式的電影和電視，觀眾在360度環(huán)幕電影上 可欣賞美麗的自然風(fēng)光。會產(chǎn)生一種身臨其境的強烈的臨場感，讓觀 眾感到一種特殊的藝術(shù)享受。用戶需求分析分類用戶需求一、環(huán)幕顯示部屏幕360環(huán)形、無縫軟幕投影方式正投，1.5-2.0： 1鏡頭現(xiàn)場環(huán)境室內(nèi)房間直徑20米，周長62.9米信號源360度全景，后期效果處理用途北京八達嶺全周電影院控制方式1臺服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)控制9臺圖形工作站二、穹頂顯示投影方式正投，魚眼鏡頭屏幕圓幕（多張屏幕拼接）技

4、術(shù)構(gòu)成由于多通道虛擬三維投影系統(tǒng)是由多個同步運算的單通道投影顯 示畫面無縫拼接而成，并在環(huán)形的投影屏幕上成像，所以與通常的單 通道顯示系統(tǒng)相比，這種多通道圖像同步拼接和環(huán)幕顯示特征導(dǎo)致了 它的技術(shù)復(fù)雜性。通常，對一個完善的多通道虛擬三維投影顯示系統(tǒng) 而言，其必須具備以下幾種成熟的核心技術(shù)做支撐：數(shù)字圖像邊緣融合與無縫拼接技術(shù)通道間的色彩與亮度平衡技術(shù)數(shù)字幾何矯正（即非線性失真矯正）技術(shù)多通道視景同步控制技術(shù)只有解決上述幾項重要的技術(shù)難題，才能成功地將三維圖形計算 機生成的實時三維數(shù)字圖形、實時同步地輸出并顯示在一個具有一定 半徑和弧度的巨幅環(huán)形投影屏幕上，最終形成一個具有極高分辨率、 無任何變

5、形失真的三維數(shù)字立體影像。所以，在眾多的虛擬仿真顯示 系統(tǒng)中多通道環(huán)幕投影是一個技術(shù)含量極高的虛擬現(xiàn)實顯示系統(tǒng)，其 隱藏的技術(shù)風(fēng)險不言而喻，這種技術(shù)風(fēng)險直接要求用戶對供應(yīng)商的選 擇更加謹(jǐn)慎。系統(tǒng)邏輯圖 音頻信號計算機信號 網(wǎng)絡(luò)信號圖3-1正投影拼接系統(tǒng)連接邏輯圖系統(tǒng)設(shè)計及設(shè)備選型一、根據(jù)分析，該系統(tǒng)為9通道全邊緣融合、校正系統(tǒng)。我們采 用軟件邊融合方法實現(xiàn)。該系統(tǒng)由1臺服務(wù)器，9臺圖形工作站、一 臺交換機組成。服務(wù)器負(fù)責(zé)前期信號源的加工，主要包含音頻、視頻 等制作，并且特有的強制同步處理，實時信號處理技術(shù)，融合邊帶羽 化處理，融合邊帶圖形幾何糾正處理，從而實現(xiàn)了重疊融合區(qū)域的亮 帶遞減，無邊緣

6、差別的完美融合。信號源加工后，9臺圖形工作站 按照ID號接收到來自服務(wù)器的信號，再通過自身的高分辨率顯卡輸 出給投影機。最終實現(xiàn)圖像360顯示。二、在投影系統(tǒng)的選擇上，我們采用3臺松下PT-D7700投影機 進行架設(shè)。在距離投影幕8-10米（根據(jù)投影機焦距具體計算距離） 的地方每臺一組分為9通道進行精確安放。為了顯示一幅清晰、色彩一致的圖像，在保證機器之間保持相等 距離的同時，投影機的鏡頭中心與屏幕需要在一條垂直線上。三、在投影幕的選擇上，我們將采用漫反射幕。通過計算去掉融 合區(qū)預(yù)留之后，幕長定為62.9米米用軟幕形式，幕高約為4.0米， 弧度為360度，采用現(xiàn)場安裝一整張幕面。四、考慮到房間建聲、設(shè)備電聲的復(fù)雜性，音頻部分在這里暫不 做講解。在其他功能的選擇上，我們會根據(jù)具體的要求進行架構(gòu)。成像原理示意圖a）邊緣融合、幾何校正原理圖圖1：拼接前圖2：拼接后未作邊緣融合處理、未作非線性失真矯正處理（即未作變形矯正）圖3：融合、校正前圖4：融合、校正后已作邊緣融合處理、已作非線性失真矯正處理（即已作變形矯正）工程結(jié)構(gòu)設(shè)計圖a）安裝架俯視、側(cè)視圖俯視圖側(cè)視圖b）投影機俯視圖投影機俯視圖產(chǎn)品清單設(shè)備名稱規(guī)格型號單位口岫 品牌