基于圖像繪制虛擬現(xiàn)實相關技術研究.pdf

1、傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實是用計算機圖形學的方法構造的.通過對真實世界的抽象建立三維幾何模型,漫游時根據(jù)觀察者的位置方向,利用計算機實現(xiàn)多邊形繪制、著色、光照、消隱以及投影的方法生成新的視景.這種方法需要大量的三維幾何建模和專門的三維繪制硬件,而且在場景實時漫游時,場景的復雜度影響了繪制的表現(xiàn)質(zhì)量,難以達到完全逼真的場景.基于圖像繪制虛擬現(xiàn)實技術利用攝像機拍攝的真實圖像,經(jīng)過圖像處理把一系列圖像合成全景圖,再重新構成新的視圖.這種方法不需要建模,場

2、景逼真度高,場景的處理與場景的復雜度無關,只與圖像分辨率有關.因此近年來這個領域很快成為計算機視覺、圖像處理、計算機圖形學研究的熱點.該論文是以基于圖像繪制技術作為理論基礎,因此先概述了基于圖像繪制技術,然后介紹了魚眼/廣角鏡頭概況以及在虛擬現(xiàn)實技術中,特別是圖像拼接中的應用.在基于圖像繪制技術的基礎之上,參閱了大量的國際上最新的文獻之后,該文介紹了魚眼鏡頭變形的主要因素——徑向變型的原理和已有的消除變形的方法,主要有基于高次多項式模擬

3、和基于具體的幾何投影模型兩種.基于等角魚眼模型和經(jīng)緯映射圖,本論文推導了簡單的魚眼鏡頭變形消除方法,并給出了實驗結(jié)果.為了從魚眼照片中得到效果更好的、能在多方面應用的變形恢復后的圖像,該文介紹了針孔照相機模型和魚眼鏡頭的球面模型.基于這兩個模型,推導了從物體平面到變形的魚眼鏡頭圖像平面的映射公式:正對照相機光軸的簡化算法;物體平面偏離照相機光軸的新的恢復算法.為方便圖像拼接,提出新的使用圓柱面作為物體平面的算法.給出了一種新的魚眼鏡頭模

4、型參數(shù)的估計方法,以優(yōu)化變形的糾正效果.另外還討論了魚眼鏡頭更一般更精確的曲面模型.接著介紹了基于以上算法開發(fā)的,糾正魚眼鏡頭變形的實用系統(tǒng).本論文采用了一種新的快速的柱面全景圖像的拼接方案.圖像對齊采用的基于2冪子圖像的相位相關度法.當全景圖像拼接成功后,就可以投影變形構造漫游場景.虛擬場景的漫游需要一個交互的環(huán)境,該文給出了全景圖瀏覽器的實現(xiàn)算法思路,組織和鏈接全景圖節(jié)點構建虛擬環(huán)境,平滑連續(xù)的切換場景節(jié)點就可以實現(xiàn)虛擬環(huán)境的漫游.