一种圆柱形全景图生成新算法及其实现

利用基于图象的绘制(IBR)技术来建立具有真实感的虚拟环境是当前计算机图形学研究领域中的一项热门课题，也是虚拟现实技术中的关键技术。它以简单的图象合成代替基于三维几何的建模和渲染，加快了画面的显示速度，是建立特定三维场景的一种高效率的方法。基于这种方法，我们提出了一种生成圆柱形全景图的新算法，它通过快速查找
相邻两幅图象的匹配区域而实现图象的无缝拼接，建立圆柱形全景图。本算法计算速度快，效率高，能生成逼真的全景图。文章的最后给出了基于这种算法生成的部分全景图图实例。     

基于3D WARP的混合绘制算法研究

几何绘制（GBR）是传统计算机图形学的研究内容,随着计算机图形学的发展,图象绘制（IBR）成为研究热点,两者各有其优缺点,其中,GBR具有绘制自由度大,速度慢等特点,需占用大量系统资源,而IBR则正好相反,因此,寻找一种能够结合GBR与IBR优点,而又能克服其缺点的方法是必要的,为了使几何绘制和图象绘制能够实现有机地结合,提出了一 种全新的“基于几何与图象的混合绘制（Geometry and Image-Based Hybrid Rendering,GIBHR)”方法,并分析了GIBHR的研究内容,同时给出了GIBHR的绘制流程,在此基础上,将IBR领域的3DWARP 法在几何绘制领域进行了进一步拓展与推论,证明了其可行性和有效性,提出了一种基于3DWARP的混合绘制算法,最后对算法进行了实验,结果表明,该算法在提高几何绘制速度方面具有明显优势,且具有空间反走样能力。     

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。     

基于图象的室内虚拟漫游系统

基于图象的绘制（Image Based Rendering)作为一种全新的图形绘制方式,以其相对于传统几何绘制而言,具有高效实用的优点,近年来得到了研究人员越来越多的关注,但IBR技术仍存在一些主要难点,如图象的无缝拼接和实时漫游。针对此问题,开发了一个基于部分球面模型的室内虚拟漫游系统。该系统采用自动匹配和人机交互相结合的方法,可以无缝地将多幅照片拼接成一张全景图,同时采用一种改进的基于查找表的算法,实现了固定视点的实时漫游。     

基于图象绘制的虚拟现实系统环境

虚拟现实的一个重要目标是使用计算机生成逼真的视觉世界,使用户可以对虚拟世界的客体进行交互式考察．虚拟现实的实现有两种方法．传统上,用三维图形学的方法实行建模和绘制．此方法需要繁琐的建模和昂贵的专用绘制硬件,而且图形绘制的质量和场景的复杂性受到很大的限制．基于图象的绘制是实现虚拟现实系统的一种新方法．它克服了三维图形方法的缺点．本文在总结已有技术的基础上,提出一个实现基于图象绘制的虚拟现实系统模型,并据此模型实现一个实验系统及相应的图象工具．     

基于3D结构和图象的复杂场景建模绘制

论文讨论IBR的现状和发展,并在分析IBR方法的基础上提出一种改进的建模绘制方法:基于3D结构和图象的复杂场景建模绘制。即结合3D结构,整体应用三维实体,在某些结构复杂的细节处应用IBR技术,以达到真实绘制。     

基于图象绘制的虚拟实现系统环境

虚拟实现的一个重要目标是使用计算机生成逼真的视觉世界，使用户可以对虚拟世界的客体进行交互考察，虚拟实现的实现有两种方法，传统上，用三信图形学的方法实现建模和绘制。此方法需要繁琐的建查和昂贵的专用绘制硬件，而且图形绘制的质量的场景的复杂性受到很大的限制。基于图象的绘制是实现虚拟实现系统的一种新方法。它克服了三维图形方法的缺点。本文在总结已有技术的基础上，提出一个实现基于图象绘制的虚拟现实系统模型，并     

基于PC和OpenGL的全景图象360度漫游技术

讨论了利用OpenGL图形软件开发系统在PC机上实现全景图象360度漫游。,探讨了采用基于像素匹配的方法进行图象拼接来生成全景图象,并在此基础上利用OpenGL的纹理映射的技术,将全景图象的一部分作为纹理图象映射到由OpenGL预先构造出的虚拟视点空间上,通过改变纹理图象在PC机上实现虚拟场景的360度任意漫游。     

基于BTF的草地实时绘制与ROAM实现

在计算机图形学领域,传统的草建模研究多基于几何学,这种方式对于大规模草地而言,要产生大量数据,场景绘制时计算复杂度较高.针对此问题,采用一种基于GPU的双向纹理函数BTF方法,压缩处理采样数据,GPU完成双向纹理重构与映射,在场景质量和速度上得到了较好效果,在实现上采用ROAM算法,实现多分辨率渲染,对距离视点较远或粗糙的地方采取粗略绘制,进一步提高了渲染速度.     

基于复值小波分解的图象拼合

图象拼合是一种基于图象的场景编码方法，它被很多基于图象的绘制IBR（image based rendering）系统采用，用来建立复杂的虚拟场景表示（例如，360°球面和柱面全景图、环境映照及高分辨率图象等）.基于复值小波多分辨率分解(Complex Wavelet Multiresolution Decomposition)提出了一种有效的图象拼合方法，它能同时地、逐步求精地对图象进行匹配和整合.首先，采用复值小波变换不仅可以保证全局优化的结果，还能够满足图象整合的规模不变和平移不变性.其次，基于多分辨     

同心拼图中深度的计算

提出一种新的基于图像绘制的方法：多同心拼图法。该方法将摄像机限制在同一平面绕不同中心的同心圆上旋转,产生多个同心拼图。新的图像由已获得的图像插值产生。多同心拼图法是对Shum提出的单同心拼图法的一种有效改进,其主要特点是能消除单同心拼图法中存在的深度畸变现象。多同心拼图法不需要三维重建过程,具有实现方便、计算简单、能实时产生具有真实感的场景图的优点,在虚拟现实和动画生成方面具有比较重要的应用价值。     

运用层次纹理映射的基于图像绘制算法

提出一种基于图像绘制(image-basedrendering,简称IBR)的算法,以发挥图形卡的纹理映射功能,并能表现物体表面的三维凹凸细节.首先将深度图像的像素按其相关深度分为多层纹理图像,然后利用纹理映射的硬件支持,将这些层次纹理图像依次投影到与视点相关的成像面上,以得到所需目标图像.为了避免目标图像上出现空洞,在生成时,将纹素在深度层次上进行扩展.由于层次纹理图像需要较大的存储空间,并且在装入纹理缓冲时要花费大量时间,为此还提出一种基于压缩层次纹理图像的目标图像生成算法.实验表明新算法是有效的,尤其适于处理与整个物体大小相比深度层次不太多的三维景物,如有表面凹凸纹理(浮雕、门窗等)的建筑物表面等.     

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。     

视图Morphing技术在视图插补中的应用

图像Morphing是图像之间插补变换的一类被广泛使用的技术，这种方法是基于两幅图像之间的像素位置和颜色的内插，但对3D场景或物体，它不能保证所生成图像的直实性，即不满足透视性质，在此介绍一种图像插补变换的新方法：视图Morphing技术，它可以保证生成图像的真实性，且不需要知道图像的3D信息，这避免了图像的3D重建，因而具有极大的应用价值。一般的视图Morphing技术需要知道图像的投影矩阵，可是用目前的技术，从图像直接获得投影矩阵是很困难的。视图Morphing技术事先不需要知道图像的投影矩阵，就可以对摄像机刚体运动所获得的两幅图像进行插补运算，获得中间视点的图像。     

复杂背景下彩色数字图像分割算法研究

为了提高复杂背景下彩色数字图像分割的准确率,减少噪声对图像处理的干扰,尽可能的缩短运行时间,需要对复杂背景下彩色数字图像分割算法进行研究。当前图像分割算法在彩色数字图像分割的过程中,仅仅考虑了图像像素的亮度值,没有考虑其空间特征,存在计算的复杂性过大等缺陷,影响彩色数字图像处理效果。为此,提出了一种基于随机权重粒子群的复杂背景下彩色数字图像分割算法。该算法先采用多尺度均匀滤波方法,对复杂背景下彩色数据图像进行划分,其中包含噪声和不含噪声的像素点的亮度值、结构元素以及局部区域内的图像像素加权亮度密度特征。采用多段图分割获取彩色数字图像的优化分割,在平滑项中代入彩色数字图像梯度信息,对彩色数字图像分割结果中的弱边界进行剔除,从而实现准确的彩色数字图像分割。实验仿真证明,所提算法增加了彩色数字图像分割的对比度和信噪比,提高了复杂背景下彩色数字图像分割的准确性。     

基于图像表达复杂物体的方法研究

在虚拟现实应用中,传统的建模方法是用图形建模的方法对每一个物体进行建模。在场景中,往往有很多物体是非常复杂甚至难以建模的。为了使建模工作简化并同时保证逼真度,提出一种基于图像表达复杂物体的方法。可以对某个复杂物体拍摄或制作多张对应不同视点方向的图像,并且在程序中用图的数据结构管理。在漫游浏览时,再根据摄像机的当前位置确定显示对应视点方向的图像。这种方法既可保证场景的逼真度,同时又使场景得到简化,使系统的运行速度得到提高。     

基于图像的室内虚拟环境的研究

基于图像的建模和绘制技术,提出了一个构造室内虚拟环境的完整方案,用户只需要输入少数照片,即可重建室内场景的全景图像,方案主要包括以下几点：首先由用户交互确定图像中的匹配象素,通过运动分析算法恢复整个场景的几何结构,然后,将原始图像变换至平面的参数坐标系,抽取纹理图像,并在参数空间对纹理图像进行拼接;最后生成场景的全景图像,算法对拍摄条件和设备没有苛刻要求,运算量较小,有较强的稳定性。     

基于非下采样Brushlet和马尔可夫随机场的图像分割

针对传统小波域马尔可夫随机场图像分割算法的纹理图像分割能力的不足,提出一种将非下采样Brushlet变换和马尔可夫随机场相结合的纹理图像分割方法。用非下采样Brushlet变换作为图像分割的特征场,有效地提取纹理图像中的高维奇异信息;利用高斯马尔可夫模型提取特征场的参数,考察图像中的光谱信息以及像素点的空间相关性对分割结果的影响。实验表明,本文算法可以有效地实现纹理图像分割,在检测纹理方向信息和区域一致性上较传统算法有较大的提高。