虛擬現(xiàn)實中圖像建模技術(shù)的發(fā)展

1、 理論探索虛擬現(xiàn)實中圖像建模技術(shù)的發(fā)展陳麗娜馬玉杰(商丘師范學(xué)院計算機科學(xué)系河南商丘【摘要】基于圖像的建模技術(shù)是計算機圖形學(xué)尤其是虛擬現(xiàn)實中關(guān)心的重要問題。側(cè)重從虛擬現(xiàn)實的研究角度對基于圖像建模技術(shù)進行了綜述.介紹了近年來提出的典型的基于圖像的建模方法及其最新研究進展,給出了這些方法的基本原理并加以分析比較,最后對基于圖像的建模技術(shù)的未來研究給出了一些建議。【關(guān)鍵詞】基于圖像建模計算機圖形學(xué)虛擬現(xiàn)實計算機視覺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一引言虛擬現(xiàn)實是一種能有效的模擬人在自然環(huán)境中視、聽、動等行為的高級人機交互技術(shù),其關(guān)鍵技術(shù)是環(huán)境建模技術(shù)。當今圍繞虛擬場景建模的方法主要有兩種:一種是基于傳統(tǒng)的圖形學(xué)的三維幾何建模,又稱為基于圖形的建模(Geometry -Based Modeling -G B M ,另一種是基于圖像的建模(I m age -Based Modeling -I B M ,第一種方法對計算機硬件的性能和圖形的加速性能都有很高的要求,而且計算量較大;而后者建模時不依賴具體

5、的幾何模型,生成的場景更加真實,所以越來越受到青睞,但是使用這種方法使用的是圖像中的二維對象,因此交互性很差。后來又有人提出了基于圖形和圖像的混合建模技術(shù),但是這種方法實現(xiàn)起來有一定的困難。論文對最近的典型的圖像建模方法及其研究進展做了綜述,給出了這些方法的基本原理并加以分析比較。并對基于圖像的建模技術(shù)的未來研究給出了一些建議。二基于圖像建模技術(shù)的典型方法(一基于立體視覺的方法此方法利用三維視覺技術(shù)從已知的參考圖像當中合成相對于新的視點的圖像。它從已經(jīng)獲得的2D 圖像中恢復(fù)形體的3D 幾何特征和光照、材料特性,由于采樣圖像中已經(jīng)包含了當時的幾何、光照、材料的綜合效果,所以利用這些信息,可以合成

6、不同視角的圖像的信息,可以在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中從不同的角度來觀察物體,從而實現(xiàn)漫游。使用這種方法不存在大量的內(nèi)存冗余,但是需要建立很多的特征對應(yīng)(比如特征點的對應(yīng)而且處理的數(shù)據(jù)量過大,實現(xiàn)起來也有一定的困難。(二基于全視函數(shù)的方法基于全視函數(shù)的方法,也稱為基于全景函數(shù)的方法。它把空間任意點、任意時間和覆蓋任意波長范圍的可見光束命名為全景函數(shù),它是基于圖像的具有水平360度及上下空間的圖形組織環(huán)境,是一種全新的圖像信息模式,它可以完整的表達周圍環(huán)境的信息,相當于人們從一個固定點向四周轉(zhuǎn)一圈所看到的景象。此方法建模簡單,但是由于現(xiàn)有技術(shù)不成熟,對圖像燥聲比較敏感,所以,為了保證圖像立體匹配的正確性,不

7、僅需要用戶指定一些對應(yīng)關(guān)系,還要求對輸入圖像密集采樣,使相鄰的兩圖像間的差別很小。(三基于拼圖和分層的方法基于拼圖和分層的方法就是對于采樣的圖像(這些圖像通常具有很多的重疊區(qū)域,然后把這些圖像統(tǒng)一投影到某一個曲面上,然后確定兩相鄰圖像間的重疊范圍,最后按照特定的算法將它們拼接在一起,而且拼接時候根據(jù)要求一般要求是無縫拼接,達到最終得到新視圖的要求。該方法主要用于拼接柱面全景圖,它利用圖像的相關(guān)性原理尋找最大相關(guān)性來對齊重疊圖案。該方案簡單、有效,但有時因為重疊區(qū)域特征不明顯,需人工干預(yù)對齊,導(dǎo)致對齊誤差。四基于視圖插值的方法基于視圖插值的方法就是利用存儲好的相鄰點的圖像生成它們中間的圖像。此種

8、方法還可以使圖像發(fā)生變形和扭曲等,以產(chǎn)生特殊的效果。該方法原理簡單,但是因為視圖中涉及到大量數(shù)據(jù),進行插值計算時計算量大。(下轉(zhuǎn)第20頁81產(chǎn)無法保值增殖。后勤企業(yè)提供服務(wù)的范圍局限于學(xué)校自身,后勤企業(yè)規(guī)模小,成本高,企業(yè)產(chǎn)品和服務(wù)的標準大大折扣。通過兼并、重組等方式將后勤企業(yè)獨立出來,后勤企業(yè)不僅僅為本校提供服務(wù),還可以為社會服務(wù)。一方面學(xué)校對后勤使用的資產(chǎn)開始收取使用費,敦促后勤企業(yè)提高競爭力;另一方面后勤的規(guī)模得到擴大,良好的社會經(jīng)濟效益將有力的促進學(xué)校的教學(xué)和科研工作。(三聯(lián)合辦學(xué)1校際聯(lián)合雙方根據(jù)各自的優(yōu)勢與劣勢,一方投入房屋、土地等有形資產(chǎn),一方投入學(xué)校的科教產(chǎn)品和服務(wù)等無形資產(chǎn);

9、雙方的存量資產(chǎn)都得到運用。強勢學(xué)?？梢越枰詳U大規(guī)模,擴大影響力。弱勢學(xué)?？梢猿浞掷闷瓞F(xiàn)有資產(chǎn),并獲取豐厚的利潤支持學(xué)校的進一步發(fā)展。弱勢學(xué)校亦可以進入強勢學(xué)校未進入的細分市場,壯大自己。2校企聯(lián)合隨著經(jīng)濟的發(fā)展,企業(yè)競爭越來越激烈。企業(yè)要想在激烈的競爭中取得的優(yōu)勢,I T的運用和企業(yè)人力資源培訓(xùn)是企業(yè)經(jīng)營的重要選擇。學(xué)?？梢岳米陨淼慕?jīng)驗和人力資源優(yōu)勢與企業(yè)合作,借助企業(yè)的力量來促進學(xué)校的發(fā)展。一種方式是承接企業(yè)的人力資源培訓(xùn)外包。有很多企業(yè)新招聘的員工往往需要先期培訓(xùn)半年甚至更長的時間,才能上崗。在這個過程中,企業(yè)不僅要支付實習(xí)工資、尋找合適的場地、招聘稱職的老師,還要承擔時間成本等。所以

10、現(xiàn)在有些企業(yè)開始嘗試人力資源外包,即讓社會中介機構(gòu)幫助篩選和培訓(xùn)員工,企業(yè)支付一定的費用。高校完全有能力扮演這個中介角色。另一種方式是和企業(yè)合作建立職業(yè)學(xué)校,有針對性的培養(yǎng)人才,實現(xiàn)高校與企業(yè)的“優(yōu)勢互補、資源共享”。(四出售、出租和承包出售即將諸如教室、土地等閑置資產(chǎn)出售。出租即將學(xué)校的房屋、土地等租借給承租方,學(xué)校收取一定的利息。承包在不違反有關(guān)規(guī)定的情況下將學(xué)校暫時不用的資產(chǎn)承包給有實力的自然人或者企業(yè)去經(jīng)營。由于我國高校資產(chǎn)長期沒有法律意義上的產(chǎn)權(quán),按現(xiàn)行法律規(guī)定這些資產(chǎn)無法出售,出租和承包則是比較可行的方案。(五BOT(BU I L D-OPERATE-TRANSFER即建設(shè)-經(jīng)營-

11、轉(zhuǎn)讓。一個典型的BOT形式是:政府提出某一項目,然后與有興趣的外國公司簽訂協(xié)議,在所簽訂協(xié)議的條款范圍和期限內(nèi),外國公司負責投資、承建、經(jīng)營這一項目和設(shè)施,收回投資本息并取得一定利潤,協(xié)議期滿后,項目無償轉(zhuǎn)讓給所在國政府。這是國際工程承包的一種典型形式,其基本動因是項目所在國政府無力承擔其投資。我們完全可以將BOT引進到高校的建設(shè)中來。以一個酒店為例,學(xué)校想要開辦一個酒店,需要大量的投資,而學(xué)校目前又沒有足夠的資金來投資,那么它可以選擇BOT方式。(六發(fā)行債券和資產(chǎn)證券化在國外,發(fā)行債券和資產(chǎn)證券化是大學(xué)為大型項目籌集建設(shè)資金和償還當前其它債務(wù)的重要方式。學(xué)校發(fā)行債券是以人們對學(xué)校的認同為基礎(chǔ)

12、的,因此發(fā)行債券的學(xué)校一般是有一定聲譽的名牌大學(xué)。我們的債券發(fā)行條件較為苛刻,目前的法律環(huán)境還不容許學(xué)校發(fā)行債券。資產(chǎn)證券化是指將缺乏流動性但能夠產(chǎn)生可預(yù)見的穩(wěn)定現(xiàn)金流的資產(chǎn),通過一定的結(jié)構(gòu)安排,對資產(chǎn)的風(fēng)險與收益要素進行分離與重組,進而轉(zhuǎn)換為在金融市場上可以出售和流通的證券的過程。適合證券化的金融資產(chǎn)應(yīng)具備兩個方面條件:其一,最重要的是該金融資產(chǎn)抵押物的質(zhì)量要高,要有穩(wěn)定的現(xiàn)金流與容易變現(xiàn)的特點;其二,信用程度要高。上述條件,高校資產(chǎn)較容易滿足,如高校校園土地、房屋建筑物等可作為抵押品,加之高校穩(wěn)定持續(xù)的收益及其較好的社會信譽度,高校完全能成為資產(chǎn)證券化的理想對象,這也是活化高校存量資產(chǎn)的有

13、效方法之一。參考文獻1張中華,謝進城.投資學(xué)M.北京:中國統(tǒng)計出版社,2001.2謝進城,張東.投資學(xué)導(dǎo)論M.北京:中國財政經(jīng)濟出版社,2002.(上接第18頁三基于圖形和圖像的混合建模技術(shù)目前,已經(jīng)提出基于圖形和圖像的混合建模技術(shù)。在虛擬環(huán)境下,用戶可以借助必要的傳感設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的物體進行交互及相互影響,從而獲得等同親臨真實環(huán)境的感受和體驗.目前已有的傳感設(shè)備包括可以產(chǎn)生立體視覺的頭盔顯示器、能跟蹤用戶位置和轉(zhuǎn)動方向的跟蹤器、能產(chǎn)生視覺或觸覺反饋的數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)服,這種基于圖形與圖像的混合建模技術(shù)可以集兩種建模方法的優(yōu)點于一體.但如今人與虛擬場景的交互行為及感知的仿真程度仍受傳感設(shè)備和傳感器技術(shù)發(fā)展水平的限制,因而還存在一些問題,因此該方法在實現(xiàn)上有待于進一步的完善,完善后的混合建模技術(shù)將是未來的圖像建模技術(shù)的主導(dǎo)。參考文獻1解凱,郭恒業(yè),等.基于視頻圖像的虛擬環(huán)境建模技術(shù)J.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2004,36(4:471-473.2徐丹,潘志庚