CN110163941A - 一种用于led曲面体的图像处理装置及图像处理方法 - Google Patents

一种用于led曲面体的图像处理装置及图像处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于LED曲面体的图像处理装置及图像处理方法，属于图像处理技术领域，该装置包括三维软件模拟模块、区域编码图模块、曲面屏幕模块、模拟摄像机模块和渲染图像模块，该方法基于3Ds Max摄像机原理及图像处理技术，使图像展开与变形以适应不同曲面造型LED屏幕，将正常的视频画面转换为与LED曲面体相匹配的画面，满足曲面屏的播放要求，形成正确的视觉感受。本发明操作简单，方便模拟，且应用广泛，画面质量以及清晰度高，细节表现完美。

Description

一种用于LED曲面体的图像处理装置及图像处理方法
技术领域
本发明涉及一种图像处理装置及图像处理方法，特别是涉及一种用于LED曲面体的图像处理装置及图像处理方法，属于图像处理技术领域。
背景技术
LED曲面屏幕是现在显示屏市场上新研发的产品，市场上还没有成熟的图像处理技术与转换软件，正常的视频不能满足曲面屏的播放要求，会产生变形、旋涡等一系列的画面变形，视觉效果差，不能达到较好的感观效果。
现在需要一种LED曲面体图像处理方法，可以将正常的视频画面转换为与LED曲面体相匹配的画面，满足曲面屏的播放要求，形成正确的视觉感受。
发明内容
本发明的主要目的是为了提供一种用于LED曲面体的图像处理装置及图像处理方法，克服正常播放视频不能满足LED曲面屏幕的问题，提供一种画面转化简单、画面效果好的基于三维成像软件的LED曲面体图像处理方法。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种用于LED曲面体的图像处理装置，包括：
三维软件模拟模块，用于根据真实的曲面造型CAD尺寸，利用三维软件等比例建模，模拟真实屏幕大小；
区域编码图模块，用于将LED屏幕映射出的曲面进行区域划分，绘制等比例的区域编码图；
曲面屏幕模块，用于利用三维软件贴图技术将编码图覆盖到等比例的曲面模型上，给三维模型添加合适的坐标类型，调整编码图在模型上的位置，最终将编码图与曲面体完美贴合；
模拟摄像机模块，用于利用三维软件创建创建模拟摄像机，将相机置于曲面体中心位置；
渲染图像模块，用于利用曲面映射原理，将屏幕上的曲面内容输出为符合曲面屏幕播放的展开的画面，最终输出画面大小与曲面屏幕的实际像素大小相适应，图像类型为符合曲面屏幕播放的展开画面的类型。
优选的，所述编码图按照经纬度等分以及标上序号，用于对位和检测位置。
优选的，所述编码图为二维图，所述曲面屏幕模块将所述编码图包裹在一个立体的曲面空间上，所述编码图的显示与曲面造型相符。
优选的，所述编码图包裹立体曲面的方法包括：
使用顶点的法向量来生成纹理坐标，所述法向量为垂直于平面的向量，叫做该平面的法向量；
或，使用顶点的位置向量来生成纹理坐标。
优选的，所述坐标类型包括球形坐标方式和展UV贴图的方式，所述球形坐标方式用于添加在球幕模型上，所述展UV贴图的方式用于添加在不规则模型上。
优选的，所述模拟摄像机的相机类型选择与曲面造型统一，如球形屏幕选择球形的相机类型，相机的视场角选择180度，橄榄形屏幕选择鱼眼的相机类型。
优选的，所述渲染图像模块渲染其他正常视频或者图片时，将所述编码图替换为其他正常视频或者图片，贴图位置不需要改变。
优选的，所述LED曲面体包含整穹(球)、整半穹(球)、大于 1/2或小于1/2半穹(球)、碗形、椭圆形和橄榄形等双曲面造型。
一种用于LED曲面体的图像处理方法，其特征在于：是基于3Ds max软件，使用三维建模、三维贴图、三维摄像机以及三维渲染进行源图像及视频处理，包括以下步骤：
步骤1、使用三维软件模拟模块模拟真实屏幕大小，创建曲面造型；
步骤2、然后使用区域编码图模块将LED屏幕映射出的曲面进行区域划分，绘制等比例的区域编码图；
步骤3、然后使用曲面屏幕模块将区域编码图覆盖至曲面屏幕；
步骤4、然后利用模拟摄像机模块，创建模拟摄像机，将相机置于曲面体中心位置；
步骤5、然后根据曲面映射原理，使用渲染图像模块将屏幕上的曲面内容输出为符合曲面屏幕播放的展开的画面。
优选的，所述源图像及视频包括拍摄视频、三维制作视频和各种格式的图片。
本发明的有益技术效果：按照本发明的用于LED曲面体的图像处理装置及图像处理方法，本发明提供的用于LED曲面体的图像处理装置及图像处理方法，基于3Ds Max摄像机原理及图像处理技术，使用图像展开与变形，以适应不同曲面造型LED屏幕，不同LED曲面体模拟画面具有真实性，操作简单，方便模拟，可以还原真实大小；开发周期短，开发成本低；而且应用广泛，任何源视频形式，包括拍摄视频、三维制作视频、图片形式等都可以应用到不同造型的曲面LED屏幕；同时画面质量高，高清晰度的全屏场景，可以令细节表现完美。
附图说明
图1为按照本发明的用于LED曲面体的图像处理装置及图像处理方法的步骤1中的曲面造型示意图；
图2为按照本发明的用于LED曲面体的图像处理装置及图像处理方法的步骤1中的曲面造型示意图；
图3为按照本发明的用于LED曲面体的图像处理装置及图像处理方法的步骤2中的区域编码图示意图；
图4为按照本发明的用于LED曲面体的图像处理装置及图像处理方法的步骤3中的将区域编码图覆盖至曲面屏幕上的示意图；
图5为按照本发明的用于LED曲面体的图像处理装置及图像处理方法的步骤4中的将模拟摄像机置于曲面体中心位置的示意图；
图6为按照本发明的用于LED曲面体的图像处理装置及图像处理方法的步骤5中将图像渲染后的效果示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1-图6所示，本实施例提供的一种用于LED曲面体的图像处理装置，包括：
三维软件模拟模块，用于根据真实的曲面造型CAD尺寸，利用三维软件等比例建模，模拟真实屏幕大小；
区域编码图模块，用于将LED屏幕映射出的曲面进行区域划分，绘制等比例的区域编码图；
曲面屏幕模块，用于利用三维软件贴图技术将编码图覆盖到等比例的曲面模型上，给三维模型添加合适的坐标类型，调整编码图在模型上的位置，最终将编码图与曲面体完美贴合；
模拟摄像机模块，用于利用三维软件创建创建模拟摄像机，将相机置于曲面体中心位置；
渲染图像模块，用于利用曲面映射原理，将屏幕上的曲面内容输出为符合曲面屏幕播放的展开的画面，最终输出画面大小与曲面屏幕的实际像素大小相适应，图像类型为符合曲面屏幕播放的展开画面的类型。
在本实施例中，如图图3所示，编码图按照经纬度等分以及标上序号，用于对位和检测位置，编码图为二维图，曲面屏幕模块将编码图包裹在一个立体的曲面空间上，编码图的显示与曲面造型相符，编码图包裹立体曲面的方法包括：
使用顶点的法向量来生成纹理坐标，法向量为垂直于平面的向量，叫做该平面的法向量；
或，使用顶点的位置向量来生成纹理坐标。
在本实施例中，如图4所示，坐标类型包括球形坐标方式和展 UV贴图的方式，球形坐标方式用于添加在球幕模型上，展UV贴图的方式用于添加在不规则模型上。
在本实施例中，如图5所示，模拟摄像机的相机类型选择与曲面造型统一，如球形屏幕选择球形的相机类型，相机的视场角选择180 度，橄榄形屏幕选择鱼眼的相机类型。
在本实施例中，如图6所示，渲染图像模块渲染其他正常视频或者图片时，将编码图替换为其他正常视频或者图片，贴图位置不需要改变。
在本实施例中，如图1-图6所示，LED曲面体包含整穹(球)、整半穹(球)、大于1/2或小于1/2半穹(球)、碗形、椭圆形和橄榄形等双曲面造型。
在本实施例中，如图1-图6所示，一种用于LED曲面体的图像处理方法，是基于3Dsmax软件，使用三维建模、三维贴图、三维摄像机以及三维渲染进行源图像及视频处理，包括以下步骤：
步骤1、使用三维软件模拟模块模拟真实屏幕大小，创建曲面造型；
步骤2、然后使用区域编码图模块将LED屏幕映射出的曲面进行区域划分，绘制等比例的区域编码图；
步骤3、然后使用曲面屏幕模块将区域编码图覆盖至曲面屏幕；
步骤4、然后利用模拟摄像机模块，创建模拟摄像机，将相机置于曲面体中心位置；
步骤5、然后根据曲面映射原理，使用渲染图像模块将屏幕上的曲面内容输出为符合曲面屏幕播放的展开的画面。
在本实施例中，如图1-图6所示，源图像及视频包括拍摄视频、三维制作视频和各种格式的图片。
在本实施例中，如图1-图6中，用于LED曲面体的图像处理方法的工作过程如下：根据真实的曲面造型CAD尺寸，利用三维软件等比例建模，模拟真实屏幕大小然后将LED屏幕映射出的曲面进行区域划分，绘制等比例的区域编码图，将编码图按照经纬度等分，标上序号，方便对位和检测位置，然后利用三维软件贴图技术将编码图覆盖到等比例的曲面模型上，给三维模型添加合适的坐标类型，如球幕模型添加球形坐标方式，不规则模型则采用展UV贴图的方式，调整编码图在模型上的位置，最终将编码图与曲面体完美贴合，因为编码图是二维的，而观众是身处LED曲面空间中，看到的不是一个二维平面，因此要将编码图包裹在一个立体的曲面空间，实现曲面纹理包裹有两种方法，一种是使用顶点的法向量来生成纹理坐标，另一个是使用顶点的位置向量来生成纹理坐标。从而保证编码图的显示与曲面造型相符，然后利用三维软件创建模拟摄像机，将相机置于曲面体中心位置，相机类型选择与曲面造型统一，如球形屏幕选择球形的相机类型，相机的视场角选择180度，橄榄形屏幕选择鱼眼的相机类型，再利用曲面映射原理，将屏幕上的曲面内容输出为符合曲面屏幕播放的展开的画面，最终输出画面大小与曲面屏幕的实际像素大小相适应，以便在LED曲面屏幕上点对点完美播放,图像类型为符合曲面屏幕播放的展开画面的类型。
综上所述，在本实施例中，按照本实施例的用于LED曲面体的图像处理装置及图像处理方法，本实施例提供的用于LED曲面体的图像处理装置及图像处理方法，基于3Ds Max摄像机原理及图像处理技术，使用图像展开与变形，以适应不同曲面造型LED屏幕，不同LED曲面体模拟画面具有真实性，操作简单，方便模拟，可以还原真实大小；开发周期短，开发成本低；而且应用广泛，任何源视频形式，包括拍摄视频、三维制作视频、图片形式等都可以应用到不同造型的曲面LED屏幕；同时画面质量高，高清晰度的全屏场景，可以令细节表现完美。
以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于LED曲面体的图像处理装置，其特征在于：所述图像处理装置包括：
三维软件模拟模块，用于根据真实的曲面造型CAD尺寸，利用三维软件等比例建模，模拟真实屏幕大小；
区域编码图模块，用于将LED屏幕映射出的曲面进行区域划分，绘制等比例的区域编码图；
曲面屏幕模块，用于利用三维软件贴图技术将编码图覆盖到等比例的曲面模型上，给三维模型添加合适的坐标类型，调整编码图在模型上的位置，最终将编码图与曲面体完美贴合；
模拟摄像机模块，用于利用三维软件创建创建模拟摄像机，将相机置于曲面体中心位置；
渲染图像模块，用于利用曲面映射原理，将屏幕上的曲面内容输出为符合曲面屏幕播放的展开的画面，最终输出画面大小与曲面屏幕的实际像素大小相适应，图像类型为符合曲面屏幕播放的展开画面的类型。
2.根据权利要求1所述的一种用于LED曲面体的图像处理装置，其特征在于：所述编码图按照经纬度等分以及标上序号，用于对位和检测位置。
3.根据权利要求1所述的一种用于LED曲面体的图像处理装置，其特征在于：所述编码图为二维图，所述曲面屏幕模块将所述编码图包裹在一个立体的曲面空间上，所述编码图的显示与曲面造型相符。
4.根据权利要求3所述的一种用于LED曲面体的图像处理装置，其特征在于：所述编码图包裹立体曲面的方法包括：
使用顶点的法向量来生成纹理坐标，所述法向量为垂直于平面的向量，叫做该平面的法向量；
或，使用顶点的位置向量来生成纹理坐标。
5.根据权利要求1所述的一种用于LED曲面体的图像处理装置，其特征在于：所述坐标类型包括球形坐标方式和展UV贴图的方式，所述球形坐标方式用于添加在球幕模型上，所述展UV贴图的方式用于添加在不规则模型上。
6.根据权利要求1所述的一种用于LED曲面体的图像处理装置，其特征在于：所述模拟摄像机的相机类型选择与曲面造型统一，如球形屏幕选择球形的相机类型，相机的视场角选择180度，橄榄形屏幕选择鱼眼的相机类型。
7.根据权利要求1所述的一种用于LED曲面体的图像处理装置，其特征在于：所述渲染图像模块渲染其他正常视频或者图片时，将所述编码图替换为其他正常视频或者图片，贴图位置不需要改变。
8.根据权利要求1所述的一种用于LED曲面体的图像处理装置，其特征在于：所述LED曲面体包含整穹(球)、整半穹(球)、大于1/2或小于1/2半穹(球)、碗形、椭圆形和橄榄形等双曲面造型。
9.一种用于LED曲面体的图像处理方法，其特征在于：是基于3Ds max软件，使用三维建模、三维贴图、三维摄像机以及三维渲染进行源图像及视频处理，包括以下步骤：
步骤1、使用三维软件模拟模块模拟真实屏幕大小，创建曲面造型；
步骤2、然后使用区域编码图模块将LED屏幕映射出的曲面进行区域划分，绘制等比例的区域编码图；
步骤3、然后使用曲面屏幕模块将区域编码图覆盖至曲面屏幕；
步骤4、然后利用模拟摄像机模块，创建模拟摄像机，将相机置于曲面体中心位置；
步骤5、然后根据曲面映射原理，使用渲染图像模块将屏幕上的曲面内容输出为符合曲面屏幕播放的展开的画面。
10.根据权利要求9所述的一种用于LED曲面体的图像处理方法，其特征在于：所述源图像及视频包括拍摄视频、三维制作视频和各种格式的图片。
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