说明书球幕多通道边缘融合方法
技术领域
本发明属于屏幕投影显示技术领域，具体涉及一种球幕多通道边缘融合方 法。
背景技术
随着科技的高速发展，社会信息化程度也不断增强，大屏幕投影技术近年 来广泛使用在大型会议、电影放映甚至家庭娱乐等领域。
作为大屏幕投影的一种，球幕多通道投影是指使用多台投影机，在球形屏 幕上拼接融合投影出完整连续的画面。球幕投影可以表现出高分辨率、大视角 范围的显示效果，可以给观众带来新颖的视觉体验，让观众感受到强烈的视觉 震撼和身临其境的感觉。
但是，对于球幕多通道投影，由于测量和计算中的误差，投影机投在幕体 上的画面难免与预期的存在偏差，对投影画面进行整体或局部调整的过程称为 几何校正。在计算机3D技术中，通过将投影画面作为纹理，将纹理坐标与均匀 的顶点阵列对应，通过调整顶点的位置，就可以实现投影画面的整体或局部调 整。
由于多个投影机的投射画面存在重叠，将重叠部分称为融合带，因此，融 合带的亮度高于非重叠区域的亮度，进而影响用户观看的视觉效果。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种球幕多通道边缘融合方法，能 够简单方便的调整融合带的亮度，提高投射到球幕的投影画面的显示质量。
本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种球幕多通道边缘融合方法，包括以下步骤：
S1，对于多台投影机通过多通道投射画面的应用场景，对于每一台投影机， 均定义一张与其投射画面大小相等的纯白色纹理画面；
S2，对所述纯白色纹理画面的像素点亮度进行调整，得到处理后的纹理画 面；
S3，在所述投影机的原纹理图上叠加覆盖所述处理后的纹理画面，得到新 的纹理图；
S4，各台投影机均投射各自新的纹理图，各张所述新的纹理图的融合带进 行边缘融合，得到最终投射到球幕上的投影画面。
优选的，S2具体包括以下步骤：
S21，对于一张所述纯白色纹理画面，该纯白色纹理画面归一化为矩形，以 纯白色纹理画面的左下角顶点(0，0)为原点，以纯白色纹理画面底边长的方 向为x轴方向，以纯白色纹理画面左边长所在的方向为y轴方向，建立平面直 角坐标系；
S22，以x为自变量，在所述纯白色纹理画面上，绘制四条融合曲线，分别 为：左边融合曲线、右边融合曲线、上边融合曲线和下边融合曲线；对于每一 条融合曲线，分别定义一个常量d，以该常量d代表融合带宽度，再绘制与该融 合曲线平行的另一条融合曲线，两条融合曲线之间的区域即为融合带；进而得 到四条融合带；
S23，分别调整四条融合带的亮度，即得到处理后的纹理画面。
优选的，四条融合曲线分别通过以下函数定义：
左边融合曲线定义为：f(x)=C0+C1(x-0.5)+C2(x-0.5)2+g(x)-h(x)；
其中，C0、C1、C2、C3、C4为常数；
g ( x ) = 0 , x ∈ [ 0,0.5 ] C 3 ( x - 0.5 ) 3 , x ∈ [ 0.5,1 ] ]]>
h ( x ) = 0 , x ∈ [ 0.5,1 ] C 4 ( x - 0.5 ) 3 , x ∈ [ 0,0.5 ] ; ]]>
右边融合曲线定义为：
K ( 1 - x ) = C 0 + C 1 ( 0.5 - x ) + C 2 ( 0.5 - x ) 2 + g 1 ( x ) - h 1 ( x ) ]]>
其中，C0、C1、C2、C3、C4为常数；
g 1 ( x ) = 0 , x ∈ [ 0.5,1 ] C 3 ( 0.5 - x ) 3 , x ∈ [ 0,0.5 ] ]]>
h 1 ( x ) = 0 , x ∈ [ 0,0.5 ] C 4 ( 0.5 - x ) 3 , x ∈ [ 0.5,1 ] ]]>
下边融合曲线与左边融合曲线通过直线y=x对称，即为左边融合曲线的反 函数，定义为：G(x)＝f(x)-；
上边融合曲线与右边融合曲线通过直线y=x对称，即为右边融合曲线的反 函数，定义为：G(X)＝1-K(x)-。
优选的，S23，分别调整四条融合带的亮度，具体为：
S231，对于任意一条融合带，均为两条相互平行的融合曲线包围而成，在 融合带上画一条水平线，其与一条融合曲线的交点定义为0，与另一条融合曲线 的交点定义为1，两交点之间的线段为融合带宽度，以变量x代表融合带宽度的 变化；
S232，对融合带进行Gamma校正，将校正函数定义为：d(x)1/G；
其中：G为常数；
d ( x ) = 0.5 * ( 2 x ) p , x ∈ [ 0,0.5 ] 1 - 0.5 * ( 2 ( 1 - x ) ) p , x ∈ [ 0.5,1 ] ; ]]>其中p为常量；
则：融合带内每个像素点通过R、G、B三个颜色的叠加显示；
R＝R0*d(x)1/G，其中R0为调整前的像素点颜色值，R为调整后的像 素点颜色值；
G＝G0*d(x)1/G，其中G0为调整前的像素点颜色值，G为调整后的像 素点颜色值；
B＝B0*d(x)1/G，其中B0为调整前的像素点颜色值，B为调整后的像素点 颜色值。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的球幕多通道边缘融合方法，在投影机投射的原纹理图上面再 叠加覆盖一层像素调整后的纹理图，通过两张纹理图的相互影响，达到调整所 投射出的纹理图边缘亮度的问题，进而调整了多台投影机投射画面融合带亮度 问题，从而提高了投射到球幕的投影画面的显示质量。
附图说明
图1为本发明提供的球幕多通道边缘融合方法的结构示意图；
图2为本发明提供的纯白色纹理画面的示例图；
图3为本发明提供的在纯白色纹理画面上所建立的平面直角坐标系示意图；
图4为本发明提供的在纯白色纹理画面上绘制融合曲线示意图；
图5为本发明提供的d(x)的函数曲线图；
图6为本发明提供的校正函数d(x)1/G的函数曲线图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细说明：
如图1所示，本发明提供一种球幕多通道边缘融合方法，包括以下步骤：
S1，对于多台投影机通过多通道投射画面的应用场景，对于每一台投影机， 均定义一张与其投射画面大小相等的纯白色纹理画面，如图2所示，即为一张 纯白色纹理画面的示例图。
S2，对所述纯白色纹理画面的像素点亮度进行调整，得到处理后的纹理画 面；
本步骤具体包括以下步骤：
S21，对于一张所述纯白色纹理画面，该纯白色纹理画面归一化为矩形，如 图3所示，以纯白色纹理画面的左下角顶点(0，0)为原点，以纯白色纹理画 面底边长的方向为x轴方向，以纯白色纹理画面左边长所在的方向为y轴方向， 建立平面直角坐标系；
S22，如图4所示，以x为自变量，在所述纯白色纹理画面上，绘制四条融 合曲线，分别为：左边融合曲线、右边融合曲线、上边融合曲线和下边融合曲 线；对于每一条融合曲线，分别定义一个常量d，以该常量d代表融合带宽度， 再绘制与该融合曲线平行的另一条融合曲线，两条融合曲线之间的区域即为融 合带；进而得到四条融合带；
四条融合曲线分别通过以下函数定义：
左边融合曲线定义为：f(x)=C0+C1(x-0.5)+C2(x-0.5)2+g(x)-h(x)；
其中，C0、C1、C2、C3、C4为常数；
g ( x ) = 0 , x ∈ [ 0,0.5 ] C 3 ( x - 0.5 ) 3 , x ∈ [ 0.5,1 ] ]]>
h ( x ) = 0 , x ∈ [ 0.5,1 ] C 4 ( x - 0.5 ) 3 , x ∈ [ 0,0.5 ] ; ]]>
右边融合曲线定义为：
K ( 1 - x ) = C 0 + C 1 ( 0.5 - x ) + C 2 ( 0.5 - x ) 2 + g 1 ( x ) - h 1 ( x ) ]]>
其中，C0、C1、C2、C3、C4为常数；
g 1 ( x ) = 0 , x ∈ [ 0.5,1 ] C 3 ( 0.5 - x ) 3 , x ∈ [ 0,0.5 ] ]]>
h 1 ( x ) = 0 , x ∈ [ 0,0.5 ] C 4 ( 0.5 - x ) 3 , x ∈ [ 0.5,1 ] ]]>
下边融合曲线与左边融合曲线通过直线y=x对称，即为左边融合曲线的反 函数，定义为：G(x)＝f(x)-；
上边融合曲线与右边融合曲线通过直线y=x对称，即为右边融合曲线的反 函数，定义为：G(X)＝1-K(x)-。
通过改变四个融合曲线的定义函数的常数项等参数，可以达到调整融合带 形状、面积和位置的目的。
S23，分别调整四条融合带的亮度，即得到处理后的纹理画面。
具体采用以下方法：
S231，对于任意一条融合带，均为两条相互平行的融合曲线包围而成，在 融合带上画一条水平线，其与一条融合曲线的交点定义为0，与另一条融合曲线 的交点定义为1，两交点之间的线段为融合带宽度，以变量x代表融合带宽度的 变化；
S232，对融合带进行Gamma校正，将校正函数定义为：d(x)1/G；
其中：G为常数；
d ( x ) = 0.5 * ( 2 x ) p , x ∈ [ 0,0.5 ] 1 - 0.5 * ( 2 ( 1 - x ) ) p , x ∈ [ 0.5,1 ] ; ]]>其中p为常量；
如图5所示，为d(x)的函数曲线图；图6为校正函数d(x)1/G的函数曲线图。
融合带区域由多个像素点组成，为调整每个像素点的亮度，定义Red、 Green、Black三个颜色，每个像素点亮度通过Red、Green、Black三个颜色 叠加显示，并且Red的颜色变化范围为0～255，Green的颜色变化范围为 0～255，Black的颜色变化范围为0～255。
像素点的亮度随着Red、Green、Black三个颜色的变化而变化。当Red 的颜色值为0，Green的颜色值为0，Black的颜色值为0时，像素点呈现黑 色；当Red的颜色值为255，Green的颜色值为255，Black的颜色值为255 时，像素点呈现白色；当Red的颜色值为0～255之间的某一值，当Green的 颜色值为0～255之间的某一值，当Black的颜色值为0～255之间的某一值， 像素点的亮度呈现出相应的变化。
对每个像素点进行亮度调整，调整前和调整后的R、G、B有以下关系：
R＝R0*d(x)1/G，其中R0为调整前的像素点颜色值，R为调整后的像 素点颜色值；
G＝G0*d(x)1/G，其中G0为调整前的像素点颜色值，G为调整后的像 素点颜色值；
B＝B0*d(x)1/G，其中B0为调整前的像素点颜色值，B为调整后的像素点 颜色值。
S3，在所述投影机的原纹理图上叠加覆盖所述处理后的纹理画面，得到新 的纹理图；
本发明中，将处理后的纹理画面叠加覆盖到原纹理图上时，由于四条融合 带内部包围区域为纯白色，因此，对原纹理图中心区域的亮度不产生影响；而 四条融合带本身区域的亮度为灰色，其颜色随着定义的函数变化而变化，因此， 改变了原纹理图的边缘区域亮度，进而达到调整原纹理图叠加区域亮度的问题。 四条融合带外部区域为黑色。
S4，各台投影机均投射各自新的纹理图，各张所述新的纹理图的融合带进 行边缘融合，得到最终投射到球幕上的投影画面。
综上所述，本发明提供的球幕多通道边缘融合方法，在投影机投射的原纹 理图上面再叠加覆盖一层像素调整后的纹理图，通过两张纹理图的相互影响， 达到调整所投射出的纹理图边缘亮度的问题，进而调整了多台投影机投射画面 融合带亮度问题，从而提高了投射到球幕的投影画面的显示质量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。