高臨場感大屏幕顯示系統(tǒng)顏色校正與實時交互的研究.pdf

1、近年來，隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的迅速發(fā)展，機械設(shè)計與制造技術(shù)已經(jīng)與計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、信息技術(shù)等結(jié)合起來，發(fā)展出了虛擬制造、網(wǎng)絡(luò)制造、并行設(shè)計等先進制造技術(shù)。由多個投影面構(gòu)成的大屏幕顯示系統(tǒng)具有大視場角、高臨場感和支持多用戶的特點，將其作為虛擬設(shè)計制造中信息顯示的交互終端無疑是一個很好的選擇。特別是，近幾年隨著PC性能的快速發(fā)展，以廉價PC集群驅(qū)動的多投影面虛擬環(huán)境系統(tǒng)大大提高了其推廣應(yīng)用價值，其構(gòu)建方法亦成為研究的熱點

2、。 本文從由多投影面構(gòu)成的大屏幕顯示系統(tǒng)在搭建和應(yīng)用中存在的問題出發(fā)，在大屏幕顯示系統(tǒng)的自動邊緣融合、顏色校正問題以及交互技術(shù)等方面展開了深入的研究，最后開發(fā)了通用的多通道顯示處理接口和基于環(huán)幕顯示系統(tǒng)的應(yīng)用。論文的主要研究工作如下： 首先，提出了一種快速、靈活的適用于大屏幕顯示系統(tǒng)的自動邊緣融合技術(shù)。對這一技術(shù)中基于相機反饋的信息快速獲取方法、邊緣重疊區(qū)的亮度衰減算法以及最終進行實現(xiàn)的多紋理映射技術(shù)進行了詳細的闡述，并

3、構(gòu)建實驗系統(tǒng)得到試驗結(jié)果。該方法采用單臺相機，速度快、具有較好的獨立性和擴展性，適合于快速構(gòu)建多投影面大屏幕顯示系統(tǒng)，具有良好的推廣應(yīng)用價值； 其次，對多投影面大屏幕顯示系統(tǒng)中產(chǎn)生顏色不一致問題的原因進行了細致的分析探討，對系統(tǒng)顏色校正的實現(xiàn)進行了深入研究。給出了亮度校正的算法，該算法實現(xiàn)簡單、快速，并且可對傳統(tǒng)方法應(yīng)用多紋理映射技術(shù)實現(xiàn)時產(chǎn)生的亮度衰減進行補償。同時，提出了亮度校正效果的評價模型，并對色度匹配問題進行了分析。

4、 再次，針對目前大多數(shù)多投影面大屏幕顯示系統(tǒng)交互功能單一的問題，對大屏幕顯示系統(tǒng)的實時交互技術(shù)進行研究，以Logitech力反饋操縱桿作為交互設(shè)備，對其交互能力進行開發(fā)，來滿足基于PC集群的大屏幕顯示系統(tǒng)的實時顯示與交互。最后，在對多投影面顯示系統(tǒng)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進行研究的基礎(chǔ)上，基于OpenGL底層技術(shù)開發(fā)了通用的多通道顯示處理接口，搭建了五通道的環(huán)幕顯示系統(tǒng)，并開發(fā)了基于環(huán)幕的微型機器人任務(wù)視景仿真系統(tǒng)和視頻方面的應(yīng)用，論文最后對