基于多通道邊緣融合技術的多媒體飛行器仿真演示系統技術方案

一種基于多通道邊緣融合技術的多媒體飛行器仿真演示系統，其特征在于，包括主控計算機、控制設備、音響控制臺、邊緣融合器、音響設備、投影儀組和投影屏幕，在投影屏幕的對面至少設置兩組投影儀組，在該投影屏幕前面的兩旁和遠端分別設置兩臺音響設備，四臺音響設備分布在一個矩形的四角，并與音響控制臺連接；邊緣融合器的一端通過VGA端口與所述的投影儀組連接，該邊緣融合器的另一端和音響控制臺的另一端分別與主控計算機連接；控制設備作為外設與主控計算機連接。本實用新型專利技術的優點是：價格低廉，組建方便，有良好的調節性、擴展性。可在商業投影、電影娛樂等多方面獲得較理想的應用前景。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

基于多通道邊緣融合技術的多媒體飛行器仿真演示系統
本技術涉及計算機仿真領域，細分類為可視化計算機仿真。以邊緣融合技術為基礎，結合多投影儀疊加技術和虛擬現實仿真技術，研發出了一種支持多視訊數據通道的可視化虛擬現實多媒體仿真演示系統。
技術介紹
近年來，多投影儀顯示系統(Multi-projectorsDisplay System)技術成為備受關注的研究熱點，并發展出許多優秀的商業系統。為實現多個投影儀無縫拼接顯示出期望的畫面，必須事先對投影畫面進行幾何和色彩校正，以及邊緣融合等步驟。幾何校正的基礎是建立精確的投影儀幀緩存圖像和用于校正的相機拍攝圖像間對應關系。在幾何校正的基礎上，投影儀內部和投影儀間的亮度和色彩差異可以通過色彩校正步驟進行補償。由于幾何校正不可避免的存在一定誤差，不同投影儀像素物理位置也不可能精確的重合，故邊緣融合(Edge Blending)是必不可少的步驟。然而，由于傳統多投影顯示系統大多針對相對簡單的平面或者較規則的二次曲面屏幕，投影重疊區域(Overlap Region)為較規則的矩形， 并最多只有4重重疊區域，故邊緣融合技術一直沒有引起足夠的重視。目前主流的邊緣融合技術僅散見于各類幾何或色彩校正相關文獻的某個章、節，并未深入討論其對多投影顯示系統畫面質量的影響。同時，對帶有異形、多重重疊區域的大型多投影儀顯示系統，使用傳統邊緣融合方案會使整個系統的融合區域寬度受到最小規則重疊區域寬度的限制，造成融合區域過窄，邊緣融合效果較差。OSG(開放性場景圖)是一個開放源碼，跨平臺的圖形開發包，它為諸如飛行器仿真，游戲，虛擬現實，科學計算可視化這樣的高性能圖形應用程序開發而設計。它基于場景圖的概念，它提供一個在OpenGL (開放性圖形語言)之上的面向對象的框架，從而能把開發者從實現和優化底層圖形的調用中解脫出來，并且它為圖形應用程序的快速開發提供很多附加的實用工具。
技術實現思路
本技術旨在提供一種用多投影儀疊加技術基于多通道邊緣融合技術的多通道多媒體飛行器仿真演示系統，以解決傳統邊緣融合方案會使整個系統的融合區域寬度受到最小規則重疊區域寬度的限制，造成融合區域過窄，邊緣融合效果較差的問題。本技術的技術方案是一種基于多通道邊緣融合技術的多媒體飛行器仿真演示系統，其特征在于，包括主控計算機、控制設備、音響控制臺、邊緣融合器、音響設備、投影儀組和投影屏幕，在投影屏幕的對面至少設置兩組投影儀組，在該投影屏幕前面的兩旁和遠端分別設置兩臺音響設備，四臺音響設備分布在一個矩形的四角，并與音響控制臺連接； 邊緣融合器的一端通過VGA端口與所述的投影儀組連接，該邊緣融合器的另一端和音響控制臺的另一端分別與主控計算機連接；控制設備作為外設與主控計算機連接。每組所述的投影儀組的投影儀數量不超過三臺。所述的邊緣融合器需使用基于FPGA的硬件可插拔重組的刀片式設備。所述的投影儀組安裝在一桁架上，該桁架使用柔性金屬制成。所述的投影屏幕的增益應小于1.2，視角應為170°。本技術的優點是價格低廉，組建方便，有良好的調節性、擴展性。可在商業投影、電影娛樂等多方面獲得較理想的應用前景。附圖說明圖1是本技術的總體構成(平面布置)示意圖；圖2是本技術的工作流程圖。具體實施方式參見圖1，本技術一種基于多通道邊緣融合技術的多媒體飛行器仿真演示系統，包括主控計算機5、控制設備7、音響控制臺6、邊緣融合器4、音響設備2、投影儀組3和投影屏幕1，在投影屏幕1的對面至少設置兩組投影儀組3，投影儀組3的組數根據邊緣融合器4型號可融合上限決定(投影儀3組數應小于等于可融合上限)，在該投影屏幕1前面的兩旁和遠端分別設置兩臺音響設備2，四臺音響設備2分布在一個矩形的四角，并與音響控制臺6連接；邊緣融合器4的一端通過VGA端口與所述的投影儀組3連接，該邊緣融合器 4的另一端和音響控制臺6的另一端分別與主控計算機5連接，主控計算機5向邊緣融合器4傳輸視訊信號?？刂圃O備7 (鍵盤和控制開關等)作為外設與主控計算機5連接。上述各單個設備均為現有技術，可從市場購得。每組所述的投影儀組3的投影儀數量不超過3臺，3臺以上會造成金屬桁架結構不穩定，出現大量模糊偏差。所述的投影屏幕1的增益應小于1. 2，視角應為170°。需注意的是，組成投影儀組的3每一臺投影儀盡量為同一批次同一廠商，流明度要求在3000 5000范圍內，每組投影儀3的數量增加時則流明度可以在范圍內適當下調。 邊緣融合器4需使用基于FPGA的硬件可插拔重組的刀片式設備。投影儀3的物理桁架結構應使用柔性金屬，以便降低投影儀鏡頭結構差異造成的誤差。投影屏幕1的增益應小于1. 2、視角應為170°。屏幕在所有方向上的反射是不同的，在水平方向離屏幕中心越遠，亮度越低。當亮度降到50%時的觀看角度，定義為視角。 在視角之內觀看圖像，亮度令人滿意。在視角之外觀看圖像，亮度顯得不夠。一般來說屏幕的增益越大，視角越小。增益越小，視角越大。因為本技術需要的增益小，所以視角的選擇比較寬裕。圖2是本程序所編寫的OSG場景圖，用以說明本技術的工作原理圖2涵蓋了整個程序所需要的各個場景節點以及其間的切換節點動作過程。有世界場景出發，其第一個節點是宇宙空間。然后有一個移動的組節點是太陽以及太陽系組節點。太陽系中包含了其他星球的節點，在此不一一敘述。其中，地球節點連接著整個地月系統，以及飛行器節點。整個場景最需要關注的是飛行器節點和地球節點，因為大多數動作都是在這兩個節點之間進行的。根據不同的需求會更換不同的飛行器節點，從這個場景發散開來，可以擴展成很多宇宙空間飛行棋仿真的需求功能。在飛行器節點之下也可以建立其他節點，以提供給更多的場景需求。例如探月工程、深空探測等。從而建立整個宇宙空間， 描繪場景圖，獲得仿真空間結構。入口參數為半徑、行星名和行星外觀屬性。首先要開始初始化形狀繪制，然后創建紋理貼圖坐標。紋理貼圖坐標是根據一定的算法將整個行星表面按照不同的區域劃分， 通過區域的劃分將整個球面按照一定的標記方法細化成大量的坐標，坐標以矩陣形式存在。根據坐標將整個球面變化為一張矩形貼圖以方便貼圖的繪制與導入。接下來，讀取貼圖文件，按照對應的坐標將該貼圖分成若干塊區域。再按照以上劃分的貼圖區域將其還原至行星球體之上。與此同時，創建行星葉節點，再將該行星的形狀添加到葉節點上。最后， 將以準備好的葉節點返回給上級函數。從而建立各個天體節點，完善太陽系天體結構。通過移動節點創建移動與自旋。在調用軌道函數，套用在地球和月球上，是地球和月球按照一定軌道參數運行。再導入之前創建好的地球節點，創建月球節點，然后對上級函數返回月球節點的位置。從而創建月球和地球的相對運動。從而建立地球月球位置及軌道， 建立力學自轉結構。入口參數為軌道中心、軌道半徑和周期。首先，要設置動態路徑。然后設置采樣點數目，定義偏航角和滾轉角，開機路徑循環模式。按照采樣點的數目，不斷地求解該軌道的空間坐標和姿態角，在相應的動態路徑上插入對應的控制點。最后將已完成的動態路徑返回。利用這樣一個過程，將所有空間物體的軌道完成。從而創建所有天體的軌道結構，將全部天體套入軌道運行，形成完整的宇宙框架體系。創建相關與光源的節點。接下本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王東哲，曹喜濱，馬月超，王峰，張世杰，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：實用新型
國別省市：