全景技术解析：从鱼眼成像到畸变校正

"全景及凭借技术" 全景技术是一种利用图像处理技术来创建超过半球视场（360°x180°）的三维空间信息的虚拟漫游技术。这个词来源于希腊语，意味着“全面视野”。全景技术的核心在于通过一系列特定的方法，如鱼眼全景成像、畸变校正和全景拼接，来实现广阔视角的再现。 鱼眼全景成像是利用具有特殊光学结构的短焦距鱼眼镜头来捕捉超宽视角的图像。鱼眼镜头的设计特点是前端的第1透镜呈内向弯曲，这会导致图像产生“桶形畸变”，即图像中心区域正常，但边缘部分出现扭曲。为了消除这种畸变，研究人员采用了“等距投影”原理，即当入射角相等时，成像点与靶面中心的距离也保持相等。这一原理被用于基于球形投影的校正算法中，通过“反向映射”或像素填充法，将原始图像的像素值赋予校正后图像的相应位置，以实现图像的矫正。 鱼眼全景成像的应用不仅限于水平漫游，还可以实现竖直漫游。水平漫游是通过顺时针或逆时针旋转相机，模拟360°视角的转换。在球形投影的基础上，如果相机逆时针旋转，景物图像也会相应地逆时针旋转。而竖直漫游则涉及到视平面的翻转变换，通过重新投影空间中的点来模拟上下视角的变化。 此外，还有经纬度校正算法，主要用于水平拍摄的鱼眼图像，它可以校正图像边缘的变形，虽然可能在边缘部分产生一定的失真，但主体部分的校正效果较好，且不会丢失任何信息。另一种方法是基于柱面投影的校正算法，但具体细节未在提供的内容中详述。 全景拼接技术则是将多张图片无缝连接在一起，形成一个连续的全景图像。这通常涉及图像对齐、特征匹配、几何校正和色彩融合等步骤。通过这些技术，可以构建出一个全方位、立体感强烈的虚拟环境，广泛应用于机器人导航、太空探测、虚拟现实、房产展示、教育、展览、设计和监控等多个领域。