投影技术之家

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主题是工程中的多通道投影拼接及VR，讨论MPDS融合软件使用，欢迎做投影工程的朋友加入。

Multi-Projector Display System(MPDS). 是一款用于投影拼接显示的软件平台。

MPDS系统分为Torsion显示系统和Server控制系统两部分。

server作为控制系统，用于调试，控制，它通过网络和Torsion显示系统通讯。

Torsio作为显示系统，负责各种信号的输入处理，画面切分，融合计算，显示输出。

MPDS系统特点：

1. MPDS Server是基于异步的IOCP网络模型，可以轻松带动上万数量的Torsion客户端，这意味着几乎可以带动几乎无限的投影输出…

2. MPDS Torsion显示系统架构建立在插件基础上，通过插件完成某个特定功能，比如各种信号输入处理，通过MPDS提供的SDK，可以很轻松的构造特殊的应用;

3. MPDS Torsion显示系统目前实现了如下插件：

• 图像浏览插件(Image slide show)，支持所有流行的图像文件，只要设置好图片目录，插件会自动播放图片；
• 视频播放（Video Player), 支持所有流行视频格式播放，支持同时播放多个视频文件;
• 相机插件(Camera)，支持各种USB摄像头（WebCamera），监控摄像头，支持多个摄像头同时输入;
• 支持任何基于directshow的采集设备；
• 远程桌面融合，实现基于VNC的远程桌面协议，可以把局域网内的各种电脑桌面融合显示支持Windows, Linux, Unix…
• VGA硬件采集卡，可以实现任意电脑的桌面融合；
• 本地桌面融合，支持本地桌面的融合显示；
• 支持director 程序，串口控制;
• 多通道VR程序支持，在VR程序不需要修改情况下，做到自动支持融合功能，支持directx和opengl；
• more ….

4.  支持开窗口操作和窗口管理，MPDS Torsion显示系统中，每个输入信号对应一个或更多的窗口，可以任意改变窗口位置，窗口大小，窗口之间的前后关系，窗口的透明度等等。

5. 调试过程是所见即所得(WYSWYG)，MPDS Server上的每个操作，都会在Torsion系统上即时显示出来；

6. 强大的几何校正，任意可设的几何矫正精度，基于多Bezier曲面的拼接，支持任意形状的投影表面，如平面，弧面，球面，以及各种复杂形状的组合；

7. 支持投影仪的任意摆放，降低施工难度和减少施工时间；

8. 快速颜色融合较正，独创融合算法，融合效果好；

9. 支持现场扣像，支持交互设计mask形状，即时预览效果;

10. 支持3D立体播放，即立体多通道融合；

11. more ….

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features图例

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同一信号；多个窗口：

同时播放多个视频：

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异性幕支持（中间区域为融合部分）：

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本地桌面、曲面几何矫正：

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本地桌面融合：

融合前：

融合后，运行wow

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远程桌面(VNC)融合：

边缘融合通常指的是基于image mosaic技术，融合带形成的位图，通常叫做融合图。

最早这个融合图是这个样子的(可以参看Raskar的论文）：

上面是2张blend map的示意，这是一个1X2的拼接形成的。map的生成主要是利用距离做加权平均的结果。

通过使用基于上面的两张blendmap做alpha blending，就可以融合两张相互重叠一部分的图像了。

注意到对角线上的马赫带，这在实际应用中会有让人不快的痕迹，所以有了下面的改进算法：

改进的算法消除了对角线上的马赫带，主要的改进是不再使用基于点到边界距离的加权，而改用点到边界的乘机和的加权，从而达到了真正的平滑过渡，实际上就是一个iso surface的概念。

目前有些人的做法是手工调整生成blendmap，实际上这样做是不正确的，这就要求工人一定要把投影仪的位置摆的精确，这在有些情况下是很难做到的。

很多时候，我们没有太多时间对多个投影仪摆放做精确的调整—这需要一定的经验才行。

所以要能做到任意摆放也能很轻松的拼接，这样做大屏幕拼接就很容易了。

看看下面的示意：

这是拼接前的效果，两台随意摆放的投影仪，windows xp桌面:

几何校正功能具备处理任何复杂表面的能力，所以拼接后就有了下面的效果：

头一次上传video,  尝试下先 .
用的是普通的dc拍摄的, 转成flv后，效果不太理想，回头有时间再研究下。

其实是模拟曲面效果的了，因为我实验投射的屏幕就是白墙，比较懒的缘故，不过实际上和投射曲面是一样的：）

先看一下比较容易理解的：

随意摆放的2台投影仪：

几何校正的结果：

融合后：(播放的是IMAX影片 To the limit，讲述人体生理极限的纪录片，很不错的)

贴几张照片吧，2个投影拼接的效果，图像的中间是融合区域。

由于投影仪的扫描存在时间差，导致拍照的时候，经常会出现明显的色差，实际上人眼看的时候是看不到这些的，也许以后用好点的相机控制下曝光拍能消除这个问题吧。

下面这张左右的色差比较明显， 实际肉眼看的时候是看不到的:

一个朋友拍的摄影作品，我很久没碰摄影了，以前买的4×5 大画幅相机也都落灰了吧。

这是我很喜欢的一幅作品，确切的说，应该是CG作品吧，不过是在一个摄影网站上找到的，其实很多领域都是相通的，难道不是么？

看一个平面的几何校正例子

这是2台随意摆放的投影仪，直接投射出来的示意：

经过几何校正，再加上融合后的效果：

几何校正在大屏幕拼接技术中属于基础性工作，通过几何校正处理，把画面在各种形状的投影幕布上以一种可以接受的，非变形的方式展现出来。

常见的屏幕类型包括平面和曲面以及两者混合的方式。

平面幕是最常见的，它的几何校正相对也是比较好处理的；

曲面通常指的是2次曲面，常见的是弧形（圆柱），球面。对于2次曲面，众所周知它的曲面方程是统一的，所以是可以通过一定输入来求解系数的，当年raskar就给出了一个漂亮的球面系数求解算法，并给出了一个简单的cg vertex shader，当然你要是不明白什么是svd之类的基本算法，就不要考虑这些了。

还有混合型的，我曾经做过的一个项目就是5个投影仪组成的，中间是一个巨大的圆弧，两边是平面，如下所示：

经过几何校正后，融合的效果：

经过几何校正后，融合的效果：

经过几何校正后，融合的效果：

经过几何校正后，融合的效果：

经过几何校正后，融合的效果：