多媒体投影技术在溶洞开发中应用

李明

摘 要：多媒体技术的发展，使得设计工作内容以及形式方面发生了很大的变化，尤其是多媒体的投影技术，在溶洞开发中得到了很好的应用。文章首先介绍了溶洞灯光设计的内容，并着重分析了多媒体投影技术在溶洞开发应用中的三个方面，希望能够起到一定的借鉴作用。

關键词：多媒体；投影；溶洞；灯光；照明；景观；全息；互动；边缘融合

中图分类号：TP391 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）35-0179-02

Abstract： With the development of multimedia technology， great changes have taken place in the content and form of the design work， especially the projection technology of multimedia， which has been well applied in the development of karst caves. This paper first introduces the content of cave lighting design， and emphatically analyzes three aspects of multimedia projection technology in the development and application of karst caves， so that it is intended to play a certain reference role.

Keywords： multimedia； projection； karst cave； lighting； landscape； holography； interaction； edge fusion

1 溶洞灯光设计的内容及意义

最近一段时间，溶洞的开发成了人们热议的焦点，而溶洞开发的关键所在正是溶洞的灯光设计，也就是照明设计。众所周知，溶洞的灯光不仅具有照明的功能，能够直接向游客展示溶洞自然属性、具体轮廓以及物理和化学方面的特征，同时还能够进行布景，也就是营造一定的情境和氛围，帮助人们更好地欣赏溶洞内部的景观。在对溶洞进行灯光布景时，需要明确的是，灯光是一种工具，通过这种工具，能够让人们更好地了解溶洞的原貌和历史，但是如果只是简单地进行照明工作，使得溶洞内的景观一览无余，则不是灯光设计的目的，甚至违背了设计的初衷。科学的灯光设计应该赋予灯光一定的内涵，并且使每一种灯光具有一定的主题，这些主题具有一定的连续性，能够使得溶洞内每一部分的情景都形成紧密的衔接，最后形成一个统一的整体。而且不同的溶洞形成原因也不一致，具有不同的特点，相应的也就要有鲜明的特色和主题，所以在进行灯光设计时，需要做好各种钟乳石的修饰工作，并且适当进行造型处理，形成一群能够彰显特色的钟乳石群。将灯光与溶洞进行搭配，能够起到相得益彰的作用，在具体的设计和布置方面，灯光要与溶洞内的景观特点相符合，比如色调不能过于分散，一般都要借助反射光，发挥倒影的效果，让人们体会到溶洞的奇妙[1]。

在确定溶洞主题之后，可以使用先进的多媒体投影技术，对溶洞的环境进行美化处理，实现景观的升级。在运用多媒体投影技术时，可以增强互动效果，也就是让游客能够更好地接触溶洞，将整个人置身于溶洞之中，感受溶洞的色彩和内涵。通过多媒体投影技术，能够使得溶洞更具有感染力，尤其是多媒体投影机能够提升灯光的设计水平和质量，让人们享受美妙的体验，并且回味无穷。总而言之，多媒体投影技术，为人们创造了一个虚拟的环境，这种环境魅力十足，让人流连忘返，而且时代的进步也要求艺术需要借助科技，从而实现更好地传播。多媒体投影技术丰富了艺术的表现形式，将其合理地运用到溶洞开发中是艺术发展的新手段和新途径。

2 多媒体投影技术在溶洞开发中的具体应用

2.1 边缘融合无缝拼接投影技术

边缘融合无缝拼接投影技术，是一种大型屏幕的投影技术，主要是通过多个投影机，将各个投影机的画面进行无缝拼接，从而形成一整幅完整的投影画面。由于各个投影画面在拼接时难免出现光线以及内容的部分重合，这就需要使用特殊的软件进行处理，消除多余的部分，实现无缝拼接。这种投影技术能够保证投影画面的亮度高度一致。从技术组成上讲，这种投影技术的发展经过了硬件融合、软件融合以及软硬件融合三个过程。硬件融合指的是，通过遮光处理，对投影的图像形成融合。软件融合指的是，通过电子线路以及信号处理对图像进行融合。而软硬件融合则是吸收了上述两种融合方法的优点，实现了黑平衡和白平衡的有机统一，真正地还原了图像的色彩。从最终效果上讲，无缝拼接投影技术同样经历了三个阶段：硬边拼接、重叠拼接以及边缘融合拼接。硬边拼接指的是，两台固定的投影仪，在边缘对齐的情况下，使得整幅画面出现一道缝隙，并且这条缝隙颜色忽明忽暗，与相关的亮度处理有着密切的关系，所以这种物理拼缝不能做到图像一体化的显示。而重叠拼接更是使得缝隙成为一条亮线，亮度是整个图像亮度的三倍，严重影响了无缝的效果。至于边缘融合技术，它通过边缘融合处理器对多台投影机的投影图像进行处理，对不同投影信号间的色差、亮差和均匀度进行调整处理，把投影重叠部分的画面和灯光亮度融合在一起，形成一幅完整的画面，同时消除亮线，从而可以增大画面尺寸和画面的完整性，尤其是对于柱面、曲面以及不规则图形的拼接，起到了很好的效果。

比如，在溶洞的入口处的墙体上应用边缘融合无缝拼接投影技术，能够显示更大的画面，这种投影效果比一台投影机的效果好了很多倍，而且能够向观众呈现色彩绚烂的画面，带给人们强烈的视觉冲击以及持久的心灵震撼。还可以运用这种技术在溶洞的顶部进行投影，展示溶洞形成的过程，让游客回到远古时代，与古代的动物进行亲密的接触。这种连贯的画面需要使用多台投影机，而且多台投影机共同工作，能够极大地提高图像的分辨率，假设一台投影机的分辨率是800×700，两台投影机融合后的分辨率就变成了1200×700，真正为人们提供了逼真的视觉盛宴，让人们在溶洞里感受岁月的变迁。需要注意的是，在使用边缘融合无缝拼接投影技术时，可以明显地缩短距离，以往囿于溶洞内部空间的限制，很难真正展示溶洞内的美景，常常会削足适履，使得一些地方没有游客光顾，而通过这种技术，实现了短距离的投影。比如在溶洞的石壁上展示溶洞四季的变化，让游客亲手触摸溶洞的石壁，感受溶洞的细微变化，而且在投影中适当添加地理方面的知识，实现动态的效果，让人们在欣赏的过程中也丰富了知识[2]。

2.2 人机交互投影技术

人机交互投影技术，是一种新型的多媒体投影技术。它的核心技术是进行红外图像的采集，并且通过红外激光实现智能识别和定位。在使用紅外摄像机获取视频数据之后，通过特定的算法，在数据单元处理模块进行建模处理，并筛选出固定的目标，确定其位置，从而输入电脑，通过蓝牙传输，完成自动控制。激光投影这一技术，能够投射出虚拟的键盘，如果连接到电脑上，就可以直接运行，完全具备触屏、鼠标以及键盘的功能。这项技术极大了简化了人们的生活，可以节省大量的成本。在进行红外图像的采集工作时，如果使用传统的方法，就会受到环境的严重影响，对识别的精度产生很大的干扰，而通过对红外图像进行窄带处理，能够排除光线变化的影响。而且人机交互投影技术，能够充分发挥计算机视觉核心技术，同时结合投影技术，提高生动的体验。

将这种技术应用到溶洞中，通过红外感应器以及摄像机等，对目标进行拍摄，搜集信号，之后进行分析，从而使游客与溶洞之间产生互动，根据溶洞的特点，分为地面互动投影、立体互动投影以及台面互动投影。一般情况下，溶洞的结构比较复杂，地形十分独特，在设计和开发的过程中，常常会遇到一些人工隧道，这些隧道虽然方便了游客的游玩，但同时又对景观造成了一定的影响。通过应用人机交互投影技术，能够很好地解决这一问题，达到一举双得的效果。游客在通过隧道时，可以与隧道形成一体，隧道中的投影可以是浩渺的大海、美丽的花园，游客的每一个动作都会与隧道发生关联，而且每走一步都会产生特定的效果，这为游客创造了全新的体验。不知不觉中，增加了观赏和游玩的乐趣，为溶洞融入了现代和新鲜的元素，活跃了游客的气氛，让人们在说说笑笑中走过隧道，丝毫没有受到人工建筑的影响[3]。

2.3 3D全息投影技术

3D全息投影技术是最近几年比较火的一种技术，它能够真实地再现物体的空间立体图像。这种技术的工作原理是利用光的干涉和衍射，对被拍摄物体反射的光信息进行记录，从而实现3D效果。整个全息图可以看作是一个极其庞大的光栅，在相干激光的照射下，形成原始像和共轭像，这两个像在叠加之后，就能够产生真实的效果。

在溶洞的开发中，应用3D全息投影技术，能够将一些优美的歌剧、舞蹈以及声乐等表演形式优美地融入到溶洞的自然景观中。比如游客可以在各个钟乳石之间，看到舞蹈演员在翩翩起舞，这种技术能够使得艺术与溶洞风光有机地结合在一起，让游客仿佛置身于画中。通过在透明的玻璃上粘贴高质量和高性能的投影膜，能够让在溶洞中的游客，可以看到屏幕的画面，并且看穿这些画面，这也就做到了在溶洞中布置这些图像，但是却保证了溶洞景观的完整。就好比图像和画面是半透明的状态，漂浮在钟乳石表面。对于特殊的钟乳石或者是独立的钟乳石，可以使用3D全息技术，单独加以展示，可以从各个角度进行投影和观看。在一些溶洞中，可以将人文活动也融入到投影中，比如与溶洞相关的一些书法、字画，让人们在观赏景物的同时，受到艺术的启迪。而且3D全息投影技术完全不受声音、光线的影响，游客也不用借助3D眼镜，只用肉眼，就可以直接观赏到空中的景象[4]。这种立体景象不是固定不动的，而是随时可以发生变化，这就避免了景象的单调，也不会让游客觉得枯燥和单调，而且这种技术科技感十足，改变了人们对于光的理解和认识，并且提高了人们的审美。可以预见，在以后的发展中，3D全息投影技术一定会发挥更大的作用，尤其是人们更加追求动态的艺术效果，这对于溶洞的开发，有着一定的指导意义。

3 结束语

综上所述，在溶洞开发中，有效地应用这几种多媒体投影技术，能够真实、客观、全面地反映溶洞的整体情况，并且营造了美妙的氛围和情境，能够深刻展现和表达溶洞的内涵。这不仅能够让人们更好地认识溶洞和了解溶洞，更能够加快溶洞文化的传播，同时为以后溶洞的开发提供了广阔的思路。

参考文献：

[1]黄国伟.基于边缘融合的正投式大屏投影拼接显示系统设计与分析[J].电子技术与软件工程，2016（12）：101.

[2]付晓刚.江西省宜春市洪塘镇庄溪溶洞旅游开发与利用[J].老区建设，2017（14）：51-54.

[3]王祥玲，左双勇，朱志斌.基于广义投影技术的信赖域滤子法[J].应用数学，2018，31（03）：661-667.