面向游戏引擎的实时多投影显示系统设计与优化

发布时间：2017-06-01 20:16

  本文关键词：面向游戏引擎的实时多投影显示系统设计与优化，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着数字媒体技术的迅猛发展和信息量的急速膨胀,在大规模科学计算可视化、军事仿真、虚拟现实、工程设计、展览展示和数字影院等诸多应用领域,人们对显示技术的要求越来越高,主要表现为大尺寸的显示设备、高分辨率的显示质量以及强沉浸感的画面视角,构建的高质量显示系统正变得越来越重要。当前,作为娱乐艺术产业的重要组成部分,沉浸式显示有望在未来成为该行业新的利润增长点。 沉浸式显示系统包括CAVE、柱面、球面等多种显示表面类型。它们通常采用一台或多台投影仪作为显示设备,能够在非平面的投影屏幕上投射出均匀无缝的大尺寸、高分辨率、广视角的沉浸式画面。目前,由于成本、软硬件复杂度、缺乏行业标准、场地尺寸限制等因素,沉浸式显示尚未得到非常广泛的应用。现有的沉浸式显示系统大多应用于科学计算、军事仿真、展览展示等领域,它们并非完全面向游戏引擎设计,生成用于沉浸式显示的实时高分辨率画面。另外,现有系统的软件设计对单一显示表面的依赖度高,系统的灵活性不强,并且未对同一显示表面下不同的沉浸式立体画面的生成方法予以支持和比较。 本文针对现有的沉浸式显示应用中所存在的主要问题,给出了具体的解决方法,包括对不同显示表面的画面生成方法进行探究、分离画面生成过程、合理设计软件接口层次等,旨在提高沉浸式画面生成的品质和效率。本文系统基于现有的游戏引擎平台,提出了一套基于光线投射方法、面向多种显示表面、能够生成均匀无缝的大尺寸、广视角的高分辨率沉浸式画面的系统方案。 与现有的沉浸式显示系统相比,本文系统具有如下主要优势： ●支持包括CAVE、柱面、球面在内的多种显示表面类型； ●支持面向柱面及球面显示表面的多视点立体画面生成； ●提供面向多投影显示的显示表面参数化配置； ●面向可变视点的画面生成,对于相对显示表面的任意观察位置和视线方向提供支持。 应用实例和实验数据表明,本文系统能够在主流硬件环境下使用多种画面生成方法在互动三维虚拟场景中实现高分辨率沉浸式画面的生成,系统在生成高品质画面的同时能够在大部分应用场合下达到实时水平的绘制显示性能。
【关键词】：游戏引擎 沉浸式显示 显示表面 光线投射
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1. 引言8-10
• 1.2. 本文工作10-12
• 第二章 相关工作12-18
• 2.1. 沉浸式显示应用12-14
• 2.2. 多投影显示系统14-17
• 2.3. 小结17-18
• 第三章 关键技术18-27
• 3.1. 画面生成基本流程18-19
• 3.2. 场景渲染19-22
• 3.2.1 几何代理生成19
• 3.2.2 相机设定19-21
• 3.2.3 画面绘制21-22
• 3.3. 画面参数化22-24
• 3.3.1 光线投射22-23
• 3.3.2 查找表构建23
• 3.3.3 参数化画面生成23-24
• 3.4. 多投影无缝显示24-26
• 3.4.1 几何校正24-25
• 3.4.2 颜色校正25-26
• 3.5. 小结26-27
• 第四章 实时多投影显示系统27-44
• 4.1. 系统架构27-29
• 4.2. 接口设计29-30
• 4.3. CAVE画面生成30-33
• 4.3.1 基本思想30-31
• 4.3.2 成像模型31-33
• 4.4. 柱面画面生成33-37
• 4.4.1 基本思想33-34
• 4.4.2 成像模型34-36
• 4.4.3 画面融合36-37
• 4.5. 球面画面生成37-43
• 4.5.1 基本思想37-39
• 4.5.2 成像模型39-42
• 4.5.3 画面融合42-43
• 4.6. 小结43-44
• 第五章 系统实现44-57
• 5.1. 游戏引擎44-45
• 5.2. 运行环境45-46
• 5.2.1. 硬件设备46
• 5.2.2. 软件环境46
• 5.3. 实验过程46-56
• 5.3.1. 画面生成流程46-53
• 5.3.2. 立体成像方法对比53-54
• 5.3.3. 画面融合效果对比54-55
• 5.3.4. 系统效率对比55-56
• 5.4. 小结56-57
• 第六章 总结和展望57-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王修晖;华炜;林海;鲍虎军;;面向多投影显示墙的画面校正技术[J];软件学报;2007年11期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 林柏纬;PC架构的多投影面沉浸式虚拟环境及其应用[D];浙江大学;2003年

2 何跃明;多投影大屏幕系统的自动构建方法[D];浙江大学;2007年

3 张磊;基于视频捕获卡的多投影显示系统[D];复旦大学;2009年

  本文关键词：面向游戏引擎的实时多投影显示系统设计与优化，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：413410