Método de renderização e exibição 3D sem distorção baseado em transformação perspectiva para telas curvas

DING Jian ,  

ZHANG Shuhe ,  

CAO Liangcai ,  

摘要

Para abordar o problema de distorção geométrica da imagem causada pela curvatura física de telas curvas autoemitidas, este artigo propõe um método adaptativo de renderização e exibição 3D sem distorção baseado em transformação perspectiva para telas curvas segmentadas, permitindo que o usuário veja a cena renderizada na tela curva como se estivesse observando diretamente uma cena tridimensional sem tela. A tela curva contínua é aproximada como uma estrutura montada de múltiplas telas planas; com base no princípio da transformação perspectiva e na posição conhecida do ponto de vista, inverte-se a relação objeto-imagem e utiliza-se a matriz de transformação perspectiva para calcular a imagem exibida em cada sub-tela; adota-se uma estratégia adaptativa de divisão de áreas, minimizando o erro médio quadrático bidimensional entre a curva e a linha poligonal ajustada pelo algoritmo Adam para determinar a divisão ótima; nas bordas da junção estabelece-se uma zona de sobreposição Δw e utiliza-se uma função de peso de interpolação linear para tratamento suave que elimina a distorção da costura. A simulação no Blender 4.0 mostra que, após o processamento do método, a relação sinal-ruído de pico (PSNR) da imagem alcança 13,23 dB, melhorando 5,58 dB em relação a 7,65 dB do renderizado direto, superando o limite aceitável de distorção de 12 dB; utiliza-se uma tela plana segmentada em 30 partes (m=30) para ajustar a superfície, equilibrando alto PSNR e carga computacional. Este método pode reduzir significativamente a distorção na exibição de telas curvas, é adequado para grandes telas LED curvas externas e dispositivos eletrônicos de consumo flexíveis com restrição de processamento, fornecendo um caminho técnico viável para a aplicação da tecnologia 3D sem óculos em suportes de exibição curvas.

关键词

renderização 3D; tela curva; exibição sem distorção; transformação perspectiva; divisão de áreas

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