CN113596415A - 基于gpu实时计算的多投影机融合播放***及其方法 - Google Patents

基于gpu实时计算的多投影机融合播放***及其方法 Download PDF

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吴云武
王冬雷
曾晓翔
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Abstract

本发明具体是一种基于GPU实时计算的多投影机融合播放***；其特征是：包括投影机组、服务器和调试主机；投影机组包括多台投影机，投影机用于显示融合服务器渲染的内容，服务器是指搭载了独立显卡的windows***的PC主机，其用于将渲染的图像传输到投影机组并控制同步播放或屏幕的抓取；调试主机通过局域网连接到融合服务器，其用于调整各个投影机所显示的内容，具体包括几何矫正及颜色融合，进而是各投影机所显示的内容最终融合。本发明所提出的融合播放***放弃了传统的硬件融合做法，其具自定义程度高、融合效果好的特点。

Description

基于GPU实时计算的多投影机融合播放***及其方法
技术领域
本发明涉及多媒体设备领域，尤其涉及计算机信息处理技术、实时通讯领域和实时渲染领域，具体是一种基于GPU实时计算的多投影机融合播放***。
背景技术
多投影拼接融合***通常应用于各种规划馆、天文馆、博物馆、投影沙盘、3D无缝沉浸式影院、主题公园、会展舞台、桌面融合等场合。其能广泛支持弧幕、360°环幕、球幕和穹顶等各种应用方案。然而，当前传统的投影融合播放***存在一些不足之处：例如，融合调整不方便，各种参数不直观；融合需要硬件设备支持，成本高；自定义程度不高，功能有限；CPU计算程序不流畅卡顿，支持分辨率受限等。这些缺陷使得当前的投影融合播放***无法提供高质量的融合体验。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提出一种自定义程度高并且能够提供高质量融合效果的多投影拼接融合***。
为了达到上述目的，本发明是这样实现的：
一种基于GPU实时计算的多投影机融合播放***；包括
投影机组、服务器和调试主机；其中，投影机组包括多台投影机，所述投影机用于显示融合服务器渲染的内容，服务器是指搭载了独立显卡的windows***的PC主机，其用于将渲染的图像传输到投影机组并控制同步播放或屏幕的抓取；调试主机通过局域网连接到融合服务器，其用于调整各个投影机所显示的内容，具体包括几何矫正及颜色融合，进而是各投影机所显示的内容最终融合。
所述的基于GPU实时计算的多投影机融合播放***的方法；包括
步骤1、屏幕内容的抓取：通过DirectX DXGI和nVidia Capture SDK软件及功能，经独立显卡在8k分辨率下实时将屏幕内容抓取；
步骤2、几何校正：通过线性和曲面变形算法，逐点、行、列、四角模式进行几何校正；具体是通过openGL网格编程以及图像算法进行几何校正；
步骤2.1、将图像的四个角进行仿射变化，将投影画面梯形矫正成方正矩形；
步骤2.2、通过对图像控制点进行细分M*N控制点,每个网格又是通过X*Y 三角形组成，通过移动控制点同步计算出附近的顶点插值计算出顶点坐标映射到纹理坐标，当需要自由曲面变化则通过三次样条插值算法获得；
步骤3、各投影机间的亮度融合：将不同亮度、不同色彩的投影机校正至一个水平，每台投影机可以自定义设立融合带的宽度和数量，采用shader计算的亮度曲线以及自定义多点调节亮度曲线最大程度的保证了融合带的干净消隐；
步骤4、视频帧同步播放：通过gstream同步视频播放器及独立显卡的硬件加速解码实现同步播放。
本发明所提出的融合播放***放弃了传统的硬件融合做法，其具有以下优点：
(1)自定义程度高：通过设置投影仪布局适应各种情况，支持支持全分辨率、包括非标准的分辨率的投影仪，自定义的颜色曲线和自定义宽度的融合带调整融合区域的颜色和大小，使颜色更加柔和。
(2)调整各种参数方便直观：融合参数都有合适默认值，只需要进行微调，调整数值的同时可以实时预览效果，能够做到所见即所得，集成化的操作面板、一致的ui设计。
(3)效果自然：通过几何曲面矫正，shader着色融合技术显示出一个没有缝隙、色彩均匀、高分辨率的沉浸式画面。
(4)软件融合：相比于传统的硬件融合本***内置了融合模块，效果可以媲美硬件融合，几何校正、色彩统一、边缘消隐，免去融合硬件的额外成本。
(5)视频帧同步播放：支持多台主机视频帧同步播放，画面流畅无撕裂。
(6)使用GPU计算保证程序高性能流畅运行，单台主机可支持8K程序以及影片流畅运行。
附图说明
图1为本融合***的运作示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
如图1所示，一种基于GPU实时计算的多投影机融合播放***；包括
投影机组、服务器和调试主机；其中，投影机组包括多台投影机，所述投影机用于显示融合服务器渲染的内容，服务器是指搭载了独立显卡的windows***的PC主机，其用于将渲染的图像传输到投影机组并控制同步播放或屏幕的抓取；调试主机通过局域网连接到融合服务器，其用于调整各个投影机所显示的内容，具体包括几何矫正及颜色融合，进而是各投影机所显示的内容最终融合。
所述的基于GPU实时计算的多投影机融合播放***的方法；包括
步骤1、屏幕内容的抓取：通过DirectX DXGI和nVidia Capture SDK软件及功能，经独立显卡在8k分辨率下实时将屏幕内容抓取；
步骤2、几何校正：通过线性和曲面变形算法，逐点、行、列、四角模式进行几何校正；具体是通过openGL网格编程以及图像算法进行几何校正；
步骤2.1、将图像的四个角进行仿射变化，将投影画面梯形矫正成方正矩形；
步骤2.2、通过对图像控制点进行细分M*N控制点,每个网格又是通过X*Y 三角形组成，通过移动控制点同步计算出附近的顶点插值计算出顶点坐标映射到纹理坐标，当需要自由曲面变化则通过三次样条插值算法获得；
步骤3、各投影机间的亮度融合：将不同亮度、不同色彩的投影机校正至一个水平，每台投影机可以自定义设立融合带的宽度和数量，采用shader计算的亮度曲线以及自定义多点调节亮度曲线最大程度的保证了融合带的干净消隐；
步骤4、视频帧同步播放：通过gstream同步视频播放器及独立显卡的硬件加速解码实现同步播放。
本发明所提出的融合播放***放弃了传统的硬件融合做法，其具有以下优点：
(1)自定义程度高：通过设置投影仪布局适应各种情况，支持支持全分辨率、包括非标准的分辨率的投影仪，自定义的颜色曲线和自定义宽度的融合带调整融合区域的颜色和大小，使颜色更加柔和。
(2)调整各种参数方便直观：融合参数都有合适默认值，只需要进行微调，调整数值的同时可以实时预览效果，能够做到所见即所得，集成化的操作面板、一致的ui设计。
(3)效果自然：通过几何曲面矫正，shader着色融合技术显示出一个没有缝隙、色彩均匀、高分辨率的沉浸式画面。
(4)软件融合：相比于传统的硬件融合本***内置了融合模块，效果可以媲美硬件融合，几何校正、色彩统一、边缘消隐，免去融合硬件的额外成本。
(5)视频帧同步播放：支持多台主机视频帧同步播放，画面流畅无撕裂。
(6)使用GPU计算保证程序高性能流畅运行，单台主机可支持8K程序以及影片流畅运行。

Claims (2)

1.一种基于GPU实时计算的多投影机融合播放***；其特征是：包括
投影机组、服务器和调试主机；其中，投影机组包括多台投影机，所述投影机用于显示融合服务器渲染的内容，服务器是指搭载了独立显卡的windows***的PC主机，其用于将渲染的图像传输到投影机组并控制同步播放或屏幕的抓取；调试主机通过局域网连接到融合服务器，其用于调整各个投影机所显示的内容，具体包括几何矫正及颜色融合，进而是各投影机所显示的内容最终融合。
2.权利要求1所述的基于GPU实时计算的多投影机融合播放***的方法；其特征是：包括
步骤1、屏幕内容的抓取：通过DirectX DXGI和nVidia Capture SDK软件及功能，经独立显卡在8k分辨率下实时将屏幕内容抓取；
步骤2、几何校正：通过线性和曲面变形算法，逐点、行、列、四角模式进行几何校正；具体是通过openGL网格编程以及图像算法进行几何校正；
步骤2.1、将图像的四个角进行仿射变化，将投影画面梯形矫正成方正矩形；
步骤2.2、通过对图像控制点进行细分M*N控制点,每个网格又是通过X*Y 三角形组成，通过移动控制点同步计算出附近的顶点插值计算出顶点坐标映射到纹理坐标，当需要自由曲面变化则通过三次样条插值算法获得；
步骤3、各投影机间的亮度融合：将不同亮度、不同色彩的投影机校正至一个水平，每台投影机可以自定义设立融合带的宽度和数量，采用shader计算的亮度曲线以及自定义多点调节亮度曲线最大程度的保证了融合带的干净消隐；
步骤4、视频帧同步播放：通过gstream同步视频播放器及独立显卡的硬件加速解码实现同步播放。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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