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        基于PTGui Pro、Pano2VR的三維全景圖制作方法與應用

        2012-06-29 07:27:32葉萍萍羅宏
        城市勘測 2012年4期
        關鍵詞:白平衡全景圖感光度

        葉萍萍,羅宏

        (大同市勘察測繪院,山西 大同 037006)

        1 引言

        三維全景圖是由多角度拍攝的數(shù)張照片,或使用專業(yè)三維平臺建立數(shù)字模型,然后使用全景工具軟件制作而成。我們可以使用IE瀏覽器或播放軟件在普通電腦上觀看,并用鼠標控制觀察的角度,任意調整遠近,仿佛置身真實的環(huán)境之中,獲得全新的感受。

        目前,介紹三維全景圖的制作原理、拼接技術的文章很多[1~4],本文介紹的全景圖使用的軟件是 PTGui Pro、Pano2VR。PTGui Pro的主要功能是把采集的照片進行拼接,Pano2VR的作用是把拼接后的JPG圖像進行處理生成swf格式的全景圖。軟件使用比較方便,軟件價格便宜,制作出來的全景圖也比較清新,并具有在全景圖中添加聲音,熱點,皮膚等功能。

        2 簡單全景圖的制作

        在制作全景圖之前,要先安裝軟件PTGui Pro,Pano2VR及Photoshop。PTGui Pro安裝在C盤,Pano2VR和Photoshop可以裝在任選路徑。全景圖的制作主要有以下幾個步驟:

        (1)加載圖像

        啟動PTGui Pro,加載要拼接的圖片,這些相片由數(shù)碼相機采集。

        (2)對準圖像

        選擇“對準圖像”,個別情況下,由于相鄰圖片之間明顯的參照物太少,軟件無法找到足夠的控制點而無法合成全景圖,此時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,最后創(chuàng)建全景圖。

        (3)拼接圖片

        在“輸出文件”中修改路徑及文件名(路徑默認為原始相片的所在路徑,路徑一般不改,只修改文件名,文件名一般修改為拍攝物體的實際名稱,如haibian.jpg),這些設置好以后點擊左下角的“創(chuàng)建全景圖”。

        (4)生成全景圖

        ①選擇文件

        啟動Pano2VR軟件,輸入剛才在PTGui Pro軟件中拼接好的“haibian.jpg”文件。類型默認是“自動”。路徑不變 ,點擊“確定”。出現(xiàn)圖1的界面。

        圖1 Pano2VR軟件使用界面

        ②輸出結果

        在輸出結果中選擇“flash”,點擊“增加”,彈出flash輸出對話框,點擊確定即可生成三維全景圖,文件擴展名為:swf。

        3 去除天和地中的“黑洞”

        在前面我們制作出了一個簡單的三維全景圖,但是全景圖在旋轉到地上時,有時候會出現(xiàn)一個黑洞,天空中也會出現(xiàn)黑洞,我們必須把這個黑洞去除掉,下面就介紹去除黑洞的方法。

        第一步:導入數(shù)據(jù)

        啟動Pano2VR軟件,點擊“選擇輸入”,會新彈出輸入對話框,在“全景圖”中選擇“打開”,選擇剛才在PTGui Pro軟件中拼接好的“haibian.jpg”文件。類型默認是“自動”。路徑不變,點擊“確定”。

        第二步:轉換圖片

        選擇“轉換輸入的圖片”,在類型中選擇“立方體面片”,輸出文件中把文件名改為“haibian.tif”,其他參數(shù)不變。點擊“轉換”后,我們發(fā)現(xiàn)圖片轉換成6個立方體面片,如圖2所示。6個立方體面片對應6個tif格式文件的圖片,前4個文件haibian_0.tif,haibian_1.tif,haibian_2.tif,haibian_3.tif表示水平方向的 4 張圖片,haibian_4.tif表示天,haibian_5.tif表示地。一般情況,前4個文件都不需要修改,個別時候表示“天”的那張圖片要用Photoshop處理(方法和處理地的方法一樣)。表示“地”的那張圖片一般都有一個黑洞,要用Photoshop把它修補好。

        圖2 將輸入的圖片轉換為立方體面片

        第三步:在Photoshop中處理圖片。

        在 Photoshop[5,6]中打開 haibian_5.tif文件,在左邊的工具欄中選擇“修補工具”,上方的工具欄中要選擇“目標”(圖3)用鼠標選擇一塊顏色正常的區(qū)域,把這個區(qū)域拖動到黑色的區(qū)域即可。若一次操作沒有完全去除黑色區(qū)域,可以多次操作該步驟,如圖4所示。注:在Photoshop中處理完圖片后一定要保存圖片(不需要另存)。

        圖3 在Photoshop中處理“黑洞”

        圖4 去除“黑洞”的效果

        第四步:生成完整的全景圖

        繼續(xù)打開Pano2VR軟件(在Photoshop中處理圖片時,Pano2VR軟件和PTGui Pro是不能關閉的,最小化即可),點擊“選擇輸入”,點擊確定。

        這時,下方的黑洞就消失了,再次點擊“轉換輸入的圖片”,把寬改為6 324,這個寬度要和PTGui Pro中的寬度一樣。修改輸出文件:haibian.tif,最后點擊“轉換”。就制作成了一個完整的tif格式的圖片,如圖5所示。

        圖5 生成完整的tif文件

        在Pano2VR軟件右方選擇“新輸出格式”,選擇flash,點擊添加及確定即可生成一個完整的三維全景圖。雖然這個全景圖已經(jīng)可以使用,但是還不夠完整,在實際制作過程中,一般把圖片拼接好后立刻把天和地修補好,然后再添加熱點、聲音、文字等功能。

        4 添加熱點、聲音、文字等功能

        為了能使制作的全景圖更加生動,要在全景圖里面添加漫游熱點,聲音,文字等。熱點相當于兩個全景圖之間的超鏈接。如圖1,點擊“交互熱區(qū)”,進入熱點設置界面,如圖6所示。

        圖6 熱點設置界面

        選擇“點型交互熱區(qū)”,雙擊圖片出現(xiàn)一個紅色的“熱點”,輸入標題內(nèi)容。如輸入:去往海邊房屋(生成的全景圖中,鼠標放在紅色的漫游按鈕上顯示的內(nèi)容為標題內(nèi)容)。輸入Url:輸入要鏈接的flash文件,如,fangwu.swf。如果需要設置多個熱點,在想要添加熱點的地方雙擊鼠標即可添加。設置完成后點擊“確定”。

        點擊“音頻-修改”(圖1)進入全景音頻編輯器對話框(圖7)。雙擊某個區(qū)域,出現(xiàn)圖7的界面,并在文件名中選擇想要加入的音頻文件。設置完成后點擊“確定”。

        圖7 音頻編輯器

        在“皮膚”設置中(圖8),可以添加文字,及一些功能按鈕。

        圖8 皮膚編輯器

        5 照相機設置及拍攝技巧

        基于筆者多年的拍攝經(jīng)驗,總結出了以下一些相片采集過程中相機參數(shù)的設計及一些拍攝技巧。

        (1)把魚眼鏡頭焦距調成無窮遠。這樣可以讓不同焦距的圖片盡可能清晰。

        (2)在采集相片之前,一定要把云臺的節(jié)點調好,這樣會大大減少后期對照片的處理工作量。

        (3)拍攝照片時,把云臺下方螺釘放到標有60°字樣的孔內(nèi),并擰緊。這樣相機每轉動60°云臺會卡一下,提示您已經(jīng)轉動了60°,每轉60°拍攝一次,一周拍7張,第一張和最后一張相片相同。這樣每張相片之間都有重合的部分。

        (4)拍攝過程中這些設置好的參數(shù)都是不變的,焦距只在魚眼鏡頭上調成無窮遠,閃光燈一般都關閉。

        (5)拍攝人員不能離開三腳架,在拍攝的時候至少帶一塊備用電池。

        (6)搬動三腳架時,照相機一定要關機并且從云臺上取下來。

        (7)白天室內(nèi)拍攝相機參數(shù)設置(拉窗簾):感光度ISO:400;白平衡:自動;光圈:F8;曝光時間:根據(jù)提示調節(jié)。

        (8)白天室內(nèi)拍攝相機參數(shù)設置(不拉窗簾):感光度ISO:250;白平衡:自動;光圈:F8;曝光時間:根據(jù)提示調節(jié)。

        (9)晚上室內(nèi)拍攝相機參數(shù)設置:感光度ISO:400;白平衡:燈光模式;光圈:F8;曝光時間:根據(jù)提示調節(jié)。

        (10)室外拍攝相機參數(shù)設置(白天陽光強烈):感光度ISO:200;白平衡:太陽模式;光圈:F8;曝光時間:根據(jù)提示調節(jié)。

        (11)室外拍攝相機參數(shù)設置(白天多云):感光度ISO:320;白平衡:多云模式;光圈:F8;曝光時間:根據(jù)提示調節(jié)。

        (12)室外拍攝相機參數(shù)設置(傍晚):感光度ISO:400;白平衡:自動模式;光圈:F8;曝光時間:根據(jù)提示調節(jié)。

        (13)沒有窗戶的小房間內(nèi)拍攝,最好把門關上,打開燈,感光度ISO:320~400;白平衡:自動模式;光圈:F8;曝光時間:根據(jù)提示調節(jié)。

        6 全景圖的應用

        圖9就是用PTGui Pro、Pano2VR制作的一個swf格式的武漢東湖全景圖,在制作過程中用到了上面講到的關鍵技術。

        圖9 武漢東湖三維全景圖

        鼠標右鍵點擊該文件,打開方式選擇“internet explorer”,如果windows限制訪問計算機的腳本或ActiveX控件,在提示處點擊鼠標右鍵選擇“允許阻止的內(nèi)容”,這時就可以看到全景圖了。在該全景圖還可以進行熱點漫游、自由旋轉,當全景圖旋轉到湖中央時會發(fā)出水的聲音。

        全景圖具有較好的顯示度,相比較其他需要三維建模及仿真技術的虛擬現(xiàn)實技術,它只需要將所拍攝的圖像拼接,就能夠讓人們實現(xiàn)身臨其境的虛擬漫游。全景圖的應用領域很寬廣,它被廣泛應用在旅游景點、房產(chǎn)應用、數(shù)字城市環(huán)境等方面。

        全景圖所具備的良好的沉浸感以及立體感給人們在現(xiàn)實和虛擬間搭起一座溝通的橋梁,相信在不久的將來,隨著虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展,全景圖技術會越來越適應人們的需求,會得到更好的發(fā)展。

        [1]張曉亮,李麗.全景圖拼接技術研究及應用[J].現(xiàn)代計算機(專業(yè)版),2011(19):27 ~30.

        [2]軒亞光,謝黨恩,張志立.基于圓魚眼照片的全景圖像生成方法[J].福建電腦,2010(01):9~10.

        [3]楊建菊.基于全景圖的虛擬校園漫游系統(tǒng)研究與設計[J].凱里學院學報,2010(03):92~94.

        [4]王紅霞,伍春洪,楊揚等.計算機生成三維全景圖像研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J].計算機科學,2008(06):11~13.

        [5]李金明,李金榮.Photoshop CS5完全自學教程[M].北京:人民郵電出版社,2010.

        [6]楊建菊.Photoshop CS5基礎培訓教程[M].北京:人民郵電出版社,2010.

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