CN108509173A - 图像展示***及方法、存储介质、处理器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像展示***及方法、存储介质、处理器。其中，该***包括：显示装置，用于展示图像，其中，显示装置由多块LED显示屏组成，多块LED显示屏构成预设三维空间；图像采集装置，位于预设三维空间的外部，用于采集显示装置展示的图像；定位装置，用于获取图像采集装置的当前采集位置；控制装置，与定位装置和显示装置连接，用于依据当前采集装置的采集位置调整显示装置展示的图像，以使得显示装置展示的图像在图像采集装置的当前采集位置下符合透视关系。本发明解决了相关技术中缺少利用CAVE***作为背景墙用于拍摄的解决方案的技术问题。

Description

图像展示***及方法、存储介质、处理器

技术领域

本发明涉及图像拍摄领域，具体而言，涉及一种图像展示***及方法、存储介质、处理器。

背景技术

洞穴状自动虚拟环境(Cave Automatic Virtual Environment，简称CAVE)***可以应用于任何具有沉浸感需求的虚拟仿真应用领域。现有的大部分CAVE***中，虚拟显示空间的墙壁通常由背投影墙组成。而随着技术的发展，如今也出现了由三维液晶显示拼接屏(Liquid Crystal Display，Three Dimensional,简称LCD 3D)或大尺寸LCD屏代替投影显示的技术。

如果利用CAVE***作为背景墙进行拍摄，现有的技术并不能支持该拍摄达到良好的效果：

现有的由背投影墙构成虚拟显示的CAVE***需要在较暗的环境下才能清晰显示，对环境光线要求高。并且背投影墙显示画面的色彩饱和度不高。因此，拍摄出来的画面不仅过暗而且不清晰。

而对于基于LCD 3D拼接屏或基于大尺寸LCD屏的CAVE***，虽然比起背投影墙不需要对环境光线有过高的要求，色彩饱和度也更高，但是长期使用，会造成单元间亮度与色彩衰减不一致，且不可恢复，此外LCD屏间还有物理拼缝，影响拍摄效果。而且现有技术没有涉及利用CAVE***作为背景墙用于图像拍摄领域。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种图像展示***及方法、存储介质、处理器，以至少解决相关技术中缺少利用CAVE***作为背景墙用于拍摄的解决方案的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种图像展示***，包括：显示装置，用于展示图像，其中，显示装置由多块发光二级管(Light Emitting Diode，简称LED)显示屏组成，多块LED显示屏构成预设三维空间；图像采集装置，位于预设三维空间的外部，用于采集显示装置展示的图像；定位装置，用于获取图像采集装置的当前采集位置，其中，该当前采集位置为图像采集装置进行图像采集时所处的位置；控制装置，与定位装置和显示装置连接，用于依据图像采集装置的当前采集位置调整显示装置展示的图像，以使得显示装置展示的图像在图像采集装置的当前采集位置下符合透视关系。

可选地，LED显示屏的数量为四块，四块LED显示屏组成具有两个开口的预设三维空间。

可选地，***还包括：用于渲染LED显示屏上的画面的三维渲染服务器，与多块LED显示屏连接。

可选地，三维渲染服务器的数量与LED显示屏的数量是相同的。

可选地，图像采集装置为摄像机，摄像机机头上设置有至少一个红外标记点，用于对摄像机进行标记。

可选地，定位装置包括：至少一个红外摄像装置，位于预设三维空间的不同位置，用于获取摄像机机头上设置的至少一个红外标记点的位置信息；计算装置，用于根据红外标记点与摄像机的镜头的差值，计算摄像机的镜头在空间坐标系中的坐标信息；通信装置，用于将红外摄像装置获取的红外标记点的位置信息传输至计算装置，以及将计算装置确定的坐标信息传输至控制装置。

可选地，控制装置，还用于将摄像机的镜头的坐标信息发送至三维渲染服务器，以控制预设三维空间展示的图像在摄像机的镜头的坐标信息下符合透视关系。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种图像展示方法，该方法包括：获取图像采集装置的当前采集位置，其中，图像采集装置用于采集显示装置展示的图像，并且，显示装置由构成预设三维空间的多块LED显示屏组成，其中，该当前采集位置为图像采集装置进行图像采集时所处的位置；依据当前采集位置调整显示装置展示的图像，以使得显示装置展示的图像在图像采集装置的当前采集位置下符合透视关系。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行以上的图像展示方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行以上的图像展示方法。

在本发明实施例中，通过采用LED显示屏作为CAVE***的背景墙，并将该***作为背景墙用于图像拍摄，从而实现了虚拟显示空间适用于光线较强的环境，例如，可以应用在明亮的室内环境，甚至室外环境的技术效果，进而解决了相关技术中缺少利用CAVE***作为背景墙用于拍摄的解决方案的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种图像展示***的结构图；

图2是根据本发明实施例的一种CAVE***显示空间的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种图像展示***的定位装置的结构图；

图4是根据本发明实施例的一种图像拍摄***的示意图；

图5是根据本发明实施例的一种可选的图像展示方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了更好地理解本申请实施例，以下将本申请实施例中所涉及的技术术语解释如下：

小间距LED显示屏，是指LED点间距在P2.5以下的室内LED显示屏，主要包括P2.5、P2.0、P1.9、P1.8、P1.5等LED显示产品。随着LED显示屏制造技术的提高，传统LED显示屏的分辨率得到了大幅提升，小间距LED显示屏是一整套***的统称，其中包括LED显示***、高清显示控制***以及散热***等。小间距LED显示屏采用像素级的点控技术，实现对显示屏像素单位的亮度、色彩的还原性与统一性的状态管控。

相关技术中，对于CAVE***，一般基于LCD 3D拼接屏或基于大尺寸LCD屏构建，基于LCD屏的CAVE***，在长期使用时，会造成各个LCD屏间亮度与色彩衰减程度不一致，且不可恢复，此外LCD屏间还有物理拼缝，影响拍摄效果。

针对上述问题，本申请实施例提供了一种利用LED屏构建CAVE***的方案，例如，利用小间距LED显示屏，其中，小间距LED显示屏自体发光，不受环境光线限制，显示画面色彩饱和度高、显示屏间拼接无缝、使用寿命长、可拆卸好运输。将LED显示屏应用于CAVE***中，那么该CAVE***就可作为背景墙应用于图像拍摄，并可得到良好的拍摄效果。为实现上述目的，本申请实施例提供了相应的解决方案，以下详细说明。

根据本发明实施例，提供了一种图像展示***及方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种图像展示***的结构图，如图1所示，该***包括：

显示装置11，用于展示图像，其中，显示装置11由多块LED显示屏组成，多块LED显示屏构成预设三维空间。其中，LED显示屏可以为小间距LED显示屏，采用小间距LED显示屏，显示的画面色彩饱和度高、显示屏间拼接无缝、使用寿命长。

对于上述预设三维空间，其可以表现为由显示屏组成的空间，上述预设三维空间可以根据需要设置为不同的空间形状，该空间形状可以和LED显示屏的数量有关。例如，LED显示屏的数量为四块，四块LED显示屏组成具有两个开口的预设三维空间，如图2所示，第一LED显示屏20、第二LED显示屏22及第三LED显示屏24顺序相连接并垂直于第四LED显示屏26，其中第一LED显示屏20和第三LED显示屏24处于相对位置，并且第一LED显示屏20和第三LED显示屏24都垂直于第二显示屏22。

可选地，图像展示***还可以包括用于渲染LED显示屏上的画面的三维渲染服务器，与多块LED显示屏连接。其中，该三维渲染服务器，用于对图像进行渲染，渲染是指使LED显示屏上显示的图像最终符合三维场景的阶段。渲染的方式包括但不限于：首先，渲染程序获取了需要渲染的范围后，计算我们在场景中添加的每一个光源对物体的影响，在这之后，渲染程序还要根据物体的材质来计算表面的颜色，材质的类型不同，属性不同，纹理不同都会产生各种不同的效果。而且这个结果不是独立存在的，它必须和前面所说的光源结合起来。

其中，三维渲染服务器的数量与LED显示屏的数量可以是相同的，也可以是不同的。对于后者，可以表现为一台三维渲染服务器对应于多个LED显示屏，即三维渲染服务器可以同时对多个LED显示屏所显示的图像进行3D渲染，这样，可以节省硬件成本。但是，如果使用一台渲染服务器同时对多个LED显示屏所展示的图像进行渲染，当渲染服务器出现问题时，相对应的多个LED显示屏上显示画面的效果都会受到影响，因此，采用一台渲染服务器对一个LED显示屏进行渲染的方案(即三维渲染服务器与LED显示屏是一一对应的)，可以确保***运行更加稳定。

对于显示屏所展示图像的来源，其可以来源于***中用于存储图像的设备(即视频源)，与显示装置11相连接，用于将存储的图像输出至显示装置11，比如，上述设备为计算机，即使用计算机存储图像数据，计算机和由LED显示屏构成的CAVE***相连，将存储的图像数据输出至LED显示屏上显示。

可选地，***还包括视频拼接器，视频拼接器与显示装置11相连接，用于将一个完整的图像信号划分成N个视频显示单元的设备，它完成用多个普通视频单元组成一个超大屏幕动态图像显示屏。视频拼接器可以实现多个物理输出组合成一个分辨率叠加后的超高分辨率显示输出，使屏幕墙构成一个超高分辨率、超高亮度、超大显示尺寸的逻辑显示屏，完成多个信号源在屏幕墙上的移动、缩放等各种方式的显示功能。

图像采集装置13，位于预设三维空间的外部，用于采集显示装置11展示的图像。可选地，图像采集装置13可以为摄像机，摄像机的外表面可以设置一个或多个可识别标识，以便于对摄像机进行定位，例如，在摄像机机头上设置有至少一个红外标记点，用于对摄像机进行标记。在上述红外标记点为多个时，可以将利用多个红外标记点确定的多个位置进行综合考虑，例如将位置信息对应的位置坐标取平均值，但不限于此，以保证定位的准确性。

定位装置15，用于获取图像采集装置13的当前采集位置。其中，当前采集位置为图像采集装置13进行图像采集时所处的位置。在一个可选实施例中，定位装置15利用图像采集装置13上设置的可识别标识确定图像采集装置13在采集图像时所处的位置。

可选地，图3是根据本发明实施例的一种定位装置的结构图，如图3所示，定位装置15包括：

至少一个红外摄像装置150，位于预设三维空间的不同位置，用于获取摄像机机头上设置的至少一个红外标记点的位置信息。可选地，红外摄像装置150为多个红外摄像头，红外摄像头具有红外跟踪的性能，多个红外摄像头分别位于三维显示空间的不同角落，利用设置在摄像机机头上的红外标记点，获取红外标记点的位置信息，进而确定图像采集装置13采集图像时的位置。

计算装置152，用于根据红外标记点与摄像机的镜头的差值，计算摄像机的镜头在空间坐标系中的坐标信息。可选地，计算装置152为动捕电脑，动捕电脑为运动捕捉设备，从技术角度来说，运动捕捉的实质就是要测量、跟踪、记录物体在三维空间中的运动轨迹。动捕电脑获取由多个红外摄像头得到的摄像机机头上设置的红外标记点的位置信息，在软件中分别修正红外标记点与镜头的差值，摄像机机头上红外标记点的位置和摄像机镜头位置的距离差值是已知的，通过红外摄像头获取红外标记点的位置坐标信息，利用获取的红外标记点位置坐标和上述已知的差值计算即可得到当前摄像机镜头的位置坐标信息。

通信装置154，用于将红外摄像装置获取的红外标记点的位置信息传输至计算装置152，以及将计算装置152确定的坐标信息传输至控制装置17，通信装置154包括有线通信模块和无线通信模块，其在具体实现时，可以通过但不限于使用网络交换机接入网络。

控制装置17，与定位装置15和显示装置11连接，用于依据图像采集装置13的当前采集位置调整显示装置11展示的图像，以使得显示装置11展示的图像在图像采集装置13的当前采集位置下符合透视关系。世界是一个三维空间，在拍摄图像时，镜头将三维景象投射于二维平面上，使得与镜头距离不同的物体，在二维平面上的大小表现亦不相同，这种相对性大小予人观看而产生远近的感受，称为透视感，如果图像采集装置13在当前位置下拍摄到的图像具有透视感，说明显示装置11展示的图像在图像采集装置13的当前采集位置下符合透视关系。

可选地，控制装置17还用于将摄像机的镜头的坐标信息发送至三维渲染服务器，以控制预设三维空间展示的图像在摄像机的镜头的坐标信息下符合透视关系。可选地，控制装置17为多通道控制服务器，多通道控制服务器根据获取的摄像机镜头的坐标信息，调整LED显示屏上显示的图像以匹配摄相机镜头的当前拍摄位置(例如：摄像机镜头离LED显示屏近，画面就会放大，离LED显示屏远画面就会缩小)，以使得LED显示屏显示的图像在摄像机镜头的当前拍摄位置下符合透视关系。

图4是根据本发明实施例的一种图像拍摄***的示意图，在本实施例中使用了点间距P1.9的LED屏，搭建正面屏为3X4米，左右屏3X4米，地屏为4X4米的四面显示空间，为了分别渲染LED屏上的画面，还需要四台三维渲染服务器。在距离正面平2米的地方，面向正面屏放置一台测试摄像机40，摄像机40使用的是高清摄像机。此外，还有红外跟踪***进行摄像机的空间定位，此***放包含四个红外摄像头42，把它们分布在显示空间的角落，此外***还包括多通道控制服务器、动捕电脑和网络交换机。

图5是根据本发明实施例的一种可选地的图像展示方法的流程图，该方法可以应用于图1-4所示的架构中，但不限于此。如图5所示，该方法包括：

步骤S102，获取图像采集装置的当前采集位置，其中，图像采集装置用于采集显示装置展示的图像，并且，显示装置由构成预设三维空间的多块LED显示屏组成。

可选地，由多块LED显示屏构成预设三维空间。随着显示屏制造技术的提高，出现了小间距LED显示屏，小间距LED显示屏自体发光，不受环境光线限制，显示画面色彩饱和度高、显示屏间拼接无缝、使用寿命长、可拆卸好运输。将小间距LED显示屏应用于CAVE***可作为背景墙应用于图像拍摄，并可得到良好的拍摄效果。将图像输出至LED显示屏上显示，在LED显示屏组成的三维空间外放置一台摄像机，用于拍摄LED显示屏上显示的图像，在摄像机机头上设置有至少一个红外标记点，用于对摄像机进行标记。通过红外摄像头利用设置在摄像机机头上的红外标记点，获取红外标记点的位置信息，然后根据红外标记点与摄像机的镜头的差值，计算摄像机的镜头在空间坐标系中的坐标信息，摄像机机头上红外标记点的位置和摄像机镜头位置的距离差值是已知的，通过红外摄像头获取红外标记点的位置坐标信息，利用获取的红外标记点位置坐标和上述已知的差值计算即可得到当前摄像机镜头的位置坐标信息。

步骤S104，依据当前采集位置调整显示装置展示的图像，以使得显示装置展示的图像在图像采集装置的当前采集位置下符合透视关系。

可选地，多通道控制服务器根据获取的摄像机镜头的坐标信息，调整LED显示屏上显示的图像以匹配摄相机镜头的当前拍摄位置(例如：摄像机镜头离LED显示屏近，画面就会放大，离LED显示屏远画面就会缩小)，以使得LED显示屏显示的图像在摄像机镜头的当前拍摄位置下符合透视关系，从而使得拍摄出的图像具有透视感，所谓透视感是指在拍摄图像时，镜头将三维景象投射于二维平面上，使得与镜头距离不同的物体，在二维平面上的大小表现亦不相同，这种相对性大小予人观看而产生远近的感受。

在本实施例中，动捕设备通过网络交换机获取由四个红外摄像头得到的摄像机的红外标记点位置参数，分别修正红外标记点与摄像机镜头的差值，得到摄相机镜头的当前坐标信息，摄像机镜头的当前坐标信息通过交换机传输给多通道控制服务器。多通道控制服务器把摄像机镜头的当前坐标信息分别匹配到虚拟空间中使用，通过算法的调整把虚拟空间坐标进行匹配，呈现一个完整的三维场景空间。

本发明实施例还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行以上图像展示方法。

上述存储介质用于存储执行以下功能的程序：获取图像采集装置的当前采集位置，其中，图像采集装置用于采集显示装置展示的图像，并且，显示装置由构成预设三维空间的多块LED显示屏组成；依据当前采集位置调整显示装置展示的图像，以使得显示装置展示的图像在图像采集装置的当前采集位置下符合透视关系。

本发明实施例还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，在程序运行时执行以上图像展示方法。

处理器，用于执行实现以下功能的程序：获取图像采集装置的当前采集位置，其中，图像采集装置用于采集显示装置展示的图像，并且，显示装置由构成预设三维空间的多块LED显示屏组成；依据当前采集位置调整显示装置展示的图像，以使得显示装置展示的图像在图像采集装置的当前采集位置下符合透视关系

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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 (10)

1.一种图像展示***，其特征在于，包括：

显示装置，用于展示图像，其中，所述显示装置由多块LED显示屏组成，所述多块LED显示屏构成预设三维空间；

图像采集装置，位于所述预设三维空间的外部，用于采集所述显示装置展示的所述图像；

定位装置，用于获取所述图像采集装置的当前采集位置，其中，该当前采集位置为所述图像采集装置进行图像采集时所处的位置；

控制装置，与所述定位装置和所述显示装置连接，用于依据所述当前采集位置调整所述显示装置展示的所述图像，以使得所述显示装置展示的图像在所述图像采集装置的当前采集位置下符合透视关系。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述LED显示屏的数量为四块，四块LED显示屏组成具有两个开口的所述预设三维空间。

3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：用于渲染所述LED显示屏上的画面的三维渲染服务器，与所述多块LED显示屏连接。

4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述三维渲染服务器的数量与所述LED显示屏的数量是相同的。

5.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述图像采集装置为摄像机，所述摄像机机头上设置有至少一个红外标记点，用于对所述摄像机进行标记。

6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述定位装置包括：

至少一个红外摄像装置，位于所述预设三维空间的不同位置，用于获取所述摄像机机头上设置的所述至少一个红外标记点的位置信息；

计算装置，用于根据所述红外标记点与所述摄像机的镜头的差值，计算所述摄像机的镜头在空间坐标系中的坐标信息；

通信装置，用于将所述红外摄像装置获取的所述红外标记点的位置信息传输至所述计算装置，以及将所述计算装置确定的所述坐标信息传输至所述控制装置。

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述控制装置，与所述渲染服务器连接，还用于将所述摄像机的镜头的坐标信息发送至所述三维渲染服务器，以控制所述预设三维空间展示的所述图像在所述摄像机的镜头的坐标信息下符合透视关系。

8.一种图像展示方法，其特征在于，包括：

获取图像采集装置的当前采集位置，其中，所述图像采集装置用于采集显示装置展示的图像，并且，所述显示装置由构成预设三维空间的多块LED显示屏组成，其中，当前采集位置为所述图像采集装置进行图像采集时所处的位置；

依据所述当前采集位置调整所述显示装置展示的所述图像，以使得所述显示装置展示的图像在所述图像采集装置的当前采集位置下符合透视关系。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求8中所述的图像展示方法。

10.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求8中所述的图像展示方法。