球面全景图技术是一种基于图像绘制(image-based rendering，简称IBR)的方法，它是利用光学图像构建数据模型进行虚拟场景的绘制，与传统的通过三维建模的绘制方法相比，这种方法在绘制的效率和效果方面有巨大的优势，因而是近年来的一个重要研究方向。 随着近年来计算机技术和网络技术的发展，球面全景图技术有了更大的应用价值，与此相关的各种研究也进一步受到重视。球面全景图技术可以分为球面全景图生成和球面全景图数据组织和漫游两方面的技术。本文对这两方面的技术都作了研究，分析了其中的问题，提出了解决的办法，形成了一个球面全景图系统的解决方案。 在球面全景图生成方面，本文对使用鱼眼镜头的技术作了简单的介绍，重点讨论了使用普通数字相机的球面全景图生成技术。在使用普通数字相机的技术中，球面图像拼接算法是一个必须解决的关键技术问题。本文提出了一种球面图像拼接的算法，并与现有的算法作了比较。该算法的输入是使用普通数字相机从同一视点获取的所有图像以及这些图像的初始拍摄参数估计，输出这些图像拍摄的精确参数，用于从图像中提取信息生成球面全景图。与以往提出的算法不同，本文提出的算法直接使用相机拍摄的物理参数来表示坐标转换模型，从而精确地表示同一视点的图像上像素之间的对应关系。另外为了对图像进行可靠的拼接，算法根据普通数字相机的特性，考虑了图像整体色彩变化与焦距调整。此外，算法还对计算过程进行了优化，降低了高分辨率图像的拼接代价。通过使用实际拍摄的图像进行实验，本算法可以对同一视点获取的图像进行可靠的拼接，拼接的质量很高，在图像的分辨率很大的时候也不会产生失真。以这个算法为基础可以构造高质量的球面全景图。此外，本文还给出了从原始图像中采样生成球面全景图的方法，该方法可以纠正图像拍摄时相机参数变化导致图像间整体亮度的差异，使生成的球面全景图没有明显的拼接痕迹。 在球面全景图的数据组织方面，本文讨论了各种球面全景图的数据组织方式，在此基础上，决定采用立方体来保存球面全景图，这种方式在实现上比较简 国防科技大学研究生院学位论文 一 单，也方便在漫游时使用硬件加速技术。 在球面全景图漫游技术方面，为了使用显示硬件的计算能力提高绘制的速 度，本文使用纹理映射的方法进行球面全景图的绘制。编程接口采用微软最新的 DirectX 8．ISDK。在文章中讨论了 Direct 3D的结构，以及用 Direct 3D实现球面 全景图漫游的基本步骤。