摘要：多媒体数字沙盘的运用完全颠覆了传统实体沙盘在表现形式上的单一、乏味，从而具有形式新颖、动静结合、虚实相应、动态“活”沙盘、信息分层显示、观众互动等优点；在集合声、光、电、动画，音乐、解说台词、3D特技等多种元素于一体的表现的形式更能满足观看者的更高层次的感官刺激上做的更深远、更概括、极具震撼。
关键词：数字沙盘投影技术 异形融合边缘融合 无缝拼接
Abstract: the use of multimedia digital sand table completely changed the traditional entity sand table in performance forms a single, boring, thus has the form novel, combining static, the actual corresponding, dynamic "live" sand table, information layered display, audience interaction advantages; Set in sound, light, electricity, animation, music, commentary lines, 3 D stunt and so on many kinds of elements in one of the forms of expressions can meet more viewers the higher level of sensory overload more far-reaching, and more summary and extremely shocked.
Keywords: digital sand table projection techniques abnormity fusion edge seamless integration
中图分类号：O185 文献标识码：A 文章编号：
一、 多媒体数字沙盘投影技术的运用
多媒体数字沙盘投影技术是整合多种硬件设备：投影机、控制服务器、图像处理器及其它附属设备和软件系统：系统软件、内容演出播放软件、曲线(面)边界修饰软件、多通道同步无干涉播出系统软件、曲面曲线异形融合系统软件、编程及影片制作软件等的高科技技术。
传统沙盘模型只是单一的，相对乏味的表现形式。相比之下，多媒体数字沙盘颠覆了传统意义上实体沙盘的表现手法。而多媒体数字沙盘的运用完全颠覆了传统实体沙盘在表现形式上的单一、乏味，从而具有形式新颖、动静结合、虚实相应、动态“活”沙盘、信息分层显示、观众互动等优点；在集合声、光、电、动画，音乐、解说台词、3D特技等多种元素于一体的表现的形式更能满足观看者的更高层次的感官刺激上做的更深远、更概括、极具震撼。
二、城市数字沙盘的实例分析
1、展项实例简介
由本人主导设计与实施的深圳市工业展览“多媒体城市数字沙盘投影展项”中主要由地面投影和大型弧幕投影两部分组成。
地面投影部分：（1）地面设置实体沙盘模型，大部分区域按是1：6000的比例制作，为突出表达部分区域采用1：4000的比例制作，如标志建筑：市民中心、帝王大厦等。沙盘面积为72平方米。（2）地面投影采用8台6000流明的松下PT-FDW630投影机拼接融合，动态投影沙盘影片为八通道影片，每个单通道的分辨率为 (dpi) 1280*800，影片整体制作最佳分辨率(dpi)为3680*3580。
大型弧幕投影部分：（1）弧面投影尺寸为：长×宽=7×3米。（2）弧面投影采用2台12000流明的松下PT-D12000C投影机拼接融合，影片为两通道影片，每个通道投影分辨率为1400*1050，制作最佳分辨率为2450*1050。
图1：地面沙盘投影机布置图及钢架图图2：大型弧幕投影机布置示意图
2、相关系统介绍及技术亮点
A、大型弧幕投影显示系统
（1）系统构成：2台12000流明的松下PT-D12000C高亮度DLP工程投影机，专业正投弧型投影幕，高端图形工作站等。
（2）投影画面采用两通道投影无缝拼接边缘融合技术实现超宽幅高分辨率画面效果，使用投影进行画面的拼接显示，简单的拼接无法做到精确的边缘对位，有缝隙存在。需要对相邻图象进行一定区域的搭接，简单的搭接叠加区域有亮带存在。使用边缘融合技术才能解决拼接画面的连续性。
（3）专业正投弧形投影幕具有超宽显示视角，保证在沙盘周围的游客均能清晰的看到屏幕画面内容。
（4）采用光端机传送大屏幕投影画面，保证视频信号的可靠传输，视频画面清晰流畅。
（5）本系统的技术亮点及特点：a、采用了专用凸屏画面无缝拼接软件对凸形弧面进行影片的无缝拼接融合（简称“软拼”），而传统的拼接是采用投影机本体硬件来拼接（简称“硬拼”）， 软拼无论是在效果和效率上都远胜于硬拼。b、一般的屏幕以平幕和凹幕为常见，但本项目采用了凸幕的方式而且投影面积达到21平方米，这在国内也是不多见的，增加了在技术上实施的难度。
图3：边缘融合方式
B、多通道高清动感沙盘投影系统
（1）系统构成：8台6000流明的松下PT-FDW630高亮度DLP工程投影机组成的投影矩阵，高端图形工作站，多机联播系统软件等。
（2）根据地图地形特点（异型地图），精确配置投影机点位，以保证整幅画面的拼接效果以及影片整体表达效果。
（3）采用画面无缝拼接平台软件等实现投影画面无缝拼接，达到全面覆盖超过72平米范围的完整画面效果。
（4）采用曲面曲线异形融入系统软件、曲面校正自动补偿系统软件、曲线(面)边界修饰软件等专用软件技术解决投影拼接位置偏移及异型融合问题。
（5）本系统的技术亮点及特点：a、由于采用了8台投影机投射画面，每台投影机的投射的画面各不相同，但要形成一个完整的画面；根据投影机的布置及投影区域的不规则，使得出现了需要融合3台投影机投射的重叠画面，而我们一般遇到的基本上是2台投影的重叠区域的融合；这在实施的技术上又是一个难点，我们通过软件拼接的方式很好的实现了3台投影机投射的重叠画面的无缝融合。b、由于地面的投影区域不规则，特别是边沿区域，一般我们遇到的基本上是方形规则的区域融合；本项目上我们通过曲面曲线异形融入系统软件、曲面校正自动补偿系统软件等软件实现了异型区域无缝的融合和曲面对位。
C、多声道定向封闭式立体音响系统
（1）为了使整个展项的音效更加震撼，在音效系统方面设计并实施了高度保真的立体声音响系统。
（2）根据馆内环境情况，在建声效果无法改善的情况下，经过专门的声学模拟，设计并实施了可以最大限度的控制声音传播范围，减少对周边展项的交叉影响的定向音效系统。
D、多通道、多画面影像同步播放控制系统
（1）采用投影机与图形工作站集成演出系统软件包管理和播放大屏幕与投影沙盘的投影内容。
（2）采用八通道同步无干涉播出系统软件实现弧幕投影和沙盘投影内容的精确同步。
（3）为了使控制沙盘投影各个投影机画面之间的精确同步，在传输线路上采用了光纤传输。
（4）本系统的技术亮点及特点：本展项涉及到的地面沙盘影片与弧幕影片并不是独立播放的，两个影片在内容编排和播放时间上必须也是无缝连接的，所以在控制同步播放上必须做到精确无误，如：影像中的飞机由地面沙盘机场位置起飞并飞出屏幕等震撼性特效必须做到地面影像与弧幕影像的和谐统一。这在技术实施上又是一个突破。
E、艺术动态特技影片
艺术动态特技影片在制作上运用了大量创新的特效元素，采用了目前全球高端的一些特效制作软件例如：云层山体软件After brun、烟火雾特效软件Fx fume、ScatterVL Pro For 3DMax 2010 (电影特效插件)、Maya、Max等等，通过这些高端软件的应用，来达到高端的视觉效果。
3、主要的硬件、软件系统组成
序号 子项目名称 数量 单位 规格/型号
1 投影机1(投射弧幕，松下PT-D12000C) 2 台 PT-D12000C
2 投影机2（投射沙盘，松下PT-FDW630） 8 台 PT-FDW630
3 大型投影弧幕 21 m2 专业定制
4 专用播放服务器(图形工作站) 2 台 DELL
5 图像服务器 8 台 DELL
6 控制计算机 1 台 DELL
7 高保真音响系统 1 套 雅马哈
8 光纤传输器 2 对 Creato
9 投影机与图形工作站集成演出系统软件包 8 套 专业定制
10 曲线(面)边界修饰软件 8 套 专业定制
11 凸屏画面无缝拼接平台软件 2 套 专业定制
12 曲面曲线异形融入系统软件 2 套 专业定制
13 曲面校正自动补偿系统软件 1 套 专业定制
14 八通道同步无干涉播出系统软件包 1 套 专业定制
15 分屏器及监视器操作系统集成软件包 1 套 专业定制
16 高清级投资环境介绍艺术片 8 分钟 专业定制
17 模型艺术动态特技影片 8 分钟 专业定制
18 KVM16路自动切换系统软件 1 项 专业定制
19 物理实体沙盘及装饰 72 平米 专业定制
20 自动控制、网络交换及电路系统集成 1 项 专业定制
三、结束语
正是由于多媒体沙盘投影在表现力和传达信息方面比普通的实体沙盘在满足观看者的更高层次的感官刺激上做的更深远、更概括、更具震撼力；加之在拼接边沿融合、曲面矫正等专业技术的日益突破和完善，越来越多应用在博物馆、展览馆、城市规划馆等公益性场馆中，同时在一些招商引资项目、地产项目推荐等也慢慢的开始运用。
作者简介：张勇军，籍贯：浙江杭州， 出生年月：1980年2月9日，2004年6月毕业于湖南科技大学信息与电气工程学院电气工程及其自动化专业。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。