全景漫游

全景漫游（精选7篇）

全景漫游 篇1

1 前言

“世界这么大,我想去看看”还记得这句史上最具情怀的辞职宣言吗?随着人们生活水平的提高和观念的改变,越来越多的人希望走出家门,来一场说走就走的旅行。旅游已经成为我们生活的一部分,绝大多数人在旅行前都会先上网对旅游目的地景致及交通住宿等作相关了解及规划,旅游网站蓬勃兴起,虚拟旅游概念和技术也应运而生。

虚拟旅游是通过互联网或其他载体,将旅游景观动态地呈现在人们面前,让旅游爱好者根据自己的意愿,来选择游览路线、速度及视点,足不出户就可以遍览遥在万里之外的风光美景。[1]纵观国内外著名的旅游网站,绝大部分网站都是提供订房、购票或团游等商务信息,景观信息往往只是以文字配静态图片的攻略形式呈现。当然街景地图的出现方便了人们的出行,但是很多旅游景点是街拍车覆盖不到的。现阶段虚拟旅游平台主要以三维为主,三维版本的虚拟旅游平台制作难度大,耗时长,成本费用高,本文介绍一种基于静态照片的3600全景漫游动画效果的实现,为众多景点快速打造虚拟旅游平台助力,其用途还可延伸到室内外漫游展示如房地产、酒店等其他行业。

2 实现方法

目前的虚拟旅游系统基本上围绕着如何构建虚拟旅游场景来进行。当前国内外采用的设计与实现方法有四种:基于编程、基于模型导入、基于图像绘制(image-based rendering,IBR)和基于Web Gl S的方法。[2]基于静态全景图像的360°漫游动画采用实景照片,能很好地展示场景的真实环境,实现方法相对简单,制作基于静态图像的漫游动画的过程主要有两大步骤,第一步是拍摄照片素材合成全景图像;第二步是制作拥有交互功能的360°漫游动画。漫游动画效果与全景图像的品质有关,动画制作的难点主要是交互控制“皮肤”的设计与制作。国内有许多优秀的国产软件可以很好地实现全景漫游效果,如上海八倍公司出品的全景漫游者,北京中视典公司的VRP软件等,这里我们采用Garden Gnome Software公司的Pano2VR软件。百度搜索软件名称可轻松获取到多个版本的软件,你也可以到官网(http://ggnome.com/pano2vr)去下载最新的免费试用版进行测试,目前最新版本是5.0.2。软件的安装也非常简单。该款软件只需要导入全景图片,就可以完成Flash、HTML5和Quicktime VR格式的拥有交互功能的全景漫游动画,并且支持网站、移动设备上进行播放。下面我们开始行动吧!

2.1 拍摄素材照片

首先,我们需要拍摄好合成全景图所需的照片素材。一般每个场景拍摄8至12张较为合适,如果你有专业摄影器材当然更能保证全景图质量。拍摄全景照片一般要用到三脚架、云台和相机,云台按照设定的角度间隔水平旋转一周拍摄一组照片。如果没有云台等设备,那么在环形拍摄时要尽量注意相机要平稳及间隔角度要均匀,相邻相片间要有重叠部分。另外现在手机拍摄功能也越来越强劲,多款手机都有全景拍摄功能,能为后期图片合成省不少力。图1所示的是拍摄的照片素材及合成的全景图。

2.2 Photo Shop合成全景图及后期处理

其次是合成全景图,我们使用经典的Photo Shop来实现全景拼接。启动PS软件,执行菜单命令:文件→自动→Pho⁃tomerge命令,在弹出的对话框中单击右侧“浏览”按钮,选择素材路径并全选照片素材,“确定”后PS就会自动将多张部分重叠区域的照片拼接起来。自动拼接效果与前期拍摄的素材照片关系很大,图1所示照片是手持相机拍摄的,自动拼接后还要进行二次处理。在PS中先执行:图层→合并图层,然后再使用仿制图章、修补等工具,另外还要注意最终全景照片的左右两端要求无缝对齐,最后输出时还要执行:图像→图像大小,将图像宽度控制在3000px之内。PS照片处理过程我们简略以图2标识说明:

2.3 利用Pano2VR制作全景漫游动画

接着就可以开始制作3600全景漫游动画。启动Pano2VR4.1.0(其他版本操作方法基本一致),可以直接将准备好的全景图像直接从目录窗口中拖到Pano2VR工作界面左侧“输入”区十字格框中,当然单击“选择输入”按钮功能一样。如图3所示:

单击图3“显示参数”区中的“修改”按钮,在单击的对话框右侧是预览区,用鼠标拖曳就可以看到全景图在随鼠标上下左右移动,我们将预览区中的图案调整到希望初始出现的画面,单击左侧“显示参数/限制”中的“设定”按钮,其余参数应用默认值,如图4所示:

其实至此我们这个景点的全景漫游效果就基本完成了,观察Pano2VR工作界面中部的“输出”区,我们应用默认的Flash格式,单击“增加”按钮激活“Flash输出”对话框。此对话框有5个选项卡,在“设定”选项卡中左侧参数一般选择默认,右侧选中“开启自动旋转”,将平移速度改小到0.1左右,单击“皮肤”列表可以选择一款系统内置的模板,单击下方的“输出”区中的“打开”按钮可以设置输出文件的路径及文件名。“视觉效果”选项卡的“开启穿越过场效果”主要是针对于多个景点跳转切换时的过渡效果,单个景点不需要开启。“高级设置”选项卡中的“控制”区中的“灵敏度”参数值一般设置为1~4,鼠标操控全景动画时更好控制,“运动”可选择“惯性”,增强操控动画体验,“右键菜单”区可选中“全屏”和隐藏程序信息,并输入个人信息及链接,热点文本框默认开启。“多重分辨率渐进浏览”和“HT⁃ML”主要针对网络浏览效果,此处略过,所有参数设定好后单击“确定”生成第一个全景漫游动画。主要输出参数设置及动画效果如图5所示:

2.4 全景漫游动画交互功能的实现

“交互热点”和“皮肤”负责全景漫游动画的交互功能的实现。图5全景动画效果的最下方就是系统提供的“皮肤”按钮,“皮肤”和图3中的“交互热点”二者担负着全景漫游动画的交互工作。假设有多个景点,需要从一个景点的漫游动画跳转到另一个景点的漫游动画,执行菜单命令:漫游→添加全景,可新增另一个景点,在Pano2VR工作界面最右侧的漫游浏览器中可以很直观地看到新增的各个景点,如果最右侧的漫游浏览器不可见,只要执行菜单命令:漫游→显示漫游浏览器即可。另外,“Flash输出”的“视觉效果”选项卡中要选中“开启穿越过场效果”复选框,不勾选“开始时放大画面”和“收尾时缩小画面”其过渡效果与街景地图的切换效果更接近。然后单击Pano2VR工作区中“交互热点”栏中的“修改”按钮,激活“交互热点”对话框,选中“交互热点”按钮然后在预览区中的适当位置双击新增一个热点并在对话框上方的文本框中填写相关参数,另一个景点的漫游动画和交互热点的制作方法基本相同。新增交互热点的操作要点如图6所示:

添加交互热点后输出全景动画就可以在两个景点中自由切换,不过添加的热点显示一个红色的圆圈不太美观,通常我们会将这两个红圈用相关箭头图案替代,这就需要用到“皮肤”。单击图3所示“输出”区中的蓝色扳手“参数”按钮激活“Flash输出”对话框,单击图5所示的“设定”选项卡右侧“皮肤”栏中的“编辑”按钮,打开“皮肤编辑器”,单击“编辑器”中的“热点”工具,在编辑区中单击新增一个热点,同时可以观察到右侧“树”目录中新增一个交互热点名称,然后将事先准备好的箭头图片从目录中拖进编辑区,在弹出的对话框中选择“按钮”将箭头作为按钮导入,将箭头尖指向热点中心,然后在右侧“树”中将箭头按钮拖曳到交互热点上附着到该热点上,然后双击“树”目录中的交互热点激活“交互热点模板属性”对话框,设定交互热点的ID值与图6所示的皮肤ID值相对应,并且勾选3D变形,然后在“动作/修改器”设置交互动作,具本操作要点如图7所示:

“皮肤”和“交互热点”的配合完成漫游操控操控有一定的复杂度,另外Pano2VR还有添加音视频并加以控制的功能,以及输出HTML5格式文档的功能,如果你在制作过程中遇到困难,那么你可以百度到马良中国(http://www.mlabc.com)网站去看小志老师的Pano2VR详细的视频教程。

4 总结

目前虚拟漫游动画主要有两种类型,一种是二维的基于静态全景图像的360°漫游动画,另一种是三维的基于3D模型的虚拟漫游动画。[3]基于3D模型的虚拟漫游动画是模拟真实的三维环境,建模复杂难度系数高,工作量大并且耗时长,制作成本和技术门槛高。而基于静态景观照片的3600全景漫游技术具有快速便捷的优势,技术相对简单,而且因为采用真实的照片来模拟景观现场环境,因而现实感更强,也能使客户获取较好的沉浸感和用户体验,完全可以胜任快速开发景区虚拟旅游平台的工作,适合大面积推广应用,使得众多的地方景观名胜地点也能快速创建虚拟旅游平台,改变目前虚拟旅游平台建设中,仅仅是那几个屈指可数的如故宫等著名景点才能拥有虚拟旅游平台的现状,同时对振兴地方经济,宣传推广地方景观和城市特色有较大的帮助。

摘要：虚拟旅游是建立在现实旅游的景观基础上,利用网络技术和虚拟现实技术,构建一个虚拟环境,使人们可以通过网络在虚拟环境中浏览千里之外的美景风光。虚拟旅游技术实现主要有三维和二维两种,其中三维虚拟旅游平台开发难度大耗时费力,不适合全面普及,而二维模拟实现技术简单,快捷,效果也较好,适合推广到众多地方景点的虚拟旅游开发。本文介绍基于静态图像的3600全景漫游动画的制作技术。

关键词：全景漫游,虚拟旅游,PhotoShop,全景图,Pona2VR

参考文献

[1]徐素宁,韦中亚,杨景春.虚拟现实技术在虚拟旅游中的应用[J].地理学与国土研究,2001(3).

[2]刘思凤,贾金原.基于Web的虚拟旅游环境的开发及其关键技术[J].计算机应用研究,2008(9).

[3]梁莉菁,廖德伟.基于静态图像的3600全景漫游动画效果的实现[J].萍乡学院学报,2013(6).

全景漫游 篇2

关键词：虚拟漫游；全景图；WebGL；Three.js

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2016）18-0078-03

一、引言

“互联网+”是创新2.0下互联网发展的新业态，是利用信息通信技术以及互联网平台，让互联网与传统行业进行深度融合，创造新的发展生态[1]。在“互联网+”的各个领域中，最基础、发展最快的就是Web的应用，人们不再满足于二维平面的网络体验，而是希望在访问网页的过程中具有更鲜活的场景和更真实的感受。网页正逐渐向交互式三维模式发展，其中全景漫游技术已逐渐在旅游景点虚拟漫游、房产建筑实景展示、文化教育场所三维呈现等领域得到应用。

但是，早期的网页三维技术如Java Applet并未成熟，不仅编程接口复杂，需要安装相应的渲染插件，而且创建的页面交互性能简单，画面质量相对粗糙，其主要原因就在于Java Applet在进行图形渲染时，并没有直接利用到图形硬件本身的加速功能[2]。而3D绘图标准WebGL则采用JavaScript脚本语言进行友好的交互式三维图形的描述，较好地避免了在浏览器上安装相应插件的步骤。同时，通过统一的跨平台图形程序接口OpenGL ES2.0，实现了利用底层图形硬件进行图形渲染。

二、 关键技术

1.HTML5标准及canvas标签

HTML5标准规范的出现，为多媒体在各种终端设备上的加载提供了新的支持。简单说来，HTML5其实可以看成是HTML、CSS、JavaScript等技术的组合体，该标准在原有的基础上，增加了本地存储、设备兼容、三维图形及特效等新的特性。本文主要利用的是canvas标签，它为网页提供了更绚丽的视觉体验，具备直接在浏览器上绘制矢量图的能力。

Canvas就像是一个画板，所有的绘制工作可以在 JavaScript 内部完成，通过id的调用来寻找canvas元素，从而创建context 对象。context对象是内建的HTML5对象，拥有多种绘制路径、矩形、圆形、字符和插入图像的方法。

2.3D绘图标准WebGL

WebGL是一种3D绘图标准，它实现了将JavaScript和OpenGL ES 2.0有效结合在一起，通过增加OpenGL ES 2.0的JavaScript绑定，为HTML5中的canvas标签提供底层硬件的3D加速渲染，这样开发人员就可以直接通过系统显卡在普通浏览器中展示全景漫游，还能创建复杂的导航和数据视觉化[3]。由此可见，WebGL标准脱离了传统三维网页制作所需的专用插件渲染，大大提高了不同终端设备的3D图形渲染速度，甚至可以用来设计3D网页游戏等。目前已有多种基于WebGL技术的JavaScript库被应用在3D图形创建中，如SceneJS、PhiloGL、Babylon.js、Three.js等，本文主要应用Three.js开发框架。

3.Three.js框架

Three.js是JavaScript编写的WebGL第三方库，依据WebGL规范，对底层的图形接口进行封装。它提供了一个JavaScript API，可以在没有插件的情况下进行2D/3D硬件加速渲染，减轻了开发者的负担并加快了开发速度。同时，Three.js还支持多种渲染器（renderer）进行场景制作，能够提供点、线、面、向量、矩阵等一系列三维创建时所需的基本元素，并可以便捷地将建镜头（cameras）、光线（lights）、物体（objects）等对象添加到场景（scene）中[4]。Three.js在全景漫游浏览时，与内部主要元素之间的关系如图1所示。

三、漫游系统的构建

1.全景图获取

在网页上展示虚拟漫游的效果时，一般有3D建模和全景摄影两种方式。由于全景图片直接由实物拍摄得到，因此，只要做好前期拍摄和后期图片处理，就能得到比建模更真实的视觉感受。本文所得到的虚拟漫游，就是在全景图的基础上实现的。

（1）全景图的拍摄

由于全景拍摄需要捕捉场景360°范围内的信息，因此要采用广角镜头来拍摄，甚至可以使用鱼眼镜头。但由于鱼眼镜头镜片结构复杂，边缘和中央进光存在差异，对使用者的技术水平要求比较高，因此这里所采用的是一般的广角数码相机，同时配合三脚架和云台，以保证拍摄时位置的水平。在每个场景的拍摄中，将云台设定为水平方向每60°为一个结点，垂直方向每30°为一个结点，以保证所得的照片中有至少20%的重叠量，一共拍摄3组，每组6张照片。

而对于环境的要求则是能见度高、光线充足，避免出现一亮一暗的场景。在进行室内拍摄时，一般以内部光照为主，如果室外光线过于明亮，就可能导致图中出现较多过暗的角落，影响拼接效果。全景拍摄需要表现场景的全局信息，考虑到在观看时需要旋转场景，因此拍摄点一般选在场景的几何中心或某个较高位置，同时避免在拍摄时镜头里包含运动物体。

（2）全景图的拼接

在得到场景图后，可以使用Photoshop、PhotoImpact、Fireworks等图像处理软件对它们进行去噪、杂色处理和色彩色调等相关调整，使得同一场景的曝光程度和色彩浓度基本保持一致。本文所采用的图像处理软件是Photoshop CS3，同时该软件能智能化地完成全景图的拼接，步骤依次为选择文件菜单、自动、photomerge（照片拼合）。最后使用变形工具和裁剪工具把完整部分切割出来，装潢实训工场的全景图如图2所示。

2.三维环境的设置

（1）镜头设置

最终实现的装潢实训工场全景漫游如图3所示。

四、结束语

本文介绍了基于装潢实训工场全景图的虚拟漫游实现技术，采用HTML5和WebGL相结合的模式，创建出具有良好交互性和沉浸性的三维网页效果，提供了较二维网页更友好的用户体验和形象生动的画面效果。WebGL 是新一代Web3D 技术，也是未来三维网页开发的核心技术，加之与规范的Web标准HTML5的紧密配合，必然成为三维网页应用的趋势。同时对第三方库文件Three.Js进行研究分析，实现了全景图的仿真视角和相关鼠标事件的操作，具有较强的应用价值。

参考文献：

[1]百度百科.“互联网+”[DB/OL].http：//baike.baidu.com/link？url=z3Tj1V657OaXjPEIhtH1wXaUC7_sfIz 6udmtmknF _XSljkJpo_YZkq674SElGIhISv3-RHn9h7 lTZGD85xE-J_.

[2]方强.基于WebGL 的3D图形引擎设计与实现[D].合肥：安徽大学，2013.

[3]百度百科.”OpenGL ES” [DB/OL].http：//baike.baidu.com/link？url=P0fvVPhRHIQ4Z7Af8w1YyYXa4IePYK45dQ4XL3iCD012kn-AE5Tm2lLyoLH5Iq6ut FGM2jFGM8cwoIecEv9s3a.

[4]许虎，聂云峰，舒坚.基于中间件的瓦片地图服务设计与实现[J].地球信息科学学报，2010（4）：562-567.

[5]刘爱华，韩勇等.基于WebGL技术的网络三维可视化研究与实现[J].地理空间信息，2012（5）：79-81.

[6]周辉，程陈，任海军，王丹宁等.基于HTML5的全景图展示[J].微型机与应用，2012（20）.

（编辑：鲁利瑞）

2.基于微信公众平台的碎片化知识针对性强，但是却缺乏适用性

微信公众平台根据我们的兴趣推送了相应的学习内容之后，这种内容很符合我们的需求，但是却缺乏实际情境的验证。它仅仅是一种问题的单一解决方法，如果迁移到其他情境中就无法适用。比如：我们在学习操作性的知识时，它是必须要结合实践进行的，而碎片化知识只能知道问题解决的方法，却不知道问题的原因，在实际解决时，我们又不知道怎样办。

3.微信公众平台缺乏多样的交互

虽然微信公众平台可以根据关键词进行回复，但是这种回复是不是学习者想要的答案或者对学习者有没有用处，这些都是未知的。另一方面，微信公众号在推送了相应的学习内容之后，学习者是否有效地阅读，或者学习者在阅读了相应的学习内容之后，无法直接进行提问，也得不到针对性的解答。

五、思考与建议

微信公众平台在为碎片化学习提供支持之外，也存在一些问题。但是并不能因为存在问题我们就要拒绝这些碎片化知识。因此怎样把这些碎片化知识建构到自己的知识体系，与已有知识之间建立联系就显得至关重要。

1.建立碎片化学习体系是基础

我们在接受碎片化知识时除了要系统地学习、思考、分析之外，最重要的是找到一个自己感兴趣的知识点，以此为根节点，不断扩充其分支。也就是说要建立一个系统的知识体系。或者将这些知识点纳入到自己已有的知识体系中，找到它们之间的联系。

2.“思维导图”就是一种将放射性碎片化思考具体化的方法

研究表明，思维导图的建立有利于人们对其思考的问题进行全方位和系统的描述与分析。同时它又是灵活的，个性化的，具有无限的发展性的，这些特点非常符合碎片化学习的特征，因此对于碎片化思考具体化它是一个很有效的方法，同时，它有助于提高学习者的学习能力，有助于一个学习者真正实现终身学习的目标。现在随着移动技术的发展，手机端也有很多使用方便的软件，比如：极品思维导图、思维简图等等，它们可以结合微信公众号进行使用。

3.检验和输出是完善碎片化学习知识体系最关键的环节

在建立相应的知识体系之后，并不是所有的碎片化知识都能纳入其中，我们需要对这些知识进行检验，也就是说，我们要弄清楚它与已有知识之间的联系，如果联系不大或者它根本没有价值，我们要果断舍弃。而对于输出，即碎片化知识的巩固和迁移，其中最简单的方法就是，可以将碎片化知识进行转述给其他人，或者将借助一些外部工具做笔记，建立思维导图等等。

碎片化学习作为非正式学习的一种，它不仅仅只可以通过微信公众平台获得，还有很多其他途径，但是它的特点和利弊都普遍存在，我们一定要理性辩证地思考它的利弊，合理检验与输出，从而真正实现随时随地的碎片化学习。

参考文献：

[1]顾小清.超越碎片化学习——语义图示与深度学习[J].中国电化教育.2015（3）.

[2]王竹立.零存整取：网络时代的学习策略[J].远程教育杂志，2013（3）.

[3]朱学伟，朱昱，徐小丽.基于碎片化应用的微型学习研究[J].现代教育技术，2011（12）.

[4]王承博，李小平，赵丰年，张琳.大数据时代碎片化学习研究[J].电化教育研究，2015（10）.

[5]柳玉婷.微信公众平台在移动学习中的应用研究[J].软件导刊，2013（10）.

全景漫游 篇3

1 全景漫游制作所需的设备及软件

由于鱼眼镜头可拍摄180°甚至大于180°的景物, 只要按相反方向拍摄两幅照片, 即可拼接全景, 因而节省了时间[7]。笔者此次制作全景漫游选择的硬件设备主要有单反数码相机、鱼眼镜头、全景云台 (配备水平气泡仪) 、三脚架;软件为Panorama Tools, Pano2VR, Photoshop。

2 全景漫游的制作过程

一般分为三步———用鱼眼镜头拍摄建筑图像, 然后用Panorama Tools软件拼接全景图, 最后通过Pano2VR软件制作360°全景漫游。下面以文澜阁为例详解。

2.1 图像采集

1) 设备组装。一般对拍摄点处进行图像的采集, 首先找到一点 (中心点) , 也就是摆放三脚架的中心位置, 同时调整好三脚架, 然后再安装上全景云台以及将相机固定在云台上, 最后调整三脚架的各脚架高低 (水平调试) , 直至云台上的水平气泡仪中的气泡处于气泡仪的中间, 即设备整体处于水平状态。2) 图像拍摄。前期拍摄是整个制作过程中最为关键的一步, 拍摄图像的质量会严重影响后期图像处理的工作量和漫游效果的好坏。注意, 开始拍摄时先将相机调成自动模式, 然后对各个角度 (一般以90°为一个基准) 进行试拍, 对各参数 (光圈、曝光度……) 下各角度不同的场景效果进行分析与计算, 从而得出一个相对参数, 保证此场景中不同角度的效果处于一个相对平衡协调状态, 然后将相机设置成手动模式, 固定参数不变来对同一场景的不同角度进行采集拍摄, 完成每组四张图像, 见图1。

2.2 图像拼接

1) 加载图像。安装好Panorama Tools软件, 然后双击打开, 进入软件界面, 将拍摄的四张图像进行预处理[8], 然后单击界面中“加载图像”字样, 将同一个拍摄景点的四张照片依次勾选加载到界面当中。此处注意:一般将每张照片旋转至同一方向 (一般全部正方向) , 再勾选自动 (使用来自相机的EXIF数据) 。2) 对准图像。图像加载完成后, 单击对齐图像, 先自动进行控制点的调试, 合成的全景图效果如有扭曲等问题, 再在弹出的窗口中对全景图的水平、弧度、中轴线、控制点、曝光度等进行调整设置, 找到合适的控制点而成功拼接全景图, 见图2。3) 创建全景图。完成加载图像和对准图像后, 单击创建全景图。本软件能自动生成给定视角的全景图, 并采用其内部自定的算法, 自动完成场景的实现[9]。

2.3 全景漫游的输出

安装好Pano2VR后双击打开, 在界面中点击选择输入, 将已合成好的全景图导入到界面。

由于拍摄角度错位导致合成的全景漫游可能在天空或地面存在“黑洞”, 为了使效果更加逼真需要用Photoshop来补上地面“黑洞”, 方法如下 (天洞方法相同) :点击“转换输入的图片”, 在弹出的窗口中将类型改为选择“立方体面片”类型 (默认“垂直图片条”) , 然后格式选择TIFF (.tif) 格式, 默认路径, 然后点击转换, 如图3所示。注意, 此时Pano2VR软件不需要关闭。

转换完, 去设置的路径文件夹下用Photoshop打开“文澜阁cub.5”文件, 即地面有“黑洞”的图片。在Photoshop中用污点修复画笔工具进行修补或用logo遮住。修补完成后直接保存关闭 (注:不用另存为) 。返回Pano2VR界面, 点击“打补丁”, 在跳出的界面中点击增加, 参数设置都不用变, 将Photoshop修改过的图片在文件地址打开, 然后将位置根据该图片在全景图中的视觉选择好合适的角度。最后点击确定, 在弹出的是否更新补丁图片再按“是”, 则完成黑洞的修补, 如图4所示。

接着, 在Pano2VR界面根据拥有的素材可以进行交互热点的设置和音频的输入, 使生成的全景漫游能播放音乐以及相应点的文字介绍, 提供更丰富的观赏体验。

完成以上设置后, 将新输出格式选为“Flash”, 然后点击增加, 在弹出的新窗口中根据个人的喜好, 对设定、视觉效果、高级设置、多重分辨率渐进游览、HTML参数进行修改, 然后选择输出路径点击确定, 完成全景漫游的制作。

3 制作过程中的注意事项

1) 三脚架的位置一般选择周围景观的中心, 这样有利于焦距的控制与选择, 避免景深的不同而导致焦距选择不同。2) 由于鱼眼镜头存在着桶形畸变, 景物越在镜头中心变形越小。因此, 一般在拍摄时使镜头中心对准目标景物, 防止变形过大。3) 上述设备整体水平指相机镜头随着全景云台的转动, 视角高度在同一水平高度上。4) 当拍摄的图像因为景物扭曲而无法合成全景图时, 可使拍摄点往后移, 增大拍摄距离, 减小扭曲变形。5) 一般合成一张完整的全景图以3张~6张照片为宜, 通过全景云台来控制转动的角度。并要求保证每两张相邻照片之间的重合度在15%以上。6) 同一场景中鱼眼镜头的设置参数均应相同, 视点不能移动[10]。每当换一个场景, 参数设置要重新调整。7) 拍摄时, 鱼眼镜头最好上仰5°左右, 以完全覆盖天顶部分, 避免出现天洞。8) 由于拍摄问题导致合全景图时发生扭曲或合成失败时, 可手动设置多个控制点, 提高全景图合成成功概率。9) 在软件Pano2VR中可以选择不同的输出格式, 一般默认“Flash”格式。

4 结语

重新认识现存藏书楼建筑作为不可再生的人类文化遗产的重要历史和学术价值, 运用先进技术对这些建筑遗产进行记录, 对其构成、现状以及使用情况等信息全面认真采集、分析、研究和评估。这项工作是藏书楼建筑遗产保护、研究、宣传和公众教育的基石, 对于我省乃至我国建筑遗产保护事业具有很强的现实意义。全景漫游技术能较真实地保存建筑现状信息, 也便于网络传播和跨地域展示, 为藏书楼等古建筑的保护研究提供了一种新媒介。

摘要：介绍了文澜阁全景漫游制作所需要的设备和软件, 着重对图像采集、图像拼接、全景漫游输出等制作过程进行了详细解说, 并总结了一些使用技巧, 以解决藏书楼保护问题。

关键词：全景漫游,鱼眼镜头,Panorama Tools,Pano2VR,藏书楼

参考文献

[1]李德仁.虚拟现实技术在文化遗产保护中的应用[J].云南师范大学学报 (哲学社会科学版) , 2008 (4) :1-7.

[2]黄建国, 高跃新.中国古代藏书楼研究[M].北京:中华书局, 1999:343-352.

[3]胡伟爔, 潘志庚, 刘喜作, 等.虚拟世界自然文化遗产保护关键技术概述[J].系统仿真学报, 2003 (3) :56-58.

[4]漆驰, 郑国勤, 孙家广.一个基于全景图的虚拟环境漫游系统[J].计算机工程与应用, 2001 (15) :138-141.

[5]叶萍萍, 罗宏.基于PTGui Pro、Pano2VR的三维全景图制作方法与应用[J].城市勘测, 2012 (4) :66-69.

[6]全政环.360°全景技术的应用和发展历程[J].电脑知识与技术, 2010 (3) :713-715.

[7]汪嘉业, 杨兴强, 张彩明.基于鱼眼镜头拍摄的图像生成漫游模型[J].系统仿真学报, 2001 (S2) :66-68.

[8]杨琳, 赵建民, 朱信忠, 等.虚拟校园三维全景漫游技术研究[J].计算机工程与科学, 2007 (10) :26-28.

[9]韦群, 张永明.基于图像的图形绘制技术的应用[J].计算机应用与软件, 2002 (9) :32-34.

全景漫游 篇4

随着信息技术的发展, 人们已经不满足于从外部观察信息处理的结果, 而是希望能通过视觉、听觉、手势等参与到信息处理的环境中, 获得身临其境的体验。全景虚拟漫游技术就提供了这样一种既能创建又能体验虚拟世界的沉浸式交互环境, 使用户可以以自然的方式与虚拟环境中的对象交互, 从而产生好像就在真实环境中的感受和体验。近几年, 全景虚拟漫游技术已广泛应用在军事、教育、科研、影视、娱乐等方面。它最大的优势在于图片资源的整合与贴近用户的增值服务, 令创意表现呈现完美。

虚拟现实技术是一项投资大、具有高难度的科技领域, 和一些发达国家相比, 我国虚拟现实行业企业普遍年轻, 新技术知识产权保护力度不够, 行业产业链不成熟, 企业缺乏竞争力。这些已引起政府有关部门和科学家们的高度重视。“九五”攻关计划、国家863计划、国家自然科学基金会等都把虚拟现实列入了资助范围, 并且支持研究开发的力度也越来越大。

虚拟全景漫游技术作为虚拟现实技术的重要分支。随着该领域技术的发展, 目前, 该技术已经逐步得到应用, 但目前还存在一些不足的地方, 如不支持智能化自动演示、不支持场景中插入动态视频、制作过程可视化程度不高、交互形式较少[1]。本文通过研究虚拟全景相关技术, 对全景图制作、虚拟漫游场景制作等提供支持, 降低虚拟漫游项目制作门槛、提高制作效率, 增强企业自主创新能力。

二﹑系统的总体设计

2.1系统设计总体目标。本文针对在制作大型场景的虚拟全景漫游项目过程时遇到的各种技术问题展开研究, 最终开发出适应于大型场景制作的虚拟全景漫游制作系统, 解决以往漫游制作软件不支持智能化自动演示、不支持场景中插入动态视频、制作过程可视化程度不高、交互形式等问题。该制作系统将从全景图制作、虚拟漫游场景中的交互设计、项目发布等漫游项目制作各阶段予以全程支持。

2.2项目主要研究内容。本文主要是对虚拟全景漫游关键技术进行研究 (包括全景模型研究、全景图合成技术、虚拟全景漫游交互技术、全景图显示技术、虚拟场景的动画贴图技术、快捷简便的全景漫游场景制作流程研究等) [2]。最终研发适应大型场景的虚拟全景漫游制作系统, 形成全景图制作工具及虚拟漫游场景制作工具, 如图1所示。

2.2.1虚拟全景漫游技术研究

(1) 全景模型研究。根据全景图投影展示方式的不同, 主要把全景模型分为3种模式:立方体模式、圆柱模式和球面模式。这三种模式就是分别把已经拼接好的全景图投影到立方体、圆柱体、球体的内表面, 在展示时, 根据视域的方向将全景图像中相应部分进行反投影, 就能够获得视域处的视图。

(2) 研究全景图合成技术。全景图技术是虚拟现实技术的一种, 是近来出现在Internet上的另一种新的交互式虚拟场景表示方式, 它基于图像绘制IBR (ImageBased Render) 的方式再现了三维场景, 可用浏览器实现虚拟场景的漫游。本项目将重点研究一下三种类型的全景图, 即立方体全景图 (图2) 、柱型全景图 (图3) 、球型全景图 (图4) 。

●适合全景图的图像拼接技术。这里的图像拼接指的是把针对同一场景的相互有部分重叠的一系列图片合成一张大的宽视角的图像。图像拼接要求两幅图像保证一定比例的重叠区域。所以, 拼接的首要问题就是找到相邻图像的重合部分, 即图像对齐问题, 它的实质是寻找两幅图像之间的内在联系, 找出两组对应数据之间的关系。不同全景图形式的拼接方法是不同的, 如球型模型所需的序列图片采用大广角拍摄或者使用超大广角的鱼眼镜头, 所以图片的畸变发生在水平和竖直两个方向上, 若采用按行扫描获得图片重合区域的办法将行不通, 如图5所示。

●适合全景图的图像融合技术。景物重合部分也可能不完全一致, 如有亮度和色彩差异, 造成拼接处有不连贯的痕迹, 图像融合技术就是使拼接处连贯一致, 如图6所示。

(3) 虚拟全景漫游交互技术。虚拟全景漫游需要构造某个特定场景的逼真的虚拟现实空间, 这个虚拟空间可以是一个真实的空间, 也可以是假象空间的实时仿真虚拟, 用户通过借助特定的装备可以自然地在这个虚拟空间中漫游, 从各个不同的角度对空间中的虚拟对象进行观察, 以及进一步地规划和操作, 从而产生身临其境般的感受[3]。在这个过程中, 用户应能够与虚拟场景进行一定形式的交互, 如场景中的热点。热点分动态热点和静态热点, 静态热点不随全景图像的移动而移动, 是一直静止不动的, 一般静态热点适合做一些操作按钮。动态热点则是随视角的改变而变动的, 它实现不同场景间的切换。在浏览大型复杂场景时, 地图导航直观简明地表达了用户的浏览位置和全局地图信息, 给人们获取更清晰的全景概念。

(4) 全景图显示技术。在进行虚拟漫游时, 需要把全景图根据视角等参数动态生成显示在屏幕上的视平面图像, 这一过程性能或效果不够好将直接影响用户体验。我们将采用全景图数据预调、视点空间缓冲预调、视图变形、视图插值、加强场景透视感、图像平滑过渡等一系列技术使得用户视点转移时场景能够平滑过渡, 保证用户视觉的一致性, 使用户产生在实景空间中行走的感觉[4]。

(5) 虚拟场景的动画贴图技术。为了使虚拟漫游时场景更加逼真, 可以在场景的某区域加载一段视频, 提供浏览者感兴趣的信息。可以把全景图作为场景的背景, 把flash动画作为贴图, 使漫游时某区域可播放动态视频[5]。

(6) 快速简便的全景漫游场景制作支持。利用制作好的全景图图片制作虚拟漫游场景, 可在各场景中添加各种热点、标识、控制条、声音、视频、LOGO等, 支持交互体验, 整合地图导航和索引图导航。最终可输出swf格式的全景漫游项目, 可控制的文件尺寸满足网络发布的需求。

2.2.2适应大型场景的虚拟全景漫游制作系统研究

(1) 研制全景图制作工具。基于本项目研究的全景图合成技术研制全景图制作工具。通过实拍或者三维软件得到某视点周围空间的图像, 然后使用该全景图制作工具将我们得到的图像快速合成360度的全景图, 最终把合成的全景图用于后期的虚拟现实软件的应用。

●功能模块。全景图制作工具主要功能模块包括:平面或鱼眼图片输入功能、获取图片参数功能、设置全景图参数功能、合成效果预览功能、图片格式转换功能、全景图的矩形化保存功能等, 如图7所示。

●制作流程。全景图制作流程包括全景模型选择、图像采集、图像拼接与融合以及全景图像投影四个步骤, 如图8所示。

(2) 虚拟漫游场景制作工具。虚拟全景漫游场景制作工具可以将立方体全景、球型全景、柱型全景、平面照片、地图或户型图、场景音乐和解说、文字信息等各种多媒体元素, 通过添加场景间热点、包含雷达扫描效果的交互地图、设置虚拟漫游路线以及定制皮肤等方式, 创建出专业的交互式虚拟漫游效果场景。

●功能模块。虚拟全景漫游场景制作功能模块包括:定制功能 (漫游路线、分块下载、组件外观、显示/隐藏热点、场景切换效果) 、资源管理功能[皮肤面板、库面板 (图片、声音及组件) ]、交互功能 (通过使用热点、雷达及导航组件, 可以使制作的虚拟漫游更具有交互性) 、多媒体功能 (该工具将支持多种多媒体音视频格式的虚拟漫游场景动态插入功能) , 如图9所示。

●制作流程。虚拟全景漫游场景制作流程包括虚拟漫游界面编辑、场景设置、交互热点设置、漫游路线设置、添加地图、以及发布虚拟漫游六个步骤:如图10所示。

三﹑系统平台实现的关键技术

3.1多种形式的全景图生成问题。全景图制作是虚拟全景漫游场景制作的关键内容之一, 全景图包含了比人眼视野更宽广的信息, 要采用特殊的制作方式生成。根据不同的全景模型, 全景图有对应的形式, 一般先采集视点四周的景物图像, 再用适当的算法拼接成全景图。

3.2提供更丰富的用户体验交互方式, 解决与虚拟全景漫游场景交互的问题。虚拟场景是利用电脑绘制图像产生的一个三维空间的虚拟世界, 提供使用者关于视觉、听觉等感官的模拟。如何形成具有交互效能多维化的信息环境是虚拟全景漫游需要解决的问题, 它使用户可按自己的意愿, 真实自然地与虚拟场景交互, 从多方面获取感兴趣的信息[6]。

3.3解决全景图实时显示的问题, 使画面失真小, 过渡自然, 流畅, 提高用户漫游虚拟场景的真实感。用户在进行虚拟漫游时, 显示画面是实时绘制的, 给用户最直接最直观的视觉感受, 如果在绘制时实时性太差就会使用户无法接受, 而绘制得越流畅, 画面越精细, 则吸引用户进一步体验。

3.4动态视频数据与静态虚拟漫游场景无缝融合的问题。全景图是静态的, 经漫游子系统的处理可还原部分的三维信息, 实现前后、左右、上下方向的漫游, 如何在这样的场景的某指定区域中播放一段视频画面, 无疑增加了场景的表达能力, 更加真实地模拟现实情景。

3.5快速简便的全景漫游场景制作工具支持。围绕全景漫游大型场景制作中各个环节遇到的问题展开研究, 分析制作者制作流程, 开发工具给予从全景图制作、漫游场景制作、全景发布等各阶段以全面支持。

四﹑技术路线

本研究的技术路线如图11所示, 共包括项目预研、系统设计与构建和市场推广与销售三个阶段。其中, 项目预研包括需求调研、技术调研以及全景模型研究、全景图合成技术、全景漫游交互技术、全景图显示技术、虚拟场景制作支持和虚拟场景的动画贴图技术等技术预研工作;系统构建包括全景图合成、虚拟漫游场景制作和全景展示等三部分内容;最后是对系统进行测试、包装, 以做好系统推向市场前的技术准备工作。

五﹑结束语

本项目设计的适应于大型场景制作的虚拟全景漫游技术及制作平台可应用于:高清晰度虚拟展示景区的优美环境;远程虚拟浏览宾馆的外形、大厅、客房、会议厅等各项服务场所;房屋开发销售公司利用虚拟现实技术, 展示楼盘的外观、房屋的结构、布局、室内设计;在线虚拟公司产品陈列厅、专卖店、旗舰店等相关空间的展示;美容会所、健身会所、咖啡、酒吧、餐饮等环境的展示;汽车内景、外部的虚拟展示, 实现汽车的网上完美展现;博物馆的宣传展示, 观众只需轻轻点击鼠标就可以全方位参观浏览[7];在学校的宣传介绍中, 可以实现随时随地的参观优美的校园环境, 展示学校的实力, 吸引更多的生源;政府开发区投资环境, 做成虚拟导览展示, 向客商介绍变得一目了然, 说服力强, 可信度高, 因此设计实现的本系统有现实的应用价值。H

摘要：针对在制作大型场景的虚拟全景漫游项目过程时遇到的不支持智能化自动演示、不支持场景中插入动态视频、制作过程可视化程度不高、交互形式等各种技术问题, 本文设计并实现适应于大型场景制作的虚拟全景漫游制作系统, 该制作系统平台将从全景图制作、虚拟漫游场景中的交互设计、项目发布等漫游项目制作各阶段予以全程支持, 可以为应用制作者提供丰富的交互设计方式、可视化的场景制作过程和先进的场景视频支持模式, 使制作的虚拟全景漫游场景更逼真, 拥有更好的交互性, 让用户拥有良好的个性化体验。

关键词：虚拟现实,全景漫游,插值技术,全景图

参考文献

[1]王健美, 张旭, 王勇, 等.美国虚拟现实技术发展现状、政策及对我国的启示[J].科技管理研究, 2010 (14) .

[2]邬厚民.利用鱼眼技术构建全景漫游系统的方法探索[J].电脑知识与技术, 2009, 5 (18) .

[3]杨琳, 赵建民, 朱信忠, 等.虚拟校园三维全景漫游技术研究[J].计算机工程与科学, 2007, 29 (10) .

[4]陈家新, 王伟静.基于小波分析的图像插值技术研究[J].系统仿真学报, 2007, 19 (1) .

[5]刘畅.虚拟现实技术的关键技术研究[J].数字技术与应用, 2011 (1) .

[6]张萌, 肖小祥, 唐斌, 等.基于虚拟现实技术的校园场景构建[J].计算机与信息技术, 2010.

全景漫游 篇5

在全国大力发展文化产业的今天, 舟山市正在打造大桥文化, 通过大桥景观工程塑造舟山城市特色文化形象, 提升舟山城市的影响力, 推进舟山经济快速发展。在这样背景下, 本项目借助计算机网络和三维虚拟现实技术开发舟山连岛大桥全景漫游系统, 充分利用连岛大桥这张名片扩大宣传舟山力度, 对全面推动舟山经济发展具有重要意义。首先, 通过本项目研发, 建立舟山连岛大桥全景漫游系统, 并借助Internet网络展示连岛大桥景观, 提升舟山城市魅力, 弥补景观工程的局限。其次, 连岛大桥全景漫游展示技术, 可以直接推广到舟山各个旅游景点全景漫游系统制作, 推进旅游资源的开发和旅游服务的提升, 促进舟山文化产业发展。

本文主要研究内容有四个方面:1.连岛大桥图像采集和图像处理;2.连岛大桥模型建立以及完善;3.连岛大桥全景造型开发;4.利用虚拟现实技术开发连岛大桥全景漫游系统。本系统主要采用3ds Max基础建模以及After Effects后期影视制作。利用3ds Max软件建立舟山连岛大桥模型;以大桥模型为基础, 利用After Effects制作大桥全景漫游视频。

2. 舟山连岛大桥全景漫游展示系统关键技术

2.1 舟山连岛大桥实地考察以及图像采集

互联网是当今最便利的信息获取平台, 因此, 项目组先通过互联网查找舟山连岛大桥相关图片。并通过Photo Shop软件, 对图片进行处理。

互联网现有的有关舟山连岛大桥的图片可以给出大桥整体的轮廓, 从宁波到舟山依次分桥为:金塘大桥, 西堠门大桥, 桃夭门大桥, 响焦门大桥, 岑港大桥。通过图片, 项目组也可以初步了解各座大桥的基本模型、架构等等, 给建模带来一个整体的构想。

先前项目组从互联网上的图片信息粗略的了解了各做大桥的基本构图, 接下来项目组要进行更加精细的调查, 因此, 项目组派图像采集专题小组亲自坐车前往各做大桥。在实地考察过程中, 我们拍摄了许多大桥的图像, 主要用于对大桥的更进一步的分析。还有拍摄了许多大桥周围的地势, 有利于我们大桥建模后期环境的构造。

仅仅凭借图片带来的信息是远远不够的, 因此项目组所有成员前往金塘的舟山连岛大桥展览馆。在舟山连岛大桥展览馆内, 项目组成员首先便看到了大桥的实体沙盘。然后, 成员们观看了大桥建设时期的相关视频, 体会到大桥建设的宏伟。展览馆里放置了各座分桥的物理模型, 这对于我们建模提供了莫大的帮助, 因此项目组成员便对各模型进行仔细分析, 以及图像采集。最后还拍摄了相关大桥的各个零件的模型, 比如:桥墩、路灯、线缆等。

数据处理小组对采集来的数据进行分类处理, 为建模小组提供大桥的数据以及图片。

2.2 舟山连岛大桥模型分析

舟山连岛大桥总共有五座大桥, 模型非常多, 因此建模过程是一个非常复杂的过程, 为了得到更加精确, 细致的模型, 必须注意一下几点:

将大桥从上到下, 从大到小, 逐层分解, 明确各个模型的总体把握, 如图1;模型分清重点, 命名要规范统一, 最好以英文命名;

各人分工明确。

2.3 舟山连岛大桥建模过程

在图像采集专题小组以及数据处理小组工作期间, 建模小组在短时期内学习了3ds Max, 掌握了初步建模基础。建模小组以项目推动学习, 在建模过程学习、纠错。

大桥实体建模。建模是一件考验建模师耐心的事情, 因此建模师要一步一步来, 逐个建模。对建好的模型进一步优化工作, 不如尺寸、棱角、整体效果。

2.4. 舟山连岛大桥贴图及渲染

3dsmax的2D贴图, 就是指材质贴图中的两维图像或图案。2D贴图是二维图像, 它们通常贴图到几何对象的表面, 或用作环境贴图来为场景创建背景。

渲染一般出现在三维软件的主要窗口中, 和三维模型的线框图一样起到辅助观察模型的作用。很明显, 着色模式比线框模式更容易让我们理解模型的结构。

3.舟山连岛大桥效果图

金塘大桥

4. 结论与展望

在我们的项目中3dsmax完成场景建模和贴图任务之后, 要使用一定的影视处理方法, 用摄像机镜头记录我们要展示的东西, 配合一些影视常用的镜头方法, 反映出我们所需要表达的展示主题。的来讲, 整个后期合成制作分为两大块:视频采集 (即3dsmax场景动画的渲染) ;视频片段的合成 (即AE将分散的展示片段合成到一起) 。

以视觉传达设计理论为基础, 掌握影视编辑设备 (线性和非线性设备) 和影视编辑技巧, 能够进行影视特技制作的技术。影视媒体已经成为当前最为大众化, 最具影响力的媒体形式。许多在这些行业的做作业人员与大量的影视爱好者们, 现在都可以利用自己手中的电脑, 来制作自己的影视节目。合成软件:AE、Combustion、DFsion、Shake、premiere等。本项目主要使用AE来完成合成任务。AE全称After Effects, 是adobe公司开发的一个视频剪辑及设计软件, 用于高端视频特效系统的专业特效合成软件。

从大桥图像采集和数据处理大桥模型建立大桥贴图及渲染后期视频合成这一过程中, 项目组成员学习并运用了许多软件, 例如:Photo Shop、3ds Max、Affter Effects等, 主要运用了3ds Max软件, 3ds Max是一种三维建模软件, 具有二维建模、几何体建模、挤压建模等多种建模技术, 利用这些建模技术可以有效的实现虚拟大桥中各个对象的三维模型, 在全体成员的共同努力下, 最终舟山连岛大桥取得了良好的效果。

全景漫游 篇6

关键词：全景图,Pano2VR,三维全景漫游,虚拟校园

0、引言

应时代发展与社会进步的需求, 建设三维虚拟校园被国内外各所高校认可和接受。目前, 社会上各种开发方法层次不齐, 开发效果和效率迥异, 如何设计与构建最经济, 最快捷, 最形像逼真的三维虚拟校园漫游系统显得更为重要。传统的三维虚拟校园开发大多是注重实体建模, 然后用高清材质赋给模型体, 最后进行渲染输出。整个过程工作量大, 建模复杂, 渲染耗时长, 占用空间大, 单机使用多, 不便网络浏览。基于三维全景技术的建模, 具有系统要求低, 数据量小, 模型制作简单, 场景逼真度高等优点, 因此, 使用基于全景技术的虚拟校园开发, 不论从技术实用角度还是从社会发展角度, 都值得深入研究。本文注重实践操作上挑选最简单最可行的方法, 采用图像建模, 以三维全景为主, 使用全景漫游制作工具Pano2VR来设计和实现三维虚拟校园漫游系统开发。

1、三维全景漫游技术和Pano2VR概述

三维全景漫游[1]是指在三维全景空间中进行的一种不同场景间自由切换的动画系统。通常有两种方式, 一是通过热点链接的形式实现三维全景切换浏览, 二是通过全景空间与真实环境之间映射方法实现自主漫游效果。采用该法只需要将多张全景照片或3D全景渲染图进行有规律的拼接缝合形成完整的全景空间效果图即可, 从而避免实体建模的复杂难度, 实现了“以图代体”的三维显示效果。

Pano2VR[2]是一种基于flash动画技术的全景图像转换应用软件, 主要功能是能导入多种格式的全景图, 并进行相关处理, 可直接输出为FLASH格式的动画文件, 也可以输出为全新的HTML5/CSS3格式文件。另外, 使用Pano2VR还可以进行多重分辨率渐进式全景缩放, 兼容不同平台的动画功能展示, 真正实现了跨平台跨系统的联合开发需求, 满足不同虚拟动漫系统设计与开发。

2、三维虚拟校园漫游系统设计方案

2.1三维虚拟校园开发的系统需求分析

开发三维虚拟校园需以现实校园作为基础, 为了真实反映校园风貌, 要求场景中建筑物、基础设施、以及环境绿化在形状、氛围以及光感等方面都必须逼真。基于虚拟现实交互性、构想性和沉浸感等特点, 主要为师生日常工作生活提供便利, 促进学校规划和宣传学校的作用, 三维虚拟校园的构建力求实现以下功能:

1. 展示全景功能

三维虚拟校园需要实现基本场景浏览功能, 用户不但可以全景观看预先制定的三维虚拟校园漫游动画, 还可以满足用户的观看需要利用键盘或鼠标对三维虚拟校园进行全景旋转等基本功能, 同时可以选取背景音乐进行气氛烘托。

2. 漫游展示功能

交互式漫游[3]就是用户自主选择参观的路线和感兴趣景点, 通过行走相机的形式, 自主改变参观视野和角度, 调节漫游的方向和高度设置, 使用键盘的功能键或鼠标来调节漫游的速度, 从而达到最佳的访问效果。

2.2 三维虚拟校园开发的系统总体架构设计

本系统设计开发主要分三个阶段:数据准备阶段、三维全景制作阶段和动画漫游交互设置阶段。因为要考虑系统的运行速度和效率, 所以设置时需注意考虑整个系统的呈现形式和实现的相关功能参数, 如相机角度设置、寻找拍摄景观最佳视点位置、全景图的动画转换与热点交互设计以及其它特殊效果添加等都要兼顾。本系统设计三维虚拟校园门户网站, 通过电子地图和全景图的交互设计, 实现虚拟校园的场景展示和其他相关信息的浏览。系统开发总体架构示意图如图1所示。

3、基于Pano2VR的三维虚拟校园漫游系统实现

3.1 3D全景图制作

在虚拟校园开发过程中, 通常采用专业设备或普通设备数码相机取景。为了正确拼接相邻角度拍摄的图像, 一般设置好相邻图像间的20%-40%的重叠区域[4]作为图像间的配准校正带;受拍摄自然条件光照等影响, 图像拼接前需要对重合区域进行亮度微调, 使其清晰过渡;按图像排列顺序依次加载图像, 进行有规律拼接, 制作完整的全景图。然后, 可利用建模工具制作建筑物简单模型, 将制作的全景图映射投影到模型中并进行渲染输出, 得到3D全景效果图。

3.2 Pano2VR工程文件创建

通常全景图投影展示方式主要有3种:圆柱模式, 球面模式和立方体模式。全景图拼接制作好以后, 不同的投影方式对应将全景图投影到不同的几何体的内表面展示。详细工程创建过程:首先启动Pano2VR软件, 采取打开文件方式或直接拖动文件方式加载3D全景图, 系统会默认加载第一张全景图作为第一个热点, 进入效果显示时, 将会直接显示。然后, 根据实际需要, 可以添加多张全景图, 以实现复杂多场景的3D动画Pano2VR工程文件创建。

3.3 交互热点创建

热点的功能就是实现不同场景之间的超级链接, 从而实现不同地点, 不同区域, 不同场景的交互访问。其做法简述:首先单击交互热点按钮“修改”, 确定要创建热点的区域, 其次输入热点标题和选择目标场景位置, 最后设置相关场景显示参数, 确定人眼的观察角度, 完成创建交互热点。

3.4 Web漫游系统生成

Pano2VR支持多种格式的动画系统生成, 通常生成FLASH, HTML5文件最为常见。本文以生成FLASH动画为例, 说明生成过程。首先打开输出参数设置对话框, 设置较高图像显示分辨率, 提高图像显示效果;同时设置漫游的特效功能, 如运动惯性, 自动旋转和漫游缩放等漫游新体验各种参数;最后, 创建生成FLASH文件swf格式文档, 直接将FLASH文件上传到网络服务器, 根据需要加载到WEB页中, 生成HTML文件, 实现用户从网页访问虚拟校园漫游系统。以厦门理工学院虚拟校园为例[5], 如图2所示。

4、小结

本文主要通过梳理分析基于Pano2VR的全景图开发和制作三维虚拟校园系统的完整过程, 从理论与实践上论证了三维虚拟校园开发采用全景图技术和Pano2VR软件联合使用能够实现图像更加逼真的虚拟效果展示功能, 为今后虚拟旅游, 楼盘展示和校园漫游等各种仿真开发, 提供了更为简洁实现方法参考。

参考文献

[1]文卫民, 江朝伟, 基于三维全景技术的虚拟校园漫游系统设计及艺术表现探究[J], 艺术与设计, 2011, 2 (4) :161-163.

[2]黄国政, 基于Pano2VR的交互式校园全景漫游系统的研究[J]软件工程师, 2015, 18 (1) :17-18.

[3]魏勇, 基于VRML的虚拟校园交互式漫游系统的设计与实现[J], 科技信息, 2011, 1 (20) :614-615.

[4]姜丽凤, 全景图拼接关键技术的研究[D], 山东理工大学大学硕士论文, 2008.

全景漫游 篇7

全景漫游系统是指对实体建筑及景物进行仿真,用计算机制作的虚拟影像再现真实世界。浏览者利用鼠标和键盘在虚拟场景中进行自由的游览,进行一定的人机交互和浏览。

校园虚拟漫游作为数字化校园工程的一个重要组成部分,是学校信息化建设的重要内容,它为学校对外宣传、整体管理提供了最直观的表现形式,可以为学校树立良好的形象,提高学校的知名度,宣传校园特有的文化,又可让来访者足不出户就能利用网络浏览校园风光和有关介绍信息,体验身临其境的感受[1]。

2 全景漫游的优点(The advantages of the panorama roaming)

无论是传统的三维漫游制作工具VRML[2],还是新的制作工具如Unity3D[3]、Away3D[4]等,都存在制作复杂的问题,并要求有一定编程基础。而且,此类漫游系统在运行中需要安装客户端或浏览器插件,由于需要对三维场景进行实时渲染,所以对计算机配置要求较高。因此,普通浏览者并不能很好地进行漫游体验。

目前,360度全景交互漫游成为三维漫游新的发展点,它不用对三维场景进行实时渲染,只需要多张全景照片或3D全景渲染图就可以制作,降低了制作复杂度。因此,360度全景漫游越来越广泛地用于楼盘展示、虚拟旅游、校园漫游等众多领域。

3 Flash漫游技术和Pano2VR软件简介(Introduction of flash roaming technology and Pano2VR software)

在众多的全景漫游制作技术中,基于Flash的网页技术的全景漫游成为主流,而且目前大多数常见的网页浏览器都支持Flash插件,所以Flash的网页播放容易实现。另外,Flash具有良好的交互性,因此更适合普通浏览者操作,可带来优秀的沉浸式漫游体验。

常见的全景漫游制作工具有Pano2VR、PanoramaMaker、Ulead COOL 360、“造景师”等。而这些工具中,Pano2VR无疑是最好的软件之一,它使用方便,可以导入多种格式的全景图,具有实现良好的交互热点功能,并且可以直接生成Flash的SWF格式和网页文档,可以在Web浏览器中直接运行[5]。

4 Pano2VR全景漫游的制作过程(The process of making Pano2VR panoramic roaming)

4.1 制作3D全景图

全景图的制作可由多张不同角度的实景照片拼接制作,也可以用3D建模的渲染图制作。本系统中用3ds Max对校园进行了3D建模,并利用全景图输出功能直接生成全景图。具体操作过程是,先在3D场景中设置摄影机,并转到摄影机视图;然后在“渲染”菜单中选择“全景”即可。注意,为了保证在Pano2VR制作的全景漫游的清晰度和分辨率,所以在渲染输出时选择最大分辨率。

4.2 创建Pano2VR工程文件

运行Pano2VR,把制作好的3D全景图拖动到输入区即可,Pano2VR会自动识别多种全景图类型,如矩形球面投影、立方体图片、柱形、T形、十字形、Quick Time VR等。本系统由于采用3ds Max全景图输出的是矩形球面投影类型。在“漫游浏览器”中,右击鼠标空白处,选择“添加全景图”,可以添加其他场景图。本系统中一共制作了七张全景图。Pano2VR中会自动把第一张输入的全景图作为第一个节点,在这张图的左上角显示数字“1”,系统运行时会先显示这张全景图。如图1所示。

4.3 创建交互热点

通过创建交互热点,就可以把不同场景的全景图进行链接,实现多地点浏览。点击交互热点中的“修改”按钮,在需要创建热点的区域双击鼠标左键,在“标题”栏输入提示该热点的提示文字,然后在“URL”下拉列表框中选择需要跳转的场景。还可以通过“目标”参数的调整,改变链接场景的查看角度。

4.4 生成Web漫游系统

Pano2VR可以支持生成Flash、HTML5等多种格式的漫游系统,以生成Flash格式为例,点击“输出”中的“增加”按钮,自动打开输出设置对话框,为保证生成漫游时图片的显示效果,可把窗口尺寸设置为较大的像素值。另外,还可以设置漫游的自动旋转、运动惯性、鼠标灵敏度、漫游缩放等各种参数,以达到更好的漫游体验效果。回到主界面后,点击“创建”按钮就可以生成最后的SWF和HTML漫游文档。如图2所示Flash版全景漫游主页面。

5 结论(Conclusion)