在异形屏幕上拼接多幅投影图像是提供大规模、高分辨率且无缝视觉体验的一种常用方法。在这种视觉系统中,多投影仪通过将各自的投影图像彼此重叠来构成无缝的图像结果,使得观看者可以享受到身临其境的视觉体验。因此,基于曲面投影幕布的XD影院、飞翔影院、全球幕影院等在各个领域中得到了越来越广泛的应用,包括主题公园、数字博物馆、教育培训、科学普及等等。随着用户需求的逐渐提高,多投影系统中幕布的材质、面积和布置方式也在逐渐变化。面对投影幕布增益系数逐渐增大、幕布面积逐渐增大等问题,传统的多投影融合系统往往不能很好的适应。究其原因,传统的融合系统对平面幕布或者中小型异形幕布有着较好的适应性,但对目前来说较为热门的异形金属屏幕却存在着需要解决的一些问题。因此,研发针对异形投影幕布的多投影融合系统有着很好的市场需求。这类系统面临的主要挑战:一是如何有效校准因投影到曲面上而导致的图像几何形变;二是如何有效融合幕布高增益系数导致的全局亮度变化和重叠区域的剧烈亮度变化,包括不同位置的视点下看到的亮度保持一致性问题。为此,本文研发了一个面向金属曲面幕布的多投影拼接融合系统。首先进行了需求分析、概要设计和详细设计。在需求分析部分,对多投影系统的需求进行分析,并进行系统的概况描述,以及对系统需求进行分类,然后对相关关键技术和硬件环境进行介绍。在概要设计部分,阐述了系统的流程架构和功能架构。在详细设计部分,针对系统功能架构中的各个子系统和模块,进行详尽的方案和细节设计。最后,基于以上的分析和设计,对系统各个部分进行实现,并对完成的系统进行了测试,以验证本系统实现方案的有效性。在系统研发过程中,主要针对如下难点问题进行攻关:1)系统需要使用相机拍摄幕布上的投影图像,用于相机标定、几何拼接和亮度融合。本文针对普通相机镜头视野范围难以覆盖较大型幕布的问题,采用了双相机鱼眼镜头的方式,尽可能降低空间限制的影响、并覆盖较大的视野范围。同时针对鱼眼镜头自身存在的畸变问题和双目标定处理不兼容问题,提出了有效的解决方案。2)针对异形幕布下多投影图像的几何校正和图像拼接问题,采用基于Taubin方法的二次曲面拟合对异形屏幕进行连续且完整的三维恢复,在此基础上实现从投影仪物理像素到实际投影图像像素的一一映射关系,从而实现良好的图像拼接结果。3)对于异形金属幕布来说,幕布的高增益系数会导致用户在不同位置观察到的亮度不一致。除此以外,重叠区域的投影亮度也有显著的提高。针对该问题,采用对RGB通道分别进行矫正的方式将亮度尽可能集中在相对较小的亮度区域内,实现投影区域的自然拼接和较为舒适自然的用户体验。