Android手機(jī)端基于圖像的三維姿態(tài)計(jì)算及其計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用研究.pdf

1、通過相機(jī)的運(yùn)動(dòng)，計(jì)算機(jī)獲得實(shí)時(shí)的二維圖像，從而通過相關(guān)算法得到相機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。分析相機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)屬于計(jì)算機(jī)視覺的范疇，三維模型加載則屬于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)。相機(jī)運(yùn)動(dòng)在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的應(yīng)用是計(jì)算機(jī)視覺與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的交叉研究項(xiàng)目。典型研究課題是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality)、虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)通過輸入傳感器，比如聲音、視頻或者GPS傳感器來通過計(jì)算機(jī)生成對(duì)物理、真實(shí)世界的直接或間接的增強(qiáng)信息。增強(qiáng)現(xiàn)

2、實(shí)是用虛擬世界增強(qiáng)真實(shí)世界，而相反的是，虛擬現(xiàn)實(shí)通過替換真實(shí)世界為計(jì)算機(jī)生成的虛擬世界。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)使用基于相機(jī)運(yùn)動(dòng)的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，比如基于運(yùn)動(dòng)的三維重建、場景跟蹤等技術(shù)。而虛擬現(xiàn)實(shí)通過各種運(yùn)動(dòng)傳感器，比如陀螺儀、GPS跟蹤器來獲取運(yùn)動(dòng)信息，將設(shè)備的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為相機(jī)運(yùn)動(dòng)，并反映到虛擬世界。
　　本文對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域用的技術(shù)進(jìn)行了簡要的介紹，包括多視圖幾何的相關(guān)理論基礎(chǔ)，三維建模的基本原理、對(duì)基于圖像渲染的技術(shù)進(jìn)行了闡述。本文實(shí)現(xiàn)

3、的第一個(gè)系統(tǒng)是基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的人臉姿態(tài)識(shí)別的應(yīng)用。使用了高效的人臉檢測算法，并通過離線對(duì)人臉做的三維人臉模型，基于POSIT算法用二維人臉特征點(diǎn)和三維模型頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系得到相機(jī)運(yùn)動(dòng)矩陣來計(jì)算人臉姿態(tài)。并在Android手機(jī)中實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)效果來觀察人臉姿態(tài)檢測的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明不僅人臉姿態(tài)估計(jì)效果明顯，而且達(dá)到了檢測人臉并顯示三維人臉模型的實(shí)時(shí)效果。本文實(shí)現(xiàn)的第二個(gè)系統(tǒng)是基于虛擬現(xiàn)實(shí)做的立體虛擬展示系統(tǒng)，通過離線生成攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡，并擬合