360度球面虚拟实景空间的构建方法研究

摘要

基于图像的绘制(IBR,Image Based Rendering)技术是一种以计算机图形学、计算机视觉和数字图像处理技术为基础,构造虚拟场景的技术。以基于图像的绘制技术为核心,将周围360度的场景投影到立方体、圆柱或球面上,形成的可以自由漫游的虚拟场景称为虚拟实景空间。与传统的基于几何模型的绘制技术构建的虚拟场景相比,虚拟实景空间具有渲染速度快、真实感强和场景丰富等优点,因而成为了当今的研究热点。本论文将以构造360度球面虚拟实景空间为研究内容,完成的工作主要包括以下几方面:
　　(1)以单反相机作为拍摄工具,设计了一种可支持360度球面全景拍摄的支架,并对设计方案进行了可行性分析及性能评估。
　　(2)研究并实现了基于网格的球面虚拟实景空间构建方法,在已有网格的基础上,对其进行整体调整和局部调整,以解决全景拼接时形成的错位、信息缺失等问题。同时,基于调整后的网格,实现全景图的保存,并对保存过程中出现的顶部像素稀疏、边界明显现象进行优化。
　　(3)针对全景采集过程中出现的底部空洞问题,研究并实现了一种基于位置映射模型的空洞修复方法,较好的解决了球面全景底部空洞问题,实现了完整360度球面虚拟实景空间的构建。

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图表目录

第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 本章小结及论文内容安排

第二章 球面全景拍摄支架设计

2.1 参数计算及支架设计

2.2 可行性验证和性能评估

2.3 本章小结

第三章 球面虚拟实景生成及优化

3.1 球面虚拟实景生成

3.2 效果优化

3.3 本章小结

第四章 球面全景图的生成

4.1 全景图的生成

4.2 全景图的优化

4.3 反求法求球面全景图

4.4 本章小结

第五章 球面虚拟实景空洞修复方法研究

5.1 传统的图像修复算法

5.2 基于时域球面虚拟实景空洞修复算法

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 未来展望

参考文献

硕士研究生在读期间发表的论文

硕士研究生在读期间参加的科研工作

硕士研究生在读期间获得的荣誉