基于視景仿真虛擬校園系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn).pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事、醫(yī)療、數(shù)字城市、文化教育、航空航天、文物保護(hù)、交通、建筑、空間技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)是當(dāng)今世界前十大優(yōu)先發(fā)展技術(shù)之一。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)，特別是INTERNET互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，基于圖像的繪制技術(shù)的虛擬實(shí)景技術(shù)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)視覺(jué)、圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能研究的熱點(diǎn)并得到廣泛的應(yīng)用，可應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品、商品展示以及制作公司、企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)等全景漫游系統(tǒng)。本文介紹了展示虛擬校園的幾種方法，特別是基于3D

2、的建模(動(dòng)畫\交互)與全景圖的區(qū)別，分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)后。著重對(duì)全景漫游技術(shù)進(jìn)行了研究討論，并用全景漫游技術(shù)解決了三個(gè)具體實(shí)際問(wèn)題：全景圖的生成、漫游空間的編輯、瀏覽器的設(shè)計(jì)。 全景圖的生成方法有很多，主要包括兩種，一種采用專門的全景拍攝設(shè)備，另外一種是基于圖像拼接的思想來(lái)生成全景圖。由于專門的全景拍攝設(shè)備價(jià)格昂貴且使用復(fù)雜，目前的研究和應(yīng)用一般采用基于圖像拼接的思想來(lái)生成全景圖。本文在討論三種全景圖模型的基礎(chǔ)上，提出一種基于兩

3、張魚眼圖像的球面全景圖生成方法。該方法能使全景視角范圍達(dá)到水平方向360度，豎直方向360度無(wú)觀察死角的全景圖像。 在球面全景圖的生成技術(shù)上，本文對(duì)使用普通數(shù)字相機(jī)的球面全景生成技術(shù)作簡(jiǎn)單的討論，重點(diǎn)討論使用魚眼鏡頭拍攝的兩幅圖像生成球面全景的方法。本文通過(guò)基于兩幅圓魚眼圖像的球面全景生成方法，對(duì)魚眼圖像的預(yù)處理、建立圖像拼接的空間模型、自動(dòng)確定最優(yōu)拼合參數(shù)和全景圖像的生成四個(gè)部分來(lái)完成一張球面全景圖的生成，使得拼合參數(shù)尋優(yōu)過(guò)程

4、中將空間模型的8個(gè)自由度降為4個(gè)，很大程度上縮短了拼合參數(shù)尋找的計(jì)算量和時(shí)間，且可以自動(dòng)完成拼接工作。該方法克服了以往全景圖像制作拼合時(shí)要通過(guò)人為的反復(fù)設(shè)定拼合界線和各種拼合參數(shù)的缺點(diǎn)，能夠自動(dòng)的查找到。能夠在只拍攝兩張圓魚眼圖像作為原始素材的情況下，快速拼合出高質(zhì)量的球面全景圖。 利用球面全景生成方法生成場(chǎng)景的全景圖和本文所討論的全景漫游技術(shù)，結(jié)合溫州大學(xué)和浙江師范大學(xué)對(duì)全景漫游系統(tǒng)的實(shí)際工程需求，開發(fā)了溫州大學(xué)校園實(shí)景漫游系

5、統(tǒng)和浙江師范大學(xué)實(shí)景漫游系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)通過(guò)校園實(shí)景漫游系統(tǒng)，觀者有身臨其境的感受，仿佛置身于校園，可以觀看校園里所有的景點(diǎn)，對(duì)所有的場(chǎng)景均可以俯視、仰視、環(huán)視、變焦(拉遠(yuǎn)，拉近)等操作。對(duì)學(xué)校的校園環(huán)境，硬件設(shè)施取得了良好的展示效果?？梢?jiàn)實(shí)景漫游是一種較新的、生動(dòng)形象、真實(shí)感強(qiáng)、效果較好的宣傳技術(shù)，在三館(圖書館、科技館、博物館)、網(wǎng)絡(luò)宣傳等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但場(chǎng)景的空間位置、真實(shí)性技術(shù)還不如3D建模，還需努力突破。圖像組合和幾何評(píng)價(jià)