基于TIP的虚拟场景漫游关键技术

论文摘要

虚拟现实是当前国内外科技界研究热点之一,它利用计算机技术生成一个逼真的虚拟世界,让用户体验身临其境的感觉。众多虚拟现实技术中基于图像绘制（Image-Based Rendering,IBR）是一个重要分支,大幅提高建模效率和真实感。而Horry提出的TIP技术则能从单幅图像中建立虚拟场景。但传统TIP技术不可避免地有一些缺陷。首先,对具有明显盒状特征的场景进行建模时,传统方法容易产生变形。另外,要想平滑而自然地漫游长距离的虚拟场景（场景深度大于20米）,基于单张图像的TIP模型还无法满足要求。为解决上述两个问题,提高TIP建模效果,本文分别提出了TIP不等边建模和TIP叠加递进建模:1.在前人工作的基础上分析了模型变形问题的原因,并提出了TIP不等边建模的实现原理和具体操作过程,从而消除了传统方法导致的变形问题,提高了虚拟场景的真实度。2.结合经典TIP建模的局限性和目前国内外最新TIP模型连接方面的研究成果,针对普遍存在的模型间漫游跳跃问题,提出了多模型叠加递进方案,从而实现了模型间的无缝连接,为大规模复杂场景的建模提供了技术保证。本文对每一章的理论研究都做了详实的实验分析,以实际实验结果验证理论知识的可行性和具体实现效果。除此而外,在各章技术基础之上设计了TIP不等边建模系统和叠加递进建模系统,并以实际场景为数据源,实现了逼真的虚拟漫游,使抽象的理论知识变得触手可及的,更加接近人们的日常生活。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 基于图像的绘制技术
• 1.2.1 发展历史
• 1.2.2 发展现状
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 课题研究的目的和意义
• 1.5 课题主要工作和论文结构
• 第二章 图像绘制及小波理论基础
• 2.1 IBR 技术概论
• 2.1.1 IBR 技术的特点
• 2.1.2 IBR 系统结构
• 2.1.3 IBR 系统分类
• 2.1.4 TIP 技术
• 2.2 小波理论基础
• 2.2.1 小波及小波变换
• 2.2.2 离散小波及二进小波
• 2.2.3 多分辩率分析及Mallat 快速算法
• 2.2.4 实验结果与分析
• 第三章 基于小波的图像配准和融合
• 3.1 图像配准理论
• 3.1.1 图像配准理论
• 3.1.2 基于特征的配准方法
• 3.2 基于小波提取边缘特征点的图像配准方法
• 3.2.1 检测图像边缘点
• 3.2.2 计算边缘相关系数
• 3.2.3 提取边缘特征点
• 3.2.4 仿射变换
• 3.2.5 多重相关判据理论
• 3.2.6 匹配局部控制点对
• 3.2.7 删除误匹配
• 3.2.8 配准算法
• 3.3 基于小波变换的图像融合
• 3.3.1 图像融合的小波分析基础
• 3.3.2 融合算子的确定
• 3.4 实验结果与分析
• 第四章 TIP 不等边建模
• 4.1 问题的提出
• 4.2 不等边模型的建立
• 4.2.1 放射线的指定
• 4.2.2 模型参数计算
• 4.2.3 像素重投影
• 4.3 不等边模型系统结构
• 4.4 实验结果与分析
• 第五章 TIP 叠加递进模型及实现
• 5.1 问题的提出
• 5.2 叠加递进模型的建立
• 5.2.1 基本实现思路
• 5.2.2 具体实现步骤
• 5.3 软件系统结构
• 5.4 实验结果与分析
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢