高競 程鑫峰 丁曉楠 咸陽師范學(xué)院計算機學(xué)院

校園虛擬全景漫游系統(tǒng)實現(xiàn)分析

高競 程鑫峰 丁曉楠 咸陽師范學(xué)院計算機學(xué)院

目前校園全景漫游系統(tǒng)，大部分基于flash開發(fā)，出現(xiàn)在瀏覽體驗上需要安裝相應(yīng)插件，用戶體驗性差問題，文章通過對全景漫游系統(tǒng)概況、建模模式、技術(shù)支持以及功能實現(xiàn)進行了分析研究，認(rèn)為采用HTML5和虛擬現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)實現(xiàn)校園漫游系統(tǒng)是可行的。

校園 全景漫游 建模模式

1 引言

1.1 全景漫游系統(tǒng)概述

校園虛擬全景漫游系統(tǒng)是一種提高用戶視覺體驗的類地圖系統(tǒng)。21世紀(jì)初期，隨著個人計算機圖像處理能力的顯著提升，沙盤游戲逐漸出現(xiàn)，給當(dāng)時的游戲用戶耳目一新的游戲體驗。但是游戲始終是虛擬，隨著flash技術(shù)的越來越成熟，許多基于flash的現(xiàn)實全景建模系統(tǒng)出現(xiàn)，用戶可以在互聯(lián)網(wǎng)上欣賞到遠(yuǎn)在他處的建筑物、風(fēng)景等。隨后許多基于校園的全景漫游系統(tǒng)問世，給在校學(xué)生群體一種親切感，再加之VR/AR技術(shù)的不斷成熟，前端顯示的感受提升成為發(fā)掘用戶的新路徑，全景漫游系統(tǒng)在表現(xiàn)形式上的發(fā)展將更進一步。

1.2 實現(xiàn)校園虛擬全景漫游系統(tǒng)的意義和作用

校園虛擬全景漫游系統(tǒng)不僅僅是一個展示給用戶視覺體驗的系統(tǒng)，它的未來是一個面向大學(xué)生，面向社會人群的社交平臺。

前期系統(tǒng)實現(xiàn)的過程中，功能性成為我們支撐整個系統(tǒng)的開發(fā)點和落腳點，通過校園生活服務(wù)和其他使用功能性的開發(fā)，提升大學(xué)生在使用本系統(tǒng)上的粘性。整個系統(tǒng)將生活服務(wù)線上化，在線上讓更多的大學(xué)生可以做到自己想做的事，利用AR/VR使用在系統(tǒng)中的優(yōu)勢，提升市場優(yōu)勢競爭力，讓用戶能真切的感受到“所見即所得”，從而產(chǎn)生信任感。該系統(tǒng)可以面向社區(qū)、街道、城市的系統(tǒng)，發(fā)揮可拓展的優(yōu)勢，與其他智慧系統(tǒng)（如智慧城市、公交系統(tǒng)等）相融合，帶出更多的精彩與活力。

1.3 現(xiàn)階段及未來發(fā)展趨勢

自2006年前后HTML新標(biāo)準(zhǔn)的修改，2014年9月HTML5.0最終問世，互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁的交互和體驗得到了極大的提升。隨著虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）的發(fā)展，基于HTML5實現(xiàn)VR/AR具有先天優(yōu)勢，渲染速度更快，兼容性更好。同時Node.js在HTML5上的應(yīng)用，全景系統(tǒng)再也不僅僅是展示，點擊等相互獨立的功能集合，在頁面上通過GPS獲取用戶位置，陀螺儀獲取用戶設(shè)備“姿勢”，通過互聯(lián)網(wǎng)將用戶信息根據(jù)偏好展現(xiàn)在頁面上，通過順暢的交互、視覺體驗，集中用戶痛點問題解決，實現(xiàn)全景系統(tǒng)的功能性發(fā)展。

2 全景漫游系統(tǒng)建模模式

2.1 地圖、三維地圖建模模式

早期全景系統(tǒng)受制于各方面原因，無法做到大規(guī)模運算和圖像處理，甚至在原有2D地圖上進行強制Z軸插入，從而實現(xiàn)一種2.5D效果。例如哈爾濱工業(yè)大學(xué)校園全景系統(tǒng)。

2.2 精確建模模式

隨著圖像處理技術(shù)和圖像處理軟件的發(fā)展，如AutoCAD、Maya等，專業(yè)建模工程師對實際場地進行測量，繪制模型，精確度高，渲染效果好，但是展現(xiàn)給用戶難度較大。例如許多采用AutoCAD進行建筑建模渲染等。

2.3 高分辨率拍攝拼接模式

通過360度攝像機對現(xiàn)實景物進行采樣，利用圖像拼接和圖像融合技術(shù)，將原始圖像進行處理，通過瀏覽器或相關(guān)軟件展現(xiàn)給用戶。代表產(chǎn)品：Google Earth、高德街景地圖等。基于高分辨率拍攝拼接的全景系統(tǒng)對圖像融合和技術(shù)算法要求高，現(xiàn)實環(huán)境難以捉摸，適應(yīng)性較差，但是由于呈現(xiàn)載體為圖片，大多數(shù)瀏覽器可以更快地加載和渲染，并且原始圖片由于是實地采集，效果好，帶給用戶真實感強。

2.4 未來AR/VR模式

全景系統(tǒng)和類全景系統(tǒng)現(xiàn)在的不斷發(fā)展，目前并沒有普遍適用于AR/VR的開發(fā)軟件或方案，但是未來AR/VR技術(shù)的實現(xiàn)給現(xiàn)在全景系統(tǒng)的發(fā)展提供了思路和解決方案。GPS、WiFi和藍牙5.0提供了更加精確的用戶定位，陀螺儀帶給用戶更流暢，隨心所欲的體驗，AR/VR在信息展示上的“主動性”等等，它們帶來了目前來說最好的全景系統(tǒng)解決方案。

3 校園全景漫游系統(tǒng)功能實現(xiàn)分析

全景系統(tǒng)必須得在功能性上有所體現(xiàn)，產(chǎn)生產(chǎn)品價值，才能在互聯(lián)網(wǎng)中生存下去。根據(jù)目前大學(xué)生在校園生活中遇到的問題和繼續(xù)解決的痛點和關(guān)鍵點難題進行分析，從側(cè)面分析系統(tǒng)功能，逐步滲透，完善功能。

初步通過對學(xué)生位置信息的采集，判斷學(xué)校教學(xué)樓大概位置，融合全景系統(tǒng)，從時間、位置、行為中判斷出用戶上自習(xí)傾向，推送人數(shù)最少的自習(xí)室。通過點擊推送，顯示教學(xué)樓全景圖片，將實時信息通過瀏覽器實時渲染在頁面上，增強用戶臨場感。

對學(xué)校周邊的商業(yè)服務(wù)（如餐飲、娛樂），根據(jù)行為、時間推送附近商家信息，通過AR成像，將優(yōu)惠券散布在商家附近，當(dāng)用戶走近所處區(qū)域時獲得優(yōu)惠券，實現(xiàn)玩家感受現(xiàn)實的成就感。

對全景系統(tǒng)功能的開發(fā)不是現(xiàn)成系統(tǒng)的雜糅，功能實現(xiàn)重點和難點以及實現(xiàn)系統(tǒng)的拓展性、編輯性對系統(tǒng)推廣來說尤為重要。例如：后臺信息的主動顯示，顯示信息的優(yōu)先級，繁雜信息展示在頁面上的美感問題，商家接入系統(tǒng)的難易度，用戶使用系統(tǒng)的易用性等都是需要前瞻的思考去解決的問題。

4 結(jié)語

隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨，Internet的迅猛發(fā)展改變了校園電子化信息建設(shè)的經(jīng)濟環(huán)境，使得電子商務(wù)行業(yè)表現(xiàn)出強大的生命力，也開始讓人們看到電子商務(wù)在國民經(jīng)濟中的重要作用。通過“校園全景漫游系統(tǒng)”，實現(xiàn)了學(xué)院本部校區(qū)生活校園平臺的建設(shè)開發(fā)。生活校園的應(yīng)用，可以為大學(xué)生提供一個豐富多彩的學(xué)習(xí)和了解學(xué)校的窗口，為學(xué)校的招生、宣傳、規(guī)劃、建設(shè)、管理等提供三維可視化的參考信息，豐富學(xué)生的生活，為用戶提供三維可視化的虛擬環(huán)境，方便用戶在短時間內(nèi)獲取需要的信息。

[1]張玲,付克蘭,任華等.基于全景圖的校園虛擬漫游系統(tǒng)設(shè)計[J].電子技術(shù)與軟件工程,2016,1：98-99

[2]宋寶森.全景圖像拼接方法研究與實現(xiàn)[D].哈爾濱工程大學(xué),2011

[3]趙鵬程,胡慶武,劉仙雄等.面向IOS的移動端全景地圖構(gòu)建方法[J].地理與地理信息科學(xué),2016,1:95-99

TP317

A

2016年咸陽師范學(xué)院（國家級/省級/校級）大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃資助項目(201610722022/2462/2016041)。

高競(1996-)，男，陜西漢中人；程鑫峰（1994-），男，陜西韓城人；丁曉楠(1995-)，女，陜西白水人。三人為咸陽師范學(xué)院計算機學(xué)院學(xué)生。