虚拟现实中图像建模技术的发展

1、 理论探索虚拟现实中图像建模技术的发展陈丽娜马玉杰(商丘师范学院计算机科学系河南商丘【摘要】基于图像的建模技术是计算机图形学尤其是虚拟现实中关心的重要问题。侧重从虚拟现实的研究角度对基于图像建模技术进行了综述.介绍了近年来提出的典型的基于图像的建模方法及其最新研究进展,给出了这些方法的基本原理并加以分析比较,最后对基于图像的建模技术的未来研究给出了一些建议。【关键词】基于图像建模计算机图形学虚拟现实计算机视觉Rev i ew of i m age -ba sed m odeli n g techn i ques develop m en t ba sed on v i rtua l rea l

2、ity .CHEN L i -na 1,MA Yu -jie 2.(The D epart m entof Co m puter Science,Shangqiu N or m al U niversity,Shangqiu Henan 476000【Abstract 】I m age -based modeling techniques are i m portant p r oblem in computer graphics es pecially in virtual reality .I n this paper,i m 2age -based modeling techniques

3、 based on virtual reality are summarized .The recently typ ical i m age -based modeling techniques and re 2search devel opment are intr oduced,and the theory of the techniques is compared .A t last,s ome advice about the expectati on of the model 2ing techniques is put f or ward .【Key words 】I m age

4、 -based modeling ;Computer graphics ;V irtual reality ;Computer visi on一引言虚拟现实是一种能有效的模拟人在自然环境中视、听、动等行为的高级人机交互技术,其关键技术是环境建模技术。当今围绕虚拟场景建模的方法主要有两种:一种是基于传统的图形学的三维几何建模,又称为基于图形的建模(Geometry -Based Modeling -G B M ,另一种是基于图像的建模(I m age -Based Modeling -I B M ,第一种方法对计算机硬件的性能和图形的加速性能都有很高的要求,而且计算量较大;而后者建模时不依赖具体

5、的几何模型,生成的场景更加真实,所以越来越受到青睐,但是使用这种方法使用的是图像中的二维对象,因此交互性很差。后来又有人提出了基于图形和图像的混合建模技术,但是这种方法实现起来有一定的困难。论文对最近的典型的图像建模方法及其研究进展做了综述,给出了这些方法的基本原理并加以分析比较。并对基于图像的建模技术的未来研究给出了一些建议。二基于图像建模技术的典型方法(一基于立体视觉的方法此方法利用三维视觉技术从已知的参考图像当中合成相对于新的视点的图像。它从已经获得的2D 图像中恢复形体的3D 几何特征和光照、材料特性,由于采样图像中已经包含了当时的几何、光照、材料的综合效果,所以利用这些信息,可以合成

6、不同视角的图像的信息,可以在虚拟现实环境中从不同的角度来观察物体,从而实现漫游。使用这种方法不存在大量的内存冗余,但是需要建立很多的特征对应(比如特征点的对应而且处理的数据量过大,实现起来也有一定的困难。(二基于全视函数的方法基于全视函数的方法,也称为基于全景函数的方法。它把空间任意点、任意时间和覆盖任意波长范围的可见光束命名为全景函数,它是基于图像的具有水平360度及上下空间的图形组织环境,是一种全新的图像信息模式,它可以完整的表达周围环境的信息,相当于人们从一个固定点向四周转一圈所看到的景象。此方法建模简单,但是由于现有技术不成熟,对图像燥声比较敏感,所以,为了保证图像立体匹配的正确性,不

7、仅需要用户指定一些对应关系,还要求对输入图像密集采样,使相邻的两图像间的差别很小。(三基于拼图和分层的方法基于拼图和分层的方法就是对于采样的图像(这些图像通常具有很多的重叠区域,然后把这些图像统一投影到某一个曲面上,然后确定两相邻图像间的重叠范围,最后按照特定的算法将它们拼接在一起,而且拼接时候根据要求一般要求是无缝拼接,达到最终得到新视图的要求。该方法主要用于拼接柱面全景图,它利用图像的相关性原理寻找最大相关性来对齐重叠图案。该方案简单、有效,但有时因为重叠区域特征不明显,需人工干预对齐,导致对齐误差。四基于视图插值的方法基于视图插值的方法就是利用存储好的相邻点的图像生成它们中间的图像。此种

8、方法还可以使图像发生变形和扭曲等,以产生特殊的效果。该方法原理简单,但是因为视图中涉及到大量数据,进行插值计算时计算量大。(下转第20页81产无法保值增殖。后勤企业提供服务的范围局限于学校自身,后勤企业规模小,成本高,企业产品和服务的标准大大折扣。通过兼并、重组等方式将后勤企业独立出来,后勤企业不仅仅为本校提供服务,还可以为社会服务。一方面学校对后勤使用的资产开始收取使用费,敦促后勤企业提高竞争力;另一方面后勤的规模得到扩大,良好的社会经济效益将有力的促进学校的教学和科研工作。(三联合办学1校际联合双方根据各自的优势与劣势,一方投入房屋、土地等有形资产,一方投入学校的科教产品和服务等无形资产;

9、双方的存量资产都得到运用。强势学校可以借以扩大规模,扩大影响力。弱势学校可以充分利用起现有资产,并获取丰厚的利润支持学校的进一步发展。弱势学校亦可以进入强势学校未进入的细分市场,壮大自己。2校企联合随着经济的发展,企业竞争越来越激烈。企业要想在激烈的竞争中取得的优势,I T的运用和企业人力资源培训是企业经营的重要选择。学校可以利用自身的经验和人力资源优势与企业合作,借助企业的力量来促进学校的发展。一种方式是承接企业的人力资源培训外包。有很多企业新招聘的员工往往需要先期培训半年甚至更长的时间,才能上岗。在这个过程中,企业不仅要支付实习工资、寻找合适的场地、招聘称职的老师,还要承担时间成本等。所以

10、现在有些企业开始尝试人力资源外包,即让社会中介机构帮助筛选和培训员工,企业支付一定的费用。高校完全有能力扮演这个中介角色。另一种方式是和企业合作建立职业学校,有针对性的培养人才,实现高校与企业的“优势互补、资源共享”。(四出售、出租和承包出售即将诸如教室、土地等闲置资产出售。出租即将学校的房屋、土地等租借给承租方,学校收取一定的利息。承包在不违反有关规定的情况下将学校暂时不用的资产承包给有实力的自然人或者企业去经营。由于我国高校资产长期没有法律意义上的产权,按现行法律规定这些资产无法出售,出租和承包则是比较可行的方案。(五BOT(BU I L D-OPERATE-TRANSFER即建设-经营-

11、转让。一个典型的BOT形式是:政府提出某一项目,然后与有兴趣的外国公司签订协议,在所签订协议的条款范围和期限内,外国公司负责投资、承建、经营这一项目和设施,收回投资本息并取得一定利润,协议期满后,项目无偿转让给所在国政府。这是国际工程承包的一种典型形式,其基本动因是项目所在国政府无力承担其投资。我们完全可以将BOT引进到高校的建设中来。以一个酒店为例,学校想要开办一个酒店,需要大量的投资,而学校目前又没有足够的资金来投资,那么它可以选择BOT方式。(六发行债券和资产证券化在国外,发行债券和资产证券化是大学为大型项目筹集建设资金和偿还当前其它债务的重要方式。学校发行债券是以人们对学校的认同为基础

12、的,因此发行债券的学校一般是有一定声誉的名牌大学。我们的债券发行条件较为苛刻,目前的法律环境还不容许学校发行债券。资产证券化是指将缺乏流动性但能够产生可预见的稳定现金流的资产,通过一定的结构安排,对资产的风险与收益要素进行分离与重组,进而转换为在金融市场上可以出售和流通的证券的过程。适合证券化的金融资产应具备两个方面条件:其一,最重要的是该金融资产抵押物的质量要高,要有稳定的现金流与容易变现的特点;其二,信用程度要高。上述条件,高校资产较容易满足,如高校校园土地、房屋建筑物等可作为抵押品,加之高校稳定持续的收益及其较好的社会信誉度,高校完全能成为资产证券化的理想对象,这也是活化高校存量资产的有

13、效方法之一。参考文献1张中华,谢进城.投资学M.北京:中国统计出版社,2001.2谢进城,张东.投资学导论M.北京:中国财政经济出版社,2002.(上接第18页三基于图形和图像的混合建模技术目前,已经提出基于图形和图像的混合建模技术。在虚拟环境下,用户可以借助必要的传感设备以自然的方式与虚拟环境中的物体进行交互及相互影响,从而获得等同亲临真实环境的感受和体验.目前已有的传感设备包括可以产生立体视觉的头盔显示器、能跟踪用户位置和转动方向的跟踪器、能产生视觉或触觉反馈的数据手套和数据服,这种基于图形与图像的混合建模技术可以集两种建模方法的优点于一体.但如今人与虚拟场景的交互行为及感知的仿真程度仍受传感设备和传感器技术发展水平的限制,因而还存在一些问题,因此该方法在实现上有待于进一步的完善,完善后的混合建模技术将是未来的图像建模技术的主导。参考文献1解凯,郭恒业,等.基于视频图像的虚拟环境建模技术J.哈尔滨工业大学学报,2004,36(4:471-473.2徐丹,潘志庚