第二十二篇：如何打造沉浸式空间——基于UE4的异形Cave案例分享

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第二十二篇：如何打造沉浸式空间——基于UE4的异形Cave案例分享

伴随着中国文旅产业向纵深化方向发展，文旅4.0体验经济时代正在到来，沉浸式体验成为文旅演艺、实景娱乐等行业的发展热点，开始应用于城市空间、城市综合体、文化场馆、景区街区等文旅场景的应用。沉浸式场景通过视觉的超长延伸，给人来带来身临其境的空间感，从而使人获得震撼的、刺激的、不可思议的体验。 由于LED屏能够灵活、任意安装与拼接，能够充分满足各种建筑的整体结构和环境使用要求，并且大小和尺寸都可以按照要求来进行定制，并可实现高清分辨率，从而成为打造沉浸式场景的主要显示方案。目前，市场上最为常见的异形拼接屏表现形式有：球状、弧形、圆柱形、魔方体、三角形、瓶状、梯形等。

一、项目挑战
1、透视畸变
沉浸式体验要求具备超大的视野，超高清的分辨率，能够“以假乱真”，给置身其中观众的以完全的沉浸感和代入感，使体验者完全沉浸在一个被立体画面包围的高级虚拟仿真环境中。为了达到沉浸式、裸眼3D的视觉体验效果，该项目最终需要用无缝拼接的LED巨幕打造5面梯形CAVE的沉浸式体验空间，展开图如下图所示。
为了有效延伸视觉空间，最终拼合的5面梯形CAVE会形成一个透视空间，但同时，未经特殊处理的渲染视频会因此在三维视觉空间中出现透视畸变效应，造成原始图像画面在观看者眼中发生变形和扭曲。
2、超高分辨率
现场CAVE总面积达153平方米，为了保证现场效果与清晰度，LED拼接屏使用P2点间距的全彩屏，整体分辨率需要达到9088x6400。
3、同步
由于LED铺设面积与分辨率较大，一共需要三台服务器主机、分为11路信号输出才能覆盖整块屏幕，如何保证这分散在三台服务器上的11路输出信号的同步也成为本次项目的挑战之一。

二、解决方案
该项目中的三台服务器总共利用3片RTX A6000提供的强大图形计算能力，配合三块NVIDIA Quadro Sync II同步卡，通过多服务器网络同步配合同步卡硬件同步，完成11路信号的帧同步输出。

同时，使用Scalable 融合软件，轻松通过控制服务器调用三台渲染服务器的11路信号，在实时渲染的三维透视网格图像上，对多屏画面拼接和变形进行调试，解决异形CAVE的透视畸变问题，根据设置的最佳观影视点，输出11路信号的画面变形数据网格文件。

最终，通过虚幻引擎Unreal Engine 4读取应用生成的变形文件实现带有透视畸变校正的三维实时渲染画面。最终效果见下面链接。

视频地址：
Cave沉浸式空间

Cave沉浸式空间