随着科学技术的高速发展以及信息量的急速膨胀,在大规模科学计算可视化、计算机支持的远程医疗、军事仿真、工程设计、遥感、会展行业和数字影院等诸多领域,人们对视频质量和显示技术的要求越来越高,在视频质量方面主要需求表现为高分辨率和广视角,在显示方面主要需求表现为大的显示尺寸和强的沉浸感。通过将图像拼接技术与多投影显示技术相结合,构建基于多相机的高质量全景视频生成与沉浸式显示系统,能够同时满足人们对高分辨率、广视角的高质量视频及其沉浸式显示的要求。本文重点研究高质量全景视频的生成与沉浸式显示技术,实现了基于多个普通相机的高质量全景视频的实时生成与沉浸式显示的完整系统。通过相机标定、调整和优化相机之间的单应矩阵(Homography),减少图像拼接的几何误差;充分利用视频流式传输技术实现多通道同步视频的实时传输;同时综合利用多核CPU和图形卡的计算能力对图像对齐结果进行实时的图像融合,实现高质量全景视频的实时生成。高分辨率、广视角的全景视频通过多投影无缝显示系统实现沉浸式显示。本文的研究工作主要包括:(1)开发了调整图片之间单应矩阵(Homography)的工具。该工具可对图片之间的几何关系进行调整、优化,有效减少因拍摄相机光心不重合引起的视差;同时用集束调整(bundle adjustment)对拼接参数进一步全局优化,实现高质量全景图的拼接。(2)为了保证系统的实时性,充分利用视频流式传输技术实现多通道同步视频的实时传输,同时综合利用多核CPU和图形卡的计算能力对多通道同步视频进行拼接,实时生成高质量的全景视频。(3)将多投影无缝显示系统应用于高质量全景视频的显示,给用户以强烈的冲击力和沉浸感。本文工作涉及计算机视觉、计算机图形学、视频传输、高性能计算和图形加速等领域。系统整合了图像拼接技术、视频流式传输技术以及多投影无缝显示技术,实现高质量全景视频的实时生成与沉浸式显示。