满足8k球幕节目播放的球幕播放系统开发与集成技术

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1、艇8K目发支术2017-03-0702:59:05新媒体研究2017年1期陈琨+陈亮摘要随着文化娱乐需求以及数字影像技术的快速发展，对高清晰度影像制作与保存、再现要求越来越高，在球幕上播放8K数字影像技术的市场需求随Z扩大。文章重点分析了8K球幕的系统集成研发过程，如在播放软件算法研究中完成了多视点统一、画面融合技术、软同步、音视频同步以及图像压缩解压等难点，在硬件集成方面主要解決存储体系快速稳定读写、同步帧锁相、刷新率同步以及光纤传输等问题。实验效果良好，并付诸市场应用。关键词8K影片；球幕播放：系统开发；系统集成中图分类号G2文献标

2、识码A文章编号2096-0360(2017)01-0027-061球幕播放系统发展简况幕的形状和投影方式，是数字球幕影院和胶片数字电影的最大区别。球幕是个反扣的半球体，一般由多台投影仪共同投影到这个半球体的内部，进行画面拼接融合后，完成整幅画面的播放。球幕的投射面积和投影机的个数决定了球幕影片的分辨率。本次研究选择的分辨率定为标准8K,即8192x8192。分辨率如此Z高的影片，从片源上能够保证影片展示的每个细节都能够淸晰展示，其次就要取决于播放系统的技术质量如何。国外公司凭借其领先技术一直在球幕电影在原创与制作方面占据主导地位。但是这

3、个情况正在逐渐被打破。北京莫高丝路公司在2012年通过自主创新，取得了全球超高清8K球幕节目“首创”。随后，成功测试3D立体8K超高清球幕影片。这不仅在特种影视制作技术上填补了国际空白，更标志着国人掌握了超高清特种影视特效的创作能力，打破了国外技术垄断。2系统实现的技术步骤：理论与实践2.1算法及软件研究2.1.1多通道投射的视点统一技术算法研究步骤一：建立仿真模型建立仿真模型，向该仿真模块输入已知参数值。其中，所述已知参数值包括以下参数：投影机所处位置的三维空间坐标、投影机左右转动角度、投影机上下倾斜角度、投影机投影比和投影机长宽比。

4、步骤二：仿真计算使用仿真模型进行仿真计算。1)对于球幕多通道投影的场景，设任意一个投影机i对应投影通道i,在投影通道i的投射画面上建立mxn的均匀二维顶点阵列。2）投影机i发出的光线将二维顶点阵列投射到球幕上，计算二维顶点阵列在球幕上投射点的位置坐标。3）进一步计算球幕上投射点在纹理画面上的纹理位置坐标。4）判断纹理画面上的纹理坐标是否为所霊要的纹理位置坐标，如果判断结果为否，则调整S1中的所述已知参数值，然后使所述仿真模型重新进行仿真计算，克到使纹理画面上的纹理坐标满足要求。步骤三：解决“2”球幕多通道投影仿真问题（球幕坐标）根据步骤

5、小项“2”所述的球幕多通道投影仿真方法，具体为：1）读取用户输入的投影机i所处位置的三维空间坐标，令其为坐标原点0（0,0,0）,同时建立空间坐标系xyz和球坐标系（r,6,

6、后计算岀向量。4）设光线的起点为S,则方向d为，则求出顶点B在球幕上的投射点T为S+t；其中，其屮r代表半径；V三S-C,C为球幕的球心。步骤四：解决“3”所述球幕多通道投影仿真问题（纹理坐标）1）设球幕上投射点T直角坐标为T（x,y,z）,且，点T这样用三个有次序的数（r,9,cp）确定，其中r为原点O与点T间的距离，B为有向线段OT与z轴正向的夹角；

7、个有次序的数（M，（p1）确定，其中M为原点O与点P间的距离，（p1为有向线段OP与x轴正向的夹角。根据等距投影的原理，M,与「，6（P具有以下关系：r仁舶，其中，k为常数。（P仁（P。根据上述公式，求出球幕上投射点在纹理画面上的纹理位置坐标。木算法实现的软件如图2所示。2.1.2融合算法研究1）对于多台投影机通过多通道投射画面的应用场景，对于每一台投影机，均定义一张与其投射画面大小相等的纯白色纹理画面。2）对所述纯白色纹理画而的像索点亮度进行调整，得到处理后的纹理画而。3）在所述投影机的原纹理图上叠加覆盖所述处理后的纹理画面，得到新的

8、纹理图。4）各台投影机均投射各自新的纹理图，各张所述新的纹理图的融合带进行边缘融合，得到最终投射到球幕上的投影画面。根据步骤1）所述的边缘融合方法，具体为:对于一张所述纯口色纹理画面，该纯口色纹理画面归一化