基于web的350全景制作

基于web的350全景制作

整個場景來自希臘語，意思是“你可以看到”。從廣義上講,360°全景是基于圖像處理的虛擬漫游,也叫虛擬現(xiàn)實(VirtualReality)全景從19世紀開始,伴隨著圖形圖像處理技術(shù)的進步,以及拍攝設(shè)備的不斷改進,到了21世紀,虛擬現(xiàn)實全景已開始在今日的國際市場大展宏圖。2008年國際市場涌現(xiàn)大量一次成像設(shè)備,成像的方式有靜態(tài)圖像模式以及視頻模式,使全景的制作更加的便捷,展示方式也更加的生動。360°全景將是一項不斷革新的技術(shù),除了在商業(yè)上的應(yīng)用,還將會在科技民生方面大展拳腳,如衛(wèi)星探測計劃,GPS車載導航。1360、整個景觀的現(xiàn)實意義和發(fā)展過程1.13正確利用全景多媒體平臺,發(fā)揮其作用360°全景是一種基于圖像的虛擬現(xiàn)實技術(shù),它用真實的照片得到三維立體的感覺,這是一般圖片和三維建模都無法達到的。360°全景與一般圖片一樣都可以起到展示和記錄的作用,但是一般圖片的視角范圍有限,也毫無立體感,而360°全景不但有360°的視角,更可以帶來三維立體的視覺感,讓觀者猶如身臨其境。相對來說,三維建模立體感和沉浸感無疑比360°全景更強,但是三維建模的制作投入較少的話,就會有畫虎不成反類犬的后果,在希望達到非常真實程度的情況下,360°全景無疑是性價比較高的選擇。360°全景的拍攝和制作投入少,制作簡單,一個全景從拍攝到完成制作發(fā)布只需要短短的幾分鐘時間,它的數(shù)據(jù)量很小,對系統(tǒng)的要求低,適合各種方式,各種終端設(shè)備上觀看。全景虛擬現(xiàn)實的需求領(lǐng)域比較廣泛。真實互動的360°全景和三維產(chǎn)品展示不僅可以為科學研究提供重要的圖片資料,還可以成為商家有效拓展業(yè)務(wù)范圍,提供競爭力的手段。具體應(yīng)用如下:相關(guān)商業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺:如攜程網(wǎng)、搜房網(wǎng)、愛國者全景(北京)網(wǎng)絡(luò)科技發(fā)展有限公司等,采用360°虛擬三維全景和產(chǎn)品的三維展示方式,為酒店、房產(chǎn)開發(fā)商以及汽車銷售商提供服務(wù)。醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用:如一張口腔全景圖,清晰地展示了全口牙列的體層影像,從而提高了醫(yī)師診斷的準確率,也為制定正確的治療計劃打下了鋪墊旅游事業(yè):如旅游網(wǎng)站將景區(qū)的平面布置圖與全景多媒體文件結(jié)合,做成熱點鏈接,只需點擊鼠標,即可從一個景點進入下一個景點,引導訪客實現(xiàn)網(wǎng)上虛擬旅游。文化領(lǐng)域:如采用柱形或球形全景介紹其場館建筑,而且用對象全景做工藝美術(shù),繪畫,雕塑,文物等360°三維展示,拖動鼠標,即可觀看目標對象的全貌。再如虛擬校園展示以及教育單位重點實驗室展示和特殊課件制作科學技術(shù)研究領(lǐng)域:2004年1月“探路者”火星探測器所拍攝的火星高清晰360°球狀全景彩色照片,為人類研究火星提供了真實又寶貴的的資源。工程項目的展示以及地震監(jiān)測環(huán)境和儀器的管理:如用于后期系統(tǒng)檔案驗收的黃河水利委員會各階段可視化記錄,結(jié)合GIS的北京西城區(qū)規(guī)劃,以及筆者本次所參與制作的廣西壯族自治區(qū)地震局10個臺站的環(huán)境及監(jiān)測儀器的全景展示。地震災(zāi)害領(lǐng)域的應(yīng)用:全景展示具有真實性,全面性以及素材獲取的便捷性。在地震發(fā)生現(xiàn)場,使用此法可以更全面的反映地震發(fā)生時的地層破裂信息,斷層信息以及滑坡泥石流堰塞湖等震害信息。這些信息可為地震應(yīng)急部門,地震預(yù)報人員以及地震研究人員,地震災(zāi)害損失評估提供珍貴的圖像資料,也為地震決策部門迅速把握災(zāi)情,發(fā)布地震災(zāi)情信息,以及做出正確的決策提供可靠的依據(jù)。圖1是一張地震監(jiān)測臺站的全景圖,它全面的展示了地震監(jiān)測臺站的環(huán)境。后期將全景圖轉(zhuǎn)換成視頻文件后,我們就可以任意的查看我們想看的每一個點,不遺漏重要的信息。1.2360年景觀技術(shù)的發(fā)展過程1.2.1熱容量拍攝設(shè)備19世紀關(guān)于全景的最大創(chuàng)舉就是全景相機的產(chǎn)生。那一時期的產(chǎn)物包括傳奇的Cirkut,CirkutNo.10相機采用一個扇狀物控制的時鐘機械裝置,使用10英寸膠片,可拍攝360°影像1.2.2遮幅全景攝像機20世紀全景的拍攝設(shè)備在國內(nèi)外展現(xiàn)出蓬勃的生機。在這一時期,全景的拍攝器材包括寬幅相機,轉(zhuǎn)機,搖頭機,以及遮幅全景相機。轉(zhuǎn)機可稱得上是“真正的全景照相機”,因為它可以把相機四周的景物拍得最全。對于大范圍的拍攝對象,可以將其圍成一個圈來拍攝。轉(zhuǎn)機在中國使用的歷史比較長,如1970年天津產(chǎn)的“晨光”、上海產(chǎn)的“海鷗”、山西產(chǎn)的“曲沃”,1990年代浙江上虞俞鐵階的“神龍”、廣東江門的“銀河”等。在進口的同類相機中,瑞士生產(chǎn)的“環(huán)攝”(Roundshot)轉(zhuǎn)機最為著名搖頭機的最大拍攝角為145°,可以手持拍攝。在常見的搖頭機中,德國的諾寶(Noblen)、日本的威德勒克斯(Widelux)都是著名的品牌。遮幅全景相機,是一種“假全景”的相機。由于這類相機鏡頭焦距未改變,故拍攝角度也沒擴大,只能給人以全景照片的感覺1.2.321世紀景觀技術(shù)的發(fā)展1.2.3.因數(shù)字視頻地圖、支持系統(tǒng)和監(jiān)測方式2004年,Google公司開展了地圖街景項目。街景(StreetView)拍攝是由一個多鏡頭攝像機完成,可安裝在汽車或者人力三輪車上。人力三輪車一般用于不允許汽車通行區(qū)域或者狹窄路段。用它所拍攝的圖片質(zhì)量總體來說還不錯,但在某些角度圖片有些模糊,可能是曝光不足或者過度曝光。2005年1月,亞馬遜旗下搜索引擎A9.com在本地搜索服務(wù)中首先推出了街景查看功能。該公司花了8個月時間,從2004年開始用GPS定位車輛對美國22個城市的主要街道進行拍攝,在此基礎(chǔ)上編輯出3500萬張圖片的龐大數(shù)據(jù)庫。Google于2007年5月30日推出了Google地圖街景查看工具(GoogleMapsStreetView),這是Google地圖服務(wù)增加的一項新功能,可顯示所選城市街道的360度全景圖像。另外,查看街景圖的方式,還可以通過安裝GoogleEarth軟件,在輸入經(jīng)度緯度,或者地名,就可查詢到某個城市某一角的360°全景。2008年,國際市場涌現(xiàn)出不少的一次成像設(shè)備,如PanoPro公司和3DVista公司各自推出的一次成像設(shè)備,它配合特定的適配器,可以在0.1秒左右捕獲360°范圍的景色。由于這類設(shè)備可自動將焦距和曝光量調(diào)節(jié)一致,因此使全景圖的合成,更加的快捷方便。但是它也有不足之處,由于垂直方向的視角只有105°,因此會在上下視野中出現(xiàn)兩片空缺。同年,加拿大的POINTGREY公司也優(yōu)先推出了更加高端的視頻全景拍攝設(shè)備,使靜態(tài)的虛擬現(xiàn)實全景演變成為動態(tài)的虛擬現(xiàn)實全景。該公司提供從制作到觀看的全套軟硬件設(shè)備,如球狀視頻全景設(shè)備Ladybug2和Ladybug3。Ladybug2有6個高質(zhì)量的2.5mm焦距長度的微攝鏡,Ladybug3有6個高質(zhì)量的3.3mm焦距長度的微攝鏡此類設(shè)備所拍攝制作的視頻文件,更加具有動態(tài)感,景隨車動。觀看者想看哪一點的全景,只要點擊當前視頻畫面,移動鼠標,即可觀看該點任意方向的景物,猶如觀看真實的視頻全景電影。此設(shè)備制作的案例可參見國內(nèi)蒙牛乳品研發(fā)中心的項目。1.2.3.全景照片的錄像質(zhì)量2000年,國內(nèi)外的虛擬現(xiàn)實全景技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到爐火純青的地步。人們已經(jīng)不滿足一般的二維全景的查看方式(如二維全景圖片瀏覽器Wpanorama),開始采用球面變形,將一個2:1的矩形平面360°照片還原成一個球狀全景,透視變形的結(jié)果產(chǎn)生一種模擬三維的效果。我們也可以稱之為“真正三維虛擬現(xiàn)實”全景的圖像質(zhì)量一直是全景攝影愛好者心頭的一塊腫瘤,由于受網(wǎng)絡(luò)帶寬,PC機處理器的性能及全景制作設(shè)備和播放插件的限制,全景照片在分辨率,圖像質(zhì)量上與常規(guī)攝影作品相差太遠。2000年10月份,蘋果公司推出QuickTime5播放器,并在接下來幾年又不斷推出新的版本,到2009年,已經(jīng)推出了第七版本系列。該軟件的推出,使全景播放中的圖像質(zhì)量有了質(zhì)的飛躍,QuickTime支持大幅面的立方體全景,全景照片的顯示尺寸不再受任何限制?，F(xiàn)在我們已經(jīng)可以在網(wǎng)上看到流暢的高清晰全屏全景。236全景臺模擬此次講述,筆者選擇的硬件設(shè)施為:鏡頭機身可分離的單反相機,適馬8mm魚眼鏡頭,全景云臺,三角架,快門線;軟件配置為PTGuiPro,photoshop以及Pano2VR,并以此來講述柱狀和球狀全景的制作過程。另外,對象全景的制作可以選用Object2VR來完成,它的制作過程與pano2VR近似,在此不做詳述。2.1照片轉(zhuǎn)色期建議照片的拍攝是全景制作的重要一環(huán)。拍攝鏡頭我們選用魚眼鏡頭,由于魚眼鏡頭的視野范圍超過180°,所以鏡頭旋轉(zhuǎn)一周只需拍攝4張張即可合成一張全景圖。若選用普通鏡頭,則須拍攝多層,且每層需根據(jù)鏡頭焦段的不同張數(shù)也有所不同,增加了不少工作量。根據(jù)經(jīng)驗,拍攝時,有以下幾點需注意:1)為了防止照片局部變形嚴重的情形,以拍攝6張為宜,以全景云臺來確定轉(zhuǎn)動的角度。2)拍攝模式建議選擇手動模式。3)對于拍攝一周的照片,以下參數(shù)應(yīng)該一致:尺寸大小一致;焦距一致;快門速度和光圈一致;白平衡一致。4)為了降低照片中的噪點,拍攝過程中不要打閃光燈,且ISO值不宜過高。一旦噪點過多而又無法補拍,我們可以選用噪點消除軟件來處理,如Noiseware。5)相機需以鏡頭的光學中心為軸旋轉(zhuǎn)拍攝,以保證照片拼接的無錯位。通過調(diào)節(jié)全景云臺上的刻度,找到鏡頭節(jié)點,并記住相應(yīng)的刻度,以后遵循此刻度安裝云臺。6)拍攝時,鏡頭最好上仰5度左右,以完全覆蓋天頂部分。7)使用三角架進行拍攝,并調(diào)整三角架或者云臺上的氣泡來使相機水平。2.2添加控制點并進行合成啟動PTGuiPro,并加載要拼接的圖片,輸入鏡頭參數(shù),選擇對準圖像,一般情況下,到此步,全景圖已經(jīng)合成了,個別情況下,軟件無法找到足夠的控制點而無法合成全景圖,就需要手動添加控制點并進行優(yōu)化,直到可以合成拼接成功的全景圖。接下來是祛除全景圖中腳架的部分。啟動Pano2VR軟件,輸入已經(jīng)拼好的全景圖,將圖片轉(zhuǎn)換成6個立方體面片,再用photoshop修補有腳架的面片,腳架祛除后,重新選擇輸入6個立方體面片,然后將立方體面片轉(zhuǎn)換為與祛除腳架前大小一致的矩形球狀全景圖。2.33全景視頻的輸出模式首先回到剛剛Pano2VR已經(jīng)生成理想全景圖片的界面,然后打開參數(shù)設(shè)置一欄,調(diào)節(jié)flash首顯畫面,以及視場的縮放程度和縮放限制范圍,利用此軟件,還可以為多媒體文件添加音頻文件和熱點交互區(qū)域,熱點交互可以連接全景flash文件以及網(wǎng)頁。Pano2VR的輸出文件有三種模式:flash模式、QuickTime模式以及變形模式。選擇Flash模式,其中皮膚編輯器是重要一環(huán)節(jié),通過編輯皮膚工具,設(shè)計更加多樣化的播放按鈕,并且可以在全景中添加地圖或索引圖自動導航,此地圖可顯示可隱藏。選擇QuikeTime模式(即QTVR模式),可以生成mov格式的文件,此文件需由蘋果公司所研發(fā)的播放器QuikeTimePlayer來播放。選擇變形模式,通過選定不同的圖片輸出模式,如(極坐標投影(小行星效果)),矩形球面投影等,可以生成各種png格式的變形縮略圖,圖2為小行星效果的縮略圖,此圖片可以作為熱點漫游中銜接的標志,點擊它,即可以進入此圖片所對應(yīng)的全景視頻。此外,隨著全景多媒體文件制作工具的更新?lián)Q代,它的展示方式變得更加豐富,如2008年6月發(fā)布的任我游RMVirtualTourV2.2,相對于Pano2VR來說,它除了具備和Pano2VR一樣的功能外,還可以連接外部的視頻、動畫文件。2.4將制成的多媒體文件發(fā)布到網(wǎng)站這個過程涉及到網(wǎng)站的建設(shè)。利用ASP.net以及Java技術(shù),編寫程序,將flash或者mov文件添加到與場景所對應(yīng)的規(guī)劃圖或者各類地圖上,最后再將生成的html文件發(fā)布到網(wǎng)站。336發(fā)展智能獲取方式針對全景的發(fā)展現(xiàn)狀,筆者提出以下幾點感想:1)隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬以及PC機性能的普遍改善,圖像的質(zhì)量將得到普遍的提高,數(shù)據(jù)的更新也會更便捷。2)360°全景將在車載導航中大顯身手。目前Google正進軍GPS車載導航,通過MapAPI來使用街景及其他數(shù)據(jù)。GPS導航的發(fā)展趨勢將使汽車能與家用個人電腦使用相同的服務(wù)。希望將來使用速度更快的無線通信網(wǎng),以谷歌的地圖數(shù)據(jù)為依據(jù),對設(shè)施實行三維圖像顯示。將來,估計會需要類似于電腦鍵盤的、更安全的汽車專用用戶界面。如果車載導航儀能與云計算(CloudComputing)設(shè)備連接,便可經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)進行服務(wù)升級,使車載導航儀達到互聯(lián)網(wǎng)的速度3)360°全景的智能獲取方式。未來應(yīng)該創(chuàng)造出更加智能的拍攝儀器,通過人工操作使其深入一些人類無法進入的區(qū)域進行拍攝,從而獲取寶貴的資