영상장비

Dome screen 구현하기 B

Lee-Sun 2010. 3. 31. 23:59

S를 Phemir

예산에 돔 프로젝션도 MirrorDome로 알려진

에 의해 작성된 폴 버크 
2003 년 10 월 2004 업데이 트 12월

다음은 그 존재 않는, 방법을 설명하고 두 희귀 전체 fisheye 렌즈의 예상에 돔없이 필요한만이 프로젝터의 좁은 범위에 적합. 접근 방식은 여기에 표면 돔의 가장 위에 프로젝터를 사용하는의 이미지를 미러로 반영합니다.

사양을 실제 프로젝터를 사용하여 투영을 4:3의 이미지의 경우) 왼쪽 아래에 격자 (그림 아래에있는 권리. 이것은 주어진 광학 시뮬레이션 (치수 수정) 특히, 돔과 거울 구성.


예상 그리드
돔의 이미지 
해상도가 높을 클릭

기하학적 보정

predistorted이 이미지의 필요에 예상을 만들 이미지를 undistorted에 돔 사용하여 시스템을 미러 이것은. 왜곡은 필수 오른쪽에 돔 할 수 파생에 투영의 왼쪽에 표시 아래의 이건의 예입니다, 기하학. 돔에서 이미지를 볼 수 있습니다으로서 올바 릅니다, 붉은 위도와 경도하는 라인.


Predistorted 정반대의 범위
돔의 이미지 
해상도가 높을 클릭

에 다음을 마찬가지로 대부분의 돔 이미지 생성, 한 중 렌더링할 입방 측면의 5 투영하는 관점 환경 (정육면체)와 사용 resamples에 모난 fisheye 이미지 모델을하거나 이미지가 렌더링 소프트웨어가 지원하는 fisheye 그것이다 렌더링 직접. 위의 이미지를 만들려면)입니다 단순히 20 매 (그리드에서 만든 구형의 라인의 경도 (매 30도)와 위도도. 세제곱 감촉과 구면지도를 표현 둘이 같이 중 이들에서 파생된 수 있습니다 위 아래의 이미지를 왜곡.에의 돔 센터 가기 / 될 이것은해야 기둥을 알고 하나는 분명하다 패턴 때문에 테스트 후보자에 대한 위도와 경도 라인의 반구 그럴만도의 직진, 중앙에 위치하고 관찰자가 가정.


큐빅 환경
Fisheye 이미지

밝기 보정

거기에 돔의 부분 경로를 다른 시각으로 변화는, 여기는) 것입 경로 돔 밝기에 걸쳐 고르지 정상적으로 결과에 (밝은 짧은 빛. 이것은 참조를위한 간단에 올바른 함수를 아래의 밝기 왼쪽과 오른쪽에 수정된 이미지를.


강도는 경로 길이에 따라지도
최종 적극성이 극지 영역을 수정

노트

  • 있을 수없는 교정에 대한 왜곡의 형태는 하나의 거울이다 변수 빛의 경로에 걸쳐 집중 변수 필요. 그것은 초점 날카로운는 앞 / 중심가의 예상 그 영역으로 사용 될 것입 이미지. 실제로 이것이 초점이 아니라 깊이에 문제가있는 경우 프로젝터와 좋은 조합이됩니다 렌즈 선택 및.

  • 이 운동은 단순히 거울을 사용하는 구형, 다른 형태가 유효한지 똑같이. 하나는 예를 들어 수도이 둥근 지붕 안에에서도 디자인 특별한 표시 영역을 최소화 unprojected 모양.

  • 그림 위에있는 구면 거울의 상대적인 크기는 임의이며 일러스트 레이션의 용이성을위한 선택. 프로젝터와 거울 시스템을 함께 다운 수 축소 간단하게됩니다. 물론, 작은 거울은 품질이 높을 될 필요 광학을 프로젝터로 않습니다.

  • 질감 필요한 왜곡이 될 수없는 지원이 간단, 응용 프로그램에서 OpenGL을 기반으로 쌍방향으로 바뀌었 세트는가 저기 왜 이유가 없다는 응용 프로그램 돔 좌표에있는 기존 인터랙티브.

  • 추적 레이 렌더링을위한 대안은 프로젝터에 동일한 가상 거울을 배치됩니다 장면 상대적인 위치와 같은 가상 카메라의과 배열합니다. 이것은 하나의 프로세스를 원하는 왜곡된 이미지를 캡처합니다. 이 접근 문제가있는 유일한 개체를 통과하지 않는 다른 반사 아닌 거울을 보장됩니다 캡처한 카메라를 확인하고 현장에서 표면.

더 자세한 예를 들어


Predistorted 정반대의 범위
돔의 이미지 
해상도가 높을 클릭

해당 페이지의 변환을 파생 있습니다 세 가지 방법이 필요에 표시가. 하나는 할 수 analytically 매핑을 추출, 배열하면서 이상 화시킨이 가능 수도 있습니다, 상황에 대한 기타 자세한 실제 그것은 성가신 수 있습니다. 두 번째 방법은 달성 만들 수 매핑하는 것입니다 개발할 수있는 응용 프로그램을 대화형으로합니다 올바른 매핑에 의해 움직이는 정점과 () u를 v를 때까지 좌표의 메쉬 매핑. 세 번째 방법과 하나는 여기에 사용되는 환경을 투영됩니다 시뮬레이션할 수 있습니다. 이미지의 각 픽셀을 통해 프로젝터에서 추적 광선이 거울에서 광선을 반영하고 돔 방면에 돔 위치를 한 번 문제의 픽셀에 대한 매핑을 알려져 계산하실 수 있습니다.

전체 돔 및 기타 구성 

돔 전체 위 예제 표면 돔되었을뿐만 아니라 조명이 4 / 3 프로젝트에 솔루션을 투영 의도이며, fisheye 비슷한 대부분. belnd 가로질러 중앙 가장자리 듀얼 프로젝터 단일 합의와 범위를하는 간단한 돔 작성 방법에 도착. 저기 계약 많은 대안, 다음은 거울을 구성에 대한 완전한 가능 하나의 중앙 돔을 사용. 전체 지붕을위한 유사한 조치 이전과 돔 테두리의 거울 근처에 달성으로 할 수 있습니다.

fisheye 투영 이상의 장점

  • 비용.

  • 하나는 장착할 수있는 렌즈는 어떤 fisheye되지 제한하기위한 프로젝터 특히. 기존 프로젝터는 명암이나, 사용 할 수 해상도로 밝기 속성과 같은 또는 프로젝터의 선택에 특히.

  • 거기에 렌즈는 훨씬 덜 fisheye 빛이 손실보다, 그래서 거의 총 프로젝터의 밝기가 사용되고 있습니다.

  • 돔의 중심은 청중에 대한 최대입니다 해방된,이 지붕에있다 작은에 특히 중요합니다. 돔의 중심 위치는 일반적으로 이상적인보기.

  • 이 미러 접근법 해상도 향상 2,3 할 수 축소에 해당하는 프로젝터와 함께 4.

  • 와 fisheye 렌즈 문제는 일반적인 왜곡의 가장자리에 일그러짐 현상이다 반음계 fisheye, 그런 반음계 거울 품질의 발생과 좋은.

예제 1 - 천문관의 돔

시험의 이러한 아이디어를 실제 처음으로 프로젝터 데이터 있었는데 실시에있는 울릉공 (호주 노트북) 과학 센터를 사용하여 (아래 아주 기본적인 장비를 그림과 같이, 그리고 구체 보안 / 안전 미러 1 / 4). 소프트웨어는 애니메이션과 정지되었습니다. 소프트웨어에 대한 참조 배열 / 돔 거울 프로젝터 / 개발 그 계산 warping 질감지도를 시뮬레이션로부터 동영상을 재생 fisheye와 시간을 현실로 휘어지고 그들을.


warping 소프트웨어 이내 싱글 fisheye 프레임.
뒤틀린 이미지가 예상됩니다.


시험 장비 : 노트북, 프로젝터, 거울.
테스트 패턴 : 정반대의 격자.
이미지 돔을 클릭합니다.

참고로 나타납니다) 돔 (위 그 동안 사진이 두 바로 천문관으로 될 왜곡 (예 : 복도를 선도 곡선 열을 내려 찍은) 그 이미지가 있기 때문에. undistorted 나타나는 이미지 내에서 천문관.

예제 2 - Starlab 돔

비정상적 돔

맥 OS - X를 운영 체제, 완전한 돔!

극지 그리드 테스트 패턴

극지 그리드 테스트 패턴

예제 3 - 직립 지붕

예제 4 - 기울이면 지붕

다음은 돔 정도 기울이면 45는 시위의 효과가 있을지도 방법 전체 돔 프로젝션가. DELL 참고에 의존 warping은 즉, 프로젝터되는 프로젝터를 사용하는 해상도 + 내용 기반 시뮬레이션은 표시 위치에 따라 4:3의 SXGA 5100MP.

이미지를 확대하려면 클릭하십시오 중앙과 오른쪽. 거울 구면 경우 곳으로했다 당신과 같이 프로젝터로 표시합니다 (그린에 프로젝트 규모)로있을 정기 다음 격자 (왼쪽) 결과에 대한 것이다 돔. 이러한 사양을 warping으로하는 파생 또한 계산 나의 레이 주조 시뮬레이션 소프트웨어를 사용.


투영된 이미지
시뮬레이션한 결과, 관점
시뮬레이션한 결과, 정향 진화의 측면

, 중앙), 때 예상에 매핑된 이미지는 제대로 달성 돔 고려 북극 (왼쪽 그리드 (뒤틀린 극지 눈금을 아래와)과 경도 위도 즉 라인의.


입력 fisheye 이미지
예상된다 뒤틀린 이미지
시뮬레이션 결과

실제 예를 들어, 앤드류 퀸은 "문라이트"에서 한 프레임. 하나를 영화 만들기 뒤틀린 간단하게 동영상의 프레임에 각 warping을 적용.


입력 fisheye 이미지
예상된다 뒤틀린 이미지
시뮬레이션 결과

예제 5 : 전체 돔 프로젝션 두 개의 프로젝터 및 2 개의 구면 거울을 사용해서

다음은 거울을 설명 반구의 분기 달성하는 방법은 두 개의 완전한 돔 투영을 사용하여 두 개의 프로젝터 및. 돔 동안의 가장자리에 위치에있을 수있는 거울이에 의해 스타 중심에 위치한 프로젝터 차단, 여기 그들이되지 않습니다 이미지가 예상하는 위치에 따라서 센터입니다. 이것은 해상도 향상 그럴만도 언급이 3과 4 프로젝터 대응 / 미러 똑같이 가능한 있습니다 구성. 두 개의 프로젝터 구성 카드 표시된 그래픽 이중 디스플레이와 컴퓨터를 하나의 요구에만 보려면 여기 시점에서이 혜택을의 단순화 동영상 재생 및 대화형 애플 리케이션을위한.

돔 시스템을위한 입력 영상 이미지는 일반적으로 fisheye, 예를 들어, 모델에만 표시 아래 (로얄 전시 빌딩 멜버른, 호주)와 그것이 예제 이후에하도록하겠다 사용됩니다. 접근법에서 청혼) 여기 휘어지고 이미지 (동영상 프레임 실시간 상대적으로 그래픽 카드를 직접적으로 오늘날. 유일한 트릭이 메쉬로 질감과 함께 적용되는 이미지, fisheye 좌표 특별한 질감을 확인하는 warping 함수를 메쉬를 OpenGL을 사용하여 구현됩니다.


입력 fisheye 이미지 또는 프레임 디지털 영화.

다음 두 이미지는 프로젝터의 각각에 대해 하나의 텍스처 좌표, 위에 fisheye 이미지를 만든 신청 해당하는 메쉬 있습니다. 질감 메쉬 좌표를위한 프로젝터와, 위치 돔에 의해 정확하게 모델링 파생, 거울. 가오리는에서 추적 앞으로 프로젝터, 노드를 통해 메쉬, 거울 밖과 돔에. 일단 돔에 메쉬 노드의 위치가 알려져, 텍스처 메쉬 노드 좌표가에 대한 계산하실 수 있습니다.


처음으로 프로젝터에 대한 이미지.
두 번째 프로젝터 이미지.

다음의 돔 위에 프로젝터에서 환경과 흔적 선 그 모델 기하학의 소프트웨어에서 총성이 있습니다 화면. 바로 확대된 이미지가에 돔 보여주는 프로젝터 frustum, 미러 이미지는 전망에 표면에 결과를과. 그래서 거기에 돔 센터 중 하나입니다 아니 왜곡 예를 들어, 돔에있는 이미지의 주변을 위해 가상 오른쪽 하단에있는 이미지는 카메라가 있습니다 : 난간는 곧바로입니다.


외부 볼 수 있습니다.
돔 내부 카메라.
근접 촬영 보여주는 거울 
과 프로젝션 frustum.

하나의 가장자리가 섞여 축 프로젝터가 필요에 직각 가로질러 축. 두 예상 이미지는 효과를 원활하게하는 창조 그래서 그들은 중복과 부드러운 강도 램프 (주고 올바르게 함께 감마 수정)입니다 적용 건너편에 추가 중복 영역의 밝기는 인식 때문에.


이미지를 하나의 프로젝터 에지 블렌딩을 보여주 있습니다.
돔에서 가장자리 혼합 이미지.

노트

  • 위의 응용 프로그램을위한 기반이시 16시 9분 프로젝터 가장 적합,. 프로젝터, 셋, 넷 / 미러 구성 4:3 비율 프로젝터가 적절 더 수도 있습니다.

  • 픽셀 효율이 돔 약 70 %, 그 중 %입니다, 70로 예상됩니다 픽셀 없습니다. 프로젝터에 대한 표준 소비자 1280x720,이게 1.3Mpixels.

  • 소프트웨어를 영화 반면 인터랙티브 및 사용자 정의를 사용하여 뒤틀린 될 수있는 콘텐츠가 시간에 진짜, 그것은 함수가 균등하게 warping의 파생 가능성에 predistort 영화를 사용합니다. 이것은 예를 들어, 듀얼 디스플레이 풀 수있는 영화를 재생할 것입 선수 표준 허용 영화 어떤 재생과 화면 전체 : QuickTime Pro를.

  • 적절한 들어 단방향 지붕 (마주보고 앞으로 석)을 어디에 완전한 돔 수 있습니다 미러가 프로젝션 수 있습니다 않다 필요한 / 프로젝터 하나.