王佩雯，張紫桂，楊成，梁弼

摘 要 針對Web平臺展示古建筑文物單調(diào)性等問題，采用PTGui與Pano2VR工具來設(shè)計和制作交互式古建筑文物三維全景漫游，并使用HTML5技術(shù)將其嵌入到Web頁面中，這使得Web平臺具有三維動態(tài)展示古建筑文物的能力。實際調(diào)研證明，將全景漫游恰當應用到Web平臺能讓瀏覽者感受到不一樣的視覺效果，能有效提高用戶體驗，并能增加Web平臺的訪問量。

關(guān)鍵詞 PTGui；Pano2VR；全景漫游；古建筑文物；設(shè)計和制作

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 2096-0360（2018）04-0042-03

古建筑文物是指具有歷史意義的建國之前的民用建筑和公共建筑，目前很多古鎮(zhèn)以及大城市還保留著一些古建筑文物。古建筑本身是一種綜合性藝術(shù)，它融合了材料、建筑技術(shù)、美術(shù)、雕塑等為一體的造型藝術(shù)，使人們在有限的空間里有美的享受。并且，古建筑文化隨著社會的發(fā)展越來越受到人們關(guān)注和重視，越來越多的學者和愛好者從事這方面研究[1]。

目前，通過Web平臺來展示古建筑文物主要以圖片、文字及視頻等，但缺少交互性功能，給瀏覽者帶來的體檢有些單調(diào)。古建筑文物本身是三維立體的，為了讓瀏覽者在Web上有不一樣的視覺感受，本文通過目前主流的全景開發(fā)工具來設(shè)計和制作交互式古建筑文物三維全景漫游，并將其嵌入到Web平臺中，讓瀏覽者通過Web平臺就可以全方位欣賞到古建筑文物，并有“身臨其境，觸手可及”的感受，進而吸引瀏覽者親自前往觀賞。

1 相關(guān)技術(shù)

1.1 全景圖拼接技術(shù)

Panorama Tools是目前功能最為強大的全景圖制作工具，但它需要用戶編寫腳本命令才能工作。而PTGui通過為全景圖制作工具（Panorama Tools）提供可視化界面來實現(xiàn)對圖像的拼接，從而創(chuàng)造出高質(zhì)量的全景圖[2]。因此，本文采用PTGui來設(shè)計古建筑文物的全景圖。

1.2 全景漫游場景技術(shù)

Pano2VR是一個全景漫游圖合成軟件。它把全景圖轉(zhuǎn)換成QuickTime或者Macromedia Flash格式的全景漫游，可以定制皮膚，選擇用戶界面語言。同時，它支持平、圓柱、球、立方體面片、交叉、T、條狀和Quick Time VR作為輸入格式與增加能力，這些格式之間轉(zhuǎn)換的修飾的立方體的臉[3]。并且多個漫游圖之間可以設(shè)置熱點，實現(xiàn)漫游圖的切換。

1.3 HTML5技術(shù)

HTML5是目前流行的一種超文本標記語言，它解決了HTML4等之前規(guī)范中的很多問題。并且，HTML5中增加了許多新特性，例如嵌入音頻、視頻和圖片的函數(shù)、客戶端存儲數(shù)據(jù)、交互式文檔等，通過制定如何處理所有HTML元素以及如何從錯誤中恢復的精確規(guī)則[4]。而且，HTML5進一步增強了互動性，并有效減少了開發(fā)成本。

2 交互式全景漫游的設(shè)計與制作

2.1 采集圖片

原始圖片的獲取是制作交互式古建筑文物全景漫游的第一步。需要用到數(shù)碼單反相機、普通云臺和三腳架。在拍攝照片時，首先將三腳架調(diào)整至水平，再將相機豎直固定在三腳架的云臺上，確保拍攝時云臺能正常旋轉(zhuǎn)。為了避免按動快門時的輕微震動導致拍攝出的照片模糊，可以把拍攝模式設(shè)定為定時拍攝。根據(jù)相機鏡頭和所要拍攝場景的不同可以選擇合適的拍攝張數(shù)，并且要求相鄰照片要有一定的重合區(qū)域，該區(qū)域不宜過大也不宜過小，建議在30%左右。在拍攝過程中，不能改變相機的參數(shù)，以使同一組照片色調(diào)和明暗保持一致。由于地面三腳架底部區(qū)域相機無法覆蓋，因此如果地面紋理較為復雜，則應對地面進行補拍，以備后期處理時使用。圖1展示了本文通過拍攝采集到的部分古建筑文物圖片效果。

2.2 生成全景圖

生成全景圖的主要任務(wù)是將所采集的原始圖片拼接為一張水平360度視角、垂直180度視角、長寬比為2︰1的全景圖片。該過程我們使用PTGui軟件來完成，其基本實現(xiàn)過程可以分為五步：圖片載入，特征點定位，圖片配準和融合，生成全景圖以及全景圖修補[5]。

在全景圖修補時，由于全景圖是將球面映射到平面上，本身就具有一定的變形，尤其是天空和地面的變形較大，因此不能直接在Photoshop軟件中對地面和天空進行修補。這里提供兩種方法進行修補：一是利用PTGui軟件，將一張2︰1的球面映射全景圖轉(zhuǎn)化為六張1︰1的立方體映射，這六張圖剛好是立方體的六個面，由于這六張圖不存在形變問題，可將其載入Photoshop進行修補；二是先將全景圖導入Photoshop，利用Photoshop的極坐標功能，產(chǎn)生平面坐標到極坐標，將地面和天空平面化，再進行修補。圖2展示了通過PTGui生成并修補后的全景圖。

2.3 合成三維全景漫游

生成古建筑文物的全景圖并修補后，接下來使用Pano2VR來合成三維全景漫游。全景漫游的合成主要涉及到交互熱區(qū)和熱點的設(shè)置，具體設(shè)置及效果如圖3所示。

如果設(shè)置有多個場景之間的熱點，則還需要設(shè)置在視覺效果選項卡中的過場效果選項里的一些參數(shù)，以此來達到場景切換時的自然過渡。對于播放器的控制按鈕，選擇一款軟件默認的按鈕皮膚。最后選擇文件輸出格式（如.swf等）和輸出文件名與路徑，全部設(shè)置好后點擊確認。具體設(shè)置內(nèi)容如圖4所示。

這樣我們就完成了交互式古建筑文物全景漫游圖的合成，其具體效果如圖5所示。

3 Web頁面展示

為了增強古建筑文物在Web平臺上的用戶體驗，在頁面中放入三維全景漫游是非常必要的。全景技術(shù)以全新的視角為開發(fā)者打開了Web端的新大門，全景實景漫游效果更是讓瀏覽者有身臨其境之感，它突破了時間、空間的現(xiàn)實，帶著瀏覽者走進真實的場景，也帶給瀏覽者極致的Web體驗。在Web頁中放入古建筑文物全景漫游圖的具體過程如下。

首先，把已生成好的古建筑文物全景漫游輸出文件（如pano.swf）放到Web項目的3D文件目錄中，具體如圖6所示。

接著，在index.jsp頁面中通過