本文選題：全景圖 + 航拍　； 參考：《山東師范大學》2017年碩士論文

【摘要】：隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高,傳統的人機交互方式已經不能滿足人們的精神需求,更方便、更直觀的方式逐漸進入人們的生活,即虛擬現實技術(Virtual Reality,簡稱VR)。在虛擬現實系統中,虛擬場景繪制是至關重要的一個環(huán)節(jié),基于幾何的繪制技術需要大量的三維建模,工作量大且對計算機要求很高,而基于圖像的繪制技術直接從現實場景中采集圖像構建虛擬場景,易于實現且文件較小,適合網絡傳輸,目前全景圖技術是虛擬場景繪制中最常用的方法。全景圖具有真實性、交互性、經濟性等優(yōu)點,而傳統的虛擬場景圖像采集局限于地面,無法全局觀看場景原貌,無人機航拍無疑是解決這一問題的最好辦法。本研究通過遙控大疆筋斗云S1000無人機在空中航拍采集圖像,采用OpenCV相關算法拼接圖像,并以配置Away3D的Adobe Flash Professional CS6為開發(fā)平臺,最終獲得水平360度垂直180度的球面全景圖虛擬現實場景,使用戶可以身臨其境,感受“上帝視角”。本文主要研究了基于航拍全景圖的Flash3D虛擬場景的構建,系統研究了虛擬場景構建所涉及的幾種關鍵技術,并將理論與實踐相結合,以山東師范大學千佛山校區(qū)為對象設計了一套完整的構建虛擬場景的方案。本研究的主要內容有:首先,分析了搭建虛擬場景所涉及的虛擬現實技術、全景技術以及Flash3D技術的研究歷史和發(fā)展現狀;其次,介紹了全景技術的生成原理和應用范圍,總結了全景技術的三種投影方式,通過分析比較最終選擇球面投影模型構建全景圖,并詳細闡述了球面全景圖投影原理;然后,介紹了構建虛擬場景的流程,主要包括圖像采集、圖像拼接、虛擬場景的構建,內容分布于各個章節(jié)并分別進行了詳細的理論說明。對于圖像采集步驟,設計了航空拍攝方式,采用大疆筋斗云S1000無人機搭載大疆禪思Z15_5D云臺和佳能5D單反相機,通過在地面遙控可輕松實現航拍操作從而獲得航拍圖像;對于圖像拼接步驟,分析了特征點檢測、特征點匹配、圖像融合與拼接三個步驟的原理,重點介紹了基于尺度不變的SIFT算法和SURF算法,并對兩種算法進行實驗對比得出結論,最終通過OpenCV相關算法獲得拼接圖像;對于虛擬場景構建步驟,分析了Flash3D的理論基礎,在配置Away3D引擎的Flash CS6中基于ActionScript3.0設計了構建虛擬場景的方案,生成山東師范大學千佛山校區(qū)虛擬校園系統并發(fā)布,可供用戶在線瀏覽。本研究在分析構建虛擬場景流程的理論基礎上,通過航拍+全景圖+Flash3D技術,以山東師范大學千佛山校區(qū)為對象設計了一套完整的、可行的、有效的構建虛擬場景的方案,在如今虛擬現實飛速發(fā)展的時代里,有著很強的實用性和現實性的意義。
[Abstract]:With the development of society and the improvement of people's living standard, the traditional human-computer interaction can not meet the spiritual needs of people, more convenient and more intuitive way to gradually enter into people's lives, that is virtual reality technology, referred to as VRU. In the virtual reality system, virtual scene rendering is an important link. Geometric rendering technology needs a large number of 3D modeling, the workload is large and the requirement of computer is very high. However, the image-based rendering technology directly collects images from the real scene to construct the virtual scene, which is easy to realize and the file is small, which is suitable for network transmission. At present, panoramic image technology is the most commonly used method in virtual scene rendering. Panoramic images have the advantages of authenticity, interactivity, economy and so on, but the traditional virtual scene image collection is limited to the ground, and can not view the scene as a whole. UAV aerial photography is undoubtedly the best way to solve this problem. In this study, the aerial images of the S1000 UAV were collected by remote control, and the images were spliced by OpenCV correlation algorithm, and the development platform was Adobe Flash Professional CS6 configured with Away3D. Finally, the virtual reality scene of the horizontal 360 degree vertical 180 degree spherical panorama can be obtained, so that the user can experience the "God's angle of view". This paper mainly studies the construction of Flash3D virtual scene based on aerial panorama, systematically studies several key technologies involved in virtual scene construction, and combines theory with practice. Taking the Qianfoshan campus of Shandong normal University as the object, a complete set of virtual scene is designed. The main contents of this study are as follows: firstly, the virtual reality technology, panoramic technology and Flash3D technology are analyzed. Secondly, the generation principle and application scope of panoramic technology are introduced. This paper summarizes three kinds of projection methods of panoramic technology, chooses spherical projection model to construct panoramic image through analysis and comparison, and expounds the principle of spherical panoramic projection in detail, and then introduces the flow of constructing virtual scene. It mainly includes image acquisition, image mosaic, virtual scene construction, content distribution in each chapter and detailed theoretical explanation. For the image acquisition step, the aerial shooting method is designed. The DJZH Z155D cloud head and Canon 5D SLR camera are carried by the DJG S1000 UAV. The aerial photography can be easily realized by remote control on the ground, and the aerial image can be obtained. For image stitching, the principle of feature point detection, feature point matching, image fusion and stitching is analyzed. The sift algorithm and SURF algorithm based on scale invariant are introduced, and the conclusion is drawn by comparing the two algorithms. Finally, the stitching image is obtained by OpenCV correlation algorithm, and the theoretical foundation of Flash3D is analyzed for the virtual scene construction step, and the scheme of constructing virtual scene is designed based on ActionScript3.0 in Flash CS6 with Away3D engine. The virtual campus system of Qianfoshan Campus of Shandong normal University is generated and published, which can be viewed online. On the basis of analyzing the theory of constructing virtual scene flow, through aerial panorama Flash3D technology, this paper designs a complete, feasible and effective scheme to construct virtual scene, taking Qianfo Mountain Campus of Shandong normal University as the object. In the era of the rapid development of virtual reality, it has a strong practical and realistic significance.
【學位授予單位】：山東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41;TP391.9

【參考文獻】

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3 白廷柱;侯喜報;;基于SIFT算子的圖像匹配算法研究[J];北京理工大學學報;2013年06期

4 杜振鵬;李德華;;基于KD-Tree搜索和SURF特征的圖像匹配算法研究[J];計算機與數字工程;2012年02期

5 李雷;陳桂琴;田園;;無人機的發(fā)展歷程與展望[J];黑龍江科技信息;2011年32期

6 李統乾;劉鳳榮;;網絡三維交互技術(web3D)概述[J];科技信息;2010年01期

7 趙沁平;;虛擬現實綜述[J];中國科學（F輯:信息科學）;2009年01期

8 殷潤民;李伯虎;柴旭東;;虛擬現實中的基于圖像繪制技術綜述[J];系統仿真學報;2007年19期

9 蘇建明,張續(xù)紅,胡慶夕;展望虛擬現實技術[J];計算機仿真;2004年01期

10 華順剛,張靜,歐宗瑛;基于圖像繪制的球面全景圖生成及自動拼接技術研究[J];大連理工大學學報;2003年05期

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3 杜賡;基于尺度不變特征的人臉識別[D];北京郵電大學;2010年

4 董志華;面向多視點立體顯示的自適應IBR技術[D];上海大學;2010年

5 馮宇平;圖像快速配準與自動拼接技術研究[D];中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所）;2010年

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7 唐t;基于IBR的全方位全景圖象[D];中南大學;2002年

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1 趙欣;Flash 3D虛擬科技館的設計與開發(fā)[D];山東師范大學;2016年

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4 何鼎乾;全景圖像獲取和顯示技術研究[D];解放軍信息工程大學;2013年

5 陳笑;Web3D網上虛擬館系統的研究與實現[D];華南理工大學;2012年

6 馬杰;360°全景圖像拼接技術研究[D];西南財經大學;2012年

7 王金萍;基于Flash的三維圖形引擎的研究與應用[D];中國海洋大學;2010年

8 陳淑蕎;數字圖像特征點提取及匹配的研究[D];西安科技大學;2009年

9 楊艷偉;基于SIFT特征點的圖像拼接技術研究[D];西安電子科技大學;2009年

10 王玉珠;圖像角點檢測算法研究[D];重慶大學;2007年

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本文編號：2022206