一种沉浸式观影装置及方法
阅读说明：本技术 一种沉浸式观影装置及方法 (Immersive film watching device and method ) 是由 彭雪薇 于 2021-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种沉浸式观影装置及方法,所述装置包括实景模块、模型建立模块、视角转换模块以及图像分割模块；实景模块包括相互拼接的多个投影幕布、与多个投影幕布一一对应的多个投影设备,实景模块用于根据多个投影幕布和多个投影设备搭建实景；模型建立模块用于采集实景和预设最佳观影点的位置,并根据实景和预设最佳观影点的位置建立三维虚拟模型；视角转换模块用于基于三维虚拟模型将从预设最佳观影点看向多个投影幕布的视角转化成视觉平面图；图像分割模块用于基于视觉平面图将待投影影片分割成与多个投影幕布一一对应的多个投影图像；多个投影设备用于将与之对应的多个投影图像投影至多个投影幕布上。本发明实现了肉眼3D观影。(The invention discloses an immersive film watching device and a method thereof, wherein the device comprises a live-action module, a model establishing module, a visual angle conversion module and an image segmentation module; the live-action module comprises a plurality of mutually spliced projection curtains and a plurality of projection devices in one-to-one correspondence with the projection curtains, and is used for building a live action according to the projection curtains and the projection devices; the model building module is used for collecting the positions of the real scenes and the preset optimal viewing points and building a three-dimensional virtual model according to the positions of the real scenes and the preset optimal viewing points; the visual angle conversion module is used for converting visual angles of the plurality of projection curtains from a preset optimal viewing point into a visual plane diagram based on the three-dimensional virtual model; the image segmentation module is used for segmenting a film to be projected into a plurality of projection images which are in one-to-one correspondence with the plurality of projection curtains based on the visual plane map; the plurality of projection devices are used for projecting a plurality of projection images corresponding to the projection devices onto a plurality of projection curtains. The invention realizes the 3D film watching by naked eyes.)
技术领域
本发明涉及3D立体影院
技术领域
，具体涉及一种沉浸式观影装置及方法。背景技术
与普通的2D画面相比，采用3D技术可以使画面变得立体逼真，图像不再局限于屏幕平面，仿佛能够走出屏幕外面，让观众有种身临其境的感觉。
现有影院的3D显示技术是借用佩戴专业的3D眼镜或VR眼镜来实现影片的立体效果，操作和使用都不太方便，特别是佩戴近视眼镜框的人去传统的影院看3D电影的话需再戴一副3D眼镜或VR眼镜，形成累赘，并且3D眼镜或VR眼镜的重量也会增加观影者欣赏3D电影的疲劳度。
发明内容
本发明提供了一种沉浸式观影装置及方法，旨在解决现有技术中存在的需佩戴专业的3D眼镜或VR眼镜才能看到影片的立体效果，导致观影者操作和使用不便的技术问题。
本发明提供了一种沉浸式观影装置，包括：实景模块、模型建立模块、视角转换模块以及图像分割模块；
所述实景模块包括相互拼接的多个投影幕布、与所述多个投影幕布一一对应的多个投影设备，所述实景模块用于根据所述多个投影幕布和所述多个投影设备搭建实景；
所述模型建立模块用于采集所述实景和预设最佳观影点的位置，并根据所述实景和所述预设最佳观影点的位置建立三维虚拟模型；
所述视角转换模块用于基于所述三维虚拟模型将从所述预设最佳观影点看向所述多个投影幕布的视角转化成视觉平面图；
所述图像分割模块用于基于所述视觉平面图将待投影影片分割成与所述多个投影幕布一一对应的多个投影图像；
所述多个投影设备用于将与之对应的所述多个投影图像投影至所述多个投影幕布上。
在本发明一些可能的实现方式中，所述图像分割模块包括预处理单元、边角对齐单元以及分割单元；
所述预处理单元用于将所述视觉平面图进行透明化处理，生成半透明平面图；
所述边角对齐单元用于将所述待投影影片的边缘与所述半透明平面图的边缘对齐；
所述分割单元用于基于所述半透明平面图将所述待投影影片分割成所述多个投影图像。
在本发明一些可能的实现方式中，所述分割单元包括初步分割子单元和舍弃单元；
所述初步分割子单元用于将所述待投影影片分割成N+1个投影图像，N为所述多个投影幕布的个数；
所述舍弃单元用于识别与所述多个投影幕布对应的所述投影图像，并将不与所述多个投影幕布对应的所述投影图像舍弃。
在本发明一些可能的实现方式中，所述半透明平面图的透明度大于或等于60％。
在本发明一些可能的实现方式中，所述三维虚拟模型与所述实景的比例为1:1。
在本发明一些可能的实现方式中，所述沉浸式观影装置还包括图像校对模块，所述图像校对模块用于在所述多个投影设备将所述多个投影图像投影至所述多个投影幕布之前，对所述多个投影图像进行网格校对，以使所述投影图像的边角与所述投影幕布的边角重合。
在本发明一些可能的实现方式中，所述沉浸式观影装置还包括操控模块，所述多个投影设备包括视频单元和音频单元，所述操控模块用于控制所述视频单元和所述音频单元的开启和关闭。
在本发明一些可能的实现方式中，所述沉浸式观影装置还包括位置调整模块，所述位置调整模块用于根据基于所述三维虚拟模型找到视觉灭点，并根据所述视觉灭点的位置对所述预设最佳观影点的位置进行调整。
在本发明一些可能的实现方式中，所述多个投影幕布包括相互垂直的底部投影幕布、左侧投影幕布、右侧投影幕布以及前侧投影幕布，所述底部投影幕布、左侧投影幕布、右侧投影幕布以及前侧投影幕布的拼接处完全重合；所述多个投影设备设置于所述多个投影幕布的上方；所述预设最佳观影点位于所述左侧投影幕布和所述右侧投影幕布的对称轴上。
另一方面，本发明还提供了一种沉浸式观影方法，适用于上述任意一项所述的沉浸式观影装置，沉浸式观影方法包括：
根据所述多个投影幕布和所述多个投影设备搭建实景；
采集所述实景和预设最佳观影点的位置，并根据所述实景和预设最佳观影点的位置建立三维虚拟模型；
基于所述三维虚拟模型将从所述预设最佳观影点看向所述多个投影幕布的视角转化成视觉平面图；
基于所述视觉平面图将待投影影片分割成与所述多个投影幕布一一对应的多个投影图像；
通过所述多个投影设备将与之对应的所述多个投影图像投影至所述多个投影幕布上。
本发明通过设置实景模块搭建实景，通过模型建立模块根据实景和预设最佳观影点建立三维虚拟模型，并根据视角转换模块基于三维虚拟模型将从预设最佳观影点看向多个投影幕布的视角转化成视觉平面图，在通过图像分割模块基于视觉平面图将待投影影片分割成多个投影图像，最后通过多个投影设备将多个投影图像投影至多个投影幕布上，实现观影者可在预设最佳观影点可通过肉眼看到待投影影片的立体图像，而无需通过佩戴3D眼镜或VR眼镜才能看到立体效果，提高沉浸感，同时，摆脱了电影院观看时的3D眼镜或VR眼镜的束缚，提高了观影者的体验感。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的沉浸式观影装置的一个实施例结构示意图；
图2是本发明实施例提供的多个投影幕布和多个投影设备的布置示意图；
图3是本发明实施例提供的沉浸式观影方法的一个实施例流程示意图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本发明所公开的原理和特征的最广范围相一致。
在本发明的描述中，“多个”的含义是四个或四个以上，除非另有明确具体的限定。
本发明实施例提供一种沉浸式观影装置及方法，以下进行详细说明。
图1为本发明实施例提供的沉浸式观影护装置的一个实施例结构示意图，如图1所示，沉浸式观影装置10包括实景模块100、模型建立模块200、视角转换模块300以及图像分割模块400；
实景模块100包括相互拼接的多个投影幕布110、与多个投影幕布110一一对应的多个投影设备120，实景模块100用于根据多个投影幕布110和多个投影设备120搭建实景；
模型建立模块200用于采集实景和预设最佳观影点的位置，并根据实景和预设最佳观影点的位置建立三维虚拟模型；
视角转换模块300用于基于三维虚拟模型将从预设最佳观影点看向多个投影幕布的视角转化成视觉平面图；
图像分割模块400用于基于视觉平面图将待投影影片分割成与多个投影幕布一一对应的多个投影图像；
多个投影设备120用于将与之对应的多个投影图像投影至多个投影幕布110上。
本发明实施例通过设置实景模块100搭建实景，通过模型建立模块200根据实景和预设最佳观影点建立三维虚拟模型，并根据视角转换模块300基于三维虚拟模型将从预设最佳观影点看向多个投影幕布的视角转化成视觉平面图，在通过图像分割模块400基于视觉平面图将待投影影片分割成多个投影图像，最后通过多个投影设备120将多个投影图像投影至多个投影幕布110上，实现观影者可在预设最佳观影点可通过肉眼看到待投影影片的立体图像，而无需通过佩戴3D眼镜或VR眼镜才能看到立体效果，提高沉浸感，同时，摆脱了电影院观看时的3D眼镜或VR眼镜的束缚，提高了观影者的体验感。
进一步地，如图1所示，图像分割模块400包括预处理单元410、边角对齐单元420以及分割单元430；
预处理单元410用于将视觉平面图进行透明化处理，生成半透明平面图；
边角对齐单元420用于将待投影影片的边缘与半透明平面图的边缘对齐；
具体地：边角对齐单元420用于将半透明平面图覆盖在待投影影片上，并将待投影影片的边缘与半透明平面图的边缘对齐；
分割单元430用于基于半透明平面图将待投影影片分割成多个投影图像。
通过设置预处理单元410，可实现在将半透明平面图覆盖在待投影影片上时，仍可观察到待投影影片的边缘和半透明平面图的边缘，以保证待投影影片的边缘与半透明平面图的边缘对齐。
通过设置边角对齐单元420，可保证将多个投影图像投影至多个投影幕布上时，多个投影幕布上显示的投影图像无变形，避免造成视觉扭曲，从而避免使观影者产生脱离感，提高沉浸感。
进一步地，如图1所示，分割单元430包括初步分割子单元431和舍弃单元432；
初步分割子单元431用于将待投影影片分割成N+1个投影图像，N为多个投影幕布110的个数；
具体地，初步分割子单元431在分割时，是沿着多个投影幕布110的连接处进行分割。
舍弃单元432用于识别与多个投影幕布对应的投影图像，并将不与多个投影幕布110对应的投影图像舍弃。
进一步地，为了保证在将半透明平面图覆盖在待投影影片上时，仍可观察到待投影影片的边缘和半透明平面图的边缘，在本发明的一些实施例中，半透明平面图的透明度大于或等于60％。
进一步地，为了保证观影效果，在本发明的一些实施例中，三维虚拟模型与实景的比例为1:1。
为了进一步避免待投影影片在投影时，出现畸变的情况，在本发明的一些实施例中，如图1所示，沉浸式观影装置10还包括图像校对模块500，图像校对模块500用于在多个投影设备120将多个投影图像投影至多个投影幕布110之前，对多个投影图像进行网格校对，以使投影图像的边角与投影幕布110的边角重合。
通过上述设置，可使多个投影幕布110的连接处流畅贯通，毫无违和感，从而实现提高观影者观影沉浸感的技术效果。
为了更进一步地避免投影设备120在对投影图像进行投影时，出现各投影幕布110之间存在缝隙，使观影者产生脱离感的技术问题，在本发明的一些实施例中，沉浸式观影装置10还包括位置调整模块600，位置调整模块600用于根据基于三维虚拟模型找到视觉灭点，并根据视觉灭点的位置对预设最佳观影点的位置进行调整。
通过位置调整模块600对预设最佳观影点进行调整后，可进一步提高观影者的观影效果。
进一步地，为了提高沉浸式观影装置10的可控性和交互性，在本发明的一些实施例中，如图1所示，沉浸式观影装置10还包括操控模块700，多个投影设备120包括视频单元121和音频单元122，操控模块700用于控制视频单元121和音频单元122的开启和关闭。
具体地，通过控制视频单元121和音频单元122的开启和关闭可实现控制投影设备120的开关机、播放、停止、暂停、内容切换、声音控制等操作。
具体地，操控模块700可与多个投影设备120通过通讯协议实现交互连接。
在本发明一些实施例中，操控模块700可以是集成在观影者携带的手机、电脑等硬件设备上的APP。
进一步地，如图2所示，多个投影幕布110包括相互垂直的底部投影幕布111、左侧投影幕布112、右侧投影幕布113以及前侧投影幕布114，底部投影幕布111、左侧投影幕布112、右侧投影幕布113以及前侧投影幕布114的拼接处完全重合；多个投影设备120设置于多个投影幕布110的上方；预设最佳观影点位于左侧投影幕布112和右侧投影幕布113的对称轴上。
具体地：底部投影幕布111、左侧投影幕布112、右侧投影幕布113以及前侧投影幕布114均为矩形，且前侧投影幕布114的对立面为观影面。
其中，投影设备120的投射方向为投影幕布110的内侧。
进一步地，寻找三维虚拟模型的视觉灭点的方法为：延长底部投影幕布111、左侧投影幕布112、右侧投影幕布113与前侧投影幕布114连接后具有相交趋势的线，延伸后的四条线相交的点则是三维虚拟模型的视觉灭点。
另一方面，本发明实施例还提供了一种沉浸式观影方法，适用于上述任一实施例中所述的沉浸式观影装置10，如图3所示，沉浸式观影方法包括：
S301、根据多个投影幕布110和多个投影设备120搭建实景；
S302、采集实景和预设最佳观影点的位置，并根据实景和预设最佳观影点的位置建立三维虚拟模型；
S303、基于三维虚拟模型将从预设最佳观影点看向多个投影幕布的视角转化成视觉平面图；
S304、基于视觉平面图将待投影影片分割成与多个投影幕布110一一对应的多个投影图像；
具体地，S304包括：将视觉平面图进行透明化处理，生成半透明平面图；将待投影影片的边缘与半透明平面图的边缘对齐；基于半透明平面图将待投影影片分割成多个投影图像。
S305、通过多个投影设备120将与之对应的多个投影图像投影至多个投影幕布110上。
其中，在通过多个投影设备120将与之对应的多个投影图像投影至多个投影幕布110上之前还包括：对多个投影图像进行网格校对，以使投影图像的边角与投影幕布110的边角重合。以使多个投影幕布110的连接处流畅贯通，毫无违和感，从而实现提高观影者观影沉浸感的技术效果。
通过上述步骤，当观影者位于预设最佳观影点时，即可通过肉眼看到待投影影片的立体图像，而无需通过佩戴3D眼镜或VR眼镜才能看到立体效果，提高沉浸感，同时，摆脱了电影院观看时的3D眼镜或VR眼镜的束缚。
在本发明的一些实施例中，为了进一步提高观影者的观影体验，还可基于三维虚拟模型找到视觉灭点，并根据视觉灭点的位置对预设最佳观影点的位置进行调整。
本发明实施例通过设置实景模块100搭建实景，通过模型建立模块200根据实景和预设最佳观影点建立三维虚拟模型，并根据视角转换模块300基于三维虚拟模型将从预设最佳观影点看向多个投影幕布的视角转化成视觉平面图，在通过图像分割模块400基于视觉平面图将待投影影片分割成多个投影图像，最后通过多个投影设备120将多个投影图像投影至多个投影幕布110上，实现观影者可在预设最佳观影点可通过肉眼看到待投影影片的立体图像，而无需通过佩戴3D眼镜或VR眼镜才能看到立体效果，提高沉浸感，同时，摆脱了电影院观看时的3D眼镜或VR眼镜的束缚。
进一步地，本发明实施例通过设置边角对齐单元420将待投影影片的边缘与半透明平面图的边缘对齐，通过设置图像校对模块500在多个投影设备120将多个投影图像投影至多个投影幕布110之前，对多个投影图像进行网格校对，以使投影图像的边角与投影幕布110的边角重合，实现观影者在观影时，各观影幕布110的连接处流畅贯通，毫无违和感，从而实现提高观影者观影沉浸感的技术效果。
以上对本发明实施例所提供的一种沉浸式观影装置及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。