文档介绍：硕士学位论文摘要基于图像的建模和绘制技术是近年来兴起的一种倍受关注的场景建模和绘制技术,也是目前虚拟场景漫游领域中的主流技术。其最大的特点就是克服了传统的基于几何建模和绘制技术的不足,可以在只具有普通计算能力的计算机上实现具有相片般真实感场景的实时漫游。以计算机视觉和图像处理等学科的理论和方法为基础的基于图像的建模技术中,基于单幅图像的建模是一个重要的研究领域。本文围绕由单幅图像重建具有相片般真实感的三维模型,对单幅图像的标定、场景的三维重建以及从图像中纠正和映射纹理三个方面进行了较深入的研究和探讨。首先,在单幅图像标定方面,利用人机交互的方式确定三个垂直方向的灭点,在算法的基础上,通过引入主点位置的计算,从而可用简单的几何关系得到相机焦距以及由世界坐标系到相机坐标系的旋转矩阵,并提高了标定算法结果的精度。其次,在场景的三维重建方面,先将场景中长方体结构参数化,并把标定阶段求出的相机焦距对这一阶段的计算结果进行校正,从而可以得出各顶点的相对深度值,并由此计算出长方体结构的三个参数以及世界坐标系相对于相机坐标系的平移向量。这样可以在相差一个全局比例因子的情况下重建相片场景的简单三维模型。然后,在纠正和映射纹理方面,以三维视觉的分层重建理论为基础,并结合纹理映射函数的特点,给出一种改进的纹理纠正和映射算法。将提取的纹理图像变换成为边长为”正方形图像后,映射到三维模型上去,从而得到具有相片般真实感的三维模型。最后通过实验,证明了本文提出的改进方法能适应对含有长方体结构的场景的单幅图像重建任务。关键词虚拟现实基于图像建模相机标定灭点三维重建纹理映射基于单幅图像的虚拟实景漫游技术研究硕士学位论文插图索引图沈本文研究工作的流程图⋯⋯图几何空间变换集合的包含关系⋯⋯图三维几何空间层次的几何变换⋯图极线约束关系⋯⋯。⋯⋯,图由单幅图像恢复三维几何的不确定性图从两幅图像恢复三维几何示意图⋯⋯图物体的模型与视觉外观⋯⋯,⋯⋯图线性相机模型⋯⋯图标定参照物⋯⋯图湘江绿化带⋯⋯。二图标定相机焦距示意图图标定相机旋转矩阵示意图⋯‘⋯⋯,⋯⋯。二图矩形投影示意图二。⋯⋯图长方体投影示意图⋯⋯中图射影变换和仿射变换示意图⋯⋯。⋯⋯,图包装盒的单幅相片⋯‘⋯⋯‘⋯⋯图由灭点的误差来确定线框与边缘是否正确拟合图灭点和主点位置示意图图经过渲染后的场景的三维模型图相机焦距标定值的比较图图旋转矩阵标定值的比较⋯⋯湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名创日期年月,日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于、保密口,在年解密后适用本授权书。、不保密请在以上相应方框内扣一“作者签名坐日期年月导师签名进日期年犷月功日硕士学位论文第章绪论虚拟现实技术简介随着计算机技术、网络技术的发展,人们足不出户就可以“沉浸”于美丽的风光之中,即对虚拟实景进行实时漫游。这里所采用的技术就是虚拟现实技术。虚拟现实这个名词最早是由在世纪年代初提出来的。等人对它下了这样的定义虚拟现实就是由计算机合成的,对用户不仅可以观察而且可以控制其内容的三维环境的模拟。从中文的角度可以对它做如下解释虚拟,表示无中生有的一个环境现实,代表人类对于这个环境的感受象是在一个真实环境中一样。虚拟现实技术的主要特征是具有沉浸感、交互性、想象力,即所谓的特性。沉浸是利用人类的五大感官看、听、触、嗅、味去感受虚拟的环境,以为是真的一样。交互是指人机之间有一定的互动。想象是感宫受刺激后,信号传输至脑部而藉以往的经验所产生出来的幻觉。虚拟现实技术的发展大体上可以分为三个阶段。第一阶段从世纪年代到年代,是虚拟现实技术的准备阶段第二个阶段从年代初到年,是虚拟现实技术系统化,并逐步走出实验室进入实际应用的阶段第三个阶段是从年代至今,是虚拟现实技术的全面发展阶段。早在年,美国的就开发一个被称为的摩托车仿真器,试图从视觉、听觉和触觉等多方面给人一种身临其境的感受,这正是虚拟现实追求的终极目标之一。年,在哈佛大学组织开发了第一个计算机图形驱动的头盔显示器,并开发了与之相配的头部位置跟踪系统。还有许多科学家,在虚拟现实技术的准备阶段,做了许多有意义的研究工作。从世纪年代开始形成虚拟现实的基本概念,并出现人工现实虚拟现实虚拟环