基于视景仿真虚拟校园系统的研究和实现

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ayin2
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虚拟现实技术在军事、医疗、数字城市、文化教育、航空航天、文物保护、交通、建筑、空间技术等领域得到广泛的应用,该技术是当今世界前十大优先发展技术之一。由于计算机技术,特别是INTERNET互联网的高速发展,基于图像的绘制技术的虚拟实景技术已经成为计算机视觉、图像处理、计算机图形学、人工智能研究的热点并得到广泛的应用,可应用于工业产品、商品展示以及制作公司、企业、高校、科研机构等全景漫游系统。本文介绍了展示虚拟校园的几种方法,特别是基于3D的建模(动画\交互)与全景图的区别,分析了它们的优缺点后,着重对全景漫游技术进行了研究讨论,并用全景漫游技术解决了三个具体实际问题:全景图的生成、漫游空间的编辑、浏览器的设计。 全景图的生成方法有很多,主要包括两种,一种采用专门的全景拍摄设备,另外一种是基于图像拼接的思想来生成全景图。由于专门的全景拍摄设备价格昂贵且使用复杂,目前的研究和应用一般采用基于图像拼接的思想来生成全景图。本文在讨论三种全景图模型的基础上,提出一种基于两张鱼眼图像的球面全景图生成方法。该方法能使全景视角范围达到水平方向360度,竖直方向360度无观察死角的全景图像。 在球面全景图的生成技术上,本文对使用普通数字相机的球面全景生成技术作简单的讨论,重点讨论使用鱼眼镜头拍摄的两幅图像生成球面全景的方法。本文通过基于两幅圆鱼眼图像的球面全景生成方法,对鱼眼图像的预处理、建立图像拼接的空间模型、自动确定最优拼合参数和全景图像的生成四个部分来完成一张球面全景图的生成,使得拼合参数寻优过程中将空间模型的8个自由度降为4个,很大程度上缩短了拼合参数寻找的计算量和时间,且可以自动完成拼接工作。该方法克服了以往全景图像制作拼合时要通过人为的反复设定拼合界线和各种拼合参数的缺点,能够自动的查找到。能够在只拍摄两张圆鱼眼图像作为原始素材的情况下,快速拼合出高质量的球面全景图。 利用球面全景生成方法生成场景的全景图和本文所讨论的全景漫游技术,结合温州大学和浙江师范大学对全景漫游系统的实际工程需求,开发了温州大学校园实景漫游系统和浙江师范大学实景漫游系统,实现通过校园实景漫游系统,观
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