CN111050148A - 基于三折幕场地的投影方法及系统、三折幕场地 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于三折幕场地的投影方法及系统、三折幕场地，涉及图像处理技术领域，该方法包括：获取观看位置对应的位置参考信息和当前投影尺寸的所述三折幕场地对应的虚拟场景；结合所述位置参考信息计算出所述观看位置在三个方位的方位视角；所述虚拟场景按照每个所述方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面；将三个方位视角的虚拟画面融合成在所述观看位置观看所述虚拟场景的场景画面，并将所述场景画面投影至所述三折幕场地。本发明的三折幕场地可根据实际需求变换投影区域的尺寸，适应性高；且投影效果随观看位置的变化而变化，让观看者真正观看到立体场景图像。

Description

基于三折幕场地的投影方法及系统、三折幕场地

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于三折幕场地的投影方法及系统、三折幕场地。

背景技术

目前，多屏融合的使用大多局限于平面融合，即多个屏普通连接融合成像。其立体空间多屏融合成像运用偏少，且在融合成像过程中使用三维软件进行人工拼接，经常使用在商业演出等场合；如家具展示、楼层户型展示等。

在展示时，现实中的立体空间都采用和房间相同的六面空间结构，其是固定空间大小，无法变更尺寸满足不同用户想要体验不同空间大小成像观影的需求；且有时投影并不需要用到所有的六面墙体，造成空间的浪费。

另外，在立体空间进行多屏融合成像存在观看视角固定，观看者的观看视角不能跟随观看者位置变化进行实时更新。当视角固定后，观看者站在另一位置观看时，其呈现出来的立体场景图像存在扭曲等现象，不仅影响观看者的观看感受，还无法让观看者真正观看到立体场景图像。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于三折幕场地的投影方法及系统、三折幕场地，使观看者实时观看到立体场景图像，提高用户的使用体验。

本发明提供的技术方案如下：

一种基于三折幕场地的投影方法，包括：由三个投影面组成的投影尺寸可变的三折幕场地；该方法包括：获取观看位置对应的位置参考信息和当前投影尺寸的所述三折幕场地对应的虚拟场景；结合所述位置参考信息计算出所述观看位置在三个方位的方位视角；所述虚拟场景按照每个所述方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面；将三个方位视角的虚拟画面融合成在所述观看位置观看所述虚拟场景的场景画面，并将所述场景画面投影至所述三折幕场地。

在上述技术方案中，三折幕场地的(投影区域的)尺寸可调，可满足不同的需求。且投影的场景画面会随观看位置的变化而变化，提高观看者观看立体场景图像的效果。

进一步，所述三折幕场地包括一位于前方的投影面，其他两个投影面不位于前方的投影面的上方和下方；所述结合位置参考信息计算出所述观看位置在三个方位的方位视角包括：结合所述位置参考信息，计算出所述观看位置一个方位的方位视角；根据计算出的方位视角对应的方位与其他两个方位之间的角度关系，计算出剩余两个方位的方位视角。

在上述技术方案中，在计算出一个方位视角后，直接根据其他方位视角与其的关系计算其他方位视角，计算方便、快捷。

进一步，所述结合位置参考信息计算出所述观看位置在三个方位的方位视角包括：结合所述位置参考信息以及三个方位的视角计算公式，分别计算出所述观看位置在三个方位的方位视角。

在上述技术方案中，不同方位设置不同的视角计算公式，计算结果更精准、可靠。

进一步，所述虚拟场景按照每个所述方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面包括：当一方位的所述方位视角对应的视角区域长度大于所述方位对应的投影面长度时，计算出所述方位视角对应的裁剪区域，在虚拟场景中按照裁剪区域及裁剪区域对应的方位视角裁剪出对应的虚拟画面；当一方位的所述方位视角对应的视角区域长度不大于所述方位对应的投影面长度时，在虚拟场景中切割出所述方位视角对应的虚拟画面。

在上述技术方案中，根据不同的条件，选择通过切割还是裁剪得到虚拟画面，使得到的场景画面更具立体感，提高用户的观点体验。

进一步，所述计算出所述方位视角对应的裁剪区域具体包括：根据位置参考信息及每个方位对应的方位视角，计算出每个方位对应的视角画面参数；根据每个方位对应的视角画面参数及观看空间参数，计算出每个方位对应的裁剪区域。

在上述技术方案中，给出了裁剪区域的计算方法，计算方便。

进一步，所述虚拟场景按照每个所述方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面包括：当位置参考信息中X坐标信息在X轴中心线上、且位置参考信息中Y坐标信息不在Y轴中心线上时，在虚拟场景中按照X轴对应的方位视角切割成对应的虚拟画面；分别计算出位置参考信息中剩余轴线上坐标信息对应的方位视角各自对应的裁剪区域，在虚拟场景中按照裁剪区域及裁剪区域对应的方位视角裁剪出对应的虚拟画面。

进一步，所述虚拟场景按照每个所述方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面包括：当位置参考信息中X坐标信息不在X轴中心线上、且位置参考信息中Y坐标信息在Y轴中心线上时，在虚拟场景中按照Y轴对应的方位视角切割成对应的虚拟画面；分别计算出位置参考信息中剩余轴线上坐标信息对应的方位视角各自对应的裁剪区域，在虚拟场景中按照裁剪区域及裁剪区域对应的方位视角裁剪出对应的虚拟画面。

进一步，所述虚拟场景按照每个所述方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面包括：当X坐标信息不在X轴中心线上，且Y坐标信息不在Y轴中心线上时，分别计算出各个方位视角对应的裁剪区域；在虚拟场景中按照每个方位视角及裁剪区域裁剪出对应的虚拟画面。

在上述技术方案中，根据位置参考信息中的坐标信息不同，选择不同的方式得到虚拟画面，保证观看者在观看位置的观看效果。

进一步，所述计算出方位视角对应的裁剪区域具体包括：分析所述位置参考信息相对于预设位置信息的位置偏移信息，结合所述位置偏移信息计算出对应的裁剪区域。

在上述技术方案中，给出了另一种计算裁剪区域的方式，应用广泛。

本发明还提供一种三折幕场地，包括：三个投影面，每个投影面至少与其他两个投影面中的一个投影面连接；且至少一个投影面的投影尺寸可变。

在上述技术方案中，三折幕场地的(投影区域的)尺寸可调，可满足不同的需求。

进一步，投影尺寸可变的投影面为可移动的墙面，通过移动方式改变投影面的投影尺寸；或，投影尺寸可变的投影面为可折叠收缩的移动墙面，通过折叠收缩方式改变投影面的投影尺寸；或，投影尺寸可变的投影面为多块下拉的幕布，通过收放方式改变投影面的投影尺寸。

在上述技术方案中，多种不同的改变投影面投影尺寸的方式给予了多种选择，应用广泛。

本发明还提供一种基于三折幕场地的投影系统，包括：智能设备、投影设备和三折幕场地；所述三折幕场地包括：三个投影面，每个投影面至少与其他两个投影面中的一个投影面连接；且至少一个投影面的尺寸可变；所述基于三折幕场地的投影系统还包括：位置获取模块，用于获取观看位置对应的位置参考信息；所述智能设备包括：场景获取模块，用于获取当前投影尺寸的所述三折幕场地对应的虚拟场景；视角计算模块，用于结合所述位置参考信息计算出所述观看位置在三个方位的方位视角；画面生成模块，用于所述虚拟场景按照每个所述方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面；画面融合模块，用于将三个方位视角的虚拟画面融合成在所述观看位置观看所述虚拟场景的场景画面；所述投影设备将所述场景画面投影至所述三折幕场地上，所述三折幕场地内侧形成所述观看位置。

在上述技术方案中，三折幕场地的(投影区域的)尺寸可调，可满足不同的需求。且投影的场景画面会随观看位置的变化而变化，提高观看者观看立体场景图像的效果。

与现有技术相比，本发明的基于三折幕场地的投影方法及系统、三折幕场地有益效果在于：

本发明的三折幕场地可根据实际需求变换投影区域的尺寸，适应性高；且投影效果随观看位置的变化而变化，让观看者真正观看到立体场景图像。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种基于三折幕场地的投影方法及系统、三折幕场地的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明基于三折幕场地的投影方法一个实施例的流程图；

图2是本发明基于三折幕场地的投影方法另一个实施例的流程图；

图3是本发明基于三折幕场地的投影方法又一个实施例的流程图；

图4是本发明基于三折幕场地的投影方法再一个实施例的流程图；

图5是本发明基于三折幕场地的投影系统一个实施例的结构示意图；

图6是本发明中投影面设置位置的结构示意图；

图7是本发明中一视点/观察位置各个方位上的视角示意图；

图8是本发明中另一视点/观察位置各个方位上的视角示意图；

图9是本发明中再一视点/观察位置各个方位上的视角示意图；

图10是本发明中一视点/观察位置前方方位上的裁剪示意图；

图11是本发明中一视点/观察位置后方方位上的裁剪示意图；

图12是本发明中一视点/观察位置左侧方方位上的裁剪示意图；

图13是本发明中一视点/观察位置右侧方方位上的裁剪示意图。

附图标号说明：

10.智能设备，11.场景获取模块，12.视角计算模块，13.画面生成模块，14.画面融合模块，20.投影设备，30.位置获取模块。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

根据本发明的一种实施例，如图1所示，一种基于三折幕场地的投影方法，包括：由三个投影面组成的投影尺寸可变的三折幕场地。

具体的，三个投影面的具体位置有多种，例如：前、左和右的投影面组成的三折幕场地；前、上和下的投影面组成的三折幕场地；前、右和上的投影面组成的三折幕场地等。只要三个投影面互相之间有连接成为一个具有立体空间(作为投影)的整体即可。

每个投影面对应设置有一台或多台投影设备，为后续场景画面的投影提供基础。多台投影设备负责一个投影面是为了保证即使在长度很长的投影面(例如：6米、8米)上投影，也能得到清晰度较高的投影效果。例如：8米的一个投影面，由2台投影设备分别负责投影一半，一台投影这个投影面前4米的场景画面，另一台投影这个投影面后4米的场景画面，保证投影效果。

该方法包括：

S101获取观看位置对应的位置参考信息和当前投影尺寸的三折幕场地对应的虚拟场景。

具体的，当观看者进入观看空间(即三折幕场地的内侧)后，利用观看者随身携带的移动终端获取观看者的观看位置；其移动终端能够完成室内定位。移动终端可以是手机、平板电脑、智能手环等，在观看者平时经常使用的设备上集成室内定位功能；也可以是专门生产一款手持终端等，集成室内定位功能。

由于三折幕场地的尺寸可变，需要根据三折幕场地三个投影面的尺寸选择对应的虚拟场景，保证后续投影到三折幕场地时效果真实。

例如：三折幕场地由前、左、右四面投影面组成，各自对应的尺寸分别为3*2.8米、4*2.8米和4*2.8米，则获取投影效果为上述各尺寸对应的虚拟场景。

三折幕场地尺寸可变的方式有多种，例如：1、某一/些投影面为可沿导轨进行移动的移动投影面，从而改变三折幕场地的可投影尺寸；2、某一/些投影面为像折扇一样可折叠收缩的移动投影面，根据实际需求，折叠收缩对应的移动投影面，调整三折幕场地的可投影范围；3、侧面的投影面(例如：前、左、右、后)使用设置多块幕布，按井字格设置，幕布的宽度根据需求设置(例如：50cm)，当需要前、左、右方位的投影面时，可放下对应位置的幕布，具体放多少幕布根据前、左、右的尺寸决定，以前方的投影面3米长、单块幕布50cm为例，放下6块幕布形成前方的投影面。当然其他使三折幕志地的尺寸可变的方式也包括在内，在此不作限定。

需要注意的是，可设置任意一面投影面的方位为前方，其他投影面的方位则根据位于前方的投影面的位置决定。

S102结合位置参考信息计算出观看位置在三个方位的方位视角。

具体的，在不同位置处，在每个方位上，人的透视视角也会不同；如在不同位置，同一个方位观看同一物体所呈现的画面是不同的；之所以看到不同画面，是因为在观看物体时，其透视视角发生了变化。

观看位置的位置信息包括X轴坐标信息、Y轴坐标信息、Z轴坐标信息，可以通过观看位置的位置信息计算出多个方位视角；例如：前方的方位视角、后方的方位视角、左方的方位视角、右方的方位视角、上方的方位视角、下方的方位视角。

根据实际需求设置一个投影面作为前方，其他的两个投影面的方位则根据它们位于前方的投影面的位置来确认各自对应的方位。例如：位于前方的投影面左侧的投影面，则其方位为左方。

S103虚拟场景按照每个方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面。

具体的，虚拟场景是一个整体的画面，该虚拟场景可以为套间内装修有家居的场景、商品房展示的场景、也可以是商品展示的场景等。需要在三维空间里将虚拟场景进行切割；在计算出观看位置的方位视角后，如结合前方的方位视角，在三维空间中将虚拟场景切割成前方的虚拟画面；依照此方式，可以得到后方、左方、右方、上方、下方的虚拟画面。

因本实施例中仅应用三折幕场地，因此，只切割三个方位对应的虚拟画面。

S104将三个方位视角的虚拟画面融合成在观看位置观看虚拟场景的场景画面，并将场景画面投影至三折幕场地。

具体的，在得到三个方位的虚拟画面后，将这三个方位的虚拟画面进行无缝拼接融合成一个在观看位置所观看到的完整场景画面，将其投影至三折幕场地，供用户站在观看位置观看。

本实施例中，在获取观看位置对应的位置参考信息时，其位置参考信息可以是两种类型的位置信息：

第一类型，位置参考信息为虚拟位置信息：

根据观看空间(即三折幕场地内)的空间坐标与虚拟场景的虚拟坐标之间的对应关系，将在观看空间内的观看位置信息转换成虚拟场景内的虚拟位置信息；并将虚拟位置信息作为位置参考信息。

具体的，在实时渲染的情况下，将观看位置信息转换成虚拟位置信息，通过虚拟位置信息完成方位视角的计算、虚拟画面的生成。实时渲染的本质就是图形数据的实时计算和输出。

第二类型，位置参考信息为位置像素信息：

根据观看空间的空间坐标与虚拟场景的画面像素之间的对应关系，将在观看空间内的观看位置信息转换成虚拟场景内的位置像素信息；并将位置像素信息作为位置参考信息。

具体的，在离线渲染的情况下，将观看位置信息转换成位置像素信息，通过位置像素信息完成方位视角的计算、虚拟画面的生成。

其中，虚拟场景的场景模型与观看空间的空间模型(即三折幕场地的模型)之间成特定比例关系；观看空间为如图6所示中的任意3个投影面组成的三折幕场地。特定比例关系为1：1。

当现实空间中的三折幕场地中的投影面尺寸变化时，虚拟场景的场景模型的尺寸适应性变化，保证1：1的比例。

在不同观看位置，计算对应的三个方位视角，且观看位置的不同，同一方位具有不同方位视角；针对不同方位视角，同一方位生成的虚拟画面不同。在同一观看位置，将三个方位的虚拟画面进行无缝拼接形成一个完整的场景画面投影至三折幕场地，并且，其观看视角随着观看者位置变化而变化，能够保持观看者的观看视角实时更新，其呈现出来的立体场景画面也能够及时更新；不会因观看位置发生变化，其呈现出来的立体场景图像存在扭曲等现象。

根据本发明的一种实施例，如图2所示，一种基于三折幕场地的投影方法，包括：由三个投影面组成的投影尺寸可变的三折幕场地，其中，三折幕场地包括一位于前方的投影面，其他两个投影面不位于前方的投影面的上方和下方。

该方法包括：

S201获取观看位置对应的位置参考信息和当前投影尺寸的三折幕场地对应的虚拟场景；

S202结合位置参考信息计算出观看位置在三个方位的方位视角具体为：

S212结合位置参考信息，计算出观看位置一个方位的方位视角；

S222根据计算出的方位视角对应的方位与其他两个方位之间的角度关系，计算出剩余两个方位的方位视角。

具体的，在需要计算出三折幕场地三个方位视角时，例如：前、后、左三个方位的方位视角；可以利用前方方位视角的视角计算公式，计算出前方方位视角。如图10所示，前方方位视角为FOV，FOV＝2∠θ；tanθ＝(L₁/2+s)/y；其中，L1为观看空间的横向长度，即三折幕场地中前方投影面的横向长度，s为距离观看空间中心位置的横向偏移值，y是在观看空间内前方的观看距离。

不同观看位置，前方方位视角和左方方位视角，或，前方方位视角和右方方位视角两者之间的方位角度为180°固定角度，在计算出前方方位视角后，利用180°固定角度减去前方方位视角后，即可得到左或右方位的方位视角。

如图10所示，前方方位视角和右方方位视角之间的方位角度为180°固定角度，右方位的方位视角等于180°减去前方方位视角。因前后方位视角相等、视点o的圆周角为360°，在右方位视角、∠aob已知的情况下，可以计算出左方的方位视角。若三折幕场地的三个投影面分别为前、左方和后方的投影面，取计算出来的相应方位视角即可。

可选地，基于三折幕场地的投影方法还包括：生成多个正交相机，并将多个正交相机进行相互绑定；每个正交相机垂直于该正交相机所在方位对应的平面；利用正交相机在虚拟场景中截取每个方位对应的虚拟画面。

具体的，将多个正交相机进行相互绑定是指各个正交相机的坐标相同，位于同一个点。根据视角角度，正交相机垂直于所对应平面(如前方对应的平面)的特性，其视角角度大小和位置就对应唯一的视锥，通过这个视锥截取虚拟场景的一部分画面，并且将多个画面无缝拼接，就得到一个整体的立体空间画面。

S203虚拟场景按照每个方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面包括：

S213当一方位的方位视角对应的视角区域长度大于方位对应的投影面长度时，计算出方位视角对应的裁剪区域，在虚拟场景中按照裁剪区域及裁剪区域对应的方位视角裁剪出对应的虚拟画面；

S223当一方位的方位视角对应的视角区域长度不大于方位对应的投影面长度时，在虚拟场景中切割出方位视角对应的虚拟画面。

具体的，在计算出三个方位视角后，分析每个方位视角所对应的视角区域长度，如果其长度超出了投影面可投影区域的长度，那就需要计算裁剪区域，对正常画面进行裁剪。

如图10、图11所示，前方的方位视角对应的视角区域的长度比前方的投影面的长度多了2s、后方的方位视角对应的视角区域长度比后方的投影面的长度多了2s，因此，需要计算两者对应的裁剪区域，并按照裁剪区域及裁剪区域对应的方位视角在虚拟场景中裁剪出对应的投影面上所应该投影的虚拟画面。

同理，参见图10、11，因左、右两个方位视角对应的视角区域的长度不大于它们各自对应的投影面长度，因此，不需要计算裁剪区域，直接在虚拟场景中切割出它们对应的虚拟画面即可。

如图8、9所示，图12、13所示，根据实际展示情况需要，可以在虚拟场景中切割出前方方位视角对应的虚拟画面，可以在虚拟场景中切割出后方位视角对应的虚拟画面，还可以在虚拟场景中切割出前方、后方方位视角各自对应的虚拟画面，该虚拟画面不会对虚拟场景中前、后方位的正常画面进行裁剪。

如图12、13所示，左方方位视角、右方方位视角对应的视角区域的长度大于其方位对应的投影面长度，因此，若涉及到这两个方位的投影面时，需要对正常画面进行裁剪。

若三折幕场地采用了前方、左方、右方三个投影面，且观看位置位于如图10中所示的视点，那前方的投影面对应的虚拟画面需要计算出裁剪区域后，在虚拟场景中裁剪得到，而左方、右方的投影面对应的虚拟画面直接在虚拟场景中切割出虚拟画面得到。

特殊的，观看位置为中心位置，如图7所示，所有相对两个方位的方位视角均相等时，在中心位置处在各个方位(即：前、左、右、后、上、下中的任意三个方位)上将虚拟场景切割成的虚拟画面为正常画面，不需要进行裁剪。

投影面投影面

S204将三个方位视角的虚拟画面融合成在观看位置观看虚拟场景的场景画面，并将场景画面投影至三折幕场地。

本实施例中，在虚拟场景中根据三折幕志地对应的三个方位切割出每个方位各自对应的虚拟画面时，是结合每个正交相机对应的方位视角及位置参考信息，每个正交相机在虚拟场景中截取每个方位对应的虚拟画面。

在虚拟场景中按照裁剪区域及裁剪区域对应的方位视角裁剪出对应的虚拟画面时，是结合每个正交相机对应的方位视角、裁剪区域及位置参考信息，每个正交相机在虚拟场景中截取每个方位对应的虚拟画面。

根据本发明提供的一种实施例，如图3所示，一种基于三折幕场地的投影方法，包括：由三个投影面组成的投影尺寸可变的三折幕场地。

该方法包括：

S301获取观看位置对应的位置参考信息和当前投影尺寸的三折幕场地对应的虚拟场景。

S302结合位置参考信息计算出观看位置在三个方位的方位视角包括：S312结合位置参考信息以及三个方位的视角计算公式，分别计算出观看位置在三个方位的方位视角。

具体的，在需要计算出三折幕场地的三个方位视角时，例如前、后、右、三个方位的方位视角；可以利用前方方位视角的视角计算公式，计算出前方方位视角；可以利用后方方位视角的视角计算公式，计算出后方方位视角；可以利用右侧方方位视角的视角计算公式，计算出右侧方方位视角。

如图10所示，前方方位视角为FOV，FOV＝2∠θ；tanθ＝(L₁/2+s)/y；其中，L1为观看空间的横向长度，s为距离观看空间中心位置的横向偏移值，y是在观看空间内正前方的观看距离。

如图11所示，后方方位视角为FOV，

tanθ＝(L₁/2+s)/(L₂-y)；其中，L2为观看空间的长度，s为距离观看空间中心位置的横向偏移值，y是在观看空间内正前方的观看距离。

在视点o的位置信息已知时，各个方位的方位视角均可计算出来，其左右方各自对应的方位视角，也是可以通过公式计算得到的，此处不再赘述。

S303虚拟场景按照每个方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面；

S304将三个方位视角的虚拟画面融合成在观看位置观看虚拟场景的场景画面，并将场景画面投影至三折幕场地。

本实施例中，利用每个方位对应的视角计算公式，分别计算出每个方位对应的方位视角；可以提高每个方位视角的准确性；不会因一个方位视角计算错误，影响到其他方位视角的正确性。

根据本发明提供的一种实施例，如图4所示，一种基于三折幕场地的投影方法，包括：由三个投影面组成的投影尺寸可变的三折幕场地。

该方法包括：

S401获取观看位置对应的位置参考信息和当前投影尺寸的三折幕场地对应的虚拟场景。

S402结合位置参考信息计算出观看位置在三个方位的方位视角。

S403生成多个正交相机，并将多个正交相机进行相互绑定；每个正交相机垂直于该正交相机所在方位对应的平面；利用正交相机在虚拟场景中截取每个方位对应的虚拟画面。

具体的，将多个正交相机进行相互绑定是指各个正交相机的坐标相同，位于同一个点。

S404虚拟场景按照每个方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面包括以下四种情况：

第一种：

S414当位置参考信息中X坐标信息在X轴中心线上、且位置参考信息中Y坐标信息不在Y轴中心线上时，在虚拟场景中按照X轴对应的方位视角切割成对应的虚拟画面；

S424当位置参考信息中X坐标信息在X轴中心线上、且位置参考信息中Y坐标信息不在Y轴中心线上时，分别计算出位置参考信息中剩余轴线上坐标信息对应的方位视角各自对应的裁剪区域，在虚拟场景中按照裁剪区域及裁剪区域对应的方位视角裁剪出对应的虚拟画面。

具体的，X轴中心线为观看空间的1/2横向长度、且平行于Y轴的直线；如观看空间的规格为长4米、宽2米时，其X轴中心线为宽为1米、且平行于Y轴的直线。

X轴中心线为观看空间的1/2横向长度、且平行于Y轴的直线；如观看空间用像素表示时，其规格为长800dp、宽400dp时，其X轴中心线为宽为200dp、且平行于Y轴的直线。

当位置参考信息中X坐标信息为1m或200dp时，若X轴对应的前后两个方位，根据实际展示情况需要(即三折幕的投影面位置情况)，可以在虚拟场景中切割出前方方位视角对应的虚拟画面，可以在虚拟场景中切割出后方方位视角对应的虚拟画面，还可以在虚拟场景中切割出前、后方方位视角各自对应的虚拟画面，该虚拟画面不会对虚拟场景中前、后方位的正常画面进行裁剪。

当位置参考信息中含有Y坐标信息、Z坐标信息时，若Y轴对应左右两个方位，Z轴对应上下两个方位。

左方方位视角、右方方位视角、上方方位视角、下方方位视角对应的画面不再是正常画面，需要对正常画面进行裁剪。

根据实际展示情况需要，从左方方位视角、右方方位视角、上方方位视角、下方方位视角中选择几个方位后，裁剪出各个方位对应的虚拟画面。

第二种：

S434当位置参考信息中X坐标信息不在X轴中心线上、且位置参考信息中Y坐标信息在Y轴中心线上时，在虚拟场景中按照Y轴对应的方位视角切割成对应的虚拟画面；

S444当位置参考信息中X坐标信息不在X轴中心线上、且位置参考信息中Y坐标信息在Y轴中心线上时，分别计算出位置参考信息中剩余轴线上坐标信息对应的方位视角各自对应的裁剪区域，在虚拟场景中按照裁剪区域及裁剪区域对应的方位视角裁剪出对应的虚拟画面。

具体的，当位置参考信息中Y坐标信息为2m或400dp时，若Y轴对应的左右两个方位，根据实际展示情况需要，可以在虚拟场景中切割出左方位视角对应的虚拟画面，可以在虚拟场景中切割出右方位视角对应的虚拟画面，还可以在虚拟场景中切割出左右方位视角各自对应的虚拟画面，该虚拟画面不会对虚拟场景中左右方位的正常画面进行裁剪。

当位置参考信息中含有X坐标信息、Z坐标信息时，若X轴对应前后两个方位，Z轴对应上下两个方位。

前方方位视角、后方方位视角、上方方位视角、下方方位视角对应的画面不再是正常画面，需要对正常画面进行裁剪。

根据实际展示情况需要，从前方方位视角、后方方位视角、上方方位视角、下方方位视角中选择几个方位后，裁剪出各个方位对应的虚拟画面。

第三种：

S454当X坐标信息不在X轴中心线上，且Y坐标信息不在Y轴中心线上时，分别计算出各个方位视角对应的裁剪区域；S464在虚拟场景中按照每个方位视角及裁剪区域裁剪出对应的虚拟画面。

具体的，在位置参考信息中X坐标信息不在X轴中心线上、位置参考信息中Y坐标信息不在Y轴中心线上时，前方方位视角、后方位视角、左方方位视角、右方方位视角、上方方位视角、下方方位视角对应的画面不再是正常画面，需要对正常画面进行裁剪。

根据实际展示情况需要，从前方方视角、后方方视角、左方方位视角、右方方位视角、上方方位视角、下方方位视角中选择几个方位后，裁剪出各个方位对应的虚拟画面。

第四种：

当X坐标信息在X轴中心线上，且Y坐标信息也在Y轴中心线上时，在各个方位(即：前、左、右、后、上、下中的任意五个方位)上将虚拟场景切割成的虚拟画面为正常画面，不需要进行裁剪。

S405将三个方位视角的虚拟画面融合成在观看位置观看虚拟场景的场景画面，并将场景画面投影至三折幕场地。

本实施例中，在虚拟场景中切割出每个方位各自对应的虚拟画面时，是结合每个正交相机对应的方位视角、位置参考信息及裁剪区域，每个正交相机在虚拟场景中截取每个方位对应的虚拟画面。

在虚拟场景中按照裁剪区域及裁剪区域对应的方位视角裁剪出对应的虚拟画面时，是结合每个正交相机对应的方位视角及位置参考信息，每个正交相机在虚拟场景中截取每个方位对应的虚拟画面。

在上述各实施例中，在计算出各个方位视角对应的裁剪区域时，有两种计算方案：

第一种计算方案：

根据位置参考信息及每个方位对应的方位视角，计算出每个方位对应的视角画面参数；根据每个方位对应的视角画面参数及观看空间参数，计算出每个方位对应的裁剪区域。

具体的，在方位视角已知的情况下，位置参考信息中含有观看距离；可以计算出在观看位置处每个方位的视角区域的长度，将视角区域的长度作为视角画面参数。

每个方位对应的观看空间参数指的是此方位对应的投影面的长度，因可投影的长度是固定的，因此，观看空间参数为已知。利用视角区域的长度减去投影面的长度，得到每个方位对应的裁剪区域。

第二种计算方案：

分析位置参考信息相对于预设位置信息的位置偏移信息，结合位置偏移信息计算出对应的裁剪区域。

具体的，如图10所示，其前方方位视角对应的虚拟画面，需裁剪的长度为2s；前方方位视角为FOV，FOV＝2∠θ；tanθ＝(L₁/2+s)/y；其中，L1为观看空间的横向长度，s为距离观看空间中心位置的横向偏移值，y是在观看空间内正前方的观看距离。

如图11所示，其前方方位视角对应的虚拟画面，需裁剪的长度为2s；后方方位视角为FOV，

tanθ＝(L₁/2+s)/(L₂-y)；其中，L2为观看空间的纵向长度，s为距离观看空间中心位置的横向偏移值，y是在观看空间内正前方的观看距离。

如图12所示，其左方方位视角对应的虚拟画面，需裁剪的长度为2p；左方方位视角为FOV，FOV＝2∠α；tanα＝(L₂/2+p)/x；其中，L2为观看空间的长度，p为距离观看空间中心位置的纵向偏移值，x是在观看空间内正前方的观看距离。

根据本发明提供的一种实施例，一种三折幕场地，包括：三个投影面，每个投影面至少与其他两个投影面中的一个投影面连接；且至少一个投影面的投影尺寸可变。

具体的，三个投影面的具体位置有多种，例如：前、下和右的投影面组成的三折幕场地；前、上和下的投影面组成的三折幕场地；前、右和上的投影面组成的三折幕场地等。只要三个投影面互相之间有连接成为一个整体即可。

每个投影面对应设置有一台或多台投影设备，为后续场景画面的投影提供基础。多台投影设备负责一个投影面是为了保证即使在长度很长的投影面(例如：6米、8米)上投影，也能得到清晰度较高的投影效果。例如：8米的一个投影面，由2台投影设备分别负责投影一半，一台投影这个投影面前4米的场景画面，另一台投影这个投影面后4米的场景画面，保证投影效果。

三折幕场地尺寸可变的方式有多种，例如：1、某一/些投影面为可沿导轨进行移动的移动投影面，从而改变三折幕场地可投影尺寸的变化；2、某一/些投影面为像折扇一样可折叠收缩的移动投影面，根据实际需求，折叠收缩对应的移动投影面，调整三折幕场地的可投影范围；3、侧面的投影面(例如：前、左、右、后)使用设置多块幕布，按井字格设置，幕布的宽度根据需求设置(例如：50cm)，当需要前、左、右方位的投影面时，可放下对应位置的幕布，具体放多少幕布根据前、左、右的尺寸决定，以前方的投影面3米长、单块幕布50cm为例，放下6块幕布形成正面的投影面。当然其他的方式使三折幕场地的投影尺寸可变也包括在内，在此不作限定。

投影尺寸可变的投影面为可移动的墙面，通过移动方式改变投影面的投影尺寸；或，投影尺寸可变的投影面为可折叠收缩的移动墙面，通过折叠收缩方式改变投影面的投影尺寸；或，投影尺寸可变的投影面为多块下拉的幕布，通过收放方式改变投影面的投影尺寸。

三折幕场地中可一个投影面可移动、其他两个投影面固定，也可两个投影面可移动、剩下一个投影面固定，也可三个投影面都可移动，根据实际需求选取。

本实施例的三折幕场地可根据用户的需求进行投影画面尺寸的变化，灵活应用于具有不同要求的用户，提高用户的使用体验。

根据本发明提供的一种实施例，如图5所示，一种基于三折幕场地的投影系统，包括：智能设备10、投影设备20和三折幕场地；智能设备10和投影设备20通信连接；

三折幕场地包括：三个投影面，每个投影面至少与其他两个投影面中的一个投影面连接；且至少一个投影面的投影尺寸可变。

基于三折幕场地的投影系统还包括：位置获取模块30，用于获取观看位置对应的位置参考信息。

具体的，位置获取模块可设置于移动终端中，也可设置于智能设备中进行用户的观看位置获取。

智能设备10包括：

场景获取模块11，用于获取当前投影尺寸的三折幕场地对应的虚拟场景。

视角计算模块12，与场景获取模块11电连接，用于结合位置参考信息计算出观看位置在三个方位的方位视角。

画面生成模块13，与视角计算模块12电连接，用于虚拟场景按照每个方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面。

具体的，生成多个正交相机，并将多个正交相机进行相互绑定(例如：各个正交相机的坐标相同)；每个正交相机垂直于该正交相机所在方位对应的平面；利用正交相机在虚拟场景中截取每个方位对应的虚拟画面。

画面融合模块14，用于将三个方位视角的虚拟画面融合成在观看位置观看虚拟场景的场景画面。

投影设备20将场景画面投影至三折幕场地上，三折幕场地内侧形成观看位置。

本实施例中，除了上述内容外，还包括以下内容：

一种方式，当三折幕场地包括一位于前方的投影面，其他两个投影面不位于前方的投影面的上方和下方时，视角计算模块12，用于结合位置参考信息计算出观看位置在三个方位的方位视角包括：

视角计算模块12，用于结合位置参考信息，计算出观看位置一个方位的方位视角；以及，根据计算出的方位视角对应的方位与其他两个方位之间的角度关系，计算出剩余两个方位的方位视角。

另一种方式，视角计算模块12，用于结合位置参考信息计算出观看位置在三个方位的方位视角包括：视角计算模块12，结合位置参考信息以及三个方位的视角计算公式，分别计算出观看位置在三个方位的方位视角。

一种方式，画面生成模块13，用于虚拟场景按照每个方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面包括：

画面生成模块13，用于当一方位的方位视角对应的视角区域长度区域大于方位对应的投影面区域长度时，计算出方位视角对应的裁剪区域，在虚拟场景中按照裁剪区域及裁剪区域对应的方位视角裁剪出对应的虚拟画面；以及，当一方位的方位视角对应的视角区域长度不大于方位对应的投影面长度时，在虚拟场景中切割出方位视角对应的虚拟画面。

另一种方式，画面生成模块13，用于虚拟场景按照每个方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面包括：

画面生成模块13，用于当位置参考信息中X坐标信息在X轴中心线上、且位置参考信息中Y坐标信息不在Y轴中心线上时，在虚拟场景中按照X轴对应的方位视角切割成对应的虚拟画面；以及，分别计算出位置参考信息中剩余轴线上坐标信息对应的方位视角各自对应的裁剪区域，在虚拟场景中按照裁剪区域及裁剪区域对应的方位视角裁剪出对应的虚拟画面。

画面生成模块13，用于当位置参考信息中X坐标信息不在X轴中心线上、且位置参考信息中Y坐标信息在Y轴中心线上时，在虚拟场景中按照Y轴对应的方位视角切割成对应的虚拟画面；以及，分别计算出位置参考信息中剩余轴线上坐标信息对应的方位视角各自对应的裁剪区域，在虚拟场景中按照裁剪区域及裁剪区域对应的方位视角裁剪出对应的虚拟画面。

画面生成模块13，当X坐标信息不在X轴中心线上，且Y坐标信息不在Y轴中心线上时，分别计算出各个方位视角对应的裁剪区域；以及，在虚拟场景中按照每个方位视角及裁剪区域裁剪出对应的虚拟画面。

另外，当X坐标信息在X轴中心线上，且Y坐标信息也在Y轴中心线上时，在各个方位(即：前、左、右、后、上、下中的任意五个方位)上将虚拟场景切割成的虚拟画面为正常画面，不需要进行裁剪。

一种方式，计算出方位视角对应的裁剪区域具体包括：根据位置参考信息及每个方位对应的方位视角，计算出每个方位对应的视角画面参数；根据每个方位对应的视角画面参数及观看空间参数，计算出每个方位对应的裁剪区域。

另一种方式，计算出方位视角对应的裁剪区域具体包括：分析位置参考信息相对于预设位置信息的位置偏移信息，结合位置偏移信息计算出对应的裁剪区域。

位置获取模块，用于获取观看位置对应的位置参考信息具体包括：根据观看空间的空间坐标与虚拟场景的虚拟坐标之间的对应关系，将在观看空间内的观看位置信息转换成虚拟场景内的虚拟位置信息；并将虚拟位置信息作为位置参考信息；或，根据观看空间的空间坐标与虚拟场景的画面像素之间的对应关系，将在观看空间内的观看位置信息转换成虚拟场景内的位置像素信息；并将位置像素信息作为位置参考信息。

虚拟场景的场景模型与观看空间的空间模型(即三折幕场地的空间模型)之间成特定比例关系。特定比例关系为1：1。

具体的，此系统实施例的具体实施过程与上述方法实施例中的具体实施过程相同，在此不再详细描述。智能设备20可以是计算机。

上述实施例中，三折幕场地的投影尺寸可变，可根据实际需求，改变投影范围，灵活多变，应用广泛；投影至三折幕场地的场景画面可随观看位置的变化而变化，让观看者真正观看到立体场景图像，大大提高了用户的使用体验。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。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为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种基于三折幕场地的投影方法，其特征在于，包括：由三个投影面组成的投影尺寸可变的三折幕场地；

该方法包括：

获取观看位置对应的位置参考信息和当前投影尺寸的所述三折幕场地对应的虚拟场景；

结合所述位置参考信息计算出所述观看位置在三个方位的方位视角；

所述虚拟场景按照每个所述方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面；

将三个方位视角的虚拟画面融合成在所述观看位置观看所述虚拟场景的场景画面，并将所述场景画面投影至所述三折幕场地。

2.如权利要求1所述的基于三折幕场地的投影方法，其特征在于：所述三折幕场地包括一位于前方的投影面，其他两个投影面不位于前方的投影面的上方和下方；

所述结合位置参考信息计算出所述观看位置在三个方位的方位视角包括：

结合所述位置参考信息，计算出所述观看位置一个方位的方位视角；

根据计算出的方位视角对应的方位与其他两个方位之间的角度关系，计算出剩余两个方位的方位视角。

3.如权利要求1所述的基于三折幕场地的投影方法，其特征在于，所述结合位置参考信息计算出所述观看位置在三个方位的方位视角包括：

结合所述位置参考信息以及三个方位的视角计算公式，分别计算出所述观看位置在三个方位的方位视角。

4.如权利要求1所述的基于三折幕场地的投影方法，其特征在于，所述虚拟场景按照每个所述方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面包括：

当一方位的所述方位视角对应的视角区域长度大于所述方位对应的投影面长度时，计算出所述方位视角对应的裁剪区域，在虚拟场景中按照裁剪区域及裁剪区域对应的方位视角裁剪出对应的虚拟画面；

当一方位的所述方位视角对应的视角区域长度不大于所述方位对应的投影面长度时，在虚拟场景中切割出所述方位视角对应的虚拟画面。

5.如权利要求4所述的基于三折幕场地的投影方法，其特征在于，所述计算出所述方位视角对应的裁剪区域具体包括：

根据位置参考信息及每个方位对应的方位视角，计算出每个方位对应的视角画面参数；

根据每个方位对应的视角画面参数及观看空间参数，计算出每个方位对应的裁剪区域。

6.如权利要求1所述的基于三折幕场地的投影方法，其特征在于，所述虚拟场景按照每个所述方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面包括：

当位置参考信息中X坐标信息在X轴中心线上、且位置参考信息中Y坐标信息不在Y轴中心线上时，在虚拟场景中按照X轴对应的方位视角切割成对应的虚拟画面；

分别计算出位置参考信息中剩余轴线上坐标信息对应的方位视角各自对应的裁剪区域，在虚拟场景中按照裁剪区域及裁剪区域对应的方位视角裁剪出对应的虚拟画面。

7.如权利要求1所述的基于三折幕场地的投影方法，其特征在于，所述虚拟场景按照每个所述方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面包括：

当位置参考信息中X坐标信息不在X轴中心线上、且位置参考信息中Y坐标信息在Y轴中心线上时，在虚拟场景中按照Y轴对应的方位视角切割成对应的虚拟画面；

分别计算出位置参考信息中剩余轴线上坐标信息对应的方位视角各自对应的裁剪区域，在虚拟场景中按照裁剪区域及裁剪区域对应的方位视角裁剪出对应的虚拟画面。

8.如权利要求1所述的基于三折幕场地的投影方法，其特征在于，所述虚拟场景按照每个所述方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面包括：

当X坐标信息不在X轴中心线上，且Y坐标信息不在Y轴中心线上时，分别计算出各个方位视角对应的裁剪区域；

在虚拟场景中按照每个方位视角及裁剪区域裁剪出对应的虚拟画面。

9.一种三折幕场地，其特征在于，包括：三个投影面，每个投影面至少与其他两个投影面中的一个投影面连接；且至少一个投影面的投影尺寸可变。

10.如权利要求9所述的三折幕场地，其特征在于：

投影尺寸可变的投影面为可移动的墙面，通过移动方式改变投影面的投影尺寸；

或，投影尺寸可变的投影面为可折叠收缩的移动墙面，通过折叠收缩方式改变投影面的投影尺寸；

或，投影尺寸可变的投影面为多块下拉的幕布，通过收放方式改变投影面的投影尺寸。

11.一种基于三折幕场地的投影系统，其特征在于，包括：智能设备、投影设备和三折幕场地；

所述三折幕场地包括：三个投影面，每个投影面至少与其他两个投影面中的一个投影面连接；且至少一个投影面的投影尺寸可变；

所述基于三折幕场地的投影系统还包括：

位置获取模块，用于获取观看位置对应的位置参考信息；

所述智能设备包括：

场景获取模块，用于获取当前投影尺寸的所述三折幕场地对应的虚拟场景；

视角计算模块，用于结合所述位置参考信息计算出所述观看位置在三个方位的方位视角；

画面生成模块，用于所述虚拟场景按照每个所述方位视角生成每个方位视角对应的虚拟画面；

画面融合模块，用于将三个方位视角的虚拟画面融合成在所述观看位置观看所述虚拟场景的场景画面；

所述投影设备将所述场景画面投影至所述三折幕场地上，所述三折幕场地内侧形成所述观看位置。

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