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基于图像绘制(IBR)技术克服了传统的基于几何多边形绘制技术的三维建模复杂、真实感不强、场景复杂时难以实时刷新等问题,使三维场景的建立变得容易,使复杂的虚拟现实系统能在普通硬件平台上推广应用。因此它已成为当前计算机图形学研究中的一个热门课题。
本文在分析、研究和总结当前国内外有关虚拟现实技术基本理论和一些典型应用系统的基础上,对采用基于图像的图形绘制技术来构建虚拟场景的理论、方法和技术进行了深入研究,设计并实现了一个基于图像的虚拟场景漫游系统。众所周知,利用相机拍摄真实场景时,其视野总是有限的,当需要获得一个更大范围的场景图像时,就需要连续拍摄若干副照片,并进行拼接。因此,找到相邻照片的匹配点,实现图像的自动拼接是基于图像的图形绘制技术中的关键问题。
本文先提出了一种新颖使用的基于特征与点匹配相结合的全景图拼接算法,该算法根据一定的策略,首先在相邻图片的约束区域内搜索特征线段,把这个特征线段作为匹配模板进行匹配。一旦因为特征不明显而造成特征匹配失败,接着就进行基于点的匹配,通过采样到的基本点作为模板来完成图像间的匹配过程。此算法具有基于特征匹配运算速度快的特点,并且还避免了无特征或者特征不明显的误匹配现象,提高了拼接的精度。同时还提出了一种全新的特征搜索方法。
最后设计并实现了一个基于图像的虚拟漫游系统——“漫游贵阳”。