基于深度信息的Web VR立体全景漫游系统研究与实现

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立体全景漫游相较于普通全景漫游,引入了场景的深度信息将二维的全景图片还原成三维的空间模型,从而打破了浏览点位固定的约束,支持场景中的自由行走。目前行业内普遍使用两种立体全景漫游制作方案,分别是基于立体结构扫描设备的空间实景三维重建方案和基于三维模型制作软件通过手动绘制场景立面轮廓获取模型信息的方案。然而这两种方式拥有各自的局限性,前者需要额外使用立体扫描设备,后者需要通过添加点线面的方式手动绘制全景的几何结构,并不满足立体全景漫游自动生成平台的需求。因此,本文提出了基于全景相机位姿估计和全景图像深度估计算法的立体全景漫游制作方案。这种方案无需立体扫描和手动绘制,而是根据全景图片自动计算场景的立体结构信息,从而支持立体全景漫游的在线自动制作。论文的主要工作可分为3部分:(1)提出了基于全景位姿与深度信息的立体全景漫游制作方案。现有的立体全景漫游制作方案分为通过物理设备扫描场景结构信息和使用模型制作工具手动绘制场景几何模型两种方式,本文提出无需结构信息采集设备和额外操作的立体全景漫游一键生成方案,该方案使用相关算法获得场景位姿与深度信息,利用Krpano对深度信息的支持实现立体全景的渲染。(2)融合了基于几何的全景相机位姿估计算法与基于深度学习的全景深度信息估计算法,解决基于Krpano全景漫游生成工具的360°三维立体结构重建问题。其中,使用OpenMVG开源多视角立体几何库进行基于特征的全景相机位姿估计,使用BiFuse提出的双投影融合神经网络,结合等矩形投影与立方体投影进行全景图像的深度估计。(3)设计并实现了立体全景漫游制作系统。在现有全景漫游制作系统的基础上加入全景相机位姿估计算法与全景图片深度估计算法,实现立体全景漫游的在线自动制作。此外,为进一步提升系统的易用性,增加全景漫游项目的一键复制功能和离线下载功能。
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