基于鱼眼图像的全景漫游模型.pdf

第l3卷第2期微机发展V()1．13t)．2
2003年2月MicrocomputerDevelopmentFeb．2003

基于鱼眼图像的全景漫游模型

唐俊，赵为民，谷峰
(安徽大学智能计算与信号处理教育部重点实验室，安徽合肥230039)

摘要：介绍了如何利用鱼眼镜头所拍摄的图像建立起在固定视点上沿空间任何方向的全景漫游模型的方法，它克服了使
用普通镜头需要拍摄多幅照片，经过拼结，缝合处理后才能形成全景图的缺点，试验结果证明了该方法的有效性。
关键词鱼眼镜头；全景漫游；计算机图形学；Java3D
中图分类号"TN911．73文献标识码：A文章编号：1005—375t(2003)02—0069—02

EnvironmentsofFullViewNavigationBased9疆ImageTakenbyFisheyeLens

TANGJun，ZHAOWei—nail，GUng
(KeyLab．ofIntelligentComputing&SignalProcessingof：lhuiUniv．，HefeiAH230039，China)

Abstract：Presentsawayofcreatingtheenvironmentoffullviewnavigationnsi：~Lin：~．getakenbyfisheyelens．ItovercoiTl~thedrawbacks

ofusingODITI1YIonlenswhichneedtakingmanyphotosandmuststitchtocreate!ewIant,ramieimage．Experimentalresultsareinclud·

edtoshowthefeasibilityofthenewmethod．

Keywords：fisheyelens；fullviewnavigation；computergraphics；Java3D

l引言半球面S的方程为：+Y+：r(2≥0)
虚拟景观已成为图像图形学界的最为活跃的研究课讨空问场景上任意一点Pl，连Pl交S于P2，过P2作
题之一【卜3_，究其原因是由于它具有很广泛的应用前最。OZ,轴的平行线，交OXY平面于P3点，则P3点就是Pl点
如果用普通的镜头拍摄，需要拍摄多幅照片，经过拼接、缱断成的像。
合处理_4J后才能形成基于柱面或者球面模型的全景图，丽首先．必须确定鱼眼镜头所拍摄照片的有效圆形区
鱼眼镜头的拍摄角度可以达到180。或者大于180。。因此域。下面蒗据一幅具体的鱼眼镜头所拍摄的照片(见图2)
要建立在固定视点上沿空间任何方向的全景漫游模型．只说明其方法由于照片在圆形区域外的图像点的颜色是纯
需沿相反方向拍摄两幅照片即可。本文主要讨论的问题黑色，K三【、绿、蓝三色值全为0，由实际经验可知，在圆形
就是如何根据鱼眼镜头所拍摄的照片建立漫游模型。区域内jj纯黑色点是很少的，我们可以预先定义一个阈值
譬，，绿、蓝三色值之和大于丁的像素个数M求出。同
2建立漫游模型的方法计组、绿．蓝三色值之和大于丁的点的一次矩阵

．-
由于一般的鱼眼镜头为标准的半球面，我们可以假，其中(z，)为图像的像素坐标。可以得到
相机的拍摄方向沿OZ轴，则成像平面为OXY平面，成浓圆形区域的半径r一：v／M
原理[5】如图1所示，可简单解释如下：L1坐标墨=x／M，yc=y／M

／
，

／

，
图1鱼眼照片的成像原理
图2用鱼眼镜头拍摄的照片
在求得圆形区域的半径和圆心坐标后，显然我们只要
收稿日期：2002—07—15

·70·微机发展第l3卷

把圆形区域的图像点投影到半球面上，就可恢复原来的图原点，L『P向量在观察平面上的投影方向被映射到+Y轴
像，而这个问题可以简化为计算机图形学中的纹理映射问的方向，即视口的上方(这里的坐标系指的是Java3D和
题。半球面是曲面，按照有限单元化的思想就需要进行曲OpenGL中的缺省坐标系[，]o原理如下：
面小片化，我们可以使用经纬线划分的方法来划分，经线cx—e)【
和纬线的交点就是我们所要利用的几何顶点。相邻纬线之设：F=cY—eY
间的带状表面可以通过四边形片来构成，而极点附近的表cZ—eZ
面可以通过三角形扇来构造，图3为半球面的线框示意则归一化方式为：f1r
图。图4为纹理空间可定义为圆形区域的外切正方形。

=，ד=s×，'其中_
则取景矩阵M习
图5、图6是图2所示的照片建立漫游模型后沿不同
方向观察到的部分场景。

图3半球面线框示意图

图5部分场景图图6部分场景图
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3结束语
nn“0

]]1本文介绍了直接从鱼眼图像建立沿空间漫游模型的

图4纹理空间的定义方法。实践证明，该方法是能投入实际应用的