裸眼立体显示中3d模型多视点影像提取

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1、裸眼立体显示中3D模型多视点影像提取作者：武维生，张海，沈威，董戴，吴华夏【摘要】基于图像的立体显示能够把拍摄的符合要求的二维图像信息以三维实体的形式显示出来，使人们获得真正的立体感觉与深度信息。本文从人类立体视觉的原理出发，重点讨论在计算机中如何从3D模型获取用于裸眼立体显示视差图像的问题。文中采用了两种方法，一种是用单一摄像机拍摄，另一种是用摄像机序列同步拍摄，文章还对两种方法的优缺点做了论述，并在结尾验证了提取方法的正确性。【关键词】裸眼立体显示；立体图像；视差；多视图提取Abstract:2-dimensionalimagescapturedcorrectlycanbe

2、displayedin3dimensionsusingthestereoscopicdisplaytechniquebasedonparallaximages.Theproblemofhoagesfromputer3Dmodelsusedinstereoscopicdisplayisdiscussedinthispaper.Tethodsan.Oneusesonlyasinglecamera,anotherusesacamerasequence.Thedifferencebetethodsage;parallax;multi-viem；f为人眼水晶体的焦距，成人平均为18.93

3、0~22.785mm(分别为紧张时和放松时的数值)。当双眼注视点B时，B在视网膜上的像落在左右眼的黄斑位置Bl和Br，B点相对于左右眼的两视线有一个夹角OlBOr。称为视差角或者角视差(angularparallax)。视差角由眼睛观察B点时偏转的会聚角产生。显然，视差角等于两倍的会聚角。则B相对于人眼的距离Zb为：Zb=btanφ.(1)A(Xa，Ya，Za)为景物空间中任意一点，在左右视网膜上所成的像点分别为Al和Ar，则A点相对于人眼的距离仍可用上面的公式计算［3］。人眼的成像模型为模型提取过程中摄像机的布置提供了依据。因为人的双眼之间的距离一定，可以适当调节人眼与物体之

4、间的距离和会聚角，以使人眼睛产生最佳效果的立体感。23D模型视差图像提取在计算机中提取图像与在现实中利用摄像机拍摄图像类似，所不同的是计算机中的是虚拟的物体，所用的摄像机也是虚拟的摄像机，这一切都要在计算机虚拟的3D环境中操作。与现实环境中相比，计算机虚拟环境中的操作更加灵活。只要硬件条件允许，在计算机中可以任意的速率采集图像，并且摄像机的位置与朝向可以任意设置。对于一个3D模型，可以观察其4π空间任意角度的立体图像。从计算机3D模型［4］中提取视差图像，需要编写软件，并借助硬件支持才能够实现。目前比较流行的计算机3D环境主要有OpenGL［5］和Direct3D两种，这两种环

5、境都可以完成从计算机3D模型中提取视差图像的功能。由于计算机虚拟环境灵活的可操作性，在计算机虚拟3D环境［4］中可以设置多部摄像机。按摄像机的个数不同，本文提出了两种提取方法。下面两节将分别给予介绍。2.1单摄像机提取单摄像机提取是使用一部摄像机对准物体，用程序驱动3D模型，使它绕过模型中心的轴线做旋转运动。每转动一定的角度，采集一幅当前视场下的图像，最后连接成视频。在旋转过程中，要求物体绕固定方向的轴线旋转，并且轴线的方向与摄像机向上的方向相同。只有这样拍摄的图像才会只存在水平视差，而没有垂直视差。具体的提取流程如图2所示。图2单摄像机提取流程在提取的流程中，有下面几点需要特

6、别注意：1.计算包围球半径及中心位置：该计算是提取步骤非常重要的一步，计算包围球半径是为了确定模型的空间大小，以便于完全显示图像；模型的中心位置是模型包围球的圆心位置，它是模型的旋转中心；为便于实现，可以在放置模型物体时，将该中心位置移到3D环境的坐标原点位置。