5.1.3 全景技术的分类
2.基于实景图像绘制的三维全景技术 基于实景图像绘制的三维全景技术是通过对人工采集到的序列 场景图像加工合成，来达到仿真的效果，即基于图像学的方法 （Image—Based Rendering，IBR）。 （1）基于计算机视觉的方法 以计算机视觉中的多视图几何理论为基础，首先通过几幅采集 图像获得物体的三维信息，然后用视图插值、视图合成、视图 变形（Morphing）等方法从已知的图像中还原中间视图。
5.1.1 三维全景技术的特点
三维全景技术与传统的虚拟现实技术相比，其优势主要体现在
以下几个方面：
1.实感强 图像采用相机采集，不会受到场景对象复杂程度的限制，
接近场景真实情况，这是传统几何图形建模方法所不可比拟的。 2.交互性较好，能表达更多的场景信息
以真实场景图像为基础，其构成环境是对现实世界的直接 表现。 3.制作复杂度低
5.1.3 全景技术的分类
2.基于实景图像绘制的三维全景技术 （2）基于分层表示的方法 该法把视频中的3D场景分解成独立的、放射运动模型描述的不 同层次，再将每一层中的2D图像流和2D变换流组合到现实屏幕 上。它可以把场景中的前景和背景区分开，分别赋予不同的绘 制质量；还能对场景加以不同压缩编码，有更好的压缩效果。 该法已成为H．264国际标准中场景结构的基本思想。
5.1.3 全景技术的分类
1.基于矢量建模的三维全景技术 基于矢量建模的三维全景技术是基于图形学的方法，简称
为建模法（Geometry—Based Rendering，GBR）。是指利用空 间矢量数据（如遥感影像、CAD数据等）对场景建模，利用场 景实景照片、纹理图片以及多媒体数据辅助模型贴图丰富场景 细节，最终还原现实生成虚拟三维场景，然后通过渲染的方式 得到拟真质量的全景图。
5.1.4 全景技术常用设备
制作三维漫游全景通常需要的硬件是：单反相机、鱼眼、 云台、三脚架。软件可以选用造景师9.0或漫游大师5.0等软件。 在制作三维全景的方法是利用拼合软件将鱼眼镜头拍摄的超广 角照片拼合成一张360度的全景图，最后将360度场景发布到网 上供浏览的方式。
5.2全景图生成技术
以IBR方法为例，全景图的生成步骤如下：先利用数码相机 +鱼眼镜头采集场景序列图片，然后把多幅全景图投影到合适 的空间模型，再把拼接处理过的全景图组合成虚拟的全景空间。 5.2.1 全景图像采集
全景图像的拍摄要求360°无死角的视角角度，在图像的采集过程中要求有 以下几点： （1）拍摄角度要恰当，相机应大致位于一个场景的中心位置。 （2）拍摄水平角度图像时，要尽可能的避免平转数码相机时镜头的偏斜和 俯仰，尽量保持相机水平旋转。 （3）相机要尽可能的绕光心旋转。偏离光心引入的误差会导致插值图像时 的重影和定位困难。 （4）拍摄时光圈和焦距要固定不变。不同的光圈会使拍摄的不同方向的照 片亮度、对比度和色彩差异较大。 （5）同一场景的序列图像必须有重叠部分，一般重叠区域约为30%-50%之 间，这样拼接图像的时候才有足够的匹配点。 （6）同一场景的采集时间要尽快，间隔不要太久，以免风云变色，带来外 界环境变化，影响拼接效果。 （7）在拍摄时，场景中尽量不要出现移动的物体。

内容导航
5.1 三维全景技术概述 5.2 全景图生成技术 5.3 全景图制作实例
3
5.1 三维全景技术概述
数字信息和多媒体技术的迅猛发展，使人们进入了丰富多 彩的图形世界。近年来，随着IT技术的迅速发展，人们意识到 由于人类传统的认知环境是多维化的信息空间，而目前以计算 机为主体处理问题的单维模式与人的自然认知习惯有很大区别。 虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术应时而生，并同时代 表了包括信息技术、传感技术、人工智能、计算机仿真等学科 技术的最新发展。随着近年来硬件技术、计算机视觉、计算机 图形学方面的告诉发展，特别是三维全景技术的出现和日益成 熟，为虚拟现实的广泛应用打开了新的领域，而且三维全景将 虚拟现实和网络传播有机结合，使其更具传递性和应用性。
5.2全景图生成技术
5.2.2 图像预处理
图像的预处理已有很多方法，大致分为两种：一种是全局 处理，它主要针对图像的整体或大面积区域进行校正以得到平 滑图像；另一种平滑技术是对含噪声图像使用局部算子，对某 一像素进行平滑处理，算法效率明显高于全局处理，可以实现 实时处理。但是由于图像中的一个像素点与本像素和领域点的 灰度都有关，因此需要将一点和周围几点的灰度平均来达到平 滑的作用，虽然滤掉了噪声，但是使图像有一定程度的模糊。
制作速度快，生成时间与场景复杂度无关，成本低，较为 方便，不需要专用高档的硬件设备，在家里的计算机上就可以 进行操作绘制。 4.可传播性强
三维全景技术表现以栅格图片为内容构成，文件小，具有 多种发布形式，能够适合各种需要和各种形式的展示应用。
5.1.2 全景技术的应用
目前，三维全景技术的应用非常广泛，其与网络技术相结 合产生了大量应用。街景服务就是三维全景技术的一个实现例 子，国内外比较著名的有谷歌的Street view、微软的Street side、城市吧、我秀中国、SOSO街景等。
5.1.3 全景技术的分类
2.基于实景图像绘制的三维全景技术 （3）基于全光函数的方法 从空间中任意一点能看到的全部光线用全光函数表示，它描述 了某一场景中所有可能的环境映射。它从一些离散的有向样本 中重构连续全光函数，再从新的视点位置重新取样该函数，达 到绘制新视图的目的。 （4）基于全景图的方法 该方法首先把采集到的同一场景的若干幅图像进行配准、对齐、 平滑拼接，直至同一场景的所有图像都被拼接到全景图中，组 成一幅完整的无缝全景图。通常用于生成全景图像(Panoramic Image)、增大图像分辨率、稳定图像、压缩图像及视频扩展等。
第5章 三维全景技术
1
本章要点
了解三维全景技术的基本概念、特点、 应用、分类和常用设备 熟悉全景图生成技术，包括全景图像采 集、 图像预处理、像素坐标及相机焦距 的估计、 全景图投影模型 了解全景图制作方法，包括拍摄照片、 用Photoshop拼接静态全景图 、用Ulead COOL 360制作动态全景图