面向 3D 动画球幕电影的鱼眼图像制作方法

来源：计算机技术与发展杂志2023年第11期北京时间：

作者：韩叙;席萌

单位：北京天文馆,北京 100044 Author(s): HAN Xu;XI Meng Beijing Planetarium,Beijing 100044,China 关键词: 3D 动画;球幕电影;鱼眼图像;虚拟球面;鱼眼投影 Keywords: 3D animation;dome show;fisheye image;virtual sphere;fisheye projection 分类号: TP391. 9 DOI: 10. 3969 / j. issn. 1673-629X. 2023. 11. 031 摘要: 近年来,随着 3D 动画球幕电影的需求量不断提高,需要解决使用 3D 动画软件制作鱼眼图像存在的功能少、效率低等问题。 基于球幕电影定义的等距鱼眼投影的数学模型,针对不同规格球幕影院的放映需求,利用虚拟球面变换,提出了制作鱼眼图像的具体方法和实现步骤。 首先,将二维鱼眼图像中的每个像素映射到三维虚拟球面上,针对不同剧场放映特点,对球面坐标进行变换,再将球面坐标与 3D 动画空间坐标建立映射关系,最后对生成鱼眼图像进行抗锯齿处理优化。 该方法可以通过编写可执行程序或者 3D 动画软件插件的形式实现,可调度 CPU 或 GPU 执行。 使用该方法已参与完成制作多部球幕电影,并在国内外多个球幕影院中播放,能够有效地还原 3D 动画中所制作物体的形状比例,无任何扭曲,且使用场景灵活,易并行。

摘要：近年来,随着 3D 动画球幕电影的需求量不断提高,需要解决使用 3D 动画软件制作鱼眼图像存在的功能少、效率低等问题。 基于球幕电影定义的等距鱼眼投影的数学模型,针对不同规格球幕影院的放映需求,利用虚拟球面变换,提出了制作鱼眼图像的具体方法和实现步骤。 首先,将二维鱼眼图像中的每个像素映射到三维虚拟球面上,针对不同剧场放映特点,对球面坐标进行变换,再将球面坐标与 3D 动画空间坐标建立映射关系,最后对生成鱼眼图像进行抗锯齿处理优化。 该方法可以通过编写可执行程序或者 3D 动画软件插件的形式实现,可调度 CPU 或 GPU 执行。 使用该方法已参与完成制作多部球幕电影,并在国内外多个球幕影院中播放,能够有效地还原 3D 动画中所制作物体的形状比例,无任何扭曲,且使用场景灵活,易并行。

关键词：3D 动画;球幕电影;鱼眼图像;虚拟球面;鱼眼投影