全景图是指通过相机多角度环视拍摄,经过计算机拼接缝合得到的一种大视野实景图像。全景图具有成像范围广、建模速度快、场景真实、数据量小等特点,在武器操作、训练模拟、景点展示、房产介绍、电子商务等领域中具有广泛的应用。特别是与GIS技术结合的街景地图,成为影响人类生活方式的地理信息服务之一。目前,全景图存在不适应视觉认知特点的变形,还不能为用户提供准确的空间认知。本文围绕全景图视觉变形问题,从全景图视觉变形的成因、特点、纠正方法等方面展开研究。论文的主要工作包括以下几个方面:1、回顾全景图发展历程与主要成果,描述全景图视觉变形现象,提出全景图视觉变形纠正的研究需求,概括国内外全景图视觉变形纠正方法和全景图动态交互技术发展现状,辨析易与全景图视觉变形纠正混淆的概念,根据全景图理论模型与人类视觉特性分析全景图视觉认知的特点,探索全景图视觉变形的成因与特性,为全文研究奠定了理论基础。2、提出了一种基于移动最小二乘法的全景图视觉变形纠正算法。将任意全景图反投影到视球面模型进行统一描述,保证算法的普适性,在视球面投影到显示平面过程中,根据全景图视觉认知特点,利用移动最小二乘法构建了角度、直线、面积视觉变形度量因子,最小化视觉变形误差,实现对全景图视觉变形约束的控制。保证了场景特征的相似,纠正了场景中变曲的直线。3、基于全景图金字塔模型提出了适应人眼认知特点的全景图单视点漫游方法。对金字塔模型顶层全景图切片进行视觉变形纠正处理,考虑改进金字塔模型造成的漫游变化,设计了全景图切片相应的调用方式以及切换的漫游方式,给出了视点空间由球面到平面平滑变化的计算方法,并设计了在不同图像空间内漫游相机的变化矩阵。达到在漫游中调用满足视觉需要的全景图切片,克服了大视域漫游中透视投影引起的视觉变形。4、基于TIP算法提出适应视觉感受的全景图多视点漫游方法。运用渲染到纹理技术构建了实时的TIP图像空间,克服了TIP图像空间与全景空间的接缝,给出了TIP图像空间相对深度的计算方法,实现对漫游过程的控制,利用GLSL编程技术处理TIP图像空间纹理,设计了对应纹理变化的计算方法。基于TIP的多视点漫游方法,符合前向视觉的需要,克服了TIP立面分辨率低的缺点,在漫游过程中构建了穿梭图像空间的效果。5、设计了数字化展馆系统中全景图模块的功能,对全景图数据采集及处理流程进行了详细描述与步骤说明,给出本文提出的方法在数字化展馆中的应用实例,验证了方法的实用性。