雙投影機超寬畫面 給您影院級效果

超寬幅電影的效果如何？

　　(本文整理自SILU論壇)我用兩臺投影機實現(xiàn)的HDTV的方案，最大分辨率為2000×768，如果大家有興趣我可以把方案詳細講講。4.7m*2m的環(huán)幕，支持2.35:1的電影播放。硬件成本大概是25000左右，不包含電腦。

　　硬件情況如下，NEC LT265+兩臺(15000不到)，3000ansi，標準分辨率1024×768，標配是短焦鏡頭，好像是dlp的，用什么機器都沒關(guān)系的。如果需要投1920×1080的片子可以選用那些標準分辨率為1280×1024的投影機，如果要高亮的也可以選更高亮度的機器。投影幕是定做的，普通的玻珠幕。幕和支架多少錢我不是太了解，反正也貴不到那里去。電腦是P4 3.0的，顯卡是winfast的FX1300，內(nèi)存好像是1G的。其他都沒太大的關(guān)系。

　　之所以配置這樣的系統(tǒng)是因為我看老外的投影機至少都是10萬上下的東西，太貴了。配置的時候有問題來了:

　　先是多臺投影機的邊緣融合，兩臺投影機投影的時候由于物理的原因無法做到看不出拼接的縫隙，而花錢去買專業(yè)的邊緣融合設備是非常貴的，所以就一直沒有人來做這樣的事情。那么不花錢，或者花少量的錢(幾百，幾k反正是不到5k)能解決么?回答是肯定的。。。。。

什么是邊緣融合處理？

    我用的兩個投影機是借來試的，一臺是全新的，一臺是舊的，所以會有這樣的問題。另外幕是有弧度的，所以相機的位置使照片看上去中間的部分有點暗。

　　我們先來看些圖片，圖中的內(nèi)容是沒有經(jīng)過邊緣融合處理的，簡單的把兩個畫面做了些重合處理。很明顯的看得到兩臺投影機重合的區(qū)域。

　　邊緣融合處理原理(圖1)

　　邊緣融合處理原理(圖2)

　　我以前講的那些邊緣融合機就是將圖像中間的那條亮邊去掉的機器，那它是怎么做的呢?我們來看圖1。

使用邊緣融合技術(shù) 兩臺投影機該怎么放

     所謂的融合技術(shù)就是讓圖像的邊緣x軸方向產(chǎn)生一個線性的灰度變化，這樣兩臺投影機在拼接的時候由于每臺機器的邊緣亮度都是漸變的，所以就不會讓人眼有像上面那張圖樣的不自然的效果。我們來看圖2。拼接完成后會是圖3的效果。

　　再來一個拼接好的畫面，這張畫面是細調(diào)圖像的gamma之后的效果。

　　單臺普通的lcd或者dlp的投影機的標準分辨率是1024×768的，高分辨率的機器就很貴了，我的這個方案簡單的說就是廉價的高分辨方案�？紤]到邊緣融合的象素損失，2臺可以做到最大2000×768，2×2臺的方式可以做到2000×1400，在大也可以，現(xiàn)有的方案最大支持到16臺投影機(那就要買一些商用的軟件，不過相比硬件的成本價格很便宜)。16臺以上我沒試過，所以不敢打包票。想想看16臺投影機的拼接，5000×2000就不在話下了。

　　好了，言歸正傳。先看我做的安裝圖。

　　最簡單的邊緣融合就是用顯卡來做。大家別奇怪，是的就是用顯卡。

畫面融合主要依靠什么呢？

    記得我上面說的WINFAST Quadro FX1300么?就是它。其實從agp的時代就有少量的高端卡可以做邊緣融合了，不過那時候的卡價位高的令人咋舌，所以大家沒有機會碰到�，F(xiàn)在進入了PCI-E的時代，支持邊緣融合的卡也只有WINFAST FX3400以上的卡，價格都是在4000元以上的卡。沒關(guān)系，其實從理論上講，只要是雙dvi輸出的卡在兩個通道間都可以帶邊緣融合的功能。而我又是。。。。

　　所以我做了些小小的手腳。。。。。(噓，別讓NVIDIA知道。。。。)，總之用我改過的驅(qū)動可以做到了。

　　用顯卡做的邊緣融合，大家又沒有注意到顯卡的設制欄有一個Desktop Overlap and Edge Blending，后面是 Enable projected edge blending，那個就是講到現(xiàn)在的邊緣融合功能。進入之后你就可以選擇你要的融合的象素數(shù)量和，平滑度，luma等等。我現(xiàn)在用的fx540，也可以做簡單的融合，但經(jīng)常會出錯，標準配置應該是FX1300或以上。

　　寫了一個小程序，可以查屏幕尺寸，下載解包后直接運行。輸入英寸，得到長寬等信息，支持4:3，16:9，16:10。

　　luma=255

　　luma=128

　　roll off=0

　　在上面的設置中我設定了邊緣融合的水平部分為256象素(horizontal: 256pixels)，垂直部分為0像素(vertical:0 pixels)。圖中的四個箭頭代表了要做融合的四條邊，如果是兩臺顯示設備的話，那就會出現(xiàn)一個中間的方塊代表兩臺顯示設備的中間部分需要融合。下面的horizontal roll off :128 代表融合過渡的級別，luma很難用中文表示它的確切意思，大至上就是漸變的過程之類的一個級別。

　　通過兩張照片可以看出大至的區(qū)別。

畫面融合深入探討

   可以說luma值越大，漸變的過程越明顯，luma值越小，漸變的過程越不明顯，到luma為0的時候只有一小部分像素是漸變的，大部分都是黑的。

　　而roll off則不同，在融合像素和luma值都固定的時候，roll off產(chǎn)生的是一個圖像平滑過渡的處理，roll off的值越大，則過渡越明顯，反之，當roll off的值為0的時候，就沒有了任何邊緣融合的處理。

　　不知道這樣的解釋是否大家都能明白，如果不明白，可以隨時提問，不過我這幾天在做一個大屏幕的項目，可能不能馬上回應，爭取第二天一定回應。

　　ATI X1300PRO本身驅(qū)程中沒有那個邊緣融合的功能，所以再研究也沒有用，我們所能做的是把驅(qū)程中有邊緣融合，是將被顯卡廠商屏蔽掉的功能弄出來。而且我本人對ATI的卡沒有特別的玩過，所以暫時對ATI的邊緣融合功能沒有任何辦法。對“免費”的邊緣融合來說，目前好像只有NV的卡。

　　怎樣把畫面切成兩半呢?其實我們不光要把屏幕切成兩半，還要有重疊部分才能做拼接的。也就是我們要的畫面是:左邊的畫面要在中線右邊n個像素的地方切一刀，右邊的畫面在中線左邊n個象素的地方切一刀。這樣的畫面才有邊緣融合的位置，也就是重疊像素，然后處理重疊象素實現(xiàn)邊緣融合。

　　說來也簡單:我們的顯卡是雙頭顯示的吧，把桌面擴展就可以了，這樣windows的桌面就變成了2048×768了。那么如何來做重疊處理(overlap)呢?在前面的圖片中，有一張是進入邊緣融合菜單的圖，就是那張。edge blending的操做上面有一個enable desktop overlap的選項，如果你有兩個顯示設備，你又是在桌面擴展模式的時候，就可以選中這個功能，并且任意設置你想要重疊的像素值了。

　　講到現(xiàn)在，你就可以輕松的在一塊平面的屏幕上實現(xiàn)兩通道的大屏幕顯示了。記得7-8年前，投影技術(shù)的大佬barco說過他有技術(shù)來解決邊緣融合的問題，當時的代價是:一條邊=100萬美金。技術(shù)的發(fā)展實在是太快了。

　　再看圖，因為有重疊的像素，所以最終的畫面尺寸是一個比較奇怪的分辨率。這點大家都能夠理解吧。

利用邊緣融合解決投影屏幕問題

   對于平面幕，可以是兩臺投影機平行放置。環(huán)形屏幕就不同了，兩臺投影機的擺放位置就有很大的講究了，簡單的講就是鏡頭的面與對焦面平行，當然還有一些位置，距離的關(guān)系，可能要仔細算一下，就像我前面的圖一樣。

　　我們要求的hdtv的分辨率只要兩臺投影機就可以大至搞定了，如果要超過兩臺投影機的大屏幕系統(tǒng)就需要多臺電腦主機來同時完成了。一般我們看到的120度左右的環(huán)幕一般需要三臺或者六臺投影機來完成，那就必須要用專門的軟件或硬件來完成。我們有一個支持2-8臺pc來同步播放的軟件，大家有興趣的話我可以給大家試用版(這是我們的吃飯家活之一，所以沒辦法做到是free ware)。不過這些和家庭影院的標題完全沒有關(guān)系了。

　　邊緣融合我想大家都沒有問題了，那下面就該是幾何校正了。

　　平面幕和曲面幕是不一樣的，我們在平時投影的時候是在一個平面上，沒有問題。那如果成像面是一個曲面會是怎樣的呢?以柱面投影為例，畫面在垂直方向是沒有變化的，而水平方向就不對了，投出去的水平線會變成一條曲線，而一條曲線會變成與幕邊平行的一條直線，或曲率產(chǎn)生變化的曲線。而這些變化又是非線性的，很難用一個公式或函數(shù)來表現(xiàn)。上面的問題變成了一個數(shù)學問題了。

　　平常我們在使用的幕一般都是大于60度的。我們看到上面的圖了，平面幕的成影面是一個規(guī)則的矩形，而柱面幕的成影面是一個腰子形的兩頭大中間小的面。那么我們是不是把圖像校成那樣的形狀就可以了呢?是的。但是我們不能損失圖像的信息，我們要做的是把圖像的每一個像素都要放到相對應的位置去。這的確是一個幾何學的問題，就是平面上的一個點，求出變到曲面上的相應的點，兩個面的面積一樣，平面是柱面的延展面。(又是數(shù)學系的題目，太麻煩了。)

　　那怎么解決上面的問題呢?

硬件和軟件可以解決畫面問題

    有兩種方法來解決，硬件的和軟件的。所謂軟件的解決一種就是用算法來解算出相應的位置，編程解決(很麻煩，沒有相應的函數(shù))。還有就是我們用交互的方式來調(diào)節(jié)具體的位置，用人眼的判斷來得出近似的結(jié)果，由于投影機的位置相對固定，你只要調(diào)節(jié)過一次后在不改變投影機位置的前提下就可以終身受用。具體就是把顯卡輸出的數(shù)據(jù)在輸出前讀取出來，進行算法或交互的處理，得到相應的數(shù)據(jù)模型，然后再將畫面處理成相對于平面變形的圖像數(shù)據(jù)，最后輸出到投影機，這樣我們看到的就是標準的經(jīng)過校正的效果了。

　　這樣做的好處是可以調(diào)的相對準確，而且在程序中可以添加一些自己想要的其他效果，比較靈活。但是缺點也是很明顯的，其中最難于讓人接收的就是這樣的解決是面向應用的。換而言之就是他只能用在放電影的單一用途。無法支持其他的應用，更不用說是操做桌面了。我們可以做3d游戲的幾何校正，畫面分割，可以做放電影的幾何校正，等等等等。總之是每一個用途就要做一次校正。每次用完當前的應用后又要做其他應用的2次校準。

　　當然在單一應用的領域，我們做軟件的幾何校正是完全可行的。這也是現(xiàn)在外面大部分所謂大屏幕系統(tǒng)集成商做的事(低成本的解決方案)。

　　幕的問題，是這樣的。幕就是普通的幕，那些做幕的廠家都可以定做。關(guān)鍵是如果是弧形的幕支架必須自己做。柱面幕的幕是平的，弧形的支架配合了之后就是柱面幕了。

　　上次說了軟件的解決辦法，現(xiàn)在來說硬件的。有些所謂的硬件解決其實是通過一臺帶vga輸入的機器來實現(xiàn)的。具體就是把需要幾何校正的圖像輸出到單獨的一臺電腦上，這臺電腦再把信號處理成一個變形的畫面輸出到投影機(其實這也是一種軟件的方案)。這樣就實現(xiàn)了我們所說的可以面向任何應用的幾何校正。這樣的做法的確是可以解決最根本的問題，但這樣的產(chǎn)品價格相當昂貴，不是我們可以買得起的。所以也不在我們的討論范圍之內(nèi)，我們要做的是all free的方案(當然除了你必須買的設備之外)。。。。。。

　　幾何校正的all free的方案是什么呢?

如何解決幾何失真的問題？

   我們從投影機上想辦法，曲面投影的方案有許多投影機生產(chǎn)廠都在做這方面的工作，其中著名的是barco，sanyo的高端機器，可這些動不動就是1x萬的機器還是和我們要討論的all free 有點不相稱，很偶然我看到了nec的曲面校正功能。nec的網(wǎng)站上有一個曲面校正的軟件，支持它的幾款從高端到低端的機型，試了一下還挺好用的。

　　就這樣，曲面校正的問題解決了。下面我又要貼圖了。

　　幾何校正、邊緣融合前的圖像

　　幾何校正前的圖像

　　邊緣、幾何處理后的圖像

邊緣融合之后的畫面終極效果

     最后我們來看下融合之后的投影效果。