CN102323713A - 便携式360°环幕立体影院*** - Google Patents

Abstract

一种便携式360°环幕立体影院***，包括一台360°环幕全景立体摄像装置和一套环幕立体影院播放***，环幕全景立体摄像和环幕立体影院放映均采用双曲面镜面折反射成像技术，仅采用由两台具有相同参数的360°环幕全景摄像装置构成的全景立体摄像装置和由两个具有相同投影参数的环幕放映单元构成的环幕立体影院播放***以及相关设备就能实现从全景立体拍摄到环幕立体影院放映***；实现全景立体拍摄和环幕全景立体放映的功能。本发明提供一种性价比高、操作简单、能便携轻便实时地拍摄和放映全景立体环幕电影的便携式360°环幕立体影院***。

Description

便携式360°环幕立体影院***

技术领域

本发明属于全方位视觉技术、光学技术、计算机技术在360°环幕全景立体摄像与环幕立体影院方面的应用。

背景技术

目前的360°环幕影院***：主要由360度环幕银幕、环幕放映***、多组投影同步控制***、无缝融合技术和曲面变形处理***、***播放及集成控制***、音响***以及相关的360度特殊影片等几个部分组成，是借助新的科技手段而产生的一种新的电影形式，其特点是电影画面特别大，银幕包围观众厅整整一圈，观众可以站在场地中央随意观看。这种形式的电影是9台摄影机同步全景角拍摄的，再由9台放映放在环形银幕上进行同步放映，形成一个360度的全景式画面。在观看环幕电影时，观众被360 度的画面和多路立体声所包围，从而产生一种身临其境的强烈感受，会不自觉地感到自己就是电影所表现的环境中一员，并随着电影镜头的变化而产生不同的情绪反映。

由于上述360°环幕影院***的环幕电影是用9台摄影机同步全景角拍摄的，需要控制9台摄影机同步拍摄，需要对所拍摄的9个视频流图像做无缝融合和曲面变形处理，同时也要求9台摄影机在拍摄过程中始终保持相同的摄像参数；另一方面，在环形银幕上进行放映时，需要通过多组投影同步控制***来控制9台放映设备，并且要求9台放映设备与9台摄影机保持空间结构上、光学成像和光学投影的一致性、时间上的同步性；上述这些要求决定了360°环幕影院***的拍摄和放映设备的使用维护难度以及价格成本。但是目前360°环幕影院***的环幕电影还不具备立体环幕电影摄像和放映技术，如果要在现有基础上实现，技术会更复杂、实现成本会更高。

立体摄像的基本原理是从两个视点拍摄同一景物，以获取在不同视角下的感知图像，通过三角测量原理计算图像像素间的位置偏差、即视差，来获取景物的三维信息，这一过程与人类视觉的立体感知过程是类似的。

中国发明专利申请号为200710042938.X公开了一种全景立体环摄数码照相机,其步进电机、控制电路、A/D转换器、计算机和与多个如二个照相机镜头配套使用的二条线阵CCD之间电连接或信号连接;控制电路、A/D转换器及步进电机安装在底座内,二个照相机镜头安装在基座上,并以步进电机转轴的轴线为对称中心而分列两侧,二个照相机镜头在一条水平线上；安装在基座上的二条阵CCD与其相对应的照相机镜头在一个焦平面上；基座设置在步进电机的转轴上。该发明合成后的图像为360°全景，该技术由于存在着时间延迟和拍摄死角，要拍摄运动物体或者是在摄像机运动中拍摄景物，采用这种摄像方法就难以实现实时全景立体图像的摄制工作。

随着高清摄像芯片和高清投影仪的不断涌现为单摄像机拍摄360度环幕电影提供了基础，高清摄像芯片的分辨率遵循适合于半导体的莫尔定律，以每年或每两年翻倍地提高，预期在今后的十五年里仍然会保持这个增长趋势；全景折反射成像技术的出现使得环幕电影的拍摄和放映设备更加简单和便携，可大大降低360°环幕影院***以及环幕电影的拍摄装置的成本。更重要的是采用全景折反射成像技术进行环幕电影的拍摄和放映，其装置的结构非常简单，便于携带，这样使得两个相同的拍摄360度环幕电影单全景摄像机组合成一个拍摄360度立体环幕电影成为可能，同时也使得两台放映360度环幕电影设备组合成一个360度立体环幕电影设备成为可能。

发明内容

为了克服已有360°环幕立体影院***的制造成本高、维护安装难、技术要求高、场地要求高、不便于携带、制作立体全景电影和放映立体全景电影困难等不足，本发明提供一种性价比高、操作简单、能便携轻便实时地拍摄全景立体环幕电影的全景立体摄像装置和360°环幕立体影院放映***。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种便携式360°环幕立体影院***，所述的便携式360°环幕立体影院***包括一台360°环幕全景立体摄像装置和一套环幕立体影院放映***，所述的360°环幕全景立体摄像装置包括两台具有相同参数的360°环幕全景摄像装置，分别称为上360°环幕全景摄像装置和下360°环幕全景摄像装置；所述的上360°环幕全景摄像装置包括第一上双曲面镜面、第一上上盖、第一上支撑杆、第一上透明玻璃面、第一上附加镜头框和上高清摄像单元；所述的第一上支撑杆为上粗下细的圆台，所述第一上双曲面镜的开口朝上，所述第一上双曲面镜的开口处安装第一上上盖，所述的第一上双曲面镜面的底部中间开有一个第一上上小孔，所述第一上支撑杆的上端安装在所述第一上上小孔内；所述的第一上透明玻璃面的上部中间开有一个第一上下小孔，所述第一上支撑杆的下端安装在所述第一上下小孔内；所述的第一上附加镜头框的下面与上高清摄像单元连接，所述的第一上透明玻璃面安装在所述第一上附加镜头框上；所述的上高清摄像单元的镜头位置配置在所述的第一上双曲面镜面的虚焦点处；

所述的下360°环幕全景摄像装置包括第一下双曲面镜面、第一下上盖、第一下支撑杆、第一下透明玻璃面、第一下附加镜头框和下高清摄像单元；所述的第一下支撑杆为上细下粗的圆台，所述第一下双曲面镜的开口朝下，所述第一下双曲面镜的开口处安装第一下上盖，所述的第一下双曲面镜面的顶面中间开有一个第一下下小孔，所述第一下支撑杆的下端安装在所述第一下下小孔内，所述的第一下透明玻璃面的底部中间开有一个第一下上小孔，所述第一下支撑杆的上端安装在所述第一下上小孔内，所述的第一附加镜头框的上面与下高清摄像单元连接，所述的第一下透明玻璃面安装在所述的第一附加镜头框的下部；所述的下高清摄像单元的镜头位置配置在所述的第一下双曲面镜面的虚焦点处；所述的上360°环幕全景摄像装置和所述的下360°环幕全景摄像装置进行同步摄像控制；

所述的一套环幕立体影院放映***包括两个具有相同投影参数的环幕放映单元、环幕银幕、计算机和全景图像读取单元，两个具有相同投影参数的环幕放映单元分别称为上环幕放映单元和下环幕放映单元；所述的上环幕放映单元包括第二上双曲面镜面、第二上上盖、第二上支撑杆、第二上透明玻璃面、第二上附加镜头框、上高清投影仪和横向偏振圆筒；所述的第二上支撑杆为上粗下细的圆台，所述第二上双曲面镜的开口朝上，所述第二上双曲面镜的开口处安装第二上上盖，所述的第二上双曲面镜面的底部中间开有一个第二上上小孔，所述第二上支撑杆的上端安装在所述第二上上小孔内；所述的第二上透明玻璃面的上部中间开有一个第二上下小孔，所述第二上支撑杆的下端安装在所述第二上下小孔内；所述的第二上附加镜头框的下面与上高清投影仪连接，所述的第二上透明玻璃面安装在所述第二上附加镜头框上；所述的上高清投影仪的镜头位置配置在所述的第二上双曲面镜面的虚焦点处，所述的横向偏振圆筒的上端安装在所述的第二上上盖上，所述第二上双曲面镜面、第二上支撑杆和第二上透明玻璃面均位于所述横向偏振圆筒内；

    所述的下环幕放映单元包括第二下双曲面镜面、第二下上盖 、第二下支撑杆、第二下透明玻璃面、第二下附加镜头框、下高清投影仪和纵向偏振圆筒；第二下支撑杆为上细下粗的圆台，所述第二下双曲面镜的开口朝下，所述第二下双曲面镜的开口处安装第二下上盖，所述的第二下双曲面镜面的顶面中间开有一个第二下下小孔，所述第二下支撑杆的下端安装在所述第二下下小孔内，所述的第二下透明玻璃面的底部中间开有一个第二上下小孔，所述第二下支撑杆的上端安装在所述第二上下小孔内，所述的第二附加镜头框的上面与下高清投影仪连接，所述的第二下透明玻璃面安装在所述的第二附加镜头框的下部；所述的下高清投影仪的镜头位置配置在所述的第二下双曲面镜面的虚焦点处，所述的下横向偏振圆筒的下端安装在所述的第二上上盖上，所述第二下双曲面镜面、第二下支撑杆和第二下透明玻璃面均位于所述下横向偏振圆筒内；

所述的计算机中的显卡支持双头输出，通过两根视频信号输出连接线与所述的上环幕放映单元中的上高清投影仪和所述的下环幕放映单元中的下高清投影仪分别进行连接；所述的上360°环幕全景摄像装置和所述的下360°环幕全景摄像装置所拍摄的全景视频图像的记录媒体分别放入所述的全景图像读取单元中，所述的计算机分别读取在所述的全景图像读取单元中的记录媒体中所保存的全景视频图像，将所述的上360°环幕全景摄像装置所拍摄的全景视频图像通过所述的上环幕放映单元中的上高清投影仪投射到所述的第二上双曲面镜面上，全景映像经过所述的第二上双曲面镜面的折反射然后经横向偏振圆筒过滤后投射到所述的环幕银幕上；同时将所述的下360°环幕全景摄像装置所拍摄的全景视频图像通过所述的下环幕放映单元中的下高清投影仪投射到所述的第二下双曲面镜面上，全景映像经过所述的第二下双曲面镜面的折反射然后经纵向偏振圆筒2-11过滤后投射到所述的环幕银幕上。

进一步，所述的上360°环幕全景摄像装置中，第一上支撑杆的上端为外螺纹，第一上支撑杆的下端为内螺纹；所述第一上上小孔的直径与第一上支撑杆的外螺纹直径相同，连接时将第一上支撑杆的外螺纹穿入第一双曲面镜面的第一上上小孔中用螺帽将第一上双曲面镜面与第一上支撑杆连接起来；所述的第一下上小孔的直径与第一上支撑杆的内螺纹孔径相同，连接时将第一上支撑杆细的一端垂直于第一上透明玻璃面用螺钉穿过第一上透明玻璃面上的第一下上小孔将第一上支撑杆与第一上透明玻璃面连接起来；所述的第一上附加镜头框的下面有一个与上高清摄像单元镜头前口径相同的外螺纹，通过旋紧螺纹的方式将第一上附加镜头框固定在上高清摄像单元上，所述的第一上透明玻璃面嵌入在所述的第一上附加镜头框内； 

所述的下360°环幕全景摄像装置中，第一下支撑杆的下端为外螺纹，第一下支撑杆的上端为内螺纹；所述的第一下下小孔的直径与第一下支撑杆的外螺纹直径相同，连接时将第一下支撑杆的外螺纹穿入第一双曲面镜面的第一下下小孔中用螺帽将第一下双曲面镜面与第一下支撑杆连接起来；所述的第一上下小孔的直径与第一下支撑杆的内螺纹孔径相同，连接时将第一下支撑杆的上端垂直于第一下透明玻璃面用螺钉穿过第一下透明玻璃面上的第一上下小孔将第一上支撑杆与第一上透明玻璃面连接起来；所述的第一上附加镜头框的上面有一个与下高清摄像单元镜头前口径相同的外螺纹，通过旋紧螺纹的方式将第一上附加镜头框固定在上高清摄像单元上，所述的第一上透明玻璃面嵌入在所述的第一上附加镜头框内。

再进一步，所述的上环幕放映单元中，第二上支撑杆的上端为外螺纹，第二上支撑杆的下端为内螺纹；所述第二上上小孔的直径与第二上支撑杆的外螺纹直径相同，连接时将第二上支撑杆的外螺纹穿入第二双曲面镜面的第二上上小孔中用螺帽将第二上双曲面镜面与第二上支撑杆连接起来；所述的第二下上小孔的直径与第二上支撑杆的内螺纹孔径相同，连接时将第二上支撑杆细的一端垂直于第二上透明玻璃面用螺钉穿过第二上透明玻璃面上的第二下上小孔将第二上支撑杆与第二上透明玻璃面连接起来；所述的第二上附加镜头框的下面有一个与上高清摄像单元镜头前口径相同的外螺纹，通过旋紧螺纹的方式将第二上附加镜头框固定在上高清摄像单元上，所述的第二上透明玻璃面嵌入在所述的第二上附加镜头框内，所述的横向偏振圆筒的上边嵌入到所述的第二上上盖的槽内进行固定；

所述的下环幕放映单元中，第二下支撑杆的下端为外螺纹，第二下支撑杆的上端为内螺纹；所述的第二下下小孔的直径与第二下支撑杆的外螺纹直径相同，连接时将第二下支撑杆的外螺纹穿入第二双曲面镜面的第二下下小孔中用螺帽将第二下双曲面镜面与第二下支撑杆连接起来；所述的第二上下小孔的直径与第二下支撑杆的内螺纹孔径相同，连接时将第二下支撑杆的上端垂直于第二下透明玻璃面用螺钉穿过第二下透明玻璃面上的第二上下小孔将第二上支撑杆与第二上透明玻璃面连接起来；所述的第二上附加镜头框的上面有一个与下高清摄像单元镜头前口径相同的外螺纹，通过旋紧螺纹的方式将第二上附加镜头框固定在上高清摄像单元上，所述的第二上透明玻璃面嵌入在所述的第二上附加镜头框内，所述的纵向偏振圆筒的下边嵌入到所述的第二下上盖的槽内进行固定。

所述的一套环幕立体影院***中，所述的第二上双曲面镜面和第二下双曲面镜面之间的距离与所述的一台360°环幕全景立体摄像装置中的所述的第一上双曲面镜面和第一下双曲面镜面之间的距离相等；所述的一套环幕立体影院***中的所述的第二上双曲面镜面的轴心点和所述的第二下双曲面镜面的轴心点、所述的上高清投影仪的镜头的轴心点和所述的下高清投影仪镜头的轴心点、所述的横向偏振圆筒的轴心线和所述的纵向偏振圆筒的轴心线均在同一轴心线上；所述的一台360°环幕全景立体摄像装置中的所述的第一上双曲面镜面的轴心点和所述的第一下双曲面镜面的轴心点、所述的上高清摄像单元的镜头的轴心点和所述的下高清摄像单元镜头的轴心点在同一轴心线上。

由两个面对面配置的所述的第二上双曲面镜面和所述的第二下双曲面镜面分别通过经横向纵向偏振圆筒和纵向偏振圆筒过滤后将两个画面点对点完全一致地、同步地折反射到所述的环幕银幕上，所述的环幕立体影院***安置在所述的环幕银幕的中心，所述的环幕银幕的高度配置在所述的环幕立体影院***立体投影范围内。

所述的第二上双曲面镜面、所述的第二下双曲面镜面、所述的第一上双曲面镜面和所述的第一下双曲面镜面具有相同的成像参数，双曲面镜面构成的光学***由下面5个等式表示；

当Z>0时                (1)

                                                    (2)

                                                 (3)

             (4)

                                      (5)

式中X、Y、Z表示空间坐标，c表示双曲面镜的焦点，2c表示两个焦点之间的距离，a,b分别是双曲面镜的实轴和虚轴的长度，

表示入射光线在XY平面上的夹角，即方位角，α表示入射光线在XZ平面上的夹角，这里将α大于或等于0时称为俯角，将α小于0时称为仰角，

表示成像平面到双曲面镜的虚焦点的距离，

表示折入射光线与Z轴的夹角；

从公式（1）可知双曲面的形状由参数a、b来确定，这两个参数用双曲线焦点之间距离2c和离心率k进行表达，其相互关系通过公式（6）进行计算；

                           （6） 

对于双曲面镜的设计，镜面的大小和柱状垂直视场范围是双曲面镜面设计重要参数，公式（7）表示了柱状垂直视角α的计算方法，

                           (7) 

这里，Ri表示折反射镜面边缘的半径，h表示双曲面折反射镜面的焦点到反射镜面边缘的垂直距离；

双曲面镜面的离心率k设计必须满足以下3个约束条件，如公式（8）所示；

                （8） 

所述的360°环幕立体全景摄像装置，其拍摄立体全景图像的手段是通过摄像者将所述的360°环幕立体全景摄像装置高举在自己的头上边走边进行拍摄的。

或者是：所述的360°环幕立体全景摄像装置，其拍摄立体全景图像的手段是通过摄像者将所述的360°环幕立体全景摄像装置固定在车辆顶上，车辆边行驶进行拍摄的。

又或者是：所述的360°环幕立体全景摄像装置，其拍摄立体全景图像的手段是通过摄像者将所述的360°环幕立体全景摄像装置悬挂在飞行物上，在飞行过程中进行拍摄的。

所述的环幕银幕由一个环状圆柱型白色柔性织造物制作而成，在播放环幕电影时将环幕银幕放下，平时则可以收纳成一个圆圈；环幕银幕的高度H由公式（7）计算得到的柱状垂直视角α以及环幕银幕的圆柱半径R所决定，如图9所示，计算公式由公式（9）给出，

                  （9） 

式中，

为双曲面镜的柱状垂直视角，R为环幕银幕的圆柱半径，H为环幕银幕的高度；环幕银幕的悬挂高度是由所述的一套环幕立体影院***的立体投影范围确定的。

或者是：所述的环幕银幕是采用喷水装置来实现的，当播放环幕电影时启动喷水装置形成一个环状圆柱型的水环幕银幕，观看者佩戴着立体眼镜在喷水空心圆柱中观看环幕电影或者在水环幕银幕外圈观看全景电影，放映时需要在黑暗的环境下进行。

又或者是：所述的环幕银幕是采用透明塑料薄膜来实现的，当播放环幕电影时将环状圆柱型的透明塑料薄膜的环幕银幕放下，观看者佩戴着立体眼镜在透明塑料薄膜的环幕银幕内观看环幕电影或者在透明塑料薄膜的环幕银幕外圈观看全景电影，放映时需要在黑暗的环境下进行。

本发明的技术构思为：放映全景立体电影时，两台所述的环幕放映单元以上下方式放置，并将两个画面点对点完全一致地、同步地投射在同一个银幕内。在每台所述的环幕放映单元的第二双曲面镜面外圈加一个偏振光圆筒，所述的上第二双曲面镜面外圈加一个横向偏振圆筒，所述的下第二双曲面镜面外圈加一个纵向偏振圆筒，这样银幕就将不同的偏振光反射到观看者的眼睛里，观看者观看全景立体电影时要戴上偏振光眼镜（立体眼镜），如图4所示，这样左右眼就可以各自过滤掉不合偏振方向的画面，只看到相应的偏振光图像，如左眼只能看到所述的上环幕放映单元放映的画面，右眼只能看到所述的下环幕放映单元放映的画面；这些画面经过大脑综合后，就产生了立体视觉；当然也可以采用液晶开关技术和光谱分光技术来实现全景立体电影的播放；

本发明的有益效果主要表现在：1、不需要对所拍摄的全景立体视频流图像做任何无缝融合和曲面变形处理，可以实现全景立体实时拍摄和实时播放的效果；2、拍摄和播放的操作极其简单，携带方便；3、提供了一种全新的360°环幕全景立体摄像装置与环幕立体影院***，成本低廉，对放映场地没有任何高的要求，满足了流动性比较大的环幕立体影院放映，能成为家庭的环幕立体影院；4、提供了一种全新的媒体展示方式，能使得观看者产生一种身临其境的强烈感受，会不自觉地感到自己就是电影所表现的环境中一员。

附图说明

图1为一种360°环幕全景摄像装置的成像原理图；

图2为一种360°环幕全景摄像装置结构图；

图3为一种360°环幕全景立体摄像装置结构图；

图4为环幕立体影院***的构成原理图；

图5为用手进行操作360°环幕全景立体摄像装置的说明图；

图6为在车辆上安置360°环幕全景立体摄像装置拍摄车辆周围全景图像的说明图；

图7为在直升机下面悬挂360°环幕全景立体摄像装置拍摄空中全景图像的说明图；

图8为360°环幕全景立体摄像装置成像的光路图；

图9为环幕立体影院***投影成像的光路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

实施例1

参照图1~图9，一种便携式360°环幕立体影院***，包括一台360°环幕全景立体摄像装置和一套环幕立体影院放映***，所述的360°环幕全景立体摄像装置由两台具有相同参数的360°环幕全景摄像装置以面对面方式用连接板进行连接，如图3所示，在本发明中称为上360°环幕全景摄像装置和下360°环幕全景摄像装置；所述的上360°环幕全景摄像装置，包括第一上双曲面镜面1-2U、第一上上盖1-1U、第一上支撑杆1-3 U、第一上透明玻璃面1-4 U、第一上附加镜头框1-5 U、高清摄像单元1-6 U，如附图2所示；所述的第一上支撑杆1-3 U的外形为上粗下细的圆台，所述第一上双曲面镜1-2U的开口朝上，所述第一上双曲面镜1-2U的开口处安装第一上上盖1-1U，第一上支撑杆1-3 U粗的一端为外螺纹，第一上支撑杆1-3 U细的一端为内螺纹；所述的第一上双曲面镜面1-2 U中间开有一个第一上上小孔，所述第一上上小孔的直径与第一上支撑杆1-3 U的外螺纹直径相同，连接时将第一上支撑杆1-3 U的外螺纹穿入第一上双曲面镜面1-2 U的孔中用螺帽将第一上双曲面镜面1-2 U与第一上支撑杆1-3 U连接起来；所述的第一上透明玻璃面1-4 U中间开有一个第一下上小孔，所述第一下上小孔的直径与第一上支撑杆1-3 U的内螺纹孔径相同，连接时将第一上支撑杆1-3 U细的一端垂直于第一上透明玻璃面1-4 U用螺钉穿过第一上透明玻璃面1-4 U上的小孔将第一上支撑杆1-3 U与第一上透明玻璃面1-4 U连接起来；所述的第一上附加镜头框1-5 U的下面有一个与高清摄像单元1-6 U镜头前口径相同的外螺纹，通过旋紧螺纹的方式将第一上附加镜头框1-5 U稳固的固定在高清摄像单元1-6 U上，所述的第一上透明玻璃面1-4 U嵌入在所述的第一上附加镜头框1-5 U内；所述的高清摄像单元1-6 U的镜头位置配置在所述的第一上双曲面镜面1-2 U的虚焦点处，如图1所示；

所述的下360°环幕全景摄像装置，包括第一下双曲面镜面1-2D、第一下上盖1-1 D、第一下支撑杆1-3 D、第一下透明玻璃面1-4 D、第一下附加镜头框1-5 D、高清摄像单元1-6 D，如附图3所示；所述的第一下支撑杆1-3 D的外形为上细下粗的圆台，所述第一下双曲面镜1-2D的开口朝下，所述第一下双曲面镜1-2D的开口处安装第一下上盖1-1 D，第一下支撑杆1-3 D粗的一端为外螺纹，第一下支撑杆1-3 D细的一端为内螺纹；所述的第一下双曲面镜面1-2 D的顶面中间开有一个第一下下小孔，所述第一下下小孔的直径与第一下支撑杆1-3 D的外螺纹直径相同，连接时将第一下支撑杆1-3 D的外螺纹穿入第一下双曲面镜面1-2 D的孔中用螺帽将第一下双曲面镜面1-2 D与第一下支撑杆1-3 D连接起来；所述的第一下透明玻璃面1-4 D的底部中间开有一个第一上下小孔，所述第一上下孔的直径与第一下支撑杆1-3 D的内螺纹孔径相同，连接时将第一下支撑杆1-3 D细的一端垂直于第一下透明玻璃面1-4 D用螺钉穿过第一下透明玻璃面1-4 D上的小孔将第一下支撑杆1-3 D与第一下透明玻璃面1-4 D连接起来；所述的第一下附加镜头框1-5 D的上面有一个与高清摄像单元1-6 D镜头前口径相同的外螺纹，通过旋紧螺纹的方式将第一下附加镜头框1-5 D稳固的固定在高清摄像单元1-6 D上，所述的第一下透明玻璃面1-4 D嵌入在所述的第一下附加镜头框1-5 D内；所述的高清摄像单元1-6 D的镜头位置配置在所述的第一下双曲面镜面1-2 D的虚焦点处；所述的上360°环幕全景摄像装置和所述的下360°环幕全景摄像装置进行同步摄像控制；

所述的一套环幕立体影院放映***由两个具有相同投影参数的环幕放映单元以面对面方式用连接板进行连接，如图4所示；在本发明中称为上环幕放映单元和下环幕放映单元；所述的上环幕放映单元，包括第二上双曲面镜面2-2U、第二上上盖2-1 U、第二上支撑杆2-3 U、第二上透明玻璃面2-4 U、第二上附加镜头框2-5 U、高清投影仪2-6 U、环幕银幕2-7 、计算机2-8 、全景图像读取单元2-9 、横向偏振圆筒2-10，如附图4所示；所述的第二上支撑杆2-3 U的外形为上粗下细的圆台，，所述第二上双曲面镜2-2U的开口朝上，所述第二上双曲面镜2-2U的开口处安装第二上上盖2-1 U，第二上支撑杆2-3 U粗的一端为外螺纹，第二上支撑杆2-3 U细的一端为内螺纹；所述的第二上双曲面镜面2-2 U中间开有一个第二上上小孔，所述第二上上小孔的直径与第二上支撑杆2-3 U的外螺纹直径相同，连接时将第二上支撑杆2-3 U的外螺纹穿入第二上双曲面镜面2-2 U的孔中用螺帽将第二上双曲面镜面2-2 U与第二上支撑杆2-3 U连接起来；所述的第二上透明玻璃面2-4 U中间开有一个第二下上小孔，所述第二下上小孔的直径与第二上支撑杆2-3 U的内螺纹孔径相同，连接时将第二上支撑杆2-3 U细的一端垂直于第二上透明玻璃面2-4 U用螺钉穿过第二上透明玻璃面2-4 U上的小孔将第二上支撑杆2-3 U与第二上透明玻璃面2-4 U连接起来；所述的第二上附加镜头框2-5 U的下面有一个与高清投影仪2-6 U镜头前口径相同的外螺纹，通过旋紧螺纹的方式将附加镜头框2-5 U稳固的固定在高清投影仪2-6 U上，所述的第二上透明玻璃面2-4 U嵌入在所述的第二上附加镜头框2-5 U内；所述的高清投影仪2-6 U的镜头位置配置在所述的第二上双曲面镜面2-2 U的虚焦点处；所述的横向偏振圆筒2-10的一边嵌入到所述的第二上上盖2-1 U的槽内进行固定；

所述的下环幕放映单元，包括第二下双曲面镜面2-2D、第二下上盖2-1 D 、第二下支撑杆2-3 D、第二下透明玻璃面2-4 D、第二下附加镜头框2-5 D、高清投影仪2-6 D、纵向偏振圆筒2-11，如附图4所示；所述的第二下支撑杆2-3 D的外形为上粗下细的圆台，所述第二下双曲面镜2-2D的开口朝下，所述第二下双曲面镜2-2D的开口处安装第二下上盖2-1 D，第二下支撑杆2-3 D粗的一端为外螺纹，第二下支撑杆2-3 D细的一端为内螺纹；所述的第二下双曲面镜面2-2 D中间开有一个第二下下小孔，所述第二下下小孔的直径与第二下支撑杆2-3 D的外螺纹直径相同，连接时将第二下支撑杆2-3 D的外螺纹穿入第二下双曲面镜面2-2 D的孔中用螺帽将第二下双曲面镜面2-2 D与第二下支撑杆2-3 D连接起来；所述的第二下透明玻璃面2-4 D中间开有一个第二上下小孔，所述第二上下小孔的直径与第二下支撑杆2-3 D的内螺纹孔径相同，连接时将第二下支撑杆2-3 D细的一端垂直于第二下透明玻璃面2-4 D用螺钉穿过第二下透明玻璃面2-4 D上的小孔将第二下支撑杆2-3 D与第二下透明玻璃面2-4 D连接起来；所述的第二下附加镜头框2-5 D的上面有一个与所述的高清投影仪2-6 D镜头前口径相同的外螺纹，通过旋紧螺纹的方式将所述的附加镜头框2-5 D 稳固的固定在所述的高清投影仪2-6 D上，所述的第二下透明玻璃面2-4 D嵌入在所述的第二下附加镜头框2-5 D内；所述的高清投影仪2-6 D的镜头位置配置在所述的第二下双曲面镜面2-2 D的虚焦点处；所述的纵向偏振圆筒2-11的一边嵌入到所述的第二下上盖2-1 D的槽内进行固定；

所述的一套环幕立体影院***中的所述的第二上双曲面镜面2-2 U和第二下双曲面镜面2-2 D之间的距离与所述的一台360°环幕全景立体摄像装置中的所述的第一上双曲面镜面1-2 U和第一下双曲面镜面1-2 D之间的距离相等；所述的一套环幕立体影院***中的所述的第二上双曲面镜面2-2 U的轴心点和所述的第二下双曲面镜面2-2 D的轴心点、所述的上高清投影仪2-6 U的镜头的轴心点和所述的下高清投影仪2-6 D镜头的轴心点、所述的横向偏振圆筒2-10的轴心线和所述的纵向偏振圆筒2-11的轴心线均在同一轴心线上；所述的一台360°环幕全景立体摄像装置中的所述的第一上双曲面镜面1-2 U的轴心点和所述的第一下双曲面镜面1-2 D的轴心点、所述的上高清摄像单元1-6 U的镜头的轴心点和所述的下高清摄像单元1-6 D镜头的轴心点在同一轴心线上；

所述的计算机中的显卡支持双头输出，通过两根视频信号输出连接线与所述的上环幕放映单元中的所述的上高清投影仪2-6U和所述的下环幕放映单元中的所述的下高清投影仪2-6D分别进行连接；所述的360°环幕全景立体摄像装置中的所述的上360°环幕全景摄像装置和所述的下360°环幕全景摄像装置所拍摄的全景视频图像的记录媒体分别放入所述的全景图像读取单元中，所述的计算机通过应用播放软件分别读取在所述的全景图像读取单元中的记录媒体中所保存的全景视频图像，将所述的上360°环幕全景摄像装置所拍摄的全景视频图像通过所述的上环幕放映单元中的上高清投影仪2-6 U投射到所述的第二上双曲面镜面2-2U上，全景映像经过所述的第二上双曲面镜面2-2U的折反射然后经横向偏振圆筒2-10过滤后投射到所述的环幕银幕2-7上；同时将所述的下360°环幕全景摄像装置所拍摄的全景视频图像通过所述的下环幕放映单元中的下高清投影仪2-6 D投射到所述的第二下双曲面镜面2-2D上，全景映像经过所述的第二下双曲面镜面2-2D的折反射然后经纵向偏振圆筒2-11过滤后投射到所述的环幕银幕2-7上；所述的应用播放软件采用MeidaPlayer商用软件；

所述的第二上双曲面镜面2-2U、第二下双曲面镜面2-2D、第一上双曲面镜面1-2U和第一下双曲面镜面1-2D具有相同的成像参数，这样全景成像模型和环幕投影模型都统一到了一个圆柱形模型上，如图3和图4所示；所述的360°环幕全景摄像装置拍摄全景视频图像在所述的高清摄像单元上的光学成像过程是：进入双曲面镜面的中心的光，根据双曲面镜面特性向着其虚焦点折射。实物图像经双曲面镜反射到聚光透镜中成像，在该成像平面上的一个点P (x,y)对应着实物在空间上的一个点的坐标A(X,Y,Z)，其成像光路图如图1所示；

图1中的2－双曲面镜面，12－入射光线，13－双曲面镜的实焦点Om (0,0,c)，14－双曲面镜的虚焦点即高清摄像单元6的中心Oc (0,0,-c)，15－反射光线，16－成像平面，17－实物图像的空间坐标A(X,Y,Z)，18－入射到双曲面镜面上的图像的空间坐标，19－反射在成像平面上的点P (x,y)。

图1中所示的双曲面镜面构成的光学***可以由下面5个等式表示；

当Z>0时                (1)

                                  (2)

                               (3)

 (4)

                      (5)

式中X、Y、Z表示空间坐标，c表示双曲面镜的焦点，2c表示两个焦点之间的距离，a,b分别是双曲面镜的实轴和虚轴的长度，

表示入射光线在XY平面上的夹角，即方位角，α表示入射光线在XZ平面上的夹角，这里将α大于或等于0时称为俯角，将α小于0时称为仰角，表示成像平面到双曲面镜的虚焦点的距离，表示折入射光线与Z轴的夹角；

从公式（1）可知双曲面的形状可以由参数a、b来确定，这两个参数也可以用双曲线焦点之间距离2c和离心率k进行表达，其相互关系通过公式（6）进行计算；

（6）

对于双曲面镜的设计，镜面的大小和柱状垂直视场范围是必须考虑的设计参数，公式（7）表示了柱状垂直视角α的计算方法，

                                                           

(7)

这里，Ri表示折反射镜面边缘的半径，h表示双曲面折反射镜面的焦点到反射镜面边缘的垂直距离；

双曲面镜面的离心率k设计必须满足以下3个约束条件，如公式（8）所示；

（8）

所述的一套环幕立体影院***在所述的环幕银幕上的光学投影成像过程是：所述的计算机通过全景图像读取单元读取全景立体视频数据，通过播放软件将全景立体视频图像通过两路视频线分别传输给所述的上环幕放映单元和所述的下环幕放映单元，所述的上环幕放映单元中的所述的上高清投影仪2-6U将全景图像投射到所述的第二上双曲面镜面2-2U上，然后通过所述的第二上双曲面镜面2-2U折反射并透过横向偏振圆筒2-10投影到所述的环幕银幕2-7上；所述的下环幕放映单元中的所述的下高清投影仪2-6D将全景图像投射到所述的第二下双曲面镜面2-2D上，然后通过所述的第二下双曲面镜面2-2D折反射并透过纵向偏振圆筒2-11投影到所述的环幕银幕2-7上；由于所述的第二上双曲面镜面2-2U、第二下双曲面镜面2-2D、第一上双曲面镜面1-2U和第一下双曲面镜面1-2D具有相同的成像参数，全景立体成像模型是一个圆柱形模型，环幕的形状也是一个圆柱形的，因此这个光学立体投影成像过程正好是所述的360°环幕全景立体摄像装置拍摄全景立体视频图像在所述的上360°环幕全景摄像装置和所述的下360°环幕全景摄像装置上的光学立体成像过程的逆过程，如图9所示；全景立体电影的观众需要使用偏振眼镜来观看，镜片的偏振方向是互相垂直，每只眼睛都只能看到对应的画面，这样双眼看到不同的内容在头脑中就会形成立体的影像；

所述的360°环幕全景立体摄像装置，其拍摄全景立体图像的手段是通过摄像者将360°环幕全景立体摄像装置高举在自己的头上边走边进行拍摄的，如图5所示；这种拍摄方法所得到的全景立体视频图像通过所述的环幕立体影院***播放效果是犹如观看者身临其境观看效果；

所述的环幕银幕由一个环状圆柱型白色柔性织造物制作而成，在播放环幕立体电影时将环幕银幕放下，平时则可以收纳成一个圆圈以便于携带；环幕银幕的高度H由公式（7）计算得到的柱状垂直视角α以及环幕银幕的圆柱半径R所决定，如图9所示，计算公式由公式（9）给出，

（9）

式中，

为双曲面镜的柱状垂直视角，R为环幕银幕的圆柱半径，H为环幕银幕的高度；环幕银幕的悬挂高度是由所述的一套环幕影院***投影最大仰角确定的。

实施例2

参照图1~图9，其余与实施方法1相同，所不同的是全景立体视频图像的拍摄方法，通过摄像者将360°环幕全景立体摄像装置固定在车辆顶上，车辆边行驶进行拍摄的，如图6所示；这种拍摄方法所得到的全景立体视频图像通过所述的环幕立体影院***播放效果是犹如观看者自己乘坐在车辆上对周边环境中的体验。

实施例3

参照图1~图9，其余与实施方法1相同，所不同的是全景立体视频图像的拍摄方法，该方法是通过摄像者将360°环幕全景立体摄像装置悬挂在飞行物上，在飞行过程中进行拍摄的，如图7所示；这种拍摄方法所得到的全景立体视频图像通过所述的环幕立体影院***播放效果是犹如观看者自己如飞鸟一般身临空中环境中的体验。

实施例4

参照图1~图9，其余与实施方法1相同，所不同的是环幕银幕是采用喷水装置来实现的，当播放环幕立体电影时启动喷水装置形成一个环状圆柱型的水环幕银幕，观看者佩戴着立体眼镜可以在喷水空心圆柱中观看环幕立体电影，同时也可以在水环幕银幕外圈观看全景立体电影，放映时需要在类似于黑夜的环境下关闭周围的光源以保证投影效果。

实施例5

参照图1~图9，其余与实施方法1相同，所不同的是环幕银幕是采用透明塑料薄膜来实现的，当播放环幕立体电影时将环状圆柱型的透明塑料薄膜的环幕银幕放下，观看者佩戴着立体眼镜可以在透明塑料薄膜的环幕银幕内观看环幕立体电影，同时也可以在透明塑料薄膜的环幕银幕外圈观看全景立体电影，放映时需要在类似于黑夜的环境下关闭周围的光源以保证投影效果。

Claims (10)

1.一种便携式360°环幕立体影院***，其特征在于：所述的便携式360°环幕立体影院***包括一台360°环幕全景立体摄像装置和一套环幕立体影院放映***，所述的360°环幕全景立体摄像装置包括两台具有相同参数的360°环幕全景摄像装置，分别称为上360°环幕全景摄像装置和下360°环幕全景摄像装置；所述的上360°环幕全景摄像装置包括第一上双曲面镜面、第一上上盖、第一上支撑杆、第一上透明玻璃面、第一上附加镜头框和上高清摄像单元；所述的第一上支撑杆为上粗下细的圆台，所述第一上双曲面镜的开口朝上，所述第一上双曲面镜的开口处安装第一上上盖，所述的第一上双曲面镜面的底部中间开有一个第一上上小孔，所述第一上支撑杆的上端安装在所述第一上上小孔内；所述的第一上透明玻璃面的上部中间开有一个第一上下小孔，所述第一上支撑杆的下端安装在所述第一上下小孔内；所述的第一上附加镜头框的下面与上高清摄像单元连接，所述的第一上透明玻璃面安装在所述第一上附加镜头框上；所述的上高清摄像单元的镜头位置配置在所述的第一上双曲面镜面的虚焦点处；

所述的下360°环幕全景摄像装置包括第一下双曲面镜面、第一下上盖、第一下支撑杆、第一下透明玻璃面、第一下附加镜头框和下高清摄像单元；所述的第一下支撑杆为上细下粗的圆台，所述第一下双曲面镜的开口朝下，所述第一下双曲面镜的开口处安装第一下上盖，所述的第一下双曲面镜面的顶面中间开有一个第一下下小孔，所述第一下支撑杆的下端安装在所述第一下下小孔内，所述的第一下透明玻璃面的底部中间开有一个第一下上小孔，所述第一下支撑杆的上端安装在所述第一下上小孔内，所述的第一附加镜头框的上面与下高清摄像单元连接，所述的第一下透明玻璃面安装在所述的第一附加镜头框的下部；所述的下高清摄像单元的镜头位置配置在所述的第一下双曲面镜面的虚焦点处；所述的上360°环幕全景摄像装置和所述的下360°环幕全景摄像装置进行同步摄像控制；

所述的一套环幕立体影院放映***包括两个具有相同投影参数的环幕放映单元、环幕银幕、计算机和全景图像读取单元，两个具有相同投影参数的环幕放映单元分别称为上环幕放映单元和下环幕放映单元；所述的上环幕放映单元包括第二上双曲面镜面、第二上上盖、第二上支撑杆、第二上透明玻璃面、第二上附加镜头框、上高清投影仪和横向偏振圆筒；所述的第二上支撑杆为上粗下细的圆台，所述第二上双曲面镜的开口朝上，所述第二上双曲面镜的开口处安装第二上上盖，所述的第二上双曲面镜面的底部中间开有一个第二上上小孔，所述第二上支撑杆的上端安装在所述第二上上小孔内；所述的第二上透明玻璃面的上部中间开有一个第二上下小孔，所述第二上支撑杆的下端安装在所述第二上下小孔内；所述的第二上附加镜头框的下面与上高清投影仪连接，所述的第二上透明玻璃面安装在所述第二上附加镜头框上；所述的上高清投影仪的镜头位置配置在所述的第二上双曲面镜面的虚焦点处，所述的横向偏振圆筒的上端安装在所述的第二上上盖上，所述第二上双曲面镜面、第二上支撑杆和第二上透明玻璃面均位于所述横向偏振圆筒内；

    所述的下环幕放映单元包括第二下双曲面镜面、第二下上盖 、第二下支撑杆、第二下透明玻璃面、第二下附加镜头框、下高清投影仪和纵向偏振圆筒；第二下支撑杆为上细下粗的圆台，所述第二下双曲面镜的开口朝下，所述第二下双曲面镜的开口处安装第二下上盖，所述的第二下双曲面镜面的顶面中间开有一个第二下下小孔，所述第二下支撑杆的下端安装在所述第二下下小孔内，所述的第二下透明玻璃面的底部中间开有一个第二上下小孔，所述第二下支撑杆的上端安装在所述第二上下小孔内，所述的第二附加镜头框的上面与下高清投影仪连接，所述的第二下透明玻璃面安装在所述的第二附加镜头框的下部；所述的下高清投影仪的镜头位置配置在所述的第二下双曲面镜面的虚焦点处，所述的纵向偏振圆筒的下端安装在所述的第二上上盖上，所述第二下双曲面镜面、第二下支撑杆和第二下透明玻璃面均位于所述纵向偏振圆筒内；

所述的计算机中的显卡支持双头输出，通过两根视频信号输出连接线与所述的上环幕放映单元中的上高清投影仪和所述的下环幕放映单元中的下高清投影仪分别进行连接；所述的上360°环幕全景摄像装置和所述的下360°环幕全景摄像装置所拍摄的全景视频图像的记录媒体分别放入所述的全景图像读取单元中，所述的计算机分别读取在所述的全景图像读取单元中的记录媒体中所保存的全景视频图像，将所述的上360°环幕全景摄像装置所拍摄的全景视频图像通过所述的上环幕放映单元中的上高清投影仪投射到所述的第二上双曲面镜面上，全景映像经过所述的第二上双曲面镜面的折反射然后经横向偏振圆筒过滤后投射到所述的环幕银幕上；同时将所述的下360°环幕全景摄像装置所拍摄的全景视频图像通过所述的下环幕放映单元中的下高清投影仪投射到所述的第二下双曲面镜面上，全景映像经过所述的第二下双曲面镜面的折反射然后经纵向偏振圆筒过滤后投射到所述的环幕银幕上。

2.如权利要求1所述的便携式360°环幕立体影院***，其特征在于：所述的上360°环幕全景摄像装置中，第一上支撑杆的上端为外螺纹，第一上支撑杆的下端为内螺纹；所述第一上上小孔的直径与第一上支撑杆的外螺纹直径相同，连接时将第一上支撑杆的外螺纹穿入第一双曲面镜面的第一上上小孔中用螺帽将第一上双曲面镜面与第一上支撑杆连接起来；所述的第一下上小孔的直径与第一上支撑杆的内螺纹孔径相同，连接时将第一上支撑杆细的一端垂直于第一上透明玻璃面用螺钉穿过第一上透明玻璃面上的第一下上小孔将第一上支撑杆与第一上透明玻璃面连接起来；所述的第一上附加镜头框的下面有一个与上高清摄像单元镜头前口径相同的外螺纹，通过旋紧螺纹的方式将第一上附加镜头框固定在上高清摄像单元上，所述的第一上透明玻璃面嵌入在所述的第一上附加镜头框内； 

所述的下360°环幕全景摄像装置中，第一下支撑杆的下端为外螺纹，第一下支撑杆的上端为内螺纹；所述的第一下下小孔的直径与第一下支撑杆的外螺纹直径相同，连接时将第一下支撑杆的外螺纹穿入第一双曲面镜面的第一下下小孔中用螺帽将第一下双曲面镜面与第一下支撑杆连接起来；所述的第一上下小孔的直径与第一下支撑杆的内螺纹孔径相同，连接时将第一下支撑杆的上端垂直于第一下透明玻璃面用螺钉穿过第一下透明玻璃面上的第一上下小孔将第一上支撑杆与第一上透明玻璃面连接起来；所述的第一上附加镜头框的上面有一个与下高清摄像单元镜头前口径相同的外螺纹，通过旋紧螺纹的方式将第一上附加镜头框固定在上高清摄像单元上，所述的第一上透明玻璃面嵌入在所述的第一上附加镜头框内。

3.如权利要求1所述的便携式360°环幕立体影院***，其特征在于：所述的上环幕放映单元中，第二上支撑杆的上端为外螺纹，第二上支撑杆的下端为内螺纹；所述第二上上小孔的直径与第二上支撑杆的外螺纹直径相同，连接时将第二上支撑杆的外螺纹穿入第二双曲面镜面的第二上上小孔中用螺帽将第二上双曲面镜面与第二上支撑杆连接起来；所述的第二下上小孔的直径与第二上支撑杆的内螺纹孔径相同，连接时将第二上支撑杆细的一端垂直于第二上透明玻璃面用螺钉穿过第二上透明玻璃面上的第二下上小孔将第二上支撑杆与第二上透明玻璃面连接起来；所述的第二上附加镜头框的下面有一个与上高清摄像单元镜头前口径相同的外螺纹，通过旋紧螺纹的方式将第二上附加镜头框固定在上高清摄像单元上，所述的第二上透明玻璃面嵌入在所述的第二上附加镜头框内，所述的横向偏振圆筒的上边嵌入到所述的第二上上盖的槽内进行固定；

所述的下环幕放映单元中，第二下支撑杆的下端为外螺纹，第二下支撑杆的上端为内螺纹；所述的第二下下小孔的直径与第二下支撑杆的外螺纹直径相同，连接时将第二下支撑杆的外螺纹穿入第二双曲面镜面的第二下下小孔中用螺帽将第二下双曲面镜面与第二下支撑杆连接起来；所述的第二上下小孔的直径与第二下支撑杆的内螺纹孔径相同，连接时将第二下支撑杆的上端垂直于第二下透明玻璃面用螺钉穿过第二下透明玻璃面上的第二上下小孔将第二上支撑杆与第二上透明玻璃面连接起来；所述的第二上附加镜头框的上面有一个与下高清摄像单元镜头前口径相同的外螺纹，通过旋紧螺纹的方式将第二上附加镜头框固定在上高清摄像单元上，所述的第二上透明玻璃面嵌入在所述的第二上附加镜头框内，所述的纵向偏振圆筒的下边嵌入到所述的第二下上盖的槽内进行固定。

4.如权利要求1~3之一所述的便携式360°环幕立体影院***，其特征在于：所述的一套环幕立体影院***中，所述的第二上双曲面镜面和第二下双曲面镜面之间的距离与所述的一台360°环幕全景立体摄像装置中的所述的第一上双曲面镜面和第一下双曲面镜面之间的距离相等；所述的一套环幕立体影院***中的所述的第二上双曲面镜面的轴心点和所述的第二下双曲面镜面的轴心点、所述的上高清投影仪的镜头的轴心点和所述的下高清投影仪镜头的轴心点、所述的横向偏振圆筒的轴心线和所述的纵向偏振圆筒的轴心线均在同一轴心线上；所述的一台360°环幕全景立体摄像装置中的所述的第一上双曲面镜面的轴心点和所述的第一下双曲面镜面的轴心点、所述的上高清摄像单元的镜头的轴心点和所述的下高清摄像单元镜头的轴心点在同一轴心线上。

5.如权利要求1~3之一所述的便携式360°环幕立体影院***，其特征在于：由两个面对面配置的所述的第二上双曲面镜面和所述的第二下双曲面镜面分别通过经上横向纵向偏振圆筒和纵向偏振圆筒过滤后将两个画面点对点完全一致地、同步地折反射到所述的环幕银幕上，所述的环幕立体影院***安置在所述的环幕银幕的中心，所述的环幕银幕的高度配置在所述的环幕立体影院***立体投影范围内。

6.如权利要求1~3之一所述的便携式360°环幕立体影院***，其特征在于：所述的第二上双曲面镜面、所述的第二下双曲面镜面、所述的第一上双曲面镜面和所述的第一下双曲面镜面具有相同的成像参数，双曲面镜面构成的光学***由下面5个等式表示；

当Z>0时                (1)

                                                     (2)

                                                 (3)

             (4)

                                      (5) 

式中X、Y、Z表示空间坐标，c表示双曲面镜的焦点，2c表示两个焦点之间的距离，a,b分别是双曲面镜的实轴和虚轴的长度，

表示入射光线在XY平面上的夹角，即方位角，α表示入射光线在XZ平面上的夹角，这里将α大于或等于0时称为俯角，将α小于0时称为仰角，

表示成像平面到双曲面镜的虚焦点的距离，

表示折入射光线与Z轴的夹角；

从公式（1）可知双曲面的形状由参数a、b来确定，这两个参数用双曲线焦点之间距离2c和离心率k进行表达，其相互关系通过公式（6）进行计算；

                             （6）

对于双曲面镜的设计，镜面的大小和柱状垂直视场范围是双曲面镜面设计重要参数，公式（7）表示了柱状垂直视角α的计算方法，

                             (7)

这里，Ri表示折反射镜面边缘的半径，h表示双曲面折反射镜面的焦点到反射镜面边缘的垂直距离；

双曲面镜面的离心率k设计必须满足以下3个约束条件，如公式（8）所示；

                    （8）。

7.如权利要求1~3之一所述的便携式360°环幕立体影院***，其特征在于：所述的360°环幕全景立体摄像装置，其拍摄全景立体视频图像的手段是通过摄像者将所述的360°环幕全景立体摄像装置高举在自己的头上边走边进行拍摄的。

8.如权利要求1~3之一所述的便携式360°环幕立体影院***，其特征在于：所述的360°环幕全景立体摄像装置，其拍摄全景立体视频图像的手段是通过摄像者将所述的360°环幕全景摄像装置固定在车辆顶上，车辆边行驶进行拍摄的。

9.如权利要求1~3之一所述的便携式360°环幕立体影院***，其特征在于：所述的360°环幕全景立体摄像装置，其拍摄全景立体视频图像的手段是通过摄像者将所述的360°环幕全景立体摄像装置悬挂在飞行物上，在飞行过程中进行拍摄的。

10.如权利要求6所述的便携式360°环幕立体影院***，其特征在于：所述的环幕银幕由一个环状圆柱型白色柔性织造物制作而成，在播放环幕立体电影时将环幕银幕放下，平时则可以收纳成一个圆圈；环幕银幕的高度H由公式（7）计算得到的柱状垂直视角α以及环幕银幕的圆柱半径R所决定，如图9所示，计算公式由公式（9）给出，

                        （9） 

式中，

为双曲面镜的柱状垂直视角，R为环幕银幕的圆柱半径，H为环幕银幕的高度；环幕银幕的悬挂高度是由所述的一套环幕立体影院***的全景立体成像范围确定的。

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