一种基于TIP技术的场景重建和漫游方法

基于图像的建模和绘制方法与基于传统的几何绘制方法相比有很多优点。但是，在场景几何未知的情况下，要实现单幅图片和图像序列的漫游，难度很大。TIP技术使得在一幅图像中漫游成为可能，但它采用的平面建模方法有很大的局限性。本文在对TIP技术扩展的基础上提出了一种曲面建模的方法。该方法减少了TIP技术的限制，扩展了其适应性。实验结果表明，本文提出的算法是有效的，具有实际应用价值。     

混合漫游系统

提出一种新颖的场景绘制方法,首先对图像进行处理,用交互的方法区分场景的背景和前景;然后分别建立背景和前景的3D几何模型,采用一种分片绘制的策略,进一步提高了绘制质量．通过将动态网格叠加到几何模型中,在静态图像中产生动态纹理,丰富场景内容,从而建立了一种混合场景表示,实现逼真的场景实时漫游．实验证明,该算法具有较好的普适性,可以处理包含灭点或灭线的不同类型照片、绘画和全景图．     

基于图像绘制的虚拟环境构建与漫游技术研究

虚拟现实是一个重要目标是用计算机构建逼真的视觉世界,使参与者漫游虚拟世界。传统上,其实现是用3D图形学进行几何建模和绘制,但有诸多不足,而基于图像绘制的实现虚拟实现系统的新方法,它克服了3D图形方法的缺点,本文提出了一个实现基于图像绘制的虚拟环境的构建与漫游系统框架模型。     

边界光场

提出一种新的基于图像的绘制方法——边界光场．该方法基于3D全光函数的思想，并使之与场景几何相结合．该方法克服了已有的IBR漫游系统的一些缺陷，利用自适应的的全光采样模式，根据场景复杂度或用户要求组织采样数据，降低了场景数据量；由于场景几何的参与，纠正了较大的深度变形；新的采样数据组织模式去除了对漫游范围的限制．文中方法可有效地应用于虚拟或真实场景漫游系统中．     

面向虚拟场景的深度全景视频绘制技术

高度复杂的三维场景通常包含几千万甚至上亿个三角形和丰富的纹理,大大超过了目前图形硬件的处理能力。传统基于几何的绘制系统通过牺牲画面质量来实现场景的快速绘制。与此不同,基于图像的绘制技术利用逼真的图像序列来生成高质量的目标画面。研究面向虚拟场景的IBR(Image-Based Rendering)技术来克服现有方法的不足,提出以深度全景视频DPV作为场景表示的基本单元,通过多段深度全景视频组成的深度全景视频网络来表示虚拟场景的漫游区域,它允许视点在漫游平面的封闭区域内连续运动。绘制算法根据目标视点参数计算深度全景视频环中对目标图像有贡献的候选区域,综合利用GPU的强大处理能力和浮点格式的绘制目标,以及多幅深度图像混合绘制技术对候选区域进行绘制来生成目标图像。实验结果表明,深度全景视频绘制技术可实现大规模虚拟场景高质量实时绘制。     

建筑设计中基于图像绘制方法的实时漫游

当建筑师使用建筑设计软件初步完成房屋的设计、装饰装潢之后,需要在此房间内进行实时漫游,以便能够进一步修改他的设计,因此,对于一个建筑设计ＣＡＤ软件来说,实现实时漫游这个功能是必要的,然而,在传统的基于几何模型的漫游方法中,图像绘制的速度和质量相矛盾,为了解决这一问题,在商业化建筑设计软件中,采用基于图像的绘制方法来实现实时漫游的同时,还能获得高质量的图像,文中采用立方体全景图方法来实现漫游,最后给     

基于图像的绘制技术

虚拟现实等技术的发展使得传统的基于几何建模和绘制的方法难以满足实时性的要求,作为实现真实感场景绘制的一种方法,基于图像的绘制技术是计算机图形学一个新的发展方向.经过归纳分析,说明了每种方法的基本思想,实现过程,及其各自的特点和发展方向.与传统基于几何图素的绘制方式相比,基于图像的绘制技术处理速度快,生成的景物真实自然,且绘制速度不依赖于场景的复杂程度.     

基于相对深度计算的图像漫游技术及其应用

提出了基于相对深度计算的TIP（Tour Into the Picture）技术．该技术根据图像的几何透视关系计算出场景的背景与前景的深度信息,实现从参考图像到TIP模型的连贯切换．通过对蜘蛛网格的修改,TIP技术实现了斜坡场景的漫游;同时将该技术运用于多个场景实现了多个场景的串联漫游．     

林木场景漫游系统的研究与实现

由于林木本身结构复杂,因此在模拟中几何模型的面片数多。如何在保证一定的视觉真实感的前提下,尽量简化场景模型,实现林木场景的快速绘制,一直是计算机图形学领域的热点问题。提出了一种适合包含大面积林木的自然场景漫游系统的实现方法,即利用3维建模软件3ds max构建场景模型,然后基于虚拟开发工具Open Scene Graph（OSG）实现场景的实时绘制和漫游。充分利用软件的特点和功能,实现了包含大面积林木的自然场景的漫游,同时还根据相交测试原理实现了漫游过程中的碰撞检测。实验结果表明,此系统具有较高的绘制速度,能满足包含大面积林木的自然场景实时漫游的要求,同时能达到一定的场景真实感。     

基于虚拟场景中的变形视图融合技术

在虚拟环境中,传统上是采用计算机图形学原理建模来绘制虚拟场景.近几年,出现的基于图像的绘制技术与传统的几何绘制技术完全不同,是一种通过实景拍摄的图像来表示虚拟场景的技术.在图像获取与图像绘制过程中,图像变形是一基本的问题.为了保持场景中物体的形状信息,该文就相邻两幅变形图像所对的关系、几何变形校正、变形图像拼接及视图变形技术等问题进行分析,讨论变形图像融合方法及相关内容.     

Tour Into the Picture using a Vanishing Line and its Extension to Panoramic Images

Tour into the picture (TIP) proposed by Horry et al. ¹³ is a method for generating a sequence of walk-through images from a single reference picture (or image). By navigating a 3D scene model constructed from the picture, TIP produces convincing 3D effects. Assuming that the picture has one vanishing point, they proposed the scene modeling scheme called spidery mesh. However, this scheme has to go through major modification when the picture contains multiple vanishing points or does not have any well-defined vanishing point. Moreover, the spidery mesh is hard to generalize for other types of images such as panoramic images. In this paper, we propose a new scheme for TIP which is based on a single vanishing line instead of a vanishing point. Based on projective geometry, our scheme is simple and yet general enough to address the problems faced with the previous method. We also show that our scheme can be naturally extended to a panoramic image.     

基于几何与图像混合绘制中的快速WARP变换算法研究

基于几何与图像的混合绘制中，3D Warp算法以严格的数学变换为基础，从而能够保证准确的投影关系，但该算法在实时绘制阶段需进行大量的数学运算，故其时间复杂度较高，该文提出了一种新的快速Warp变换算法，算法以3D Warp算法为基础，采用了崭新的投影过程，从而使时间复杂度较3D Warp算法有较大幅度的下降（降低约7．51倍）。同时，该算法是一种流水结构，能够有效利用现有的加速硬件，而无需改变图形硬件的体系结构。     

虚平面映射:深度图像内部视点的绘制技术

首先推导与归纳了图像三维变换中像素深度场的变换规律,同时提出了基于深度场和极线原则的像素可见性别方法,根据上述理论和方法,提出一种基于深度图像的建模与绘制(image-based modeling and rendering,简称IBMR)技术,称为虚平面映射.该技术可以基于图像空间内任意视点对场景进行绘制.绘制时,先在场景中根据视线建立若干虚拟平面,将源深度图像中的像素转换到虚平面上,然后通过对虚平面上像素的中间变换,将虚平面转换成平面纹理,再利用虚平面的相互拼接,将视点的成像以平面纹理映射的方式完成.新方法还能在深度图像内侧,基于当前视点快速获得该视点的全景图,从而实现视点的实时漫游.新方法视点运动空间大、存储需求小,且可以发挥图形硬件的纹理映射功能,并能表现物体表面的三维凹凸细节和成像视差效果,克服了此前类似算法的局限和不足.     

一种基于3维全景图像技术的深度测量方法

3维全景图像技术是一种能够记录和显示全真3维场景的图像技术。该技术采用微透镜阵列记录空间场景，空间任意一点的深度信息只需通过一次成像即可直接获得。本文研究采用全景图像技术直接获取物体空间信息的方法。此方法首先从全景图像中抽提视图。视图是通过抽提全景图像中对应于每个微透镜下同一局部位置的点人工合成的。每幅视图包含了全景图像中对原来的物空间场景按照某一特定方向的平行投影记录信息。接下来通过分析全景图像的光学成像过程。推导了用来描述物体深度信息和其在对应的视图间的视差关系的深度方程。从而得出空间任一点的深度可以通过其在对应视图间的视差来求得。最后，通过运用全景图像测量火柴盒的厚度的实例，验证了这一方法的可行性。其结果一方面可用于全景图像的数据处理本身，另一方面可望为开发新型的深度测量工具提供理论依据。     

对3D Warping分解的高质量虚拟视点绘制方法

基于深度图像的虚拟视点绘制（DIBR）作为自由视点视频应用中的核心问题,由其获得的任意视频的质量和速度对于自由视点视频的发展至关重要。为解决经典DIBR方法存在的重叠、空洞、伪影,以及由于重采样导致的细小裂纹问题以提高虚拟视点图像质量,提出了一种基于改进的3D Warping过程的虚拟视点绘制方法。该方法从整个3D Warping过程出发,将3D Warping过程分解成两步而无需进行三维建模,并分别在两步中提出了改进的方法。在第一步中,通过在变换矩阵中引入可调的系数对三维参数进行修改;在第二步中,主要针对由于重采样导致的细小的裂纹问题,提出了自适应一投多算法,在兼顾时间复杂度的同时改善了裂纹问题。实验结果表明,无论从主观质量还是客观评价标准来看,该方法都能够显著提高虚拟视点绘制的图像质量。     

一种实现森林场景漫游的几何与图像混合绘制方法*

提出了一种基于粒子系统和Particle System API的景物模拟方法,并采用Line方式取代传统的Point方式渲染粒子,结合纹理映射方法实现了多种喷泉模拟。实验证明用该方法模拟喷泉效果比较真实,速度快,在普通微机上可以得到令人满意的效果。     

复杂几何模型的混合绘制算法研究

基于几何与图像的混合建模与绘制是解决复杂几何模型快速绘制的一个有效途径。提出一种复杂几何模型的混合绘制方法，首先给出基于风何投影的Warp变换公式，然后对几何模型进行预绘制，得到具有深度的图像；依据图像分辩率的对该图像进行几何重构，得到具有几何拓真诚关系的图像模型，并对该模型进行进一步修正；最后解决了模型的冗余检测问题。实验结果表明，该方法可以在保证较高逼真度的前提下实现复杂模型的快速绘制。     

一种用于视点图像绘制的光线空间插值方法

光线空间表示是实现实时复杂场景自由视点视频的有效方法。提出了基于特征点检测的快速光线空间插值方法,首先采用自适应阈值提取光线空间片或图像域的特征点,然后结合遮挡问题采用相关性准则匹配特征点,根据匹配的特征点将光线空间分割成不同对象区域并进行插值,以实现快速任意视点图像绘制。实验结果表明,该方法能快速插值光线空间数据,生成的光线空间数据信噪比高、绘制的任意视点图像的主客观质量也较高。     

基于分层图像融合的虚拟视点绘制算法

针对虚拟视点绘制过程中出现的重叠和空洞问题,提出一种新的虚拟视点绘制算法。通过形态学操作对三维图像变换后出现的空洞进行膨胀来消除伪影瑕疵,根据深度信息对左、右虚拟视点图像进行前景和背景分割,利用线性加权法对分割后的前景图像和背景图像进行分层融合解决像素重叠问题,对分层融合后的背景图像进行空洞填充并与前景图像融合得到虚拟视点图像。实验结果表明,与经典的Criminisi算法相比,该算法PSNR值提高了1.75 dB,具有较高的绘图质量。