虚实混合场景的交互设计与浏览

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1、目录摘要IAbstractⅢ气第一章绪论111研究意义一1l2相关工作介绍3一l3奉文的主要工作和组织结构5第二摩预备知识．62l微软基础类库(MicrosoftFoundationClasses,^∞Fc)62．2Diroct3D相关知识⋯8230penCV相关知识一⋯⋯⋯．IO2．4本章小结⋯⋯⋯⋯1l第三章虚实混合场景的交互平台设计与实现⋯⋯⋯133l交互平台背景介绍⋯⋯⋯⋯1332平台架构⋯⋯⋯143．3平台主要算法及其实现J53．4交互平台实现结果⋯⋯29‘35本章小结⋯第四章基于车代数表示的视点插值算法34f4

2、l相关工作42李代数简介43李代数表示⋯374,4基于李代数表示的视点插值算法4145实验结果．．⋯4l46本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯45第五章总结与展望⋯⋯⋯46参考文献．．．⋯⋯．48致谢，．．．．．．．52攻读学位期间参与的科研项目⋯⋯．．5：I山东大学硕士学位论文TABLEoFCoNTENTSAbstraeti11Chin∞eIAbstractinEnglishTI】ChamerIIntrodu西onIlIReseatchsignificanceI12Relatedwerk3130urwerkandorganizatio

3、n5Chat)ter2Pre-knowledge62IMFC622RelatedknowledgeollDirect3D822RelmedknowledgeoNOpenCV1024Summary1I—C—h——a．p—t—e—r——3——D——e—s—i．m．a—m——e—n——t—a—n——d——re—a——l—iz—a——ti—o—n——o——f—t—h—e——i—n—t—e—a—e—t—i—v—e—．p—l—a—tf——o—rm—1331IntroduclionoftheInteracfiveptafform】332

4、Generaiframeworkoftheplatform143Algorithmandimplementationoftheplatfroml53,4Res山Is2935Summary32Chapter4ViewpointinterpolationbasedLieAlgebraicRepresentation——3441Related帅rk344．2RelatedknowledgeonLieAlgebraic3543LieAlgebraicRepresontation3744Interpolationalgorithmb

5、asedonLieAlgebrmcRepresentation4l45AlgorithmmsulBandanalysis4l46Summary45Chapter5Conclusion46RefereTlce48Acknowle出ementS2Theprojeelsparticipatedforthemaster’sdegree”，●；rl、l■l一'Ith东大学硕士学位论文摘要增强现实(AugmentedReality，简称AR)，也被称之为混合现实。它通过电脑技术．将虚拟的信息应闹到真实世界．真实的环境和虚拟的物体实时地

6、叠加到了同一个画面或空间同时存在。虚拟人的路径规划和室外场景的光照恢复是增强现实领域的两个研宄课聪．两个课题的应用中都需要在真实场景中添加虚拟物体．达到虚拟与现实融台的效果。在进行虚拟人路径规划时，首先对摄像机拍摄到的视频或者图像序列进行特征点跟踪提取和摄像机内外参数的标定，这些信息在添加虚拟物体时都需要可视化出来。而且．如何使硝方便的交互手段．确定虚拟物体在三维场景中的位置，并实现与虚拟人路径规划平台的数据对接与资源菸享．是一个值得研究的课题。作为虚拟人路径规划谍题的补充．本文设计实现了一个虚实混台场景的交互平台t平台运

7、用文档视图框架．使用Direct3D和OpenCV等技术-将得到的特征点信息、摄像机参数信息可视化；实现了二维场景与三维场景瞬种视图模式下的虚拟物体交互摆放．摆放手段丰富．包括手工录入、鼠标控制和键盘控制等．井能够输出准确的物体在场景中的位最信息。受到李代数表示在计算机视觉中应用的启发．本文还提持{了一种基于李代数表示的视点插值算法。算法将视点变换矩阵的插值由仿射空间变换到李代数表示的参数空间，在参数空间进行捕值．然后执行参数空间到仿射空间的变换．从而得到一系列的插值视点。与简单的在仿射空间进行视点矩阵插值相比，本文提出的

8、算法得到的插值视点更加光滑。具有更好的插值效果．并且物理意义更加明确。本文的主要贡献有：(j)实现了一个用于虚实混合场景交互的平台．并完成了与其他平台的对接。(2)提出一种基于李代数表示的视点插值算法，得到了光滑的插值视点，并用于征交互平白rI·场景的洲览。关键词：增强现实；虚实混合交互平台i可视化；李