环视球幕图制作系统

大型全息投影制作方法
大型全息投影制作方法通常涉及以下步骤：
1. 制作全息图：全息图可以通过将真实物体进行全息复制或使用计算机辅助设计来创建。

制作全息图的常用技术包括激光照相术、光刻术、电子束曝光以及计算机生成。

全息图需要使用透明的薄膜材料来承载光的干涉图案。

2. 制备照明设备：大型全息投影需要使用强光源来照亮全息图。

光源可以选择激光器、LED灯或其他强光源。

较好的照明设备可以提供更明亮和清晰的全息投影效果。

3. 投影系统搭建：搭建一个用于投影的系统，通常包括光源、透明耦合器、透镜、半反射镜和投影屏幕等。

透明耦合器用于将光源的光线引导到全息图上，透镜和反射镜用于调节和聚焦光线，投影屏幕用于显示全息投影效果。

4. 调整投影效果：进行必要的调整和校准，以确保全息投影效果的清晰度和稳定性。

调整可能涉及到透镜和反射镜的位置调整，照明光线的强度和方向优化等。

5. 显示全息投影：当调整完毕后，打开照明设备，将光线引导到全息图上，并通过投影系统显示全息投影效果。

这时候观众就可以看到立体的全息图像。

需要注意的是，大型全息投影制作方法可能因技术和设备的不同而有所差异。

因
此在实际操作过程中，需要根据具体情况和设备要求进行调整和改变。

第29卷第2期2008年6月上　海　海　事　大　学　学　报Journal of ShanghaiMariti m e UniversityVol .29　No .2Jun .2008・航海技术与船舶安全・文章编号:1672-9498(2008)022*******360°环形柱幕立体视景系统航海模拟器王胜正,施朝健,石永辉,陈锦标(上海海事大学商船学院,上海　200135)摘　要:为更好地满足船员训练、港航设计和航海研究的要求,研制360°环形柱幕立体投影系统全功能航海模拟器.该模拟器采用先进的视景显示与立体投影技术,视景系统采用基于SGI 的集群结构,集群系统由12台高性能图形工作站组成,利用I nfini B and 超高速(10G B /S )串行网络技术实现集群互联;360°环形柱幕立体投影系统采用巴可(Barco )的高端投影仪Galaxy 12HB +,并且使用世界领先的I N F I TEC (I N terferenz F Ilter TEchnik ))技术;另外投影系统中使用电子融合与光学融合的混合模式,保证整个系统的颜色一致性.结果表明,利用PC 集群和360°全景立体投影系统实现的航海模拟器具有独特的性能与效果.关键词:航海模拟器;虚拟现实;360°柱幕显示系统;立体显示;光谱分离技术;集群系统中图分类号:U666.158;T N873;TP391.9 文献标志码:A收稿日期:2007212210　修回日期:2008201214基金项目:上海市重点学科建设项目(T0603);上海市教育委员会基金项目(05FZ12)作者简介:王胜正(1976—),男,湖南双峰人,讲师,博士研究生,研究方向为航海模拟器和三维视景仿真,(E 2mail )sz wang@mmc .shm tu .edu .cn;施朝健(1957—),男,福建屏南人,教授,博导,研究方向为交通信息工程及控制,(E 2mail )cjshi@shm tu .edu .cnNavi gati on si m ul ator with 360°cyli n dri calstereo visual syste mWANG Shengzheng,SH I Chaojian,SH I Yonghui,CHEN J inbiao(M erchantMarine College,ShanghaiM ariti m e Univ .,Shanghai 200135,China )Abstract:To meet the ne w require ments of seafarer training,harbor and water way design and mariti m e research,a full m issi on navigati on si m ulat or with 360°cylindrical visual syste m based on stereo panora m 2ic techniques is devel oped .The advanced i m age generat ors and stereoscop ic p r ojecti on techniques are app lied .The i m age generat ors are constructed by the cluster of SGI workstati ons .The clusters thatinclude 12high perf or mance workstati ons are interconnected using a super 2s peed serial co mmunicati on technique —I nfini B and (10G B /S ).The cylindrical p r ojecti on syste m is constructed by 12Galaxy 12HB +p r oject ors fr om Barco .And the active I N F I TEC (I N terferenz F Ilter TEchnik )technol ogy is app lied t o separate the vie w of eyes t o generate the 3D stereo i m ages .Further more,the dis p lay syste m combines electrical and op tical blending techniques that ensures the consistency of col or in the whole syste m.The results shows that the navigati on si m ulat or based on PC cluster and 360°panora m ic stereoscop ic p r ojec 2ti on achieves the perfect perf or mance and effect .Key words:navigati on si m ulat or;virtual reality;360°cylindrical dis p lay syste m;stereo technol ogy;I N terferenz F Ilter TEchnik;cluster syste m0　引　言 经过十几年的发展,大型船舶操纵模拟器(以下称模拟器)训练在全球各航海院校已基本普及,给广大船员营造良好的训练环境,并为港航安全论证提供优秀的模拟试验平台.随着计算机技术的不断发展,模拟器技术在国内外也不断更新.挪威NORCONT ROL和英国船商等在模拟器研究上发展迅速,在世界航海模拟器领域处于领先地位;我国相对比较落后,直到1997年,才对模拟器的硬件配置、系统设计与功能模块进行全面探讨[1],1998年给出完整的模拟器设计方案[2]并加以实施,通过交通部鉴定.我国很多学者和专家对航海模拟器发展过程中的关键技术都作出非常重要的贡献[326];为规范模拟器的发展,根据国际公约、国内法规与用户需求,针对国内外模拟器发展现状,提出模拟器技术性能标准[7];并根据模拟器技术性能标准与用户需求,研究与探讨新一代模拟器发展过程的关键技术[8].为建设立体显示的新一代模拟器,2006年上海海事大学开始以综合船桥驾驶台为原型,结合先进的图形技术与立体投影技术,研究与建设基于360°环形柱幕立体投影系统的航海模拟器,2007年10月投入使用.该系统的视景仿真技术与立体投影系统均达到国际先进水平.视景仿真采用SGI集群结构,集群系统由12台高性能图形工作站组成,通过串行网络技术———I nfini B and实现网络互联,该网络保证12通道分布式系统的微秒级同步,并能满足大数据量传输.投影系统采用12台Barco Galaxy12HB+立体投影仪,在立体显示、多通道拼缝融合、动态颜色调整、非线性几何校正等方面都采用世界先进技术:如I N F I TEC(I N terferenz F Ilter TEchnik)技术,克服传统主动立体与被动立体的缺点;多通道拼缝融合采用电子融合与光学融合相结合的复合技术,实现真正的无缝拼接;采用色温仪测量颜色误差并动态调整颜色,保证其一致性.在系统建设过程中,存在以下关键技术问题:(1)立体显示的必要性和可行性.传统的航海模拟器通常都不采用立体模式,而随着模拟训练与决策需求的提高,特别是针对一些专项训练与决策,如船舶靠离泊、海上搜救、船舶避碰、船员心理特征研究等都需要通过眼睛估计空间距离,只有依靠立体显示,给人深度感,增加沉浸感才能满足需求.(2)驾驶台仿真.综合船桥驾驶台功能齐全,要完全仿真非常困难.(3)视景仿真硬件平台.这是整个系统的核心部分,需要支持12个图形流水线,即使采用超级计算机SGIOnyx系列,也很难满足要求.这是因为,航海视景仿真,不论是场景还是海洋波浪都需要大量计算机资源,何况本系统还需要生成高分辨率的立体图像,更加无法满足要求,而且价格昂贵.如果采用商用PC系列组网,12通道的实时仿真系统也非常少见,并且性能非常不稳定.(4)立体投影系统的实现.世界著名的投影系统专业公司Barco也从未尝试过建设360°环幕立体系统,因为对于环幕立体系统,目前主流的主动立体与被动立体都无法满足要求:主动立体系统,立体眼镜沉重,并且会闪烁刺激眼睛,不宜长时间使用,同时主动立体中每台投影仪需要安装红外信号发生设备,而航海模拟器的驾驶台是封闭的,会出现遮挡信号的现象;采用极化方式的被动立体更加不适合这种环幕系统.[8]这些关键问题的解决,有利于提高航海模拟器的整体技术水平,使航海模拟器更好地满足船员训练、港航设计和航海研究的要求,进一步发挥航海模拟器的功用.1　系统构成整个系统由综合船桥系统(I ntegrated B ridge Syste m,I B S)、视景可视化系统与立体投影系统组成,其中I B S驾驶台是以中远集团10000箱集装箱船舶驾驶台为原型,结合文献[8]对新一代船舶操纵模拟器驾驶台的研究开发;视景可视化系统采用SGI的VSS80机群,I nfini B and互连网络;投影系统使用12台Barco Galaxy12HB+立体投影仪组成.系统的总体构成原理见图1.图1　系统总体结构2　综合船舶驾驶台I B S是继综合导航系统(I ntegrated Navigati on Syste m,I N S)问世之后发展起来的1种海上自动航2上　海　海　事　大　学　学　报 第29卷　行系统.它采用功能集成的设计方法,将船上的各种导航、操作控制和雷达避碰等设备有机地组合并进行功能综合,利用计算机、现代控制和信息处理等技术实现船舶航行的自动化.系统的主要特点是具有完善的综合导航、自动操船、自动避碰、丰富的图形界面通信和航行管理控制自动化等多种功能,可以实现船舶航行高度自动化,提高航行的安全性、经济性和有效性. I B S 是由20世纪70年代单纯的计算机化避碰和I N S 发展到20世纪90年代后的集导航、控制、显示、监视、管理和通信功能于一体的综合航行系统.该系统在研制整套I B S 驾驶台模拟设备的基础上,自行研制接口系统、船舶设备和传感器信号生成系统、大型集装箱船舶操纵仿真模型,使得整个仿真物理环境非常真实,驾驶台系统结构与布置见图2.图2　驾驶台系统结构与布置 下面介绍各个模块的布置与功能.2.1　I BS 驾驶台M1面板:包含罗经复视器、随动操舵手轮、舵角放大器、操舵模式选择开关、双模应急舵柄、操舵装置控制面板、双车车钟、首侧推器控制面板、尾侧推器控制面板、机舱操作系统、操控信号单元、操控控制杆、紧急停车按钮、安保系统内部连接单元、广播主控台、呼叫主控台、自动电话、气笛信号控制器、报警蜂鸣器、舷窗擦拭器控制面板、轨迹球、气笛按钮、气笛关闭按钮、气笛莫尔斯信号键等.M2面板:包含综合报警面板、CONN I N G 显示器、TRACKP I L OT/CONN I N G 计算机、舵角表、主机启动空气压力表、主机转速表、值班报警面板、罗经数字复视器亮度调节、驾驶台上RA I 亮度调节、磁罗经24V 电源亮度、磁罗经220V 电源亮度以及转速和启动空气压力灯亮度调节等.P1面板:X 波段ARP A 雷达.采用进口的真实船用ARP A 雷达显示器,自制雷达信号发生器产生模拟信号.包含X 波段雷达的23″TFT 显示器、电子单元和内部连接盒,雷达和TRACKP I L OT 控制面板与自制模拟雷达信号发生器等.CP1左转角面板:包含DGPS 显示单元、数字选择开关、VHF 收发信机、报警复位按钮等.P2面板:包含罗经操作单元、G MDSS 报警单元、A I S 显示单元、面板按钮、航行灯控制面板、信号灯控制面板、声力电话、二氧化碳烟雾探测复视器面板、操舵装置报警面板、舷窗擦拭器控制面板、火警控制/复视器面板、安保系统测试按钮、安保系统开关、货舱灯控制面板、舷灯控制面板等.P3面板:包含锚和缆绳操作台等.S1面板:自制模拟S 波段ARP A 雷达.包含3波段雷达21″TFT 显示器、S 波段模拟雷达电子单元和雷达内部连接盒、自制模拟雷达键盘和T RACK 2P I L OT 控制面板等.CS1右转角面板:包含驾驶台报警面板、驾驶台扩展报警面板、值班报警面板、报警复位键等.S2面板:包含模拟21″TFT 电子海图显示器、电子海图电子单元、ASC II 键盘、PS/2轨迹球等.S3面板:包含OW S 21″TFT 显示器(机舱自动监控系统)、OW S 键盘和轨迹球、机舱自动监控系统工作站等单元.2.2　顶挂仪表箱单元顶挂仪表箱单元包含转向速率表、航向表、速度表、测深表、角速表、风速风向表、时钟、主机转速表、3面舵角指示器等.2.3　辅助工作台辅助工作台(见图3)包括通信工作台和海图工作台.(a )通信工作台(b )海图工作台图3　辅助工作台 通信工作台包含G MDSS 组合电台模拟器、I N M 2F 船站通信单元模拟器、驾驶台值班报警复位面板、G MDSS 遥控报警面板、气象传真接收机、水密门指示面板等.海图工作台包含海图桌、电子海图PC 机单元、海图数字化仪、计程仪、母钟、海图桌灯等.3第2期王胜正,等:360°环形柱幕立体视景系统航海模拟器3　视景仿真3.1　视景仿真系统硬件平台为了与原有程序保持高度兼容性,在当前系统中继续选用与W indows XP兼容的系统.SGI VSS80系列高性能图形工作站系统[9]是SGI专家服务部门专门为有这种需求的客户而设计的系统,分机架式和桌边型2种类型.该系列的图形工作站系统使用I ntel642bit Xeon处理器及W indows或L I N UX操作系统.SGI VSS40高性能图形工作站使用1333的FS B(前端总线).支持的CP U是I ntel Xeon51XX系列双核型号.支持的主频有2.33GHz(5140)和3.0GHz(5160)2种.在该项目中,SGI选用的是3.0GHz的5160双核CP U.SGI VSS80高性能图形工作站使用Xeon2.66GHz4核CP U(5355).每个SGI VSS80图形系统可配备1个NV I D I A 双头图形卡,SGI VSS80支持FX5500图形卡,并且可以加载像素同步单元G2Sync.图形发生系统的硬件互联技术是提高像素同步质量的关键因素.选取何种硬件互联方式通常需要以性价比衡量.在仔细研究多种硬件互联技术包括Numa L ink4,Rap id A rray,Q s NetII,I nfini B and,H igh Perf or mer S witch,Myrinet XP2,SPS witch2,Ethernet等后发现:影响像素同步的最大因素不是带宽(Band2 width),而是延时(Latency).很显然,通过Ethernet 互联是最普通也是最廉价的方案,但性能也最一般.如果只考虑性能,也许应该选用SGI Numa L ink4,但一旦考虑性价比,I nfini B and互联技术应该是不错的选择.I nfini B and是串行网络技术,它继承目前多数开放系统服务器使用的PC I总线.作为低成本的系统级组建设计,I nfini B and串行总线/网络被认为是到目前为止增长最快速的网络技术之一,其作为总线替代品的一些主要特征和作用如下:(1)全双工,交换串行传输;(2)新一代产品单向传送的传输率达到2.5G B/s;(3)系统通过外部扩展,而不是用系统“卡槽”;(4)随着内部扩展需求的消失,系统缩减;(5)支持热切换,与PC I不同;(6)为每个扩展外设提供独立电源,与通过系统提供相反;(7)主机I/O控制功能成为网桥功能.鉴于以上原因,为使节点之间保持高速连接,在系统中使用I nfini B and互联技术,而不是传统的以太网技术.3.2　视景仿真软件平台视景仿真软件平台主要包括三维场景建模、海洋环境模拟和立体图像渲染3方面的关键技术.其中前2项已经在文献[8,10]中进行详细研究与探讨,这里仅对立体图像渲染进行介绍.下面介绍如何创建基于OpenG L的3D立体渲染应用程序.在创建该程序之前,必须确保图形卡支持OpenG L,并且支持立体图形渲染功能,如果图形卡不支持立体功能,程序将无法渲染立体图像,因此首先需要进行立体显示程序初始化,程序代码如下: glutI nit(&argc,argv);if(!stereo)　glutI nit D is p lay Mode(G LUT_DOUBLE|G LUT_RG B|G LUT_DEPTH);else　glutI nit D is p lay Mode(G LUT_DOUBLE|G LUT_RG B|G LUT_DEPTH|G LUT_STERE O);另外,根据立体图像显示原理,对于主动立体,左右眼的图像在同一图形管道分别生成,为了达到此目的,OpenG L设置双缓冲区(G L_BACK_LEFT和G L_BACK_R I GHT).通常,左右缓冲区分别为左右眼生成图像,并交替输出到显示屏幕上,这也是至少需要96Hz刷新率才能输出立体图像的原因.即便是96Hz刷新率,每个眼睛各自也只有48Hz刷新率,因此建议使用更高的刷新率.在输出左右眼图像时,必须首先选择缓冲区,在OpenG L中利用gl D ra wBuffer()实现此功能,程序代码如下:gl D rawBuffer(G L_BACK_LEFT);gl Clear(G L_COLOR_BUFFER_B I T|G L_DEPTH_BUFF2 ER_B I T);…D ra wScene();…gl D rawBuffer(G L_BACK_R I GHT);gl Clear(G L_COLOR_BUFFER_B I T|G L_DEPTH_BUFF2 ER_B I T);…D ra wScene();…对于3D立体显示,左右眼立体图像对让人产生深度感觉,但是如何计算左右眼立体图像是个重要问题.产生立体图像对的原理是通过设置2个虚拟相机渲染左右眼图像.目前虽然有很多方法产生立体图像对,但是许多方法在严格意义上都不正确,4上　海　海　事　大　学　学　报 第29卷　因为他们引入垂直方向的视差.这些错误立体图像对渲染方法的典型代表是“T oe 2in ”方法,仅需要相机在场景中做简单旋转即可,这种方法实现非常简单,因此依然被很多人使用.相反,正确的渲染方法“Off 2axis ”不常被人们使用,因为计算2个立体图像对比较复杂.下面分别对这2种典型方法进行分析. (1)Toe 2in 方法.在这种投影方式中,2个眼睛的水平视角相同而且产生对称的视锥体,视锥体的中心轴指向同一焦点,见图4.图4　Toe 2i n 方法中的视锥体与投影平面 图中虚线条绘制的视锥体表示左眼,实线条绘制的视锥体表示右眼,2个视锥体指向同一焦点,只需做简单旋转即形成立体感觉的图像.但是由于引入垂直视差,特别是视锥体两侧的垂直视差更加明显,因此会产生不适感. (2)Off 2axis .这是正确的创建立体渲染的方法,它不会产生垂直视差,因此不会带来不适感,但是需要1个非对称性的视锥体,通常称它为“视差轴异对称透视投影”,每个眼睛的视场矢量保持平行,而且左右眼的视锥体投影平面重叠,这样就不存在垂直方向上的视差,见图5.图5　O ff 2ax is 方法中的视锥体与投影平面 在立体显示过程中,如果物体位于投影平面的前方,给人感觉是物体在计算机屏幕的前方,如果物体位于投影平面的后方,给人感觉是物体进入计算机屏幕的后方,由此产生立体感.为了达到这个目的,必须将焦点即投影平面放置在被观察对象的前方,这样物体移动时,会产生很强烈的立体感.立体感的好坏依赖于眼睛到投影平面的距离和左右眼的水平分离距离.太大或太小的水平分离距离都无法产生舒适的立体感.眼睛到投影平面距离的1/20为较好的分离距离.另外,要确保负视差(在投影平面之后的物体)不要超过两眼分离的距离值. 物体在投影平面成像时,会产生视差角θ,见图6.θ=2×arctan (DX /2d ),DX 是某个点通过2个视锥体在同一投影平面成像的距离值,d 是投影平面到眼睛的距离,大多数人的θ绝对值不应该超过1.5rad,在场景后面的物体θ值为正值,在场景前面的物体θ值为负值.图6　物体在投影平面上的成像4　投影系统上海海事大学的立体视景系统是个直径24m ,高6m 的大型环幕立体视景系统,见图7.图7　投影系统3D 示意图 对于立体显示,通常有主动立体和被动立体2种.目前,全球只有Barco 和科视2家公司生产主动立体投影仪,因主动立体方式亮度衰减特别多,立体眼镜笨重,时间长会头晕、眼睛胀、甚至恶心,所以不适合船员训练.被动立体方式被很多立体电影院或小型立体视景系统所采用,成本低,对投影仪没有要求,而且眼镜比较轻.但是被动立体显示必须通过屏幕的偏振技术实现,对屏幕要求特别高,并且对观察者角度有限制,只适合屏幕墙或小型柱幕.另外,目前的技术很难满足被动立体对融合技术的高要求,加上偏振光会受到环幕反射光的影响,产生的立体感很差,证明这种立体视景方式对于360°柱幕无法实现.Barco 采用的I N F I TER 技术克服传统主动立体和被动立体技术的缺点,在实用性和显示效果方面表现更为出色,其主要特点为对屏幕没有偏振特5第2期王胜正,等:360°环形柱幕立体视景系统航海模拟器性的要求,提供与主动立体一样的系统图像拼接质量;采用Barco 专利的DynaCol or 颜色校正技术;具有目前业界指标最高的左右图像立体分离度;观众的头部移动不受限制;配套的眼镜轻型舒适.该系统在几何校正、边缘融合与颜色动态统一方面都采用独特的先进技术.[11]4.1　几何校正利用经纬仪和激光点阵对空间进行三维定位,见图8.(a )激光点阵仪(b )屏幕上定位的激光点阵图8　几何校正过程的三维空间定位4.2　边缘融合与动态颜色统一使用16位精度几何变形、通道之间的动态颜色统一、有效的光学无缝融合、多通道亮度传感器实时检测反馈系统等先进技术对12通道进行几何与颜色的统一,见图9.(a )调整前的图像(b )调整后的图像图9　边缘融合与颜色调整5　结束语 随着船舶智能导航与自动化技术的发展,I B S成为大型船舶发展技术的目标.为了更好地满足船员训练、港航设计和航海研究的要求,模拟器必将开发I B S 技术,并且随着人们对虚拟现实系统要求的提高,采用360°立体视景也成为模拟器发展的趋势.因此,上海海事大学融合这2方面的需要建设新型模拟器,解决新型模拟器中所涉及的关键技术,如驾驶仿真技术、视景仿真技术和立体投影技术等.另外,为广大模拟器研究者和用户提供理想的解决方案,也将成为新一代模拟器的标志.参考文献:[1]施朝健.船舶操纵模拟器建设的几点建议[J ].上海海运学院学报,1997,18(3):59263.[2]施朝健,蔡存强.S MU —Ⅳ型综合船舶操纵模拟器的研制[J ].上海海运学院学报,1998,19(4):32237.[3]金一丞,尹勇,谭家万,等.航海模拟器中的视景系统[J ].大连海事大学学报,2001,27(2):16221.[4]任鸿翔,金一丞,尹勇.航海模拟器视景的建模[J ].大连海事大学学报,2001,27(4):20223.[5]尹勇,任鸿翔,张秀凤.航海仿真虚拟环境的海浪视景生成技术[J ].系统仿真学报,2002,14(3):3132315.[6]廖河树.大型船舶操纵模拟器的系统组成及分析[J ].中国航海,2003,55(2):8217.[7]施朝健,胡甚平,陈锦标.船舶操纵模拟器技术性能标准研究[J ].上海海事大学学报,2005,26(2):428.[8]王胜正,施朝健,石永辉.新一代船舶操纵模拟器关键技术[J ].上海海事大学学报,2007,28(1):1432149.[9]Silicon Computer I nc .SGIVSS40/VSS80高端图形工作站[EB /OL ].(2007205215)[2007212210].htt p://www .sgi /up l oad /news 2base /200703/200703212361.ht m .[10]Multigen 2Paradig m I nc .Vega p ri m e modules [EB /OL ].(2005207226)[2007212210].htt p://www .p resagis .com /p r oducts/multigen _para 2dig m /details/vegap ri m e /.[11]Barco I nc .Galaxy 12HB +[EB /OL ].(2006209226)[2007212210].htt p://www .barco .com /cor porate /en /p r oducts/p r oduct_op ti ons .as p?el 2e ment =3236.(编辑　廖粤新)6上　海　海　事　大　学　学　报 第29卷　。

环幕演示厅三维影片制作方法作者：庄惠阳来源：《软件导刊》2016年第01期摘要摘要：论述了环幕演示厅三维影片的制作方法，包括传统的三维影片制作方法、基于CityMaker的三维影片制作方法、基于CECE的三维影片制作方法以及基于VR GIS的三维影片制作方法。

关键词关键词：环幕演示厅；三维影片；虚拟技术DOIDOI：10.11907/rjdk.151827中图分类号：TP302文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2016）0010033040引言三维影片是有助于全面开发大脑的虚拟艺术。

运动物以及在运动摄像机镜头前的静态物，都具有虚拟的生命。

物的不同部位沿着不同的轨迹运动，摄像机沿着不同角度、高度、方向运动，三维的虚拟生命构想试图从现实生活寻找根据。

三维影片如果不强调故事情节，就倾向强调摄像机运动、灯光变幻、建筑生长、转场与特效的结合。

三维影片利用影视技术与艺术，结合动画设计、景观设计展示三维建筑的内外部空间以及虚拟人物的运动轨迹，从而让观众获取不用视角、景别、运动速度的视听感受。

一般来说，在三维建模之后，可创建灯光与摄像机、控制物体运动、导出渲染图片或动画，然后剪辑片段、添加特效，从而生成一段三维影片[13]。

本文以环幕演示厅为播放环境，论述包括传统方法在内的三维影片制作方法。

1传统的三维影片制作方法传统的三维影片制作方法如图1所示。

（1）根据用户需求与资金预算确定三维影片制作方案。

撰写帧与帧合理衔接的分镜头稿本，不断修改完善。

整个制作团队评估制作难度，发表奇妙构思，增删补充。

罗列制作进度表，分配制作任务，不断交流合作。

（2）准备前期的声画素材。

利用三维制作软件，创建建筑、景观、天地模型；利用音效编辑软件，制作背景音乐。

（3）创建摄像机分镜头运动、建筑生长、人物运动、景观小品的三维影片。

设置、调整摄像机运动的曲线。

（4）合成分镜头场景，创建不同时间段灯光。

利用非线性编辑系统，制作不同特效，编辑视频，最终渲染输出。

skybox的制作方法（cube map）在虚拟现实技术中，需要产品展示，场景漫游等，只要想在内部有一个虚拟的3D天空，那么都要用到天空球；天空球目前基本做法主要有两种；分别是正方形的和球形的。

目前360度全景图主要用的是球形的，针对目前已经存在的实景，需要得到这个环境的话，可以利用鱼眼照相机，分别对前后两方向拍摄照片就可以形成一个球形的球形天空球。

那如何利用max打造天空球呢？接下来就一一讲解各天空球的区别及在max中如何打造各天空球：如上图可以看到所谓正方形的天空球就相当于，以我们人所在的位置为定点，分别把周围环境想像成一个Box，共分为上下左右前后六个组成。

也就由这六个面构成了我们目前所在的环境。

那在max中如何打造？可以利用max来生成六副图，利用这这六副图就可以来做我们的天空盒了。

Max提供了一个很方便的功能，可以通过指定一个视点位置，将当前场景渲染到六个图片上（这六个图片可以组成一个立方体，也叫Cubic Map）。

其步骤如下（以下的max截图为6.0版本，如果是其它版本，可能略有不同）：1、打开一个max场景文件2、在场景中加入一个球体，用来代表视点的位置3、按M，打开材质编辑器4、任选一个未使用的材质球，设置其为Standard材质（以上步骤如下图所示）5、单击Diffuse颜色右边的按钮，选择贴图类型为“Reflect/Refract”在Reflect/Refract的设置窗口中，按下图1、2、3、4所示步骤依次设定渲染完成之后，你可以到上图第3步所指定的位置，找到max生成的6个图片文件，文件名分别以UP、LF、BK、RT、FR、DN结尾。

如下图所示：这样一个天空盒就打造完成，可以利用在目前虚拟现实软件VRP,C3D等只要是根据6张图设立的天空的虚拟软件中。

注意：如果需要把这样的天空球利用到自己开发的软件中，一定要考虑法线现象，因为max 中的虚拟场景计算法线是左手系，而我们现实中所利用的是右手系，所以我们在自己开发的程序软件要用到天空球的话一定要考虑到法线计算的算法，要不然得把所得到的六张图片进行翻转。

球幕展示系统是什么？
简介
球幕展示系统为一种全景影像展示技术，可以将影像呈现在一个球形的显示器上，使观众身临其境，感受到真实的立体感和视觉效果。

球幕展示系统通常包括球幕投影机、玻璃球幕、声音系统和控制系统等各种设备。

优势
球幕展示系统可以实现跨越时空的无缝连接，让观众可以在短时间内深入地了
解一个地方或者一个事件。

与传统平面电视、电影或者影院不同，球幕展示系统提供的是360度的全方位观感，观众可以像身临其境一样感受到画面中的每一个细节。

此外，球幕展示系统还可以实现与互动技术的结合，例如观众可以用手势控制显示的画面。

应用领域
球幕展示系统广泛应用于教育、旅游、娱乐、体育和军事等多个领域。

在教育
方面，球幕展示系统可用于模拟实验、教学演示等。

旅游方面，可用于旅游宣传、景区介绍等。

在娱乐方面，可用于电影院、游戏中心等。

在体育方面，可用于体育竞技场馆、运动会开幕式等。

在军事方面，可用于战场模拟、训练演示等。

球幕展示系统的发展现状
球幕展示系统是近年来新兴的的科技领域，目前还处于不断发展完善的阶段。

目前市场上的球幕展示系统大多为定制化产品，而且价格通常比较昂贵。

不过，随着科技的不断发展，球幕展示系统的成本正在不断降低，未来有望成为全民化的展示娱乐设备。

结论
球幕展示系统是一种前沿的全景影像展示技术，具有比传统电视、电影、影院
等更加真实的立体感和视觉效果。

它在教育、旅游、娱乐、体育和军事等多个领域得到了广泛的应用，而且随着科技的不断发展，球幕展示系统的成本正在不断降低，未来有望成为全民化的展示娱乐设备。

智慧园区互动大屏系统设计方案智慧园区互动大屏系统是一种基于互联网技术和大数据分析的综合信息展示平台，可以为园区内的企业、员工和访客提供多种实用的服务和信息。

下面是一个智慧园区互动大屏系统的设计方案。

一、系统架构智慧园区互动大屏系统的基本架构包括前端大屏展示端、后台管理端和云端服务器。

前端大屏展示端用于展示各类信息和服务，管理端用于配置和管理展示内容，云端服务器用于数据存储和分析。

二、功能模块1. 实时数据展示：通过连接园区内各个设备和传感器，实时展示园区的环境数据、能耗数据、交通情况等重要数据。

可以为企业提供数据分析、决策支持等服务。

2. 业务办理服务：提供企业办理业务的服务，例如企业注册、税务申报、人才招聘等。

通过大屏展示内容和触摸交互功能，方便企业办理各类业务。

3. 会议预定：提供会议室的预定服务，员工可以通过大屏展示端查看会议室的空闲情况，选择合适的时间和地点进行预定，同时支持会议室设备的在线管理。

4. 智能导航：提供园区内的导航服务，员工和访客可以通过大屏展示端查询目的地的位置和路径，同时支持室内导航功能，帮助用户快速找到目标位置。

5. 员工服务：提供员工的个人信息查询、休假申请、调班申请等服务，通过大屏展示端或手机App进行提交和查询。

6. 公告信息展示：展示园区内的公告信息、通知和活动安排等内容，为企业和员工提供及时的信息推送和互动平台。

7. 社交互动功能：提供员工之间的社交互动功能，例如论坛、留言板、员工活动等，可以增强园区内的沟通和交流。

三、技术实现1. 大屏展示终端：使用具有高清显示和触摸交互功能的大屏幕，通过操作系统或自研的展示端应用程序实现内容的展示和交互。

2. 后台管理系统：通过网页或客户端软件实现对大屏展示内容的配置和管理。

3. 云端服务器：提供数据存储、分析和计算服务，为系统提供支持。

4. 数据接口与集成：与园区内其他系统进行数据接口和集成，例如门禁系统、实时监控系统、会议室预定系统等，实现数据的共享和交互。

虚拟仿真环境－-环幕投影显示系统简介多通道虚拟现实投影显示系统是虚拟三维投影显示系统中一种沉浸式虚拟仿真环境，系统采用环形的投影屏幕作为仿真应用的显示载体，所以通常又称为环幕投影系统。

根据环形幕半径的大小，通常有120、135、180、240、270、360度弧度不等，由于其屏幕的显示半径巨大，该系统通常用于一些大型的虚拟仿真应用，比如：虚拟战场仿真、数字城市规划、三维地理信息系统等大型场景仿真环境，近年来开始向展览展示、工业设计、教育培训、会议中心等专业领域发展。

多通道虚拟三维投影显示系统是目前非常流行的一种具有高度沉浸感的虚拟现实显示系统，该系统以多通道视景同步技术、数字图像边缘融合技术为支撑、多通道亮度和色彩平衡技术和多通道视景同步技术为支撑，将三维图形计算机生成的三维数字图像实时地输出并显示在一个超大幅面的环形投影幕墙上，并以立体成像的方式呈现在观看者的眼前，使观看者和参与者获得一种身临其境的虚拟仿真视觉感受。

它是整个虚拟现实系统的重要的组成部分（即虚拟现实显示系统）。

由于多通道虚拟三维投影系统是由多个同步运算的单通道投影显示画面无缝拼接而成，并在环形的投影屏幕上成像，所以与通常的单通道显示系统相比，这种多通道图像同步拼接和环幕显示特征导致了它的技术复杂性。

通常，对一个完善的多通道虚拟三维投影显示系统而言，其必须具备以下几种成熟的核心技术做支撑：·数字图像边缘融合与无缝拼接技术·通道间的色彩与亮度平衡技术·数字几何矫正（即非线性失真矫正）技术·多通道视景同步控制技术只有解决上述几项重要的技术难题，才能成功地将三维图形计算机生成的实时三维数字图形、实时同步地输出并显示在一个具有一定半径和弧度的巨幅环形投影屏幕上，最终形成一个具有极高分辨率、无任何变形失真的三维数字立体影像。

所以，在众多的虚拟仿真显示系统中多通道环幕投影是一个技术含量极高的虚拟现实显示系统，其隐藏的技术风险不言而喻，这种技术风险直接要求用户对供应商的选择更加谨慎。

采用分段插值的球状全景图自动拼接方法
安维华;付永刚
【期刊名称】《计算机工程与应用》
【年(卷),期】2009(045)013
【摘要】目前,能够覆盖所有视觉范围的球状全景图拼接方法较少,而且存在着一定的缺陷,例如迭代优化算法的不稳定性,图像采集设备的特殊性.为了解决这些问题,提出了一种自动的球状全景图拼接方法,它只需使用普通设备进行图像采集.该方法首先采用基于傅立叶变换的相位相关算法近似求解图像之间的变换关系.在拼接过程中,为了避免误差积累,首先生成一系列纵向分块图像,然后通过分段插值策略将它们拼接成无缝的球状全景图.通过对多种场景的实验表明,该方法计算效率高,并且能够达到满意的拼接效果.
【总页数】5页(P34-38)
【作者】安维华;付永刚
【作者单位】北京语言大学,信息科学学院,北京,100083;北京语言大学,信息科学学院,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41
【相关文献】
1.采用瞬态球状热斗篷方法的浅层地下目标红外隐身技术 [J], 夏舸;杨立;寇蔚;杜永成
2.采用软件分段插值的热电阻信号非线性修正法 [J], 赵忠利
3.一种基于特征匹配的全景图自动拼接方法 [J], 蔺想红;王维盛
4.基于误差补偿的双线性插值全景图径向展开方法 [J], 高雪峰; 景文博; 李世涛; 钱思羽; 李梦迪
5.采用分段样条插值的半离散方法分析薄壁杆件 [J], 李华煜;辛克贵
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