基于图象的绘制(IBR)技术是当前计算机图形学和计算机视觉相互交叉的一个研究热点。对于非常复杂的真实场景，使用传统计算机图形学的几何建模技术难以生成具有真实感的图象；而利用计算机视觉中的多视图几何理论建立基于图象的模型，则不必过分依赖于场景的几何模型就可以生成真实感较强的图象。本论文主要从计算机视觉的几何理论出发，研究基于真实场景照片的绘制技术及实用算法。主要研究内容和成果如下。 提出了一种新的光场采样三维参数化形式。本论文提出了一种新的三维光场参数化形式，我们称为边界全景图(border panoramas)。边界全景图通过限定视点在平面上任意的凸区域内运动，并且在区域的边界上逐点采样柱面全景图而构成。它与同心拼图(concentric mosaics)的不同之处在于，采样区域可以是任意的凸区域，比如矩形、三角形、圆或者其它随意的形状，采样方式是在区域的边界上逐点采样柱面全景图。边界全景图方法把常用的全景图技术与忽略垂直视差的近似方法结合起来，构造了一种新的灵活的三维光场表示形式。该方法可以用于漫游区域比较复杂的VR场景漫游系统，而且不需要使用专门的采样设备。 用透视同伦视图插补技术解决图象拼接一致性。基于8参数平面单应矩阵的全景拼图方法，当图象序列形成回路的时候，必须要克服累积误差，以保证全景图首尾相接。通常的计算方法计算量大，而且不一定保证单应矩阵的一致性。本论文提出一个简单的方法，它不要求单应矩阵的一致性。此方法主要利用了未标定图象透视插补技术。因而它计算简单，易于实现。 提出了一种快速实用的全景拼图算法。本论文提出一个改进的基于柱面坐标的自动全景拼图鲁棒性快速算法。主要解决了初始参数的估计问题和绕图象中心的小角度的旋转问题，前者采用重采样的小图象进行相关匹配，在 解决后一个问题时，采用了包含小角度徒转的三参数模型。本算法计算简单 快速，经实验适用于手持相机拍摄的图象，不需要攸用三脚架。因为初始参 数估计采用基于小图象的相关匹配方法，所以算法是鲁棒的，个会出现大的 误差。本算法己用于我们开发的ADVR实用系统之。户。 应用上还有关图象拼接算法，我们开发了一个实用系统ADVR。该系统 支持基于单应矩阵的算法和基于柱面坐标的全自动全景拼图算法。全景图象 的测览器支持标准的OpenGL接口，可以利用图形硬件提供显示加速功能。二 经大量的使用测试，与国外同类产品（如 Ulead Cool 360，Pixe1Around等）相 比，拼接图象质量较优，拼接速度较快。 开发了基于模型的三维重构算法。利用建筑物中常见的平行直线和正交 直线等特点，通过绝对二次曲线和消影点等射影几何量的计算，可以从图象 中恢复摄像机的内参数、旋转和平移位置，同时恢复建筑物的三维欧氏几何 模型（相差一个尺度因子）。此方法不需要摄像机预先标定，也不需要摄像机 内参数保持不变。相对于一般情况下从非线性的 Krupa方程约束求解摄像机 内参数，利用平厅直线和正交直线等特点可以用线性方程求解内参数，因而 计算相对简单而稳定，适用于重构建筑物场景三维模型。 基于图象绘制技术的具体实现中常常涉及图象映射和图象融合技术。通 过把图象映射关系统一为位移场表示，讨论了自然消除图象缝隙的逆映射算 法以及算法复杂性，并介绍了逆映射算法在视图插补和图象拼接中的应用。在 图象融合技术方面，扩展两张图象的权重融合算法，解决了多张图象整合的 权重分布计算问题，形成完整的图象累加融合算法。 总之，在基于图象绘制技术的研究中，近年来出现了大量的研究成果， 但还远不能满足虚拟现实技术的实际需要。本论文的研究工作在基于真实场 景照片的绘制技术及实用算法方面作了一些有益的尝试。