互动投影原理及组建（硬件篇）

1.简介
互动投影系统使用投影机作为成像设备，将计算机画面投射到地面或墙面上，形成超大的成像屏幕，并使用红外摄像机作为视频捕捉设备分析投影画面内人物的运动，将运动信息作为计算机输入来控制投影画面。互动投影系统可以让人与投影画面直接进行互动。

2.视频捕捉
2.1 视频捕捉设备
互动投影系统的视频捕捉设备通常是使用红外摄像机+视频采集卡+红外光源，红外摄像机需要加装红外光通过可见光截止的滤光片，红外光源可以集成在红外摄像机内，也可以单独。

2.2 原理
摄像机捕捉的对像通常就是投影画面，一般要使整个投影画面完整处于摄像机的视野内。这样当人在投影画面内的时候，他的动作就会被捕捉到。

可见光的波长为380nm – 780nm，780nm以上为红外光。
投影机投出的动态画面也处于摄像机的视野内，这些动态画面会对人的动作分析形成干扰，很难分清这是人的动作还是投影画面在动。给摄像机加上滤光片（图2）可以滤掉可见光的投影画面，而摄像机的CCD传感器可以对近红外光成像，这样人的动作仍然可以被捕捉。

2.3 选购
红外摄像机一般选用枪式摄像机，对分辨率要求不高，一般420线以上就可以了，关键是要求对红外线的感光度要好，所以通常选用夜视效果好的。有些摄像机为 了成像不受红外线干扰会在CCD前加一个滤掉红外光的滤镜，在使用前要检查清楚，一般是像普通玻璃一样的小块，如果有要把它去掉。

为了方便调节最好使用手动变焦镜头，如果你已经确定距离与画面大小，也可以使用定焦镜头。

选用合适的滤光片也很重要，太低会有干扰，太高会使画面太暗，一般使用760nm – 850 nm之间的滤光片，购买时注意是可见光通过红外光截止，不要买反了，应该是黑色的。

视频采集卡是安装在计算机上连接摄像机的设备，互动投影的软件通过采集卡获得摄像机的画面。采集卡一定要支持二次开发，支持DirectShow开发或者 有独立开发包，对于普通的互动效果一般采集分辨率在320×240以上，帧率在25帧以上就可以了，市面上廉价的采集卡一般都可以支持720×576 25fps，足够用了。

3.投影机及安装
投影机的选择空间很大，主要根据实际应用及预算来决定。

投影机一般采用直投方式，当投影到地面时通常还可以使用镜面反射。镜面反射有两个好处，可以让投影机正放，有利于投影机寿命，还可以加长总投射距离使投影画面更大。