基于圖像漫游技術生成360度全景圖像.doc

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1、基于圖像漫游技術生成360度全景圖像　　摘要：本文就基于圖像的漫游技術，使用計算機相關設計與技術對多幅實景圖像或連續(xù)相片自動拼接，變換與組織，生成相片質量視覺效果的虛擬場景。本文介紹全景圖像含義及研究意義，并將其生成方法進行了簡單的介紹。并利用ArcSoftPanoramaMake5軟件對源圖像進行處理，得到一幅完整的全景圖像。本文實驗采集了武昌理工大學部分區(qū)域的全景圖像，并發(fā)布到了IE平臺上，使得全景圖的瀏覽更具有真實性和親切感。　　關鍵詞：全景圖像；柱面全景圖；虛擬場景；拼接　　中圖分類號：TP39文獻標識碼：A　　1研究背景和意義　　全景圖具有廣闊的應用領域，如建筑房地產、

2、旅游景點、裝修效果、酒店賓館等。在建筑設計、房地產或裝潢領域，可以通過全景技術來完成。全景圖既彌補了效果圖角度單一的缺憾，又比三維動畫來的經濟實用，可謂設計的最佳選擇。作為個人用戶，制作精美的全景圖也可以有效地向所有人展示出自己所看到的周圍的全部景色！可以非常容易地與任何人在線分享所做的全景圖，并使其他人真正獲得全景圖觀看效果。人們不用下載任何軟件，就像觀看相關照片或看視頻一樣來欣賞現(xiàn)實版的全景圖?！　∧壳昂芏嗌虡I(yè)和企業(yè)大量使用360度全景圖用來更好地宣傳自己的個人業(yè)務或企業(yè)形象。全景圖生成技術，它是基于PC和OpenGL的虛擬現(xiàn)實場景和虛擬漫游的基礎。全景圖像可以使用戶在虛擬場

3、景交互式瀏覽中較好的沉浸感，并可以讓用戶在多個場景之間自由切換漫游，利用計算機視覺的方法，從兩個節(jié)點之間產生新的中間視點圖像，通過在全景圖像中的漫游可以使用戶能夠主動的從不同觀察點和方向了解環(huán)境。本文將對學校的虛擬漫游中的全景圖生成技術進行研究。　　2全景圖所用的技術　　2.1全景圖像　　全景圖像（Panorama）通常是指大于雙眼正常有效視角（大約水平90度，垂直70度）或雙眼余光視角（大約水平180度，垂直90度），乃至360度完整場景范圍拍攝的照片。除了利用特殊的設備來獲取全景圖像，目前多采用圖像拼接技術。即用普通數(shù)碼相機配合三腳架拍攝一組有一定重疊度的相片，并利用軟件將這

4、些相片拼接成一副高質量的圖像。這是當前圖像處理的一個熱門研究課題。也是基于圖像繪制的一部分，適用性很強，應用于虛擬漫游、數(shù)字娛樂、旅游展示、遠程教育、電子商務等領域。制作一幅完整全景圖包括源圖像的采集、特征點的提取、特征點的匹配、圖像拼接和融合和全景圖像后處理。　　2.2.OpenGL?　　OpenGL?是行業(yè)領域中最為廣泛接納的2D/3D圖形API，其自誕生至今已催生了各種計算機平臺及設備上的數(shù)千優(yōu)秀應用程序。OpenGL?是獨立于視窗操作系統(tǒng)或其它操作系統(tǒng)的，亦是網絡透明的。在包含CAD、內容創(chuàng)作、能源、娛樂、游戲開發(fā)、制造業(yè)、制藥業(yè)及虛擬現(xiàn)實等行業(yè)領域中，OpenGL?幫助

5、程序員實現(xiàn)在PC、工作站、超級計算機等硬件設備上的高性能、極具沖擊力的高視覺表現(xiàn)力圖形處理軟件的開發(fā)?！　?全景圖生成方法　　3.1生成全景圖的方法　　生成全景圖的方法，通常有四種：　　一是利用專用照相設備，例如全景相機，帶魚眼透鏡的廣角相機等。其優(yōu)點是容易得到全景圖像且不需要復雜的建模過程，但是由于這些專用設備價格昂貴，不宜普遍適用。　　二是計算機繪制方法，該方法利用計算機圖形學技術建立場景模型，然后繪制虛擬環(huán)境的全景圖。其優(yōu)點是繪制全景圖的過程不需要實時控制，而且可以繪制出復雜的場景和真實感較強的光照模型，但缺點是建模過程相當繁瑣和費時?！　∪抢闷胀〝?shù)碼相機和固定三腳架拍

6、攝一系列的相互重疊的照片，并利用一定的算法將這些照片拼接起來，從而生成全景圖。此方法不需要投入較大的設備資金，并且隨著具有拍攝功能的便攜式數(shù)字終端產品的日益普及，甚至還包括了具有拍攝功能的手機，使得采用手持普通數(shù)碼相機或手機的的方式獲取全景圖素材并進行拼接顯示成為學校虛擬漫游、數(shù)字娛樂、旅游展示、遠程教育、電子商務等領域更具有發(fā)展?jié)摿Φ乃夭恼故拘问??！　∷氖菆D像拼接的核心技術是圖像配準技術，配準算法的好壞直接影響到全景圖的真實感和生成過程的實時性。如何確定圖像間的對應關系及模型中的參數(shù)就是圖像配準所要完成的工作?！　?.2生成全景圖的過程　　我們一般選擇第四方法，只需幾個簡單的操

7、作步驟，就可自動完成全景圖片從制作到發(fā)行的全過程。操作過程如下：　　1）下載ArcSoftPanoramaMaker軟件，ArcSoftPanoramaMaker是一款高質量的專業(yè)拼圖程序，可方便快捷地將一系列重疊拍攝的圖片自動拼接成一幅精美的全景圖片。PanoramaMaker支持多種RAW格式，可以與最新的數(shù)碼相機密切合作。除此之外，它還為專業(yè)用戶提供了貼心的手動微調選項，能夠調整與編輯最后生成的圖片，包括修改拼接點、拼接位置以及圖片的亮度、對比度等?！　?）首先打開ArcS