在凸面体上投影的方法、投影设备及计算机可读存储介质技术

本发明专利技术提供一种在凸面体上投影的方法、投影设备及计算机可读存储介质。方法包括：获取被投影凸面体表面各顶点在物体坐标系中的坐标值；通过摄像装置将凸面体投影到二维透视投影图像中；在二维透视投影图像中查找出凸面体表面的各顶点，获取各顶点在世界坐标系中的图像坐标值；根据各顶点的图像坐标值，对二维透视投影图像进行三角剖分，得到三角形顶点序列；根据各顶点在物体坐标系中的坐标值和三角形顶点序列，建立凸面体的三维模型；获取三角形顶点序列中各顶点在视平面坐标系中的屏幕坐标值，对三维模型进行纹理渲染；将纹理渲染后的三维模型投影到凸面体的表面。本发明专利技术可以使投影图像与被投影凸面体的表面尺寸保持一致，增强人们的视觉体验。

Projection Method, Projection Equipment and Computer Readable Storage Media on Convex Surface

The invention provides a projection method on a convex surface, a projection device and a computer readable storage medium. The methods include: obtaining the coordinate values of the vertices of the projected convex surface in the object coordinate system; projecting the convex surface into the two-dimensional perspective projection image through the camera device; finding the vertices of the convex surface in the two-dimensional perspective projection image and obtaining the image coordinate values of the vertices in the world coordinate system; and according to the image coordinate values of the vertices, projecting the two-dimensional perspective projection image. The triangular vertex sequence is obtained by triangulation. According to the coordinate value of each vertex in the object coordinate system and the triangular vertex sequence, the three-dimensional model of convex surface is established. The screen coordinate value of each vertex in the triangular vertex sequence in the visual plane coordinate system is obtained, and the texture rendered three-dimensional model is projected to the surface of convex surface. The present invention can make the projected image consistent with the surface size of the projected convex surface and enhance people's visual experience.

【技术实现步骤摘要】
在凸面体上投影的方法、投影设备及计算机可读存储介质
本专利技术属于投影
，尤其涉及一种在凸面体上投影的方法、投影设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
随着生活水平的提高，人们对大屏幕电视的需求越来越多，促进了投影设备的发展，使得投影设备也逐步进入到人们的生活当中、投影设备能够实现比液晶电视更大的屏幕尺寸，带来更为震撼的多媒体娱乐享受。当前投影设备大多还只能在墙面或者二维的幕布上进行投影，投影设备射出的投影图像一般是二维的矩形区域，如果在一些特殊的三维物体表面，如：球面或者立方体表面投影，则会使得投影图像产生严重的变形，且投影图像会溢出被投影物体表面。然而，在诸如球形、展厅的立柱等凸面体上覆盖投影图像，以在产品宣传、大型展会等很多领域都有现实的使用需求，因此，如何提高投影设备在凸面体上进行投影显示的效果已经成为投影
亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种在凸面体上投影的方法、投影设备及计算机可读存储介质，以解决现有技术中投影设备如果在一些特殊的三维物体表面，如：球面或者立方体表面投影，则会使得投影图像产生严重的变形，且投影图像会溢出被投影物体表面的问题。本专利技术的第一方面提供了一种在凸面体上投影的方法，包括：获取被投影凸面体表面各个顶点在物体坐标系中的坐标值，所述物体坐标系为以所述被投影凸面体的质点为原点建立的坐标系；通过投影设备上的摄像装置将所述被投影凸面体投影到所述投影设备的视平面上，获取所述被投影凸面体的二维透视投影图像；在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值；所述世界坐标系为以所述投影设备的投影透镜中心为原点建立的坐标系；根据所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值，对所述二维透视投影图像进行三角剖分，得到三角形顶点序列；根据所述各个顶点在所述物体坐标系中的坐标值和所述三角形顶点序列，建立所述被投影凸面体的三维模型；获取所述三角形顶点序列中各个顶点在视平面坐标系中的屏幕坐标值，根据所述屏幕坐标值对所述被投影凸面体的三维模型进行纹理渲染，所述视平面坐标系为以所述投影设备的视平面的中心为原点建立的坐标系；根据所述投影设备与所述被投影凸面体的位置关系，将纹理渲染后的所述被投影凸面体的三维模型投影到所述被投影凸面体的表面。本专利技术的第二方面提供了一种投影设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：获取被投影凸面体表面各个顶点在物体坐标系中的坐标值，所述物体坐标系为以所述被投影凸面体的质点为原点建立的坐标系；通过投影设备上的摄像装置将所述被投影凸面体投影到所述投影设备的视平面上，获取所述被投影凸面体的二维透视投影图像；在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值；所述世界坐标系为以所述投影设备的投影透镜中心为原点建立的坐标系；根据所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值，对所述二维透视投影图像进行三角剖分，得到三角形顶点序列；根据所述各个顶点在所述物体坐标系中的坐标值和所述三角形顶点序列，建立所述被投影凸面体的三维模型；获取所述三角形顶点序列中各个顶点在视平面坐标系中的屏幕坐标值，根据所述屏幕坐标值对所述被投影凸面体的三维模型进行纹理渲染，所述视平面坐标系为以所述投影设备的视平面的中心为原点建立的坐标系；根据所述投影设备与所述被投影凸面体的位置关系，将纹理渲染后的所述被投影凸面体的三维模型投影到所述被投影凸面体的表面。本专利技术的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述方法的步骤。本专利技术的有益效果是：本专利技术实施例由于首先在投影设备内部构造一个与被投影凸面体相同的三维模型，然后通过透视变换获得所述三维模型的透视效果图，将需要显示的图像作为纹理覆盖在所述三维模型的透视可见区域，再通过投影设备将其投射到真实的被投影图面体上去，从而可以实现投影设备在三维凸面体上的投影，并且可以使投影图像与所述被投影凸面体的表面尺寸保持一致，增强了人们的视觉体验效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的投影设备在使用时的拓扑图；图2是本专利技术实施例提供的在凸面体上投影的方法的实现流程示意图；图3（a）是在三角形链表中插入一个散点P后的示意图；图3（b）是在三角链表中查找到外接圆包含插入点P的影响三角形的示意图；图3（c）是在三角链表中删除两个影响三角形的公共边后的示意图；图3（d）是在三角链表中插入经分裂后的新的三角形的示意图。图4是本专利技术实施例提供的投影设备的示意性框图；图5是本专利技术另一实施例提供的投影设备的示意性框图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。图1是本专利技术实施例提供的投影设备在使用时的拓扑图。为了便于说明仅仅示出了与本实施例相关的部分。参见图1所示，该拓扑图包括投影设备和被投影凸面体，所述投影设备可以将自身播放的视频图像投影显示在所述被投影凸面体上。其中，所述投影设备上设置有摄像装置。其中，所述投影设备包括但不限于投影电视。基于图1所示的拓扑图，以下结合具体的实施例对本专利技术实施例提供的投影设备自动对焦方法进行详细阐述：图2示出了本专利技术实施例提供的在凸面体上投影的方法的实现流程，在图2所示实施例中，流程的执行主体为图1中的投影设备。该方法的实现流程详述如下：步骤S201，获取被投影凸面体表面各个顶点在物体坐标系中的坐标值。在本实施例中，所述凸面体是指任意两点所连的开线段都在它内部的几何体，包括但不限于球形凸面体和立方体物体。例如：所述被投影凸面体可以为某展厅内的立柱。在本实施例中，所述物体坐标系为以所述被投影凸面体的质点为原点建立的坐标系，所述物体坐标系的x轴、y轴、z轴的方向分别与世界坐标系的x轴、y轴、z轴的方向平行。在本实施例中，首先建立所述物体坐标系，然后对所述被投影凸面体的表面用等间距矩形网格划分，在将每个矩形切分成两个三角形，使得每个三角形位于一个相同的2D平面内(三个点决定一个面)，这样三维被投影凸面体即可近似成由无数个三角形拼接而成，所述被投影凸面体上顶点的数量由其包含的三角形的顶点数量决定。在确定了所述被投影凸面体表面上的顶点数量后，通过测量的方式获取各个顶点在所述物体坐标系中的坐标值，得到各个顶点在所述物体坐标系中的相对位置关系。步骤S202，通过投影设备上的摄像装置将所述被投影凸面体投影到所述投影设备的视平面上，获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在凸面体上投影的方法，其特征在于，包括：获取被投影凸面体表面各个顶点在物体坐标系中的坐标值，所述物体坐标系为以所述被投影凸面体的质点为原点建立的坐标系；通过投影设备上的摄像装置将所述被投影凸面体投影到所述投影设备的视平面上，获取所述被投影凸面体的二维透视投影图像；在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值；所述世界坐标系为以所述投影设备的投影透镜中心为原点建立的坐标系；根据所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值，对所述二维透视投影图像进行三角剖分，得到三角形顶点序列；根据所述各个顶点在所述物体坐标系中的坐标值和所述三角形顶点序列，建立所述被投影凸面体的三维模型；获取所述三角形顶点序列中各个顶点在视平面坐标系中的屏幕坐标值，根据所述屏幕坐标值对所述被投影凸面体的三维模型进行纹理渲染，所述视平面坐标系为以所述投影设备的视平面的中心为原点建立的坐标系；根据所述投影设备与所述被投影凸面体的位置关系，将纹理渲染后的所述被投影凸面体的三维模型投影到所述被投影凸面体的表面。

【技术特征摘要】
1.一种在凸面体上投影的方法，其特征在于，包括：获取被投影凸面体表面各个顶点在物体坐标系中的坐标值，所述物体坐标系为以所述被投影凸面体的质点为原点建立的坐标系；通过投影设备上的摄像装置将所述被投影凸面体投影到所述投影设备的视平面上，获取所述被投影凸面体的二维透视投影图像；在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值；所述世界坐标系为以所述投影设备的投影透镜中心为原点建立的坐标系；根据所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值，对所述二维透视投影图像进行三角剖分，得到三角形顶点序列；根据所述各个顶点在所述物体坐标系中的坐标值和所述三角形顶点序列，建立所述被投影凸面体的三维模型；获取所述三角形顶点序列中各个顶点在视平面坐标系中的屏幕坐标值，根据所述屏幕坐标值对所述被投影凸面体的三维模型进行纹理渲染，所述视平面坐标系为以所述投影设备的视平面的中心为原点建立的坐标系；根据所述投影设备与所述被投影凸面体的位置关系，将纹理渲染后的所述被投影凸面体的三维模型投影到所述被投影凸面体的表面。2.如权利要求1所述的在凸面体上投影的方法，其特征在于，在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值包括：调用图像处理软件在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，并获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值。3.如权利要求1所述的在凸面体上投影的方法，其特征在于，在所述二维透视投影图像中查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，获取所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值包括：查找出所述被投影凸面体表面的各个顶点，并获取所述各个顶点的在所述世界坐标系中的图像坐标值；对查找出的所述被投影凸面体表面的各个顶点进行归类和筛选，滤除查找到的所述各个顶点中的虚假顶点，记录剩余各个实际顶点在所述世界坐标系中的图像坐标值。4.如权利要求2或3所述的在凸面体上投影的方法，其特征在于，所述根据所述各个顶点在世界坐标系中的图像坐标值，对所述二维透视投影图像进行三角剖分，得到三角形顶点序列包括：根据离散点的最大分布求得随机一个超级三角形，所述超级三角形包含所述各个顶点中的所有点，将所述超级三角形放入三角形链表中；将所述各个顶点依次插入，在所述三角形链表中找出其外接圆包含插入点的影响三角形，删除所述影响三角形的公共边，将插入点同所述影响三角形的全部顶点连接起来，从而完成一个点在所述三角形链表中的插入；根据优化准则对局部新形成的三角形进行优化，将形成的三角形放入所述三角形链表；循环执行上述第二个步骤，直到所有散点插入完毕。5.如权利要求4所述的在凸面体上投影的方法，其特征在于，所述获取所述三角形顶点序列中各个顶点在视平面坐标系中的屏幕坐标值，根据所述屏幕坐标值对所述被投影凸面体的三维模型进行纹理渲染包括：以所述二维透视投影图像的左上角为坐标原点，遍历所述三角形顶点序列中的各个顶点，确定所述各个顶点在所述视平面坐标系中的屏幕坐标值；以所述二维投影图像的分辨率为最大值，对所述各个顶点的屏幕坐标值进行归一化处理，构成二维点集序列；将图像纹理根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丛华，
申请(专利权)人：深圳市TCL高新技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44