基于图像的绘制可以很好的解决虚拟漫游的实时绘制问题,在数据采集和显示方面也具有设备需求简单、配置要求低等特点。而图像配准和拼接是基于图像绘制的关键,同时在计算机视觉和视频压缩等领域中也有重要应用。因此本文的研究目标是利用简单的采集设备,通过精确的图像配准和融合技术,实现多边形柱面全景图的制作和显示,进而实现基于多视点多边形柱面全景图的绘制方法来达到实时虚拟漫游。论文工作的主要贡献包括:(1)使两幅图像重叠区域的灰度或梯度最小化方法是全局图像配准的常用方法之一,本文在原有方法基础上加入光照调整参数,并在优化过程中改进了现有方法的迭代过程,在提高精度的同时保证算法的效率不受影响;将光照函数加入传统的8参数迭代优化中,可以同时求出投影变换参数和迭代变换的参数;在此基础上,还对迭代流程进行了改进,进一步提高了计算速度。(2)在合成360度全景图时由于积累误差的影响使得首尾图像往往无法正确配准,而仅仅调整首尾图像又会使得中间图像的拼接受到影响。为解决这一问题,我们提出一种带边界约束的全局优化调整方法,对几何和亮度不一致的情况分别给出了解决方案。针对多幅图片配准后产生积累误差的问题,利用两两配准的初始参数,加上我们引入的边界约束条件,进行多幅图像统一配准,最后加入新的全局亮度调整公式,实现一幅360度首尾相连的无缝全景图拼接和融合。(3)提出了一种新的基于多边形柱面全景图的虚拟场景漫游方法。在得到每一固定点全景图的前提下,利用SIFT方法提取图像的特征点,然后计算出多边形柱面全景图的深度,在多边形区域场景中采集并构造多边形柱面全景图。然后在漫游时,利用计算图像的深度信息进行新视点下的狭缝图像插值,从而达到在某条路径上或区域内对场景进行虚拟漫游的要求,最终获得多幅全景图的平滑过渡,实现基于图像进行实时漫游的效果。