室内VR漫游系统若干关键技术研究与设计

来源 :浙江理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:cqhy2009
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虚拟现实室内场景应用的需求日益增长,人们对场景真实感不足、画面流畅度有限、使用易疲劳等影响用户体验的问题要求越来越苛刻。在虚拟现实所使用的绘制技术中,传统的PBR技术面对越来越精细、复杂度越来越高的场景顶点数据日渐乏力,开始陷入性能瓶颈。光场技术作为一种前景光明的IBR技术随着近年来的硬件不断跟进开始在虚拟现实领域崭露头角。该技术拥有绘制结果逼真、计算开销与场景复杂度无关、符合人眼视觉习惯等巨大优势,但该技术目前仍然存在着采集成本较高、数据运算量较大及实时性有限等问题。针对以上问题,文中做了如下工作:(1)提出了一种适用于室内复杂静态场景的低成本光场采集方案。仅需一台相机即可进行采集,避免了相机阵列昂贵巨大且难以操控的问题,同时还继承了相机阵列方案空间分辨率高的优势。(2)提出一种基于相机标定和光流模拟的数据校正和扩充方法,作为低成本采集方案的优化和补充。针对方案中人工调整单台拍摄位置精度有限的问题,利用标定数据通过相机标定对采集的图像进行校正;针对方案中采集密度有限的问题,从图像运动分析的角度进行分析,运用光流法进行图像合成,实现了采集数据集的扩充。(3)提出一种基于渲染贡献的光场重构计算优化方法,提升了光场重构的实时性。通过对光场重构过程和重采样对最终结果的贡献情况进行分析,给出了重采样贡献度的计算方法和计算终止条件,以此降低重构计算量。(4)在上述研究成果的基础上,利用Visual Studio 2017及Qt5进行了系统架构设计、封装及用户交互界面设计,实现了室内VR漫游系统。包括场景数据预处理系统和VR漫游系统。
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