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基于集群的大屏幕立体拼接显示系统的实现

作　者: 高文轩
导　师: 郑耀
学　校: 浙江大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 科学可视化 几何校正 并行分布绘制 拼接显示 立体绘制
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 267次
引　用: 2次
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内容摘要


随着投影技术的发展,建立高分辨率,大屏幕显示画面的拼接显示系统(又称拼接显示墙)成为虚拟现实和可视化技术发展的迫切需求。为了更好的满足我中心科学可视化方面的需求,我们以中心现有的曙光PC集群为平台,开发了自己的大屏幕立体拼接显示系统。本文围绕搭建拼接显示系统的科研实践展开,详细介绍了在硬件和软件上遇到的一系列问题,经过分析后给出了我们的解决方案。 应用Chromium系统只能实现对OpenGL程序的并行分布绘制,在其基础之上,我们将校正工作和DMX相结合,应用于拼接显示系统,实现了一般程序在拼接显示系统上的展示。 利用多个投影仪建立大屏幕投影墙的过程中面临的两个最大的难题就是如何实现几何上的对准和如何解决颜色不均匀的问题,解决好这两个问题,才能真正的实现无缝拼接。本文在对分布式并行图形绘制技术进行阐述后,分别对几何校正和颜色校正问题进行了深入的分析和探讨。以往的几何校正算法都需要对每台投影仪单独进行拍照,投影墙规模增大时十分不便,我们的算法只要通过一张照片就可实现对所有投影仪的校正工作(立体显示需两张)。在颜色校正上,我们在简化了MAJUMDER的颜色校正算法后与边缘融合技术结合,实现了多投影仪拼接处的平滑过渡。 本文还介绍了立体显示的原理,在比较了几种典型的立体投影显示系统后结合本中心的硬件情况提出了自己的解决方案,并在就如何用OpenGL进行3D绘制进行分析之后,给出了生成左右眼视图的算法实现。 此外,本文还就搭建立体投影墙过程中可能碰到的硬件选择问题进行了比较分析,给出我们在构建这一高分辨率立体投影墙过程中的一些经验和体会。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-6
第一章 绪论  6-10
  1.1 大屏幕拼接显示系统的研究背景  6-7
  1.2 大屏幕拼接显示系统的研究现状  7-8
  1.3 大屏幕拼接显示系统研究的难点  8-9
  1.4 本文的研究内容和行文结构  9-10
第二章 基于集群的分布式并行绘制技术  10-23
  2.1 概述  10-11
  2.2 分布式并行图形绘制  11-18
    2.2.1 绘制与图形流水线  11-13
    2.2.2 分布式并行绘制概述  13-14
    2.2.2 Sorting分类  14-16
    2.2.3 立即模式 VS保留模式  16-17
    2.2.4 并行程序设计与同步控制  17-18
    2.2.5 典型系统  18
  2.3 Chromium  18-22
    2.3.1 概述  18-19
    2.3.2 工作原理  19-21
    2.3.3 在大屏幕拼接系统上的应用  21-22
  2.4 通用 DMX  22-23
第三章 基于相机的软件校正  23-33
  3.1 研究动机  23
  3.2 几何校正  23-33
    3.2.1 基于硬件的几何校正  23-24
    3.2.2 基于软件的几何校正  24-26
    3.3.3 我们的软件校正算法  26-33
第四章 颜色校正  33-41
  4.1 有关颜色的一些概念  33-34
  4.2 颜色不均问题分析  34-35
  4.3 近年来的研究进展  35-38
  4.4 我们的做法:投影仪之间的亮度校正+边缘融合  38-41
第五章 立体投影显示系统  41-53
  5.1 立体显示的原理  41-42
  5.2 立体投影显示技术的分类  42-44
  5.3 CESC大屏幕投影的立体显示技术  44-47
  5.4 用 OpenGL进行3D绘制  47-53
    5.4.1 硬件支持  47-48
    5.4.2 Stereo Pair的生成  48-52
    5.4.3 一个实例的运行效果图  52-53
第六章 CESC的大屏幕投影系统  53-63
  6.1 硬件的选择  53-58
    6.1.1 投影方式:正投 VS背投  53-54
    6.1.2 投影幕的选择:硬质 VS软质  54-55
    6.1.3 投影仪: LCD VS DLP  55-58
  6.2 软件系统  58-63
    6.2.1 软件系统框架  58-59
    6.2.2 投影墙控制系统  59-61
    6.2.3 CESC大屏幕投影墙的应用  61-63
第七章 总结与展望  63-64
参考文献  64-68
致谢  68

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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