VR第5章全景技术

5全景技术

本章要点：

►全景技术的特点与分类

►全景技术的应用领域

►全景制作的硬件设备的选购与使用

►全景图素材的拍摄技术与技巧

►柱形、球形及对象全景图的制作软件的使用

►立体网站中全景图技术的应用

全景（Panorama）技术是一种基于图像技术生成真实感图形的虚拟现实技术，是一种基于图像处理的全景摄影技术，把相机环绕四周进行360°拍摄的一组照片拼接成一个全景图像，可以在单机或Internet网上显示展示。一般说来，全景技术主要是通过图片或照片的拼合，实现了对场景环视和对物体的三维拖动显示。用户可以通过鼠标或键盘进行上下、左右移动，任意选择自己的视角，并进行任意放大和缩小，具有3D效果，如亲临现场般环视、俯瞰和仰视，具有强烈的动感和影像透视效果，如在一个窗口前浏览一个真实的场景。5.1全景技术概述1全景技术的特点全景技术具有下述几个特点：

（1）全景图片不是利用计算机生成的模拟图像，而是通过对物体进行实地拍摄2-6张照片就可以生成，具有很强的真实感。（2）文件容量较小，一般在50KB-2MB之间，在网络上传输快。（3）互动性较强，可以用鼠标或键盘控制环视的方向，进行上下、左右、浏览，也可以进行放大缩小。

（4）一般不需单独下载插件，自动下载一个很小的Java程序后就可以通过浏览器在Internet上观看全景照片。全景技术的应用行业

1.网站建设全景图是拍摄实际场景的照片，立体直观，交互性好，真实感强。在现在网站上应用已较为普遍。

2.电子商务不管是B2B网站还是B2C网站，采用全景技术可实现对销售的产品的进行多视角展示，为客户提供真实的展示，在提升网站技术和服务的同时，为公司吸引更多的客户。

3.房地产行业可以利用虚拟全景浏览技术，展示楼盘的外观、房屋的结构、布局、室内设计。4.虚拟旅游业以优美的360度全景照片，显示旅游景区内的优美景点，给旅游者以身临其景的感觉，同时可以用来制作风景区的介绍光盘，也可以运用到旅游景点的触摸屏，更可以放到旅游网站上吸引众多的游客。5.宾馆酒店业利用网络进行远程虚拟浏览宾馆的宣传，展示宾馆的外观，大厅、客房、会议厅等各项服务场所，展现宾馆舒适的环境，完善的服务，给客户以实实在在感受，吸引客户预定客房。

2全景技术的分类

随着Internet网的应用及普及，虚拟全景技术也发展十分迅速，目前全景技术的种类，已经从简单的柱形全景，发展到球形全景、立方体全景、对象全景、球形视频等。

(1)柱形全景

柱形全景是最简单的全景，就是通常所说的“环视”。它可以理解为把拍摄的照片投影到以视点为中心的有限高度的圆柱上，从而水平360度观看四周的景色。(2)

球形全景

球形全景是指其视角为水平360°，垂直180°，即全视角。在观察球形全景时，观察者好象位于球的中心，通过鼠标、键盘的操作，可以观察到任何一个角度，让人融入到虚拟环境之中。

(3)

立方体全景(CubicPanorama)立方体全景是另外一种实现全景视角的拼合技术，视角也为水平360°，垂直180°。这种全景照片是由前，后，左，右，上，下6张照片无缝拼接而成。相机位于立方体的中心，也是全视角,实际效果与球形全景类似。

(4)对象全景(ObjectPanorama)

全景通常是从空间内的中心点来看周围360°的景物所生成的环视图，而对象全景则刚好相反，它是从分布在以一件物体（即对象）为中心的立体360°的球面上的众多视点来看一件物体，从而生成的对这个对象的全方位的图象信息。(5)

球形视频

球形视频是全景摄影现在的发展方向，生成的是动态全景视频，观众甚至可以在一些网站上看到进行中的带音响效果的全景球类比赛，比赛中，观众的视角可以随意转动。

4常见的全景技术

在全景技术软件中，具有代表性的全景技术软件有：

1.QuickTimeVR2.IPIX全景图技术3.PixMaker全景图片4.The.Panorama.Factory全景图片5.Jietusoft全景软件6.3Dsee物品展示专家7.观景专家与环视专家

(1)QuickTimeVR

QTVR使用两种播放技术:

PanoramicScenes

QTVRObjects

QTVR技术有三个基本特征：

从三维造型的原理上看，它是一种基于图像的三维建模与动态显示技术；

从功能特点上看，它有视线切换、推拉镜头、超媒体链接三个基本功能；

从性能上看，它不需要昂贵的硬件设备就可以产生相当程度的VR体验。

①全景场景（PanoramicScenes）：全景场景是QTVR技术最具特色的概念。QTVR的全景场景实际上是空间中一个视点对周围环境的360度的视图。

②QTVR对象(QTVRObjects)：

QTVR的物体是和QTVR的全景图像相对的概念。QTVR的全景图像是从空间中的定点来看周围360度的景物所生成的视图，而物体则刚好相反，

它是从分布在以一件物体为中心的立体360度的球面上的众多视点来看一件物体，从而生成的对一件物体全方位的图像信息。

(2)IPIX全景图技术

宗旨是要让人人能够自己拍摄和制作全景照片。IPIX全景图技术是利用基于IPIX专利技术的鱼眼镜头拍摄两张180°的球形图片，再通过IPIXWorld软件把两幅图像拼合起来，制作成一个IPIX360°全景图片的实用技术。IPIX有自己开发和设计的专有处理软件IPIXWorld，同时也可以提供自行开发的多媒体处理软件。特点是可以在IPIX图片里进行热点链接。

其主要特点：①能提供360º*360º真实空间的浏览，没有任何死角，从而达到虚拟实境的真正效果。②可以轻松的在图片中加入文字、声音和音乐，轻松地进行图片链接。③可以共享IPIX图像、分布在网上、CD、磁盘或电子邮件上。④IPIX图片的浏览方式：

方式一：需下载浏览器插件；

方式二：无需下载插件的Java版本：如果未安装插件，您也可以用支持Java的任一浏览器浏览JavaIPIX图像。(3)PixMaker全景图片

新加坡商PixAround为拍摄全景图片提供了完整而简易的解决方案。无需昂贵专业器材或额外浏览器插件软件，即可在Internet和PDA（个人数码助理）上传送互动的网上虚拟环境。

发布形式可依使用者的需要制作成WEB画面（供网上浏览）、PDA（供电子数字助理浏览）、EXE执行文件（可以作为明信片E-MAIL寄出）、JPG（一般图档）。(4)The.Panorama.Factory全景图片

ThePanoramaFactory是专门制作具有360度环场效果的影像式虚拟工具，当然也可以使用它来制作出超广角的照片，而且只要轻轻松松几个步骤就可以完成，再也不需要使用Photoshop等影像编辑软件来进行调整。使用The.Panorama.Factory可以很容易地将拍摄的多张相同位置不同转动角度的照片拼接成一个完整的全景图。

七个简单操作步骤：Step1：使用缝接向导制作全景画；Step2：选择图片缝接方案；Step3：描述数码相机的类型取景系统类型；Step4：控制所输入图片的图像质量，保证图片效果；Step5：选择全景图类型；step6：对缝接图片进行锚点；Step7：当锚点效果达到满意程度时，可以进入到预览图片与输出全景照片。

(5)Jietusoft全景软件

Jietusoft（杰图软件）是国内全景技术的典型代表技术之一，是国内较成熟的全景软件，也是国内能提供exe全屏全景和全景播放器的提供商，该公司全景融合了神经网络算法、智能寻边等技术，使全景生成过程极快完成。

Jietusoft全景软件由造景师、造型师、漫游大师等组成。

(6)3Dsee物品展示专家

3Dsee物品展示专家是综合了先进独创的图形学多重动态缓冲技术，多重纹理缩放技术，自动漫游浏览技术，VR-AR仿真融合技术，超高像素三维视频实时采集合成技术，Java跨平台技术和三维视频流传输技术，并开创了影像实境立体投影技术，在某些重要场合，可以结合3D眼镜等设备，获得更加强烈的临场感观察产品。特点：①超逼真清晰度，支持特大尺寸。②完善的数据交互接口。③人性化友好操作界面，交互性强。(7)观景专家与环视专家

“观景专家”是3D场景全景制作软件,智能化无缝拼合，发布场景为360×360完整球形全景,无视觉死角,全方位展现互动效果。

“环视专家”是制作VRO(对象全景模型)的工具软件，所制作出的全景模型以实物为核心,外部环视，可将物品局部放大，提供360度栩栩如生的展示。

常见全景的文件格式

全景软件可以发布为JAVA、QTVR、FLASH等常见文件格式。在JAVA与QTVR中，又可以细分为：普通JAVA、高精度JAVA；QTVR、ZOOM分割动态传输式QTVR格式。各格式具体特点如下：1.JAVA格式：

普通JAVA与高精度JAVA，两者之间区别如下：

普通JAVA格式：不支持高精度大数据的全景图片，在画质上相对较差，适合在网页中做低精度小窗口的简易播放。

高精度JAVA格式：是JAVA最新开发与优化的结果，以支持高精度全屏幕的播放，在画质展现上得到了极大地提高。这种格式全面支持全景的JAVA播放控制代码，因此可实现多场景漫游、热点连接、雷达导航等功能。2.QTVR格式：

QTVR根据用途不同可制作为QTVR格式与ZOOM分割动态传输式QTVR格式。

3.FLASH格式：FLASH播放插件是全球家用电脑中安装数量最多的插件，因此具有无需另外下载插件就可播放的巨大优势，便于浏览者极为方便地浏览。5.2.2全景图的前期拍摄

1全景拍摄的硬件配置方案

①三脚架+云台+光学相机+鱼眼镜头+扫描仪

②三脚架+全景云台+数码相机+鱼眼镜头③三维模型的全景导出.

在全景制作中，普遍采用的是第②种方案，即采用三脚架+云台+数码相机+鱼眼镜头

在实际操作中，对于这些设备有一个相互配合的问题，并非所有的数据相机都适合于全景拍摄，在全景拍摄中，所使用的云台与传统摄影采用的云台也不是相同的。

（1）数码相机（DigitalCamera）

在拍摄全景图时，理论上数码相机和传统的光学相机都可以使用。通常采用数码相机来拍摄景物则较为理想，理论上来说所有的数码相机都可以用来制作全景图，如果要制作球形全景图，就必须要采用能外接鱼眼镜头的数码相机。

常见的几种相机：NikonCoolpix4500

NikonD200

（2）鱼眼镜头（FisheyesLens）

鱼眼镜头就是一种短焦距超广角摄影镜头，焦距在6mm～16mm。一幅360×180°的全景可以由2幅或6幅全景拼合而成。

鱼眼镜头与传统的标准镜头相比，具有以下特点：①视角范围大，视角一般可达到180°以上；②焦距很短，因此会产生特殊变形效果，透视汇聚感强烈。焦距越短，视角越大，由于光学原理所产生的变形也就越强烈。③景深长，在1米距离以外，景深可达无限远，有利于表现照片的大景深效果。其效果如图所示。

SIGMA镜头SIGMA(适马)8mm/F4EX是一只180度视角的超级鱼眼镜头，它是安装在单反相机上的镜头，镜头后端特设滤镜槽，方便使用插入式胶质滤镜。其外形如图5-2-7所示，其拍摄成像为鼓形鱼眼图，如图5-2-8所示，可配接NikonDXFormat（如D50、D80、D100等）系列的相机和

CanonAps尺寸的数码单反机。通常可采用4张或4+1张（顶部向上1张）即可完成拼合。AFDX10.5mmf/2.8GED尼克尔鱼眼镜头

由NIKON原厂AFDXFisheyeNikkorED10.5mmF2.8G鱼眼镜头(Fisheye10.5)具有极其广阔的视角，因此不能像普通镜头那样在其前面安装滤色镜。但尼康在镜头后端提供了一种明胶滤色镜夹，可在不造成周边暗角的情况下使用滤色镜。该款镜头拥有卓越的近距离对焦表现。其外形如图5-2-9所示，其拍摄成像为全帧鱼眼图，如图5-2-10所示，匹配Nikon所有型号的相机以及其他品牌带有F口的相机（例如富士等），通常可采用4张或6+2张（天和地2张）即可完成拼合。（3）全景云台

全景云台也叫全景头，是专门用于全景摄影的特殊云台，不同于一般云台，是能保持在进行全景拍摄时相机转动时，相机的节点不变。没安装全景云台与安装后的效果对比示意图

主要的全景云台品牌:kaidan公司的kiwi系列，主要匹配的相机有nikoncoolpix995、990、4500、5000等；kaidan公司的quickpan系列；意大利manfrotto的QTVR系列；美国的JasperEngineering等;国内的全景云台有上海杰图的JTS-4500等

杰图JTS-4500Kaidankiwi990

manfrotto302QTVR

Jasperpanohead（4）三脚架

三脚架的作用对于全景拍摄来说是十分重要与必须的，尤其是在光线不足和拍夜景的情况下，三脚架的作用就更加明显。它需要保证在拍摄多张全景照片时，能稳定照相机，保证相机的节点不会改变，三脚架的选择也有很多，在全景拍摄中不需要专用的三脚架，可采用通用性的三脚架

注意的事项：在全景拍摄时，可选择较为一些重量较重的三脚架，这样的效果更好点，但太重又使得移动不方便。在全景拍摄时，有时考虑到鱼眼镜头的视角过大，会把三脚架拍摄到画面中，这时有些用户采用独脚架，可避免这个问题的存在。

4.2.3全景照片拍摄方法

实例1柱形全景照片素材的拍摄操作步骤：1.将数码相机固定在三脚架上，拧紧螺丝。2.将数码相机的变焦等调至标准状态(不变焦)，选择好景物后，按下快门进行拍摄。3.拍摄完成第一张时，保持三脚架位置不动。将相机旋转一个角度，注意保证此张取景时与前一张景物要重叠15%以上，并且保持不能变焦点，改变光圈等曝光，有条件的(较好的相机)可进行锁定，以保证在这一点的一组照片曝光相同。按下快门，完成第二张照片的拍摄。4.依照此方法拍摄第3、4等几张照片，直到旋转一圈360º，注意每次相机旋转角度不必相同,但相邻照片要有15%的重叠。5.由此得到在这个位置点上的一组照片，上传到计算机中再进行后期制作。实例2球形全景图片素材的拍摄

1.设备的安装2.选择外接镜头3.设置曝光模式4.设置图像尺寸和图像质量5.白平衡调节6.光圈与快门调节7.曝光补偿调节8.设置自动曝光锁定9.拍摄一个场景的两幅或者三幅鱼眼图像10.拍摄完毕所需要的场景以后，将全景图像通过数码相机和读卡器上传到电脑中进行处理。实例3对象全景图片素材的拍摄

操作步骤：

1.将对象物体放在旋转平台上，确保旋转平台表面水平且物体的中心与转台的中心点一致。如果没有旋转平台或被拍摄物体不适合放在平台上，也可采用被摄物体不动，而相机移动的方法。同时，物体应放在转台平台的中心位置。2.将相机(摄像机)固定在三脚架上，调节使相机(摄像机)中心的高度与被摄物体中心点位置同高。3.在物体后面设置背景，一般是当拍摄浅色物体时宜采用深色背景，而拍摄深色物体时宜采用浅色背景。这样做不但能使拍摄的物体从背景中凸现出来，还能节省很多采用图像处理技巧对拍摄结果进行处理的时间。4.注意灯光，在制作高精度图像的过程中，灯光可能是最重要的因素。一般来说，灯光越好，图像质量越好。至于具体哪种灯光效果最好将取决于被拍摄的特定物体。因此，需要根据被拍摄物体不同的材质、形状和尺寸等而改变灯光的类型。

4.3全景图后期制作

实例4：全景作品的观看在目前互联网上主要有:柱形全景球形全景对象全景作品。

1、柱形全景作品

参考以下网站：①/picbank/catalog2.asp?SubjectID=柱形精品全景环视网案例②/lz360/泸州金网案例③/178/180z.htm178数码工作室案例

常见球形全景作网站有：①/case_pw.html上海杰图公司案例

②/3svr/3d_1.htm深圳市宇瞻数字信息科技公司案例③/chinese.htm北京四方环视数字技术公司案例④

上海龙安互动信息科技有限公司案例⑤/sample/sample.htm环球坊网站案例⑥

北京中旅环视网络服务有限公司案例⑦/www/hongyan重庆猫头鹰全景工场案例⑧

中北大学校园漫游系统案例⑨

上海全景摄影网案例⑩

武汉影像案例3、对象全景作品