[发明专利]基于GPU的单显卡三通道立体视景投影软件校正融合方法

说明书

本发明公开了一种基于GPU的单显卡三通道立体视景投影软件校正融合方法，属于视景仿真技术领域，该方法基于GPU的顶点着色器和像素着色器完成帧缓冲区中立体图像的分割、左右眼子图几何校正和边缘融合，最后拼接处理为完整的帧缓冲区图像。该方法适用于单显卡多屏的立体图像输出，其结合了GPU可编程并行处理的优势，将渲染图像的几何校正和边缘融合运算在GPU中完成，可提高几何校正和边缘融合的处理速度，降低软件校正融合对视景渲染实时性的影响。

本申请是申请日为2015年12月23日、申请号为201510980707.8、发明名称为“一种单显卡三通道立体视景系统构建及其校正融合方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明属于视景仿真技术领域，具体是指一种单显卡三通道图像输出的立体视景投影系统实现方案及基于GPU的立体图像软件校正融合方法。本发明主要用于单显卡三路左右格式或者上下格式立体图像输出给投影仪的视景系统仿真，以达到三通道立体图像的生成和投影。

背景技术

大视场的球幕立体视景系统能够给观看者提供景物的逼真感、立体感、自然界的无限远感觉和满足人眼视野的大视场环境，从而使观察者获得更加全面的信息，达到身临其境的感觉。新一代模拟器的视景系统既要求有大视场角，又要求有纵深感，不仅要提供良好的行觉视功能，还需要有强烈的深度觉视功能。鉴于立体视景突出的纵深感和沉浸感，有必要结合先进的图形技术与立体显示技术，构造一种经济可行的多通道立体视景投影显示系统，从而营造更加逼真的虚拟现实训练环境。

近年来，国内外一些单位在模拟训练器材的研制中对立体视景显示技术进行了研究和应用。比如空军哈尔滨仿真技术研究所在SU-27飞机飞行仿真系统中采用了空间立体视景系统，但其是在板块幕背投方式的基础上融入了立体解算，采用了分时主动立体模式，选择投影仪的场频要达到96Hz~120Hz，并且该板块幕没有考虑立体图像的校正和边缘融合。第二炮兵工程学院在某型导弹发射车模拟系统中采用了三通道柱幕的立体视景系统，基于双机叠加的被动立体投影系统来生成立体视觉图像，采用偏振光技术来分离左右眼图像。上海海事大学和大连海事大学研制的新一代航海模拟器中配备了立体视景系统，采用干涉滤波器技术构建了多通道被动立体显示系统。首尔大学在火星地质数据虚拟现实展示系统中基于柱幕采用了双通道的被动式立体投影，同样采用干涉滤波器技术构建了双机一组的左右眼图像显示。还有美国纽约州立大学——石溪分校采用五通道主动立体投影技术研制了虚拟现实CAVE系统，美国加州圣地亚哥大学电信与信息技术研究所研制了第三代虚拟现实系统StarCAVE，采用了多机叠加的被动式极化偏光投影。香港中文大学和里斯本科技大学分别基于视觉和触觉操作的沉浸系统中采用了单通道的主动立体显示技术等。

虽然在多通道立体显示技术方面国内外已经有了一些应用的先例，但是大多采用的是双投影仪一组的被动式立体投影，或者采用板块幕的主动式立体投影，这些实现方案存在成本昂贵、方案复杂等缺点，并且在多通道立体投影的软件校正融合等方面研究较少，尤其是采用单显卡构成的多通道主动式DLP Link 3D立体视景投影系统及其软件校正融合处理方法还尚未有相关的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对多通道立体视景系统的实现方案，提出了一种采用单块显卡输出三路视景图像给三台DLP Link 3D投影仪的球幕立体视景系统的构建方法，并给出了实现该方案的立体图像软件校正融合方法。

本发明所提出的一种单显卡三通道立体视景系统构建方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S1，构建由支持4路输出的专业显卡组成的视景图形生成系统；

步骤S2，搭建由3台支持DLP Link 3D技术的投影仪组成的投影显示系统；

步骤S3，组建视频信号连接和视频分配监控系统。

所述步骤S1的视景图形生成系统通过以下步骤构建：