基于面片建模的三維全景圖技術(shù)研究.pdf

1、三維全景圖技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)VR(Virtual Reality)領(lǐng)域重要研究?jī)?nèi)容之一，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于虛擬旅游、數(shù)字展館、全景導(dǎo)航、城市街景等領(lǐng)域。相對(duì)于傳統(tǒng)二維全景圖無(wú)法較好解決場(chǎng)景深度變化、缺乏沉浸感的問(wèn)題，三維全景圖能夠給予瀏覽者更強(qiáng)的身臨其境的瀏覽體驗(yàn)，成為目前主流的全景圖技術(shù)。本文通過(guò)研究面片建模算法來(lái)增強(qiáng)全景圖中三維模型的顯示效果，提高建模效率，降低生成三維全景圖的復(fù)雜度。
　　在全景圖像獲取方面，針

2、對(duì)傳統(tǒng)柱面投影全景圖的變形問(wèn)題，論文將地圖繪制學(xué)中的墨卡托投影算法應(yīng)用于全景圖像投影，該算法通過(guò)對(duì)圖像兩極進(jìn)行先插值、再投影的方法，有效解決了全景圖像的變形問(wèn)題。對(duì)于拍攝圖像組的亂序情況，采用相位相關(guān)法對(duì)圖像組進(jìn)行快速排序，通過(guò)圖像組內(nèi)任意兩幅圖像之間的特征點(diǎn)對(duì)數(shù)以及位置關(guān)系來(lái)判斷圖像之間的拍攝順序，避免了在圖像拼接過(guò)程中手動(dòng)對(duì)圖像組排序。
　　由于全景圖中的主要實(shí)體對(duì)象是建筑物，論文針對(duì)建筑物表面信息復(fù)雜、不規(guī)則等特征，提出了一

3、種能夠自動(dòng)提取全景圖中建筑物面片信息的算法，通過(guò)研究Canny算子與霍夫變換算法并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，提取出全景圖中的直線段，然后根據(jù)各條直線段端點(diǎn)之間的位置以及顏色關(guān)系生成直線關(guān)系圖，最后遍歷直線關(guān)系圖得到建筑物的面片信息，實(shí)驗(yàn)表明該算法能夠快速提取出全景圖中的建筑物面片信息。
　　在基于面片建模的三維建模過(guò)程中，根據(jù)體素構(gòu)造法將建筑物模型拆分為多個(gè)模型塊，通過(guò)對(duì)模型塊進(jìn)行布爾運(yùn)算、幾何變換等操作即可得到三維模型，該方法減小了單個(gè)建筑

4、物模型在計(jì)算機(jī)中表示的復(fù)雜程度。由于建筑物模型具有的逼真紋理特征和復(fù)雜的三維幾何結(jié)構(gòu)，與模型的高度逼真表現(xiàn)和系統(tǒng)存取性能之間產(chǎn)生了矛盾，針對(duì)這一問(wèn)題，本文采用細(xì)節(jié)層次模型的思想對(duì)建筑物分別進(jìn)行粗建模與精細(xì)建模。最后利用建筑物面片信息對(duì)模型進(jìn)行貼圖操作，得到建筑物三維模型。
　　在以上工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)三維模型在全景圖中的位置關(guān)系，將三維模型與二維全景圖進(jìn)行整合，從而得到基于面片建模的三維全景圖。系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地顯示瀏覽窗口中的三維全