VR第5章全景技術(shù)

1、本章要點(diǎn)： 全景技術(shù)的特點(diǎn)與分類 全景技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 全景制作的硬件設(shè)備的選購(gòu)與使用 全景圖素材的拍攝技術(shù)與技巧 柱形、球形及對(duì)象全景圖的制作軟件的使用 立體網(wǎng)站中全景圖技術(shù)的應(yīng)用 全景（Panorama）技術(shù)是一種基于圖像技術(shù)生成真實(shí)感圖形的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是一種基于圖像處理的全景攝影技術(shù)，把相機(jī)環(huán)繞四周進(jìn)行360拍攝的一組照片拼接成一個(gè)全景圖像，可以在單機(jī)或Internet網(wǎng)上顯示展示。一般說(shuō)來(lái)，全景技術(shù)主要是通過(guò)圖片或照片的拼合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)場(chǎng)景環(huán)視和對(duì)物體的三維拖動(dòng)顯示。用戶可以通過(guò)鼠標(biāo)或鍵盤進(jìn)行上下、左右移動(dòng)，任意選擇自己的視角，并進(jìn)行任意放大和縮小，具有3D效果，如親臨現(xiàn)場(chǎng)般環(huán)視、俯瞰和

2、仰視，具有強(qiáng)烈的動(dòng)感和影像透視效果，如在一個(gè)窗口前瀏覽一個(gè)真實(shí)的場(chǎng)景。1 1 全景技術(shù)的特點(diǎn)全景技術(shù)的特點(diǎn) 全景技術(shù)具有下述幾個(gè)特點(diǎn)： （1）全景圖片不是利用計(jì)算機(jī)生成的模擬圖像，而是通過(guò)對(duì)物體進(jìn)行實(shí)地拍攝2-6張照片就可以生成，具有很強(qiáng)的真實(shí)感。（2）文件容量較小，一般在50KB-2MB之間，在網(wǎng)絡(luò)上傳輸快。（3）互動(dòng)性較強(qiáng)，可以用鼠標(biāo)或鍵盤控制環(huán)視的方向，進(jìn)行上下、左右、瀏覽，也可以進(jìn)行放大縮小。 （4） 一般不需單獨(dú)下載插件，自動(dòng)下載一個(gè)很小的Java程序后就可以通過(guò)瀏覽器在Internet上觀看全景照片。 1.1.網(wǎng)站建設(shè)網(wǎng)站建設(shè) 全景圖是拍攝實(shí)際場(chǎng)景的照片，立體直觀，交互性好，真實(shí)感

3、強(qiáng)。在現(xiàn)在網(wǎng)站上應(yīng)用已較為普遍。 2.2.電子商務(wù)電子商務(wù) 不管是B2B網(wǎng)站還是B2C網(wǎng)站，采用全景技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)銷售的產(chǎn)品的進(jìn)行多視角展示，為客戶提供真實(shí)的展示，在提升網(wǎng)站技術(shù)和服務(wù)的同時(shí)，為公司吸引更多的客戶。 3.3.房地產(chǎn)行業(yè)房地產(chǎn)行業(yè) 可以利用虛擬全景瀏覽技術(shù)，展示樓盤的外觀、房屋的結(jié)構(gòu)、布局、室內(nèi)設(shè)計(jì)。4.4.虛擬旅游業(yè)虛擬旅游業(yè) 以優(yōu)美的360度全景照片，顯示旅游景區(qū)內(nèi)的優(yōu)美景點(diǎn)，給旅游者以身臨其景的感覺(jué)，同時(shí)可以用來(lái)制作風(fēng)景區(qū)的介紹光盤，也可以運(yùn)用到旅游景點(diǎn)的觸摸屏，更可以放到旅游網(wǎng)站上吸引眾多的游客。5 5. .賓館酒店業(yè)賓館酒店業(yè) 利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程虛擬瀏覽賓館的宣傳，展示賓館

4、的外觀，大廳、客房、會(huì)議廳等各項(xiàng)服務(wù)場(chǎng)所，展現(xiàn)賓館舒適的環(huán)境，完善的服務(wù)，給客戶以實(shí)實(shí)在在感受，吸引客戶預(yù)定客房。 隨著Internet網(wǎng)的應(yīng)用及普及，虛擬全景技術(shù)也發(fā)展十分迅速，目前全景技術(shù)的種類，已經(jīng)從簡(jiǎn)單的柱形全景，發(fā)展到球形全景、立方體全景、對(duì)象全景、球形視頻等。 柱形全景柱形全景是最簡(jiǎn)單的全景，就是通常所說(shuō)的“環(huán)視”。它可以理解為把拍攝的照片投影到以視點(diǎn)為中心的有限高度的圓柱上，從而水平360度觀看四周的景色。 球形全景球形全景是指其視角為水平360，垂直180，即全視角。在觀察球形全景時(shí)，觀察者好象位于球的中心，通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤的操作，可以觀察到任何一個(gè)角度，讓人融入到虛擬環(huán)境之中。

5、 立方體全景立方體全景是另外一種實(shí)現(xiàn)全景視角的拼合技術(shù)，視角也為水平360，垂直180。這種全景照片是由前，后，左，右，上，下6張照片無(wú)縫拼接而成。相機(jī)位于立方體的中心，也是全視角,實(shí)際效果與球形全景類似。 全景通常是從空間內(nèi)的中心點(diǎn)來(lái)看周圍360的景物所生成的環(huán)視圖，而對(duì)象對(duì)象全景全景則剛好相反，它是從分布在以一件物體（即對(duì)象）為中心的立體360的球面上的眾多視點(diǎn)來(lái)看一件物體，從而生成的對(duì)這個(gè)對(duì)象的全方位的圖象信息。 球形視頻球形視頻是全景攝影現(xiàn)在的發(fā)展方向，生成的是動(dòng)態(tài)全景視頻，觀眾甚至可以在一些網(wǎng)站上看到進(jìn)行中的帶音響效果的全景球類比賽，比賽中，觀眾的視角可以隨意轉(zhuǎn)動(dòng)。 在全景技術(shù)軟件中

6、，具有代表性的全景技術(shù)軟件有： 1. QuickTime VR 2. IPIX全景圖技術(shù) 3. PixMaker全景圖片 4. The.Panorama.Factory全景圖片 5. Jietusoft全景軟件 6. 3Dsee物品展示專家 7. 觀景專家與環(huán)視專家 全景場(chǎng)景（全景場(chǎng)景（Panoramic ScenesPanoramic Scenes）：）： 全景場(chǎng)景是QTVR技術(shù)最具特色的概念。QTVR的全景場(chǎng)景實(shí)際上是空間中一個(gè)視點(diǎn)對(duì)周圍環(huán)境的360度的視圖。 QTVRQTVR對(duì)象對(duì)象( (QTVR Objects)QTVR Objects)： QTVR的物體是和QTVR的全景圖像相對(duì)的概

7、念。QTVR的全景圖像是從空間中的定點(diǎn)來(lái)看周圍360度的景物所生成的視圖，而物體則剛好相反， 它是從分布在以一件物體為中心的立體360度的球面上的眾多視點(diǎn)來(lái)看一件物體，從而生成的對(duì)一件物體全方位的圖像信息。 宗旨是要讓人人能夠自己拍攝和制作全景照片。 IPIX全景圖技術(shù)是利用基于IPIX 專利技術(shù)的魚(yú)眼鏡頭拍攝兩張180的球形圖片，再通過(guò)IPIX World軟件把兩幅圖像拼合起來(lái)，制作成一個(gè)IPIX 360全景圖片的實(shí)用技術(shù)。 IPIX有自己開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的專有處理軟件IPIX World，同時(shí)也可以提供自行開(kāi)發(fā)的多媒體處理軟件。特點(diǎn)是可以在IPIX圖片里進(jìn)行熱點(diǎn)鏈接。 其主要特點(diǎn)： 能提供 36

8、0*360真實(shí)空間的瀏覽，沒(méi)有任何死角，從而達(dá)到虛擬實(shí)境的真正效果。 可以輕松的在圖片中加入文字、聲音和音樂(lè)，輕松地進(jìn)行圖片鏈接。 可以共享IPIX圖像、分布在網(wǎng)上、CD、磁盤或電子郵件上。 IPIX圖片的瀏覽方式： 方式一：需下載瀏覽器插件； 方式二：無(wú)需下載插件的Java 版本：如果未安裝插件，您也可以用支持Java 的任一瀏覽器瀏覽Java IPIX圖像。 (3) PixMaker(3) PixMaker全景圖片全景圖片 新加坡商PixAround為拍攝全景圖片提供了完整而簡(jiǎn)易的解決方案。無(wú)需昂貴專業(yè)器材或額外瀏覽器插件軟件，即可在Internet和PDA（個(gè)人數(shù)碼助理）上傳送互動(dòng)的網(wǎng)上

9、虛擬環(huán)境。 發(fā)布形式可依使用者的需要制作成WEB畫面（供網(wǎng)上瀏覽）、 PDA（供電子數(shù)字助理瀏覽）、EXE執(zhí)行文件（可以作為明信片E-MAIL寄出）、 JPG（一般圖檔）。(4) The.Panorama.Factory全景圖片 The Panorama Factory是專門制作具有360度環(huán)場(chǎng)效果的影像式虛擬工具，當(dāng)然也可以使用它來(lái)制作出超廣角的照片，而且只要輕輕松松幾個(gè)步驟就可以完成，再也不需要使用Photoshop等影像編輯軟件來(lái)進(jìn)行調(diào)整。 使用 The.Panorama.Factory 可以很容易地將拍攝的多張相同位置不同轉(zhuǎn)動(dòng)角度的照片拼接成一個(gè)完整的全景圖。 七個(gè)簡(jiǎn)單操作步驟：七個(gè)簡(jiǎn)

10、單操作步驟： Step1：使用縫接向?qū)е谱魅爱嫞?Step2：選擇圖片縫接方案； Step3：描述數(shù)碼相機(jī)的類型取景系統(tǒng)類型； Step4：控制所輸入圖片的圖像質(zhì)量，保證圖片效果； Step5：選擇全景圖類型； step6：對(duì)縫接圖片進(jìn)行錨點(diǎn)； Step7：當(dāng)錨點(diǎn)效果達(dá)到滿意程度時(shí)，可以進(jìn)入到預(yù)覽圖片與輸出全景照片。 (5) Jietusoft全景軟件 Jietusoft（杰圖軟件）是國(guó)內(nèi)全景技術(shù)的典型代表技術(shù)之一，是國(guó)內(nèi)較成熟的全景軟件，也是國(guó)內(nèi)能提供exe全屏全景和全景播放器的提供商，該公司全景融合了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、智能尋邊等技術(shù)，使全景生成過(guò)程極快完成。 Jietusoft全景軟件由造景

11、師、造型師、漫游大師等組成。 (6) 3Dsee物品展示專家 3Dsee物品展示專家是綜合了先進(jìn)獨(dú)創(chuàng)的圖形學(xué)多重動(dòng)態(tài)緩沖技術(shù)，多重紋理縮放技術(shù)，自動(dòng)漫游瀏覽技術(shù)，VR- AR仿真融合技術(shù)，超高像素三維視頻實(shí)時(shí)采集合成技術(shù)，Java跨平臺(tái)技術(shù)和三維視頻流傳輸技術(shù)，并開(kāi)創(chuàng)了影像實(shí)境立體投影技術(shù)，在某些重要場(chǎng)合，可以結(jié)合3D眼鏡等設(shè)備，獲得更加強(qiáng)烈的臨場(chǎng)感觀察產(chǎn)品。 特點(diǎn)： 超逼真清晰度，支持特大尺寸。 完善的數(shù)據(jù)交互接口。 人性化友好操作界面，交互性強(qiáng)。l “觀景專家”是3D場(chǎng)景全景制作軟件,智能化無(wú)縫拼合，發(fā)布場(chǎng)景為360360完整球形全景,無(wú)視覺(jué)死角,全方位展現(xiàn)互動(dòng)效果。 l “環(huán)視專家”是制

12、作VRO(對(duì)象全景模型)的工具軟件，所制作出的全景模型以實(shí)物為核心,外部環(huán)視，可將物品局部放大，提供360度栩栩如生的展示。 常見(jiàn)全景的文件格式常見(jiàn)全景的文件格式 全景軟件可以發(fā)布為JAVA 、QTVR、FLASH等常見(jiàn)文件格式。在JAVA與QTVR中，又可以細(xì)分為：普通JAVA、高精度JAVA；QTVR、ZOOM分割動(dòng)態(tài)傳輸式QTVR格式。各格式具體特點(diǎn)如下 ：1. JAVAJAVA格式：格式： 普通JAVA與高精度JAVA，兩者之間區(qū)別如下： 普通JAVA格式：不支持高精度大數(shù)據(jù)的全景圖片， 在畫質(zhì)上相對(duì)較差，適合在網(wǎng)頁(yè)中做低精度小窗口的簡(jiǎn)易播放。 高精度JAVA格式：是JAVA最新開(kāi)發(fā)與

13、優(yōu)化的結(jié)果，以支持高精度全屏幕的播放，在畫質(zhì)展現(xiàn)上得到了極大地提高。這種格式全面支持全景的JAVA播放控制代碼，因此可實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景漫游、熱點(diǎn)連接、雷達(dá)導(dǎo)航等功能。2.QTVRQTVR格式：格式： QTVR根據(jù)用途不同可制作為QTVR格式與ZOOM分割動(dòng)態(tài)傳輸式QTVR格式。 3.FLASHFLASH格式：格式： FLASH播放插件是全球家用電腦中安裝數(shù)量最多的插件，因此具有無(wú)需另外下載插件就可播放的巨大優(yōu)勢(shì)，便于瀏覽者極為方便地瀏覽。1 全景拍攝的硬件配置方案 三腳架+云臺(tái)+光學(xué)相機(jī)+魚(yú)眼鏡頭+掃描儀 三腳架+全景云臺(tái)+數(shù)碼相機(jī)+魚(yú)眼鏡頭 三維模型的全景導(dǎo)出l 在全景制作中，普遍采用的是第種方案

14、，即采用三腳架三腳架+云臺(tái)云臺(tái)+數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī)+魚(yú)眼鏡頭魚(yú)眼鏡頭 在實(shí)際操作中，對(duì)于這些設(shè)備有一個(gè)相互配合的問(wèn)題，并非所有的數(shù)據(jù)相機(jī)都適合于全景拍攝，在全景拍攝中，所使用的云臺(tái)與傳統(tǒng)攝影采用的云臺(tái)也不是相同的。 （1 1）數(shù)碼相機(jī)）數(shù)碼相機(jī)（Digital Camera） 在拍攝全景圖時(shí)，理論上數(shù)碼相機(jī)和傳統(tǒng)的光學(xué)相機(jī)都可以使用。通常采用數(shù)碼相機(jī)來(lái)拍攝景物則較為理想，理論上來(lái)說(shuō)所有的數(shù)碼相機(jī)都可以用來(lái)制作全景圖，如果要制作球形全景圖，就必須要采用能外接魚(yú)眼鏡頭的數(shù)碼相機(jī)。 常見(jiàn)的幾種相機(jī)： Nikon Coolpix 4500 Nikon D200 （2 2）魚(yú)眼鏡頭（魚(yú)眼鏡頭（Fishey

15、es Lens） 魚(yú)眼鏡頭就是一種短焦距超廣角攝影鏡頭，焦距在6mm16mm。一幅360180的全景可以由2幅或6幅全景拼合而成。 魚(yú)眼鏡頭與傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭相比，具有以下特點(diǎn)： 視角范圍大，視角一般可達(dá)到180以上； 焦距很短，因此會(huì)產(chǎn)生特殊變形效果，透視匯聚感強(qiáng)烈。焦距越短，視角越大，由于光學(xué)原理所產(chǎn)生的變形也就越強(qiáng)烈。 景深長(zhǎng)，在1米距離以外，景深可達(dá)無(wú)限遠(yuǎn)，有利于表現(xiàn)照片的大景深效果。其效果如圖所示。 l SIGMA (適馬)8mm/F4 EX是一只180度視角的超級(jí)魚(yú)眼鏡頭，它是安裝在單反相機(jī)上的鏡頭，鏡頭后端特設(shè)濾鏡槽，方便使用插入式膠質(zhì)濾鏡。其外形如圖5-2-7所示，其拍攝成像為鼓

16、形魚(yú)眼圖，如圖5-2-8所示，可配接Nikon DX Format （如 D50、 D80、 D100 等）系列的相機(jī)和 Canon Aps 尺寸的數(shù)碼單反機(jī)。通?？刹捎?張或4+1張（頂部向上1張）即可完成拼合。l 由NIKON原廠AF DX Fisheye Nikkor ED 10.5mm F2.8G魚(yú)眼鏡頭 (Fisheye10.5)具有極其廣闊的視角，因此不能像普通鏡頭那樣在其前面安裝濾色鏡。但尼康在鏡頭后端提供了一種明膠濾色鏡夾，可在不造成周邊暗角的情況下使用濾色鏡。該款鏡頭擁有卓越的近距離對(duì)焦表現(xiàn)。其外形如圖5-2-9所示，其拍攝成像為全幀魚(yú)眼圖，如圖5-2-10所示，匹配 Nik

17、on 所有型號(hào)的相機(jī)以及其他品牌帶有 F 口的相機(jī)（例如富士等），通?？刹捎?張或6+2張（天和地2張）即可完成拼合。 全景云臺(tái)也叫全景頭，是專門用于全景攝影的特殊云臺(tái)，不同于一般云臺(tái)，是能保持在進(jìn)行全景拍攝時(shí)相機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相機(jī)的節(jié)點(diǎn)不變。 沒(méi)安裝全景云臺(tái)與安裝后的效果對(duì)比示意圖 主要的全景云臺(tái)品牌: kaidan公司的kiwi系列，主要匹配的相機(jī)有nikon coolpix995、990、4500、5000等； kaidan公司的quickpan系列； 意大利manfrotto 的QTVR系列； 美國(guó)的Jasper Engineering等; 國(guó)內(nèi)的全景云臺(tái)有上海杰圖的JTS-4500等 杰圖

18、JTS-4500 Kaidan kiwi990 manfrotto 302 QTVR Jasper panohead 三腳架的作用對(duì)于全景拍攝來(lái)說(shuō)是十分重要與必須的，尤其是在光線不足和拍夜景的情況下，三腳架的作用就更加明顯。它需要保證在拍攝多張全景照片時(shí)，能穩(wěn)定照相機(jī)，保證相機(jī)的節(jié)點(diǎn)不會(huì)改變，三腳架的選擇也有很多，在全景拍攝中不需要專用的三腳架，可采用通用性的三腳架 注意的事項(xiàng)：注意的事項(xiàng)： 在全景拍攝時(shí)，可選擇較為一些重量較重的三腳架，這樣的效果更好點(diǎn)，但太重又使得移動(dòng)不方便。 在全景拍攝時(shí)，有時(shí)考慮到魚(yú)眼鏡頭的視角過(guò)大，會(huì)把三腳架拍攝到畫面中，這時(shí)有些用戶采用獨(dú)腳架，可避免這個(gè)問(wèn)題的存在。

19、 實(shí)例實(shí)例1 柱形全景照片素材的拍攝柱形全景照片素材的拍攝 操作步驟：操作步驟： 1.將數(shù)碼相機(jī)固定在三腳架上，擰緊螺絲。 2.將數(shù)碼相機(jī)的變焦等調(diào)至標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(不變焦)，選擇好景物后，按下快門進(jìn)行拍攝。 3.拍攝完成第一張時(shí)，保持三腳架位置不動(dòng)。將相機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，注意保證此張取景時(shí)與前一張景物要重疊15%以上，并且保持不能變焦點(diǎn)，改變光圈等曝光，有條件的(較好的相機(jī))可進(jìn)行鎖定，以保證在這一點(diǎn)的一組照片曝光相同。按下快門，完成第二張照片的拍攝。 4.依照此方法拍攝第3、4等幾張照片，直到旋轉(zhuǎn)一圈360，注意每次相機(jī)旋轉(zhuǎn)角度不必相同,但相鄰照片要有15%的重疊。 5.由此得到在這個(gè)位置點(diǎn)上的一

20、組照片，上傳到計(jì)算機(jī)中再進(jìn)行后期制作。 1. 設(shè)備的安裝 2. 選擇外接鏡頭 3. 設(shè)置曝光模式 4. 設(shè)置圖像尺寸和圖像質(zhì)量 5. 白平衡調(diào)節(jié) 6. 光圈與快門調(diào)節(jié) 7. 曝光補(bǔ)償調(diào)節(jié) 8. 設(shè)置自動(dòng)曝光鎖定 9. 拍攝一個(gè)場(chǎng)景的兩幅或者三幅魚(yú)眼圖像 10. 拍攝完畢所需要的場(chǎng)景以后，將全景圖像通過(guò)數(shù)碼相機(jī)和讀卡器上傳到電腦中進(jìn)行處理。 操作步驟：操作步驟： 1.將對(duì)象物體放在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，確保旋轉(zhuǎn)平臺(tái)表面水平且物體的中心與轉(zhuǎn)臺(tái)的中心點(diǎn)一致。如果沒(méi)有旋轉(zhuǎn)平臺(tái)或被拍攝物體不適合放在平臺(tái)上，也可采用被攝物體不動(dòng)，而相機(jī)移動(dòng)的方法。同時(shí)，物體應(yīng)放在轉(zhuǎn)臺(tái)平臺(tái)的中心位置。 2.將相機(jī)(攝像機(jī))固定在三腳

21、架上，調(diào)節(jié)使相機(jī)(攝像機(jī))中心的高度與被攝物體中心點(diǎn)位置同高。 3.在物體后面設(shè)置背景，一般是當(dāng)拍攝淺色物體時(shí)宜采用深色背景，而拍攝深色物體時(shí)宜采用淺色背景。這樣做不但能使拍攝的物體從背景中凸現(xiàn)出來(lái)，還能節(jié)省很多采用圖像處理技巧對(duì)拍攝結(jié)果進(jìn)行處理的時(shí)間。 4.注意燈光，在制作高精度圖像的過(guò)程中，燈光可能是最重要的因素。一般來(lái)說(shuō)，燈光越好，圖像質(zhì)量越好。至于具體哪種燈光效果最好將取決于被拍攝的特定物體。因此，需要根據(jù)被拍攝物體不同的材質(zhì)、形狀和尺寸等而改變燈光的類型。 實(shí)例實(shí)例4 4：全景作品的觀看 在目前互聯(lián)網(wǎng)上主要有: 柱形全景 球形全景 對(duì)象全景作品。 1、柱形全景作品 參考以下網(wǎng)站： 全景環(huán)視網(wǎng)案例 瀘州金網(wǎng)案例 www.178- 178數(shù)碼工作室案例 常見(jiàn)球形全景作網(wǎng)站有： 上海杰圖公司案例 深圳市宇瞻數(shù)字信息科技公司案例 北京四方環(huán)視數(shù)字技術(shù)公司案例 上海龍安互動(dòng)信息科技有限公司案例 http:/ 環(huán)球坊網(wǎng)站案例 北