Android手機端基于圖像的三維姿態(tài)計算及其計算機圖形學應用研究.pdf

1、通過相機的運動，計算機獲得實時的二維圖像，從而通過相關(guān)算法得到相機的運動參數(shù)。分析相機運動參數(shù)屬于計算機視覺的范疇，三維模型加載則屬于計算機圖形學。相機運動在計算機圖形學中的應用是計算機視覺與計算機圖形學的交叉研究項目。典型研究課題是增強現(xiàn)實(Augmented Reality)、虛擬現(xiàn)實(VirtualReality)。增強現(xiàn)實通過輸入傳感器，比如聲音、視頻或者GPS傳感器來通過計算機生成對物理、真實世界的直接或間接的增強信息。增強現(xiàn)

2、實是用虛擬世界增強真實世界，而相反的是，虛擬現(xiàn)實通過替換真實世界為計算機生成的虛擬世界。增強現(xiàn)實使用基于相機運動的計算機視覺技術(shù)，比如基于運動的三維重建、場景跟蹤等技術(shù)。而虛擬現(xiàn)實通過各種運動傳感器，比如陀螺儀、GPS跟蹤器來獲取運動信息，將設備的運動轉(zhuǎn)為相機運動，并反映到虛擬世界。
　　本文對增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域用的技術(shù)進行了簡要的介紹，包括多視圖幾何的相關(guān)理論基礎，三維建模的基本原理、對基于圖像渲染的技術(shù)進行了闡述。本文實現(xiàn)

3、的第一個系統(tǒng)是基于增強現(xiàn)實的人臉姿態(tài)識別的應用。使用了高效的人臉檢測算法，并通過離線對人臉做的三維人臉模型，基于POSIT算法用二維人臉特征點和三維模型頂點對應關(guān)系得到相機運動矩陣來計算人臉姿態(tài)。并在Android手機中實現(xiàn)增強現(xiàn)實效果來觀察人臉姿態(tài)檢測的效果。實驗結(jié)果證明不僅人臉姿態(tài)估計效果明顯，而且達到了檢測人臉并顯示三維人臉模型的實時效果。本文實現(xiàn)的第二個系統(tǒng)是基于虛擬現(xiàn)實做的立體虛擬展示系統(tǒng)，通過離線生成攝像機的運動軌跡，并擬合