【创新方案精彩笔录】3D媒体投影/触摸球幕解决方案

中心议题：
    * 2011CCEF创新方案大讲台精彩笔录

本文整理自深圳市艾思飞科技有限公司总经理刘延星在2011CCEF创新方案大讲台上的演讲。

谢谢各位朋友，大家可以先看一下我们的产品，今天下午非常感谢各位业界朋友到这里来了解我们的产品，希望能给大家交流，我们做的产品叫做投影球幕，在柜台的左边，就是我们的投影球幕，像这样一个球形的屏幕，通常来显示、地球、火星、木星等这些天体的东西。在平面上往往我们只能看到它的一个面，而用这个球幕可以360度看到它更加形象的一个展示。
 


同样球幕，这也是一个显示的一个地球仪，这是美国的科技馆，显示的同样是地球仪的东西。这个球幕除了显示地球相关的东西之外，我们还可以在上面投射我们自己编辑的一些内容，算是一个比较新颖的显示方式。


 
我们在市面上见到的投影球幕通常有两种，一种叫做“外投”球幕，就像刚才看到的图片里面，有的是“外投”球幕，多太投影机从外边把图像信息投射到球幕外表面，这样从正面投射到球面上，所以又叫做“正投”球幕。我们现在在这里展示的这个球幕就是“内投”球幕，用一台投影机通过鱼眼镜头把图像信息投射到整个球幕的内表面。因为是在内表面投射进来，我们在外面看的，所以这又叫做“背投”球幕。


 
现在我们来看一下“外投”球幕的原理，中间这里放一个球幕，它就是一个球体，四个角在四个位置，用四台投影机分别投射一部分的图像到这个球幕上面，然后通过软件的方式实现这四个投影机投射图像的融合，从而实现整个球幕上显示一个球形视频的作用。这就是典型的应用，这里就是投影机。




 
外投的一个缺点是这个投影机的光线会照射到参观者的眼睛里面，会比较刺眼。“内投”球幕原理非常简单，就像我们现在看到的这个屏幕，原理基本上是一样的，这里用一台投影机，这里投射出来的信号通过鱼眼镜头，这是180度的鱼眼镜头，光线过来就可以折射到整个球幕表面。这里用一台电脑来控制投影机里面需要播放的内容，当然这些内容可以根据自己的需要，比如说某些企业的形象宣传片，或者是一些特制的，比如科教领域的大陆板块漂移或者洋流的情况等，在这个球面上做一个动态的展示。投影机投射的图像往往是个平面的图像，转到球面上的时候实际上有一个对应的关系，二维的一个圆形的视频图像可以跟着球面的图像通过坐标的转换。虽然说这整个是球面，但按经纬度来定的话，它实际上是一个面，实际上也是一个二维的。同样一个圆上面的每一个点的，它的为极坐标可以给这上面的经纬度的坐标有一个一一对应的关系。具体在这里我们就可以看到，球面上显示的图片在平面上显示的时候会是这样子，我们首先在平面上做一个预变形，经过鱼眼镜头投射上来的时候，整个再有一个反变形的过程，最终得到是球面上的一个图片。如果在这个系统上面再加上红外控制功能，我们可以实现触摸互动，当然投影机跟红外摄像头可以共用一个鱼眼镜头，投影机投射的光线可以投射到冷光镜上面，反射进入到鱼眼镜头，再进入到球幕的内表面。当人的手指在触摸球的表，红外光线会透过鱼眼镜头再经过冷光镜，进入红外摄像头这里，红外摄像头就会捕捉到手指的信号，从而获得坐标，通过软件方式实现触摸互动。


 
这些都是一些具体应用的例子，内投球方案整体构成主要是两部分：一部分是硬件，硬件就是我们刚才看到的球幕，有硬质的，当然也有充气的，充气就携带方便一点。还有一个很重要的部件是鱼眼镜头，大约是180度的视角，从球幕的底部投射到整个内表面，投影机往往会用工程机，所谓的工程机是亮度比较高、分辨率比较高的投影机，其他的就是一些电脑，比如说控制整个互动的以及来提供图像信号和底座等附件。


 
软件部分，刚才我们讲到从平面转为球面视频的时候，首先要做一个预变形，这样要做一个软件平台来实现这个功能。同时终端用户使用的时候，不可能说所有的终端用户都成为这方面的专家，所以我们又专门制作了有一个特效的功能，当用户把一些图片以及自己的视频给拖到系统里面的时候，系统会实现直接由平面的视频转为球面的视频。刚开始讲触摸互动控制软件，事实上有几个软件共同来实现这个功能：


 
第一个是红外触摸软件，是红外摄像头来捕捉手指位置的软件，这个软件获取坐标信息之后，因为这个球面上要有一个变形，跟平面的坐标不太一样，同样坐标标定，同样也要一个变形的过程，当两个底层软件的功能实现之后，具体的根据客户具体需要，要开发出来互动的程序来控制，结合自己的内容来实现互动。







 
球面用的最多的当然是地球、月球、太阳、火星等星球的表面来展现它动态的变化，比如大陆板块漂移，洋流形成等这方面的内容。其他的也可以作为一个比较新颖的展示方式，也可以用来播放一些广告宣传片等内容。使用场合当然是科技馆、天文馆、气象管等科教场所用得最多。2008年上海世博会的时候，我们大约卖了十几套球幕系统，天文、地理教学也是这样的功能。当然在酒吧或者迪厅等娱乐场所算是作为比较炫的，类似于舞台灯光一样的效果。在机场、大型商场等人流量比较大的场所，作为一种比较新颖的广告展示载体。




 
因为我们现在用到的球幕都是用投影方式，而现在投影方式普遍亮度相对比较低，如果环境光比较亮，效果就会比较差。正如我们现在看到的这个屏幕也是一样的道理。所以未来的技术发展的方向肯定是亮度越来越提高，在自己光的条件下我们也可以很清晰的看到这样的效果。同样清晰度会逐步提高，功能更多的是从软件的角度来设计更加人性化的软件，来提高用户体验。随着技术的提高，成本当然会逐步降低。

我们现在的球幕系统虽然看起来比较简单，但事实上上里面用到的技术也相对比较多，微软以及北京理工大学广电系、北京理工大学中山研究院以及深圳市普天文科技有限公司给我们提供了相当大的帮助，谢谢大家的观赏，同时希望大家看一下效果视频。

演讲的 PDF ，敬请下载： http://www.52solution.com/data/datainfo/id/3046

本文整理自  2011CCEF 创新方案大讲台的演讲内容，欲了解更多详细信息请访问 http://www.52solution.com/activities/cedf2011