互动球幕系统设计

      球幕系统的建设能否取得理想效果,取决于球幕系统的技术设计。三维视景强大的技术能力可为互动型球幕体验系统的建设提供先进、科学、适合行业应用的系统设计,包括“系统功能结构设计、投影光路设计、场馆建设设计”在内的完整的交钥匙工程设计方案,所有设计均基于:目标功能和应用特点、计算机图形学以及计算机视觉原理,可确保系统的科学性、先进性、沉浸感、群体互动功能和整体效果。
球幕功能设计
      三维视景可根据不同的应用功能和场地特点进行不同的球幕系统设计,设计成果适用于不同的行业和场所,如:主体公园、军事训练、科技馆、海洋馆、博物馆或文化娱乐场所等。不同的客户对象和行业应用,球幕系统功能结构也大不相同,相应的系统设计也千差万别。

      比如:科技馆、天文馆或主题公园的诸多应用,通常需要有全域视场角的整球,包括水平360度视场角和垂直36度视场角;模拟仿真训练行业通常需要前视场角全景半球设计;飞行模拟行业通常只需要180度球带显示系统。如下图:



飞行模拟

海洋馆

模拟训练

科技馆

科研教学

文化娱乐


场馆物理结构设计

      在球幕的建设中,不同的行业应用特点,球幕系统的物理结构设计也不同。物理结构的设计除了考虑到“多通道光路设计”的需要之外,还必须进行详细的基础设施设计,包括:

      强电、弱电及综合布线;防水、抗震、承重及消防安全;

      3D音效和声场消音、通风、空调、暖气、等必须要考虑的因素;

      座椅的安装或运动平台、飞行模拟器或全体性交互的空间需要;

      三维视景技术团队多年的工程经验可为用户提供一站式“球幕场馆物理结构整体设计方案”,确保用户的行业需求和功能应用。


       



直径20米球幕设计样例

直径10米球幕系统设计分解图


大型综合性球幕系统设计分解图

多投影光路设计

       visual feast技术球幕体验系统基于多通道投影融合成像技术。为了获得震撼的沉浸式全景视觉效果,实现无畸变的一体化融合成像,同时又要避免物理遮挡的问题,必须根据球幕场馆的结构特点和功能需求,对球幕的多通道投影成像系统进行科学的、符合计算机三维图形学和机器视觉原理的“光路设计”。光路设计是球幕系统的最关键的技术环节。
球幕多通道融合图像分布拓扑(案例图)

       三维视景凭借多年的行业经验和技术积累,可以对任何形式的球幕系统进行科学的光路设计。

       以一个直径10米的全景互动球幕系统为设计样例:visual feast技术互动型球幕形状兼顾上、下视场,与传统前倾球幕系统和飞跃球幕系统不同,本球幕的视场角是根据专业空军飞行模拟器的需求设计的——既要求覆盖天顶,又要求在水平不低于280度范围内有-30度左右的下视场,这样才能够为观众提供真正的全景场景画面。初步确定球幕直径10米,形状如下图所示:

球心视场图




如图所示,即使观众在最后一排,也有水平180度的视野

       采用最先进的产品和技术,保证系统较高的性能指标和较低的维护成本。本系统采用激光混合光源投影机,其光源寿命2万小时左右,可确保系统运行6-8年;投影机分辨率1920x1200,确保极高的系统分辨率——下视场高于2弧分/像素,中视场高于3弧分/像素,有利于地景细节的展现。




      同时系统拟采用全自动几何校正技术以降低维护成本。

      本系统设计考虑了未来群体交互的可能性(见下文),从而将座椅上部空间完全空出,即投影机光线不经过座椅上方,以免观众起立动作在球幕上产生阴影,设计简图如下:



                        
        

         如此,本系统即保留了对未来群体交互的支持。

设计特点

        全自由的投影画面布局设计,配合精准的投影效果评估,可实现投影资源利用率最大化,投影像素利用率可达80%。

        像素级边缘融合与自动几何校正技术,几何与色彩校正精确到每个像素,告别手工网格校正时代,最优化的warping算法可以避免锯齿效应和模糊效应。同时实现720度全景画面无畸变。

        专业的图像融合技术,多通道投影画面可实现完美的图像融合与无缝拼接。

         自动精确测量每个投影机像素的视角,进而计算出每个投影通道应当输入的视场角和校正模板,视觉误差由相机决定,误差小于等于0.5弧分。