基于全景圖的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用研究

肖偉

摘 ?要：信息時(shí)代來(lái)臨以后，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，這種技術(shù)能夠幫助人們體驗(yàn)虛擬世界，屬于計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，通過(guò)交互式多源信息融合和三維動(dòng)態(tài)視景進(jìn)行系統(tǒng)仿真，帶領(lǐng)用戶沉浸于虛擬世界，模擬各種感官，仿佛身臨其境，同步現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)。全景圖屬于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一種，能夠看到全天全地的圖像，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了酒店、學(xué)校、景區(qū)、博物館等場(chǎng)所，實(shí)際應(yīng)用價(jià)值較高。

關(guān)鍵詞：全景圖;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);校園宣傳

中圖分類號(hào)：TB864 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，也可以稱為VR技術(shù)，該技術(shù)以計(jì)算機(jī)作為載體，通過(guò)系統(tǒng)圖形渲染能力創(chuàng)造虛擬的三維世界，提升人體的感覺，模擬各種感官，讓人們感覺身臨其境，瀏覽改動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的物體，完成信息交互。當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我國(guó)多個(gè)領(lǐng)域中有著重要的發(fā)展，對(duì)于各個(gè)行業(yè)都提供了技術(shù)創(chuàng)新幫助。虛擬全景技術(shù)指的是三維全景虛擬技術(shù)，也可以稱為實(shí)景虛擬，全景，就是指將相機(jī)環(huán)360°拍攝一組或多組照片，拼接成全景圖像，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)觀看真實(shí)場(chǎng)景。隨著全景技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，當(dāng)前已經(jīng)延伸出了720°全景技術(shù)，通過(guò)水平和豎直方向的360°展示全天全地的圖像。

1 虛擬全景技術(shù)概述

1.1 全景圖介紹

全景圖屬于虛擬實(shí)景的一種表現(xiàn)，能夠帶領(lǐng)使用者進(jìn)入照片中的場(chǎng)景，高質(zhì)量的全景圖有三個(gè)主要特點(diǎn)：第一，全方位全面展示所有景致，利用計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)換視角，可以觀看到各個(gè)場(chǎng)景;第二，實(shí)景特色，三維全景多數(shù)是通過(guò)照片拼合得到的圖像，能夠盡可能保證場(chǎng)景是真實(shí)的;第三，三維立體效果，雖然照片都是二維平面圖片，但是卻能夠展示出三維立體的效果，這需要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行處理，幫助觀看者仿佛身臨其境。通過(guò)計(jì)算機(jī)瀏覽器的播放插件，可以通過(guò)鼠標(biāo)控制方向，各個(gè)角度觀看全景圖，可遠(yuǎn)可近，可上可下，可左可右。

1.2 全景攝影介紹

全景攝影，指的是用將相機(jī)環(huán)繞360°拍攝一組照片，將照片拼接到一起以后，進(jìn)行變換能夠得到平面全景圖像，利用專門播放此類圖像的軟件進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)展示，用戶可以操作鼠標(biāo)控制展示方向，上下、左右、遠(yuǎn)近隨意調(diào)節(jié)，可以幫助用戶仿佛進(jìn)入到環(huán)境中，通過(guò)窗口瀏覽外在的風(fēng)光。原始照片拍攝完成以后，必須通過(guò)軟件處理拼接，平面圖形是經(jīng)過(guò)變形處理的，播放的時(shí)候?qū)D像正確放置能夠?qū)?shí)際場(chǎng)景進(jìn)行3D仿真，觀看照片的位置就是仿真拍攝相機(jī)所在位置。

2 虛擬全景技術(shù)分類

2.1 柱形全景

這種全景是最簡(jiǎn)單的全景，可以環(huán)水平360°觀看四周，如果上下拖動(dòng)鼠標(biāo)，通常會(huì)受到限制，視野無(wú)法進(jìn)一步延伸，天頂和地底都無(wú)法看到，普通相機(jī)拍攝照片視角都是在180度以下的，真實(shí)感不夠理想。

2.2 球形全景（見圖1）

這種全景是水平360°，垂直360°，幾乎可以帶領(lǐng)用戶進(jìn)入虛擬環(huán)境，這種全景照片的技術(shù)要求較高，必須安排專業(yè)的拍攝鏡頭拍攝專用的照片，隨后利用軟件將照片拼接起來(lái)做成全景圖像，最后嵌入網(wǎng)頁(yè)中交由用戶瀏覽[1]。球形全景圖最早是國(guó)外首先開發(fā)的，并不是所有的公司都支持，費(fèi)用較高。隨著技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)逐漸能夠自主完成全角度的全景拍攝，也能夠進(jìn)行全景照片處理，技術(shù)較為完善。

2.3 立方體全景

這種全景屬于另外一種全景視角的拼合，打破了以往的球形拼合技術(shù)限制，能夠拼合出精度和存儲(chǔ)效率更高的全景圖。立方體全景制作比較復(fù)雜，拍攝照片的時(shí)候需要從六個(gè)方位全部拍攝，但是對(duì)于照相機(jī)的要求較低，普通的數(shù)碼相機(jī)就能夠完成，隨后利用專業(yè)的軟件進(jìn)行拼接，做成展開圖以后嵌入網(wǎng)頁(yè)。

2.4 對(duì)象全景（見圖2）

對(duì)象全景指的是針對(duì)某個(gè)對(duì)象進(jìn)行全景制作，一般用在電子商務(wù)方面，例如汽車銷售，拍攝的時(shí)候就要針對(duì)汽車不同的角度進(jìn)行拍攝，每次調(diào)整角度都要拍攝照片，照片拍攝完成以后使用專用的全景播放軟件進(jìn)行處理，最后嵌入網(wǎng)頁(yè)中。

3 基于全景圖虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在校園中的應(yīng)用

校園虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，指的是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代高科技生成視聽觸覺一體化的虛擬環(huán)境，用戶需要借助VR設(shè)備和虛擬世界進(jìn)行物體交互和影響，進(jìn)而達(dá)成身臨其境的效果[2]。這種技術(shù)也可以稱作靈境技術(shù)。現(xiàn)如今虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域都有使用，基于全景圖的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到校園中需要通過(guò)拍攝和照片處理的方式獲得校園的全方位圖像，上傳到網(wǎng)絡(luò)上以后，用戶可以隨意調(diào)整角度和大小，產(chǎn)生沉浸的感覺。

近年來(lái)，虛擬校園發(fā)展非常迅速，無(wú)論是輔助教學(xué)還是校園宣傳，都發(fā)揮出了非常重要的作用。目前我國(guó)很多高校已經(jīng)使用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，例如北京大學(xué)、昆明理工大學(xué)等等，該技術(shù)能夠幫助學(xué)校樹立良好的形象，想要來(lái)校訪問的用戶可以在自己家感受到真實(shí)的校園和相關(guān)的信息，了解學(xué)校的建筑、環(huán)境、歷史等等。每年到了招生季以后，不同的城市分布著很多高考生理想的高校，想要實(shí)地調(diào)查學(xué)校的具體情況非常不方便，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用以后，學(xué)生和家長(zhǎng)都能通過(guò)該技術(shù)了解學(xué)校的具體情況，學(xué)生考入高校以后，利用該技術(shù)能夠幫助查找學(xué)校中各種標(biāo)志建筑的位置。另外，虛擬線技術(shù)還能夠幫助校園管理人員進(jìn)行信息化的校園管理，提升管理水平和效率。

應(yīng)用全景圖虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以后，只要擁有互聯(lián)網(wǎng)，就能夠隨時(shí)瀏覽校園，隨時(shí)親身體驗(yàn)。剛剛考入高校的學(xué)生對(duì)于學(xué)校的感覺往往是比較陌生的，利用全景系統(tǒng)可以解決這一問題，不同的學(xué)生都能夠通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)跨越時(shí)空游覽校園，提前了解學(xué)校的環(huán)境，更快適應(yīng)嶄新的生活。（見圖3）

基于全景圖的虛擬校園技術(shù)應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)校園的公開化和可視化，用戶可以利用手機(jī)或電腦全方位沉浸式體驗(yàn)校園生活，場(chǎng)景隨意選擇調(diào)換，拖動(dòng)鼠標(biāo)或是滑動(dòng)屏幕就可以從不同的角度觀看校園景觀[3]。同時(shí)，全景圖中對(duì)于校園的介紹、評(píng)論、場(chǎng)景選擇的功能設(shè)計(jì)能夠幫助用戶加深對(duì)于校園的了解。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，VR全景技術(shù)還會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，逐漸趨向成熟，成本會(huì)逐漸降低，各種軟硬件都能夠更加完善。現(xiàn)如今我們正處于互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的時(shí)代，人們對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)的依賴正在逐漸加重，想要在網(wǎng)絡(luò)世界中提升用戶的真實(shí)感和體驗(yàn)感，就需要綜合利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，基于全景圖的虛擬現(xiàn)實(shí)校園宣傳就是典型的例子，日后應(yīng)該進(jìn)一步研究推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]王昌盛，張鵬，陳智博.淺析基于全景圖+GIS的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園區(qū)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（22）：138.

[2]李孟奇.基于全景圖的虛擬現(xiàn)實(shí)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].廣州：中山大學(xué)，2014.

[3]陳百韜，賀東光，朱毅，等.基于全景圖的虛擬現(xiàn)實(shí)校園展示系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].軟件，2017，38（04）：52-57.