虚拟场景三维立体影像制作的3ds Max/AE解决方案--《影视制作》2014年03期
虚拟场景三维立体影像制作的3ds Max/AE解决方案
【摘要】：数字影视技术为制作虚拟场景的三维立体影像提供了广阔的空间。遵循着双路辐辏的基本原理,参照现实拍摄和编辑经验,我们可以充分利用3ds Max建立虚拟的3D摄像机,并用AE中提供的分色或分时方案制作虚拟世界里具有震撼力的三维立体影像。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TP391.41【正文快照】：
众所周知,人眼的辐辏让左右眼睛分别获取了不同的图像,从而让人产生了对外界的立体化认识。三维立体影像为了重现人眼的视觉习惯,都遵循了这样的基本思想:用双机进行拍摄,将两路画面在播放时分离,分别进入人的左右眼,让观众产生“立体印象”。
图3 SU-33战斗机1.3ds Max虚拟
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基于3Ds Max的虚拟校园的设计与实现.doc50页
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本文是对三维建模技术在虚拟现实中的应用研究，根据虚拟现实系统的特点，论述了虚拟现实在校园建筑表现方面的建模流程以及建模要求，利用虚拟现实建模技术, 建立虚拟校园场景, 在计算机中构造出一个逼真的虚拟场景。论文从虚拟现实建模技术的基本原理出发，以数字校园的场景为例，以三维场景构建流程为主线，从数据采集和处理、三维场景构建方法、场景集成等方面介绍了三维虚拟场景构建的过程和方法。
通过对现有虚拟现实系统的比较、分析，结合实际情况的把握和分析，了解虚拟校园的创建流程。接着重点研究了场景建模技术，讨论了
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工程硕士学位论文
基于3Ds Max的虚拟校园的设计实现
Based on the 3Ds Max design and implementation of Virtual Campus
师：张永平教授
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（保密的学位论文在解密后适用本授权书）。
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中国矿业大学
工程硕士学位论文
基于3Ds Max的虚拟校园的设计与实现
Based on the 3Ds Max design and implementation of Virtual Campus
计算机学院
计算机技术
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答辩委员会主席
二○一二年十一月
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3秒自动关闭窗口视频影像增强虚拟三维场景的注册与渲染方法研究--《武汉大学》2014年博士论文
视频影像增强虚拟三维场景的注册与渲染方法研究
【摘要】：视频监控系统是当今安全防范系统的重要组成部分,广泛地应用于人们的日常生活,而虚拟三维系统是计算机科学及其相关学科领域发展的重要成果,它的应用也非常广泛。将视频影像融入到虚拟三维系统中以增强虚拟三维场景的真实感,一方面既能够发挥视频影像来源广泛、信息获取方式灵活和实时传输方便的优点,另一方面又能够给虚拟三维系统增加时间维度,将实时、动态的客观世界信息展现在静态的虚拟三维场景中。同时,视频信息融入到虚拟三维场景中还能够克服视频影像分散、无组织的缺点以及虚拟三维场景无动态信息的局限性,从而形成优势互补,从整体上提高二者的应用价值。本文主要是针对当前视频影像增强虚拟三维场景过程中的注册与渲染这两个核心问题展开了相关的研究工作,主要研究内容、研究方法和成果如下：
(1)分别分析了视频影像增强虚拟三维场景过程中的注册和渲染这两个核心问题的方法原理：基于视频影像成像模型与虚拟三维场景成像模型的一致性,构建了视频相机内外方位元素与三维渲染引擎相关函数之间的对应关系,可以将后续计算获得的内外方位元素转换为三维渲染函数的相关参数,从而将视频影像准确地注册到虚拟三维场景中；研究分析了视频影像三维渲染的一般性和特殊性,并基于DirectShow流媒体技术设计了视频影像过滤器,能够从不同来源的视频数据中获取实时的纹理图片,并可以利用GPU加速渲染的方法来提高系统的整体效率。
(2)在研究分析视频监控场景的控制条件和先验知识的基础上,探索了视频影像对虚拟三维场景进行注册的方法路线,确定了视频影像内外方位元素分步求解的方法途径,主要包括利用成本较低、操作方便的一维标定法和综合多种特征的后方交会法分别求解视频影像的内外方位元素。
(3)深入地分析了相机一维标定法的误差来源,并在此基础上提出了一种改进的单像一维标定法和一种基于像对基础矩阵的多像一维标定法,这两种方法均能够获得较高精度的标定结果,能够在一定程度上克服一维标定物构造简易、几何约束较差的局限性,适用于视频监控场景中的相机内标定。
(4)基于广义点摄影测量理论提出了一种综合多种特征的后方交会法,该方法能够将水平线、垂直线、线段和水平圆做为控制条件联合常规的控制点构建统一的平差模型从而求解相机的外方位元素,能够在一定程度上摆脱传统后方交会法对控制点的强烈依赖,使基于共线方程的后方交会法具有更广的适用范围,适用于先验知识缺乏、控制点难以布设的视频监控场景。
(5)针对视频影像在虚拟三维场景中渲染所涉及到的数据量与实时性这两个瓶颈问题,着重研究视频影像合理的组织、访问与调度方法来提高视频影像的渲染效率,主要包括：基于多线程技术提出了一种视频数据读取的任务分配和消息通信方法,能够解决虚拟三维系统用户操作与视频数据读取之间的响应冲突；根据近大远小的原则,提出了一种视频影像实时分辨率的计算方法；基于四叉树原理设计了一种视频影像的空间索引；最后,综合上述方法和技术,设计了一种视频数据的缓冲与调度机制,以实现视频影像在虚拟三维场景中的高效渲染。另外,还针对视频相机视角与虚拟三维场景视角不一致的问题,变相地使用了ShadowMap算法来检测其可见性。
通过上述工作,本文在很大程度上解决了视频影像在虚拟三维场景中的注册和渲染这两个核心问题,对视频影像融入虚拟三维系统的实际应用有较大的帮助,对增强虚拟技术和视频GIS的发展有一定的贡献价值,对相机标定和视频纹理的相关研究有一定的借鉴意义。
【关键词】：
【学位授予单位】：武汉大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2014【分类号】：TP391.41;TN948.6【目录】：
目录6-9摘要9-11Abstract11-13第一章 绪论13-29 1.1 研究背景和意义13-15 1.2 国内外研究现状及发展趋势15-26
1.2.1 虚拟现实技术15-17
1.2.2 “现实-虚拟”融合研究现状17-19
1.2.3 视频相机方位元素估计研究现状19-23
1.2.4 视频渲染23-25
1.2.5 视频GIS25-26 1.3 研究目标26 1.4 主要研究内容26-27 1.5 论文组织结构27-29第二章 视频影像增强虚拟三维场景的基本原理29-44 2.1 引言29 2.2 视频影像对虚拟三维场景真实感的增强29-30 2.3 视频影像在虚拟三维场景中的注册原理30-36
2.3.1 虚拟三维场景的成像过程31-32
2.3.2 视频相机的成像过程32-34
2.3.3 成像模型的一致性分析34-36
2.3.4 结论36 2.4 视频影像在虚拟三维场景中的渲染原理36-43
2.4.1 视频影像三维渲染37-39
2.4.2 视频纹理的实时生成39-41
2.4.3 GPU加速渲染41-42
2.4.4 结论42-43 2.5 本章小结43-44第三章 视频影像的注册方法研究44-85 3.1 引言44 3.2 视频监控场景的控制条件与先验知识44-53
3.2.1 控制条件45-48
3.2.2 先验知识48-53 3.3 内方位元素计算方法53-65
3.3.1 单像内方位元素计算方法54-58
3.3.2 多像内方位元素计算方法58-65 3.4 外方位元素计算方法65-72
3.4.1 多种特征的后方交会66-71
3.4.2 联合平差71-72 3.5 实验与结论72-84
3.5.1 模拟数据的一维标定实验72-76
3.5.2 真实数据的一维标定实验76-78
3.5.3 模拟数据的后方交会实验78-80
3.5.4 真实数据的后方交会实验180-82
3.5.5 真实数据的后方交会实验282-84 3.6 本章小结84-85第四章 视频影像的渲染方法研究85-101 4.1 引言85 4.2 视频影像的多线程技术85-88
4.2.1 多线程技术的必要性85-87
4.2.2 任务分配及消息通信87-88 4.3 视频影像的组织、访问与调度88-94
4.3.1 实时分辨率的计算方法89-91
4.3.2 基于四叉树的视频空间索引91-92
4.3.3 数据缓冲及调度92-94 4.4 视频影像的可见性检测94-97
4.4.1 可见性问题94-95
4.4.2 Shadow Map算法95-97 4.5 实验与结论97-100
4.5.1 实验目的97
4.5.2 实验数据、方法与结果97-100
4.5.3 实验结论100 4.6 本章小结100-101第五章 视频影像增强虚拟三维场景的原型系统101-109 5.1 引言101 5.2 系统总体框架设计101-102 5.3 软硬件平台与实验数据102-103 5.4 整体效果与性能测试103-107 5.5 本章小结107-109第六章 总结与展望109-112 6.1 本文主要工作109-110 6.2 未来研究展望110-112参考文献112-119攻博期间发表的论文和参与的科研项目119-120致谢120
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