北京航空航天大学两通道柱幕立体解决方案

    本方案采用4台的DLP投影机夏普 XG-MB65XA  XGA，每2台投影机组成一个通道，产生被动立体效果。相邻通道的投影机之间采用硬件边融合和非线性几何校正技术，组成一套无缝拼接的宽屏投影显示系统，60度环形金属投影硬幕，尺寸为弧长6.3 米（弦长6米），高2.4米，半径6米，重叠区0.6米的无缝柱形屏幕上。

    整个投影系统主要由以下部分组成：

    l  4台夏普 XG-MB65XA XGA投影机；

    l  一体化的投影机吊架；

    l  每通道投影机带有6自由度调整支架，便于光路的精确调整；

    l  被动立体屏幕及其金属支架，60度环形金属投影硬幕，尺寸为弧长6.3 米（弦长6米），高2.4米，半径6米，重叠区0.6米

    l  边缘融合和非线性几何校正计算机CompactUTM；

    l  1套安装、调试、测试用工具软件CompactControl；

    l  30付偏振立体眼镜。

    设计参考图如下：

    主要硬件设施介绍

    CompactUTM简介

    挪威3D-perception公司是一家专业从事硬件边缘融合/几何校正以及生产专业DLP投影机的厂商，公司总部位于Asker，有着近十年的历史。自成立以来，3D-perception推出了世界上第一台商用专业边缘融合/几何校正器，生产了世界上第一台内置边缘融合/几何校正功能的DLP投影机，同时，公司在近期推出了世界上第一个多行无缝控制室解决方案。

    3D-perception公司的边缘融合/几何校正器经过近十年的发展，已经成为非常可靠、稳定的产品，与其专业设计、控制软件CompactControl相配合，可大大提高系统调试、维护精确性与效率，最大限度地降低手工调整的工作量，提高系统的稳定性。同时，3D-perception公司提供专业DLP投影机(HMR15、SX25、SX60-HA等)，专门用于多通道图像融合，投影机均经过严格测试，可提供高质量色彩、亮度一致性，满足7x24小时连续开机无故障运行。

    3D-perception的主要客户包含了全球主要视景仿真系统商及主要用户，例如波音公司(Boeing)、洛克希德-马丁(Lockheed Martin)、美国航空航天局(NASA)、SGI、哈佛大学(Harvard Univ.)、北京蓝天模拟器公司、沈阳601飞机设计所、成都611飞机设计所、北京空军军训器材研究所等。

    CompactUTM可在数字图像中定义任意数目、任意形状的边缘重叠带，使用专利技术实现多幅具有复杂重叠关系的图像的边缘融合，下图为一个球幕上的复杂边缘融合测试，结果表明CompactUTM能够成功地适合各种复杂投影系统，产生出非常好的融合效果。

    CompactUTM是理想的仿真与交互式应用的控制器，使用基本的或高端的投影机就可方便获得无缝几何校正的剧场投影效果。

    l  compactUTM可以利用多个投影机、组成一个无缝、连续、亮度、色度、均匀性具佳的显示系统。例如典型的球形幕、柱面幕、弧形幕显示系统；

    l  投影系统的设计是由专用的软件CompactDesigner软件实现；

    l  通过具有标准的人性化的计算机界面CompactControl软件包调整；

    l  通过DVI电缆即可连接图形工作站和投影机。

    在几何校正方面，3D-perception的硬件具有自动几何校正功能，只要投影机定位精确、屏幕尺寸及位置准确，几何校正网络可自动生成，无需人工干预，从而极大地缩短系统集成周期，方便系统维护。3D-perception利用特有的投影机定标软件可以极为精确地计算出投影现场安装的位置及全部内参数，将这些参数输入控制程序CompactControl，启动自动几何校正功能，即可完成精度很高的自动几何校正。

    表一CompactUTM zerO规格型号表：

    在本项目中，采用XGA 1024×768这种型号。具体配置是：一台CompactUTM，内置4块UTM zer0卡。 

    产品描述：

    四维宇宙立体图像发生器可以灵活地制作成本效益高的被动立体解决方案。这款国内第一的立体 3D转换器，使得采用标准的LCD/LCOS放映机技术显示真实的被动立体影像成为可能。

    这款AP转换器将一个输入的立体3D信号转换成两个被动3D输出信号。然后以单独的左、右眼信号输出到两台投影机，如低成本的LCD投影机，然后通过偏振的3D目镜观看，可以得到高质量的3D影像效果。

    被动式立体成像一般情况下是使用两台投影机，一台投射左眼图像，另外一台投射右眼图像，将左右眼图像同时投射到屏幕上。投影机镜头前安装偏振光片，使投射的光线变成偏振光，而观众配带的立体眼镜的镜片也是偏振光片，并且左眼的偏振片与投射左眼图像的投影机的偏振光片的偏振方向是相同的，右眼的偏振片与投射右眼图像的投影机的偏振光片的偏振方向是相同的。这样左眼图像只能透过左眼镜片，而右眼图像也只能透过右眼镜片，从而使观众看到立体的图像。

四维宇宙立体信号发生器

    四维宇宙立体信号转换器是为了解决计算机主动式输出信号，实现被动式立体投影，而开发的一项经济，实用，高效，简捷的立体信号发生装置。VCT 支持大量的主动转被动的VR立体视觉系统，把图形工作站或普通PC机输入的一路主动式信号源，转换成两路被动式信号输出给两台投影机，将一个视点自动调整为左右眼两个视点,使图像映射在金属硬幕上，观测者佩戴偏振眼镜观看时，根据偏振原理，通过偏光眼镜，用户的左右眼都只能看见各自的图像（即被动同步的立体投影）。这种在虚拟系统中直接模拟左右眼图像，与传统的单一图像偏振立体显示系统相比，，而且立体效果方面更加逼真。虚拟现实的呈现使观看者亲身去经历、亲身去感受比空洞抽象的说教更具说服力，融入其中的互动性，沉浸感，这与观看者主动地去交互与被动的观看，有质的差别。

    A. 立体投影显示技术简介

    先从人眼的视差说起。人的两只眼睛同时观察物体,不但能扩大视野,而且能判断物体的远近,产生立体感。这是由于人的两只眼睛之间存在4-6厘米的距离，所以每只眼睛具有差别很小的视点。从这两个不同的视点得到的图像略有不同，左眼看到物体的左侧面较多,右眼看到物体的右侧面较多，通常称为视差，这两个像经过大脑综合以后就能区分物体的前后、远近,从而产生立体视觉。合成为具有景深感或立体图像。

    具有立体感的投影就是基于同样的原理：首先，要求计算机产生两个略有区别的图像，也就是左右眼的图像；然后把这两个图像投影到屏幕上。但是有一个最基本、也是最重要的要求，就是左眼只能看到投影在屏幕上的左眼的图像，右眼只能看到投影在屏幕上的右眼的图像。

    于是产生了两种立体投影方式：主动式立体和被动式立体。