3DP公司边缘融合几何校正系统
一、 3DP Megawall大屏幕的案例与技术说明
3DP公司边缘融合几何校正系统（含Megawall系统）一直是业界公认的专业性图像无缝拼接技术的应用典范（该技术也是3DP公司第一个发明的），该公司的图像无缝拼接技术已经在全球范围的专业领域被成功地实践了15年之多，其稳定的性能，兼容性，专业性，易用性以及功能多样性确实是世界一流的，全球范围内没有能与之抗衡的同类产品。同样，该系统产品在中国专业领域占据了80%多的市场份额，比如:中国空军海军飞行模拟仿真系统以及其他各专业科研单位，除此之外，挪威3DP公司的产品被广泛用于政府、电力、石油、军事、教育、科研、虚拟仿真等各领域。

二、 最新成功案例汇总
综合全球大屏幕投影行业监控和虚拟仿真趋势，在最新技术支撑下，已经向大面积显示面积，无缝显示，多种用途集一身，以下是其相关的案例汇总：
1、瑞典斯德哥尔摩NoTa电厂
瑞典斯德哥尔摩NoTa电厂:1X3系统 无缝边缘融合几何校正
2、ABB公司陆地与海洋装置可视化/监控系统
ABB公司陆地与海洋电力能源装置可视化/监控系统,3通道无缝融合
3、巴西carajas电厂
巴西Carajas电厂监控中心-多通道/多系统的应用
4、ABB协同控制系统
海平面过程处理与预警平台:3通道投影系统
5、Statoil Snovit LNG terminal过程处理与预警系统
指挥决策中心,多通道系统:弧面屏幕
6、智利Honyell电厂过程处理与预警系统
智利Honyell电厂过程处理与预警系统,多通道系统
7、挪威Hydro电力分析中心
挪威Hydro电力分析中心,3通道融合，几何校正弧面系统
8、德国Saudi Arabia电力公司
德国Saudi Arabia电力公司,大型监控中心
9、巴西里约热内卢市电力调度监控室
巴西里约热内卢市电力调度监控室，4套1X3边缘融合
10、上海市电力公司技术与发展中心大屏幕监控系统
上海市电力公司大屏幕监控系统,1X3 无缝边缘融合
11、ITC Holdings Corporation超高清监控中心
ITC Holdings Corporation 超高清大屏幕墙
下图是MegaWall无缝显示Windows桌面的一个示例，图中的Window桌面由3台投影机投出。
图表 1 无缝桌面在大屏幕上显示例子
德国空间站控制中心可视化监控系统
挪威石油公司虚拟仿真可视化监控系统
挪威石油公司虚拟仿真可视化监控系统
挪威石油公司虚拟仿真可视化监控系统
上海大众汽车试验中心虚拟仿真可视化系统
国防大学作战指挥训练中心虚拟仿真可视化系统
中国人民解放军第二炮兵研究院虚拟仿真可视化系统
航天部一院12所虚拟仿真可视化系统

三、 关于边缘融合与几何校正
综合用户的应用需求，我们认为具备下列特点的系统能够更好地满足本项目的要求:
 图像显示面积尽可能的大
 良好的舒适感
 良好的沉浸感(正投需要屏幕前方观察区无遮挡)
 超高清分辨率显示输出(3个超高清通道共同输出一幅图像)
 图像无缝拼接显示(画面连续，无隔断感)
 能够近距离靠近图像进行交互以及多人协同工作
 环境光比较亮
 兼顾监控、科研和汇报工作方式
 系统维护状态能长期保持稳定，维护简易。
而目前国内许多公司提出软件几何校正与边缘融合解决方案，因为这种方案有着造价低的特点。我们认为对于简单投影系统（如双通道平面幕），这种方法是可行的，这是因为这种简单系统几何变形较为规则（只在水平方向畸变），图像重叠区形状亦非常规则（标准竖带）。然而，将所谓的软件几何校正与边缘融合用于如此复杂的投影系统，我们认为存在着重大技术风险。软件几何较正与边缘融合在八十年代即已被美国SGI公司提出，属于过时技术。九十年代以来国际上普遍采用硬件对几何及边缘融合进行实时处理。以下从几何校正与边缘融合两方面进行说明。
几何校正：即是根据系统设计眼点位置、图像位置、屏幕形状事先计算一张映射网格，在节目图像制作过程中将每一幅图像映射到这一网格上，从而在屏幕上投射出几何正确的图像。然而，从实施角度讲这种事先计算的映射网格不可能是准确，原因如下：
1、 投影机内参数不详。研究表明，投影机内参数存在着巨大的个体差异。所谓内参数，是指光轴穿过图像空间的坐标值以及与镜头相关的参数（如焦距）等。这些参数直接影响屏幕图像的位置与形状。软件几何校正将这些参数理论化为标准理想参数，导致计算结果与现实存在较大误差。
2、 投影机外参数不详。所谓外参数，是指投影机光心的安装位置、投影方向向量、投影机水平倾角(up-vector)等。软件几何校正假定这些参数均为设计位置，而事实上实际安装位置与设计位置往往有很大差异。
3、 屏幕精确几何模型不详。任何一块屏幕都不可能是理想形状。举例来说，对于一个18m直径的球幕，世界上最好的制作商Spitz也只能达到13mm的精度。屏幕存在厘米级的误差是正常的、不可避免的。软件几何校正以理想形状考虑屏幕，对实际的误差无法进行先期估计与建模。
在上述重要参数均不详的情况下，软件几何校正只能生成“近似”正确的图像，该图像必须在现场重新进行非线性微调。对于软件几何校正而言，现场微调是灾难性的，这意味着必须在生成的节目图像与播出的图像之间加入一个纹理映射程序，这不但大大降低系统运行效率，而且需要一个通道再一个通道地进行调整。对于一个有三十几台投影机的复杂投影系统而言，视频信号的切换就是一个十分困难的问题。此外，软件几何校正将用户绑定在某个节目提供商上，用户无法自行开发自己的节目，这对系统的未来应用十分不利。
软件边缘融合即是利用软件手段调节边缘融合区的像素灰度，达到边缘融合的效果。对于本系统而言，这种方法也是不切实际的。原因如下：
1、 出于与几何校正相同的原因，边缘融合区的事先定义不可能准确。
2、 边缘融合时的灰度调整是非线性的，即灰度值与人眼的视觉响应之间是非线性关系，而是类似下面的曲线：
曲线的曲率只能在现场根据投影机的亮度及屏幕的反射特性即时决定，而无法在事先预料。
3、 在带横边与竖边混合的系统中，边缘融合的亮度计算变得更加复杂，这样的计算是不可能事先准确进行的。
基于上述分析，为系统质量计，采用我们3DP公司的硬件几何校正/边缘融合器，以及我公司特有的投影机定标方法，进行高精度几何校正及高质量多边边缘融合。
MegaWall单元是独立的，可容易地安装在图像发生器（工作站）和投影仪之间，MegaWall可以利用多个投影机，组成一个无缝、连续、亮度、色度、均匀的显示系统。例如本方案中平面幕、柱幕显示系统；投影系统的设计是由随机的MegaWall-Control软件完成，它以人性化的计算机界面而著称。方便的安装使MegaWall通过电缆即可连接图形工作站和投影仪。

主要功能
• 多路输入/输出切换功能
• 数字非线性曲面几何校正；
• 数字边缘融合；
• 数字热点补偿；
• 数字伽码校正；
• 数字颜色平衡；
入接口： √ 信号：DVI-D或模拟RGB(RGBHV,RGBS,RGSB)
针脚：   DVI-I
输出接口： √ 信号：DVI-D或模拟RGB（RGBHV）（10比特/通道）
针脚：   DVI-I
处理反应时间： √ 最高3帧
非线性几何校正： √ 数字化图像重新采样
边缘融合： √ 所有角度都是数字化
颜色平衡： √ 数字化
基色校正： √ 3×3矩阵原始颜色校准达到优化色匹配
伽玛校正： √ 数字化
缩放比例： √ 图像缩放没有额外的延迟时间
测试网格生成器： √ 适用于所有宽屏、圆柱屏幕、圆锥屏幕和球形屏幕。适用于独立设置IG
信号分析： √ 测量和分析信号合成和质量，可以清晰显示输入信号，分析信号等级别和同步信号
尺寸： √ 可以安装19英寸的机架（4U）上