Auto-Alignment in Multi-Projektor-Systemen

Multi-Projektor-Systeme können überall Verwendung finden, wo hochaufgelöste Medien (z. B. Filme oder Bilder) dargestellt werden sollen. Sie sind insbesondere für immersive 360°-Displays geeignet; hierbei wird auf gekrümmte, ungewöhnlich geformte und/oder die Betrachter umschließende Flächen projiziert. Anwendungen gibt es hier vor allem in den Bereichen Planetarien, Science-Center, Messen und Events, Simulatoren, Virtual Reality sowie Vergnügungsparks. In solchen Systemen wird die Projektionsfläche mit mehreren Beamern ausgeleuchtet. Oft sind dies acht, sechzehn oder auch weit mehr Projektoren, deren Teilbilder nahtlos zu einer Gesamtprojektion zusammengesetzt werden müssen. An den inneren Überlappbereichen, wo die Projektor-Bilder zusammenstoßen, müssen diese möglichst pixelgenau zusammenpassen, sonst würden die Betrachter hier Doppelbilder und Unschärfe-Effekte wahrnehmen, was als störend empfunden würde. Ein solch genaues Matching der Teilbilder ist manuell nur äußerst aufwändig zu erreichen. Aufgrund der vielen Ungenauigkeiten in solchen Systemen (unpräzise Projektor-Position, -Orientierung, -Linsenverzerrung, gekrümmte Oberflächenform der Projektionsgeometrie, asymmetrische Überlappungen, ...) ist dies eine sehr zeitintensive, schwierige Aufgabe, die trotz großer Mühe meist nicht mit einem pixelgenauen Ergebnis lösbar ist. Des Weiteren muss diese Arbeit jedes Mal neu durchgeführt werden, wenn sich die Projektion verstellt hat, z. B. durch eine leichte Bewegung des Gerätes, Projektor-Lampentausch oder durch Wärmeeffekte der Geräte. In diesem Kapitel wird eine schnelle und vollautomatische kamerabasierte Lösung für die Projektor-Kalibrierung vorgestellt.