[发明专利]一种基于全景图的室内虚拟漫游实现方法及实现系统

说明书

一种基于全景图的室内虚拟漫游实现方法及实现系统，本发明涉及室内虚拟漫游实现方法及实现系统。本发明的目的是为了解决现实当中存在的场景对象结构是非常复杂的，因此在构建三维模型的过程中，很难做到模型和场景的尺寸精准对应，导致贴图渲染后的虚拟环境不够逼真的问题。过程为：步骤一、基于图像和双目视差原理构建三维虚拟空间模型；步骤二、基于步骤一构建三维虚拟空间模型，实现在定点下根据用户头部转动信息实现视野变换；步骤三、陀螺仪检测用户头部状态，通过用户头部状态和蓝牙控制器相结合的方式来实现虚拟视点的位置切换功能。本发明涉及图像处理领域。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，是一种利用室内全景图像以及全景图像展示方式，双目视差原理，Android开发等技术来实现室内虚拟漫游的方法。

背景技术

近年来，计算机运算能力提升迅速，基于计算机图形图像处理的虚拟现实技术也迅速发展起来。虚拟现实技术是指利用计算机虚拟一个三维世界，该世界可以使用户具有身临其境般的感觉，用户可以与虚拟的三维世界进行实时的信息交互，该技术具有感知性、交互性、实时性和沉浸性的特点。虚拟现实技术能够为用户提供多种丰富的感官信息，如视觉、听觉、触觉甚至是嗅觉等，给用户提供真实的感受，这是虚拟现实技术特有的感知性特点；交互性指虚拟现实系统支持与用户进行信息交互并对用户需求做出回应；实时性是指虚拟现实技术能根据用户与虚拟环境的互动交流过程，实时分析出用户的需求，并提供相应的回应；沉浸性是虚拟现实最大的技术亮点，它是指虚拟现实技术能够根据外部条件加以具体分析构建出更加真实的环境，让用户有种身临其境的错觉。

虚拟技术拥有的以上这些技术特点使得其在各个行业领域中具有广泛的应用。比如在机械设计中，设计师首先利用虚拟现实技术设计出虚拟机械产品，然后利用虚拟现实的交互性和感知性收集用户虚拟使用该产品的信息以对产品进行优化；在医疗方面，虚拟现实技术可以为医学研究提供复杂手术的数字化实验，通过数字化的实验方式，可以让医疗研究人员节省实验的成本并提高手术练习的安全性；在教育领域，利用虚拟现实技术构建出的虚拟实训基地可以根据教学的需要随意切换教学场景，为学生提供许多虚拟的操作平台，学生可以在平台上反复训练，既提高了教学的趣味性，又降低了教育成本。

在虚拟现实技术的发展中，如何构建虚拟的三维空间一直是该技术的难点和研究的重点。在传统的虚拟现实系统中一般都是先利用计算机构建出虚拟场景的三维模型，再通过后期的贴图，渲染等技术来构建虚拟场景。使用这种方式有许多弊端，比如要做到实时展示三维场景，需要计算机拥有非常强大的计算和图形图像处理能力。近几年来，计算机科学技术的快速发展虽然使得计算机运算能力有了很大的提高，但是这些进步还是难以达到能够提供良好的虚拟现实体验的要求。此外，计算机建立场景的三维几何模型是一个复杂的过程，由于现实当中存在的场景对象结构是非常复杂的，因此在构建模型的过程中，很难做到模型和场景的尺寸精准对应，这就会造成贴图渲染后的虚拟环境不够逼真。

随着图像处理技术的发展，一种基于全景图像的三维建模技术也发展起来。全景图像是一种能够展现超大场景，超宽视角的环境信息的图像，它提供的图像视角远大于人眼视角范围，能够更多的展示场景信息。基于全景图像的虚拟漫游技术将现实世界中的场景通过全景图的方式展现给使用者，通过这种方式，用户可以在某一位置观察到和现实生活中相似的三维场景。此外，在全景图像当中，用户可以对虚拟环境进行360°全方位的浏览观测，这一优点给与用户强烈的沉浸感。另外，通过事先指定路径连续拍摄多个视点下的全景图像，可以实现在指定路径上对虚拟场景进行漫游观察，即实现虚拟环境下的虚拟漫游。

在现实世界中人眼看到的物体是立体的，这是因为人的双眼之间存在一定距离，这一距离的存在使得人眼左右眼睛看到的物体存在一定视差，具有视差的图像在视觉神经中枢进行融合，从而产生具有立体感和层次感立体画面。这种由于左右视差的存在而观察到立体物体的现象称为双目视差原理。

发明内容