基于TIP的全景实时漫游技术研究与实现

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基于全景图像的虚拟场景漫游技术仅能提供固定视点的环视和简单的缩放效果,缺乏走入场景中的那种沉浸感,而这对于漫游来说恰恰是十分重要的视觉效果。为了弥补这一缺憾,论文引入了一种称为TIP的技术。根据对参考图像的理解和想象,用一些多边形重构出一个比较简单的场景三维模型,然后通过改变摄像机的位置来重新对场景进行绘制,从而生成一系列视觉上比较满意的场景漫游图像。   论文将TIP技术应用到全景漫游中,不仅能够克服固定视点的问题,而且由于不要求对场景进行精确建模,因此能够保证漫游过程中的实时性和交互性,同时又能够提供视觉上比较满意的场景走入效果。   论文首先介绍了虚拟现实的绘制技术及基于全景图的实时漫游,并对TIP的两种实现方法进行了详细阐述和分析。由于TIP技术中的最主要问题是根据参考图像恢复场景的几何模型,所以对于不同格式的全景图,论文重点研究并实现了对应的场景建模方法,并通过比较分析,提出了一种基于TIP的立方体全景实时漫游的可行方案。整个建模过程十分简单,不存在任何复杂的计算;在进行纹理映射时,由于立方体全景图是一种线性(线到线)的透视映射,因此可以直接用来作为纹理,相比球面全景图的线到弧的映射,我们不需要进行额外的非线性映射到线性映射的转换,减少了计算量。   最后,论文将TIP技术与NPR相结合实现了一个称为NP-TIP的原型系统。该系统利用TIP方法简单恢复场景的三维几何模型,然后采用NPR技术对输入图像和背景图像进行艺术渲染,从而构建出一个具有艺术表现力和艺术意象的虚拟3D环境。
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