投影机的妙用 打造360度环形幕电影院

　　我们经常在电影以及科教片中能见到可实现360度超广视角的环形荧幕。这些应用通常只出现在展厅或者科技馆等场合，技术含量似乎不一般高。但是它距离我们的生活又如此之近，汽车驾驶、楼宇广告都离不开它。那么这种360度环形幕电影院到底有多复杂呢？效果是如何呈现的呢？

360度环形幕

　　首先我们还是从样片说起。最为常见的环形荧幕应该是出现在工业设计中，特别是汽车、楼盘等特定场合。超广可视角度可以为观众提供更加全面、直观的视觉效果，带来身临其境的感觉。

工业演示

虚拟演示

　　通过模拟人的视角，360度环形幕可以实现虚拟驾驶等效果，这样，我们就可以将一些生活中发生的场景，例如驾驶员培训，可以通过这种方式在室内进行。当然360度环形幕如果应用于民用级娱乐生活中也非常适合。

环型电影幕

　　如果拥有上面这个环形荧幕效果，相信现在的电影院真的会面临生存危机。超大屏幕，广视角，加上环绕立体声家庭影院，这一套装备的效果比电影院有过之而无不及。

　　在欣赏了上面的这些效果图之后，相信很多朋友会产生一种疑问，环型电影幕与投影机有什么关系呢？这些效果真是投影机可以实现的吗？下面我们就来详细介绍。

　　投影机是如何创造奇迹，将环形荧幕效果表现出来的呢？这就要从屏幕拼接技术说起。想要实现环形影像，仅靠环形幕是无法实现的。

两台投影机直接投影的效果图

两台投影机直接投影的效果图

　　如果没有采用任何技术，只是单纯的采用两台投影机进行环形影像投影，那么效果就会如上图所示，出现各种梯形变形。

两台投影机直接投影的效果图

　　通过怎样的技术和设备，将原本互不相干的影像调试成上面这张环形效果图呢？这些与控制成像效果的一套设备有关。

　　这台来自德国的3D perception产品就是实现上文中环形影像效果的核心设备。

3D perception

3D perception

与普通机箱不同的工作指示灯

　　看似与普通电脑机箱非常相似的设备是如何实现环形影像效果的呢？主要原理在于三通道边沿融合投影系统。通过这套设别实现了多通道图像的边缘融合，也就是说将不同影像通过计算、信号处理的方式实现边缘无缝拼接，从而实现文章开头我们介绍的环形影像效果。

360度环形幕

　　那么，这种听起来颇为复杂的工作原理具体是如何实现的呢？

　　在正式介绍360度环形荧幕工作原理之前我们首先要明白几个环形荧幕拼接过程中常见的几个概念。
 
一、非线性失真校正

　　实现大屏幕效果需要用到的设备主要是投影机。但是由于投影机的成像原理都是针对平面屏幕设计的，因此在投射到环幕或者弧形屏幕上图像会出现变形失真。图像就会变形失真，这种现象被称之为非线性失真。为了使影像在弧形幕上也能清晰表现出来，我们需要采用图像处理，这就是为非线性失真校正。通过这项调整，就可以将出现变形的投影画面调整成符合人眼习惯的弧形效果。

出现非线性失真的效果图

二、梯形失真校正

　　大家都知道，当投影机的屏幕与影像之间的位置发生偏差时，影像会出现梯形失真，通常投影机都是采用调整投影机位置或者进行光学梯形校正的方式调整，不过在进行无缝环形荧幕拼接的时候只靠这些传统的方式是无法实现图像处理的。因此还需要用到包括光学校正在内的另外一种非线性失真校正技术，从而控制梯形变形。

如何实现360度环形荧幕？
    
　　实现大屏幕环形无缝拼接的原理主要是通过融合多台投影机的投影图像，采用拼接的方式获得更大尺寸和更高分辨率的图像。这需要通过多通道非重叠的图像输入、多通道非重叠的图像输出、产生图像之间的重叠区域、边缘融合以及几何校正等功能来实现。因此为使影像效果一致，投影机的最好选择规格相同的。

　　在实现环形影像拼接的过程中，除了上面介绍的梯形变形、非线性失真等情况外，还需要对图像与图像之间的融合带进行处理。否则叠加区域的画面亮度就会过高，从而无法实现环形荧幕效果统一。

　　由于融合带之间的图像信息是重叠的，一般的计算机输出不能产生重叠区域，因此需要借助到上文介绍的3D perception，通过它对发生融合的图像进行实时计算处理，产生一幅无缝完整图像。

两台投影机通过无缝拼接技术处理后的效果图　　

　　编辑点评：实现上文中演示的弧形拼接效果需要用到的是3D perception机箱，采用双通道技术可实现接近110度视角的大屏幕拼接效果。这台机器的售价约为30万元，对于虚拟驾驶、城市景观漫游，楼盘开发设计等场合都较为有用。

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