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無(wú)錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院

一、前言

(一)720度全景效果圖概述

720全景效果圖是把實(shí)拍的照片合成后，通過(guò)全景播放器矯正后成為三維全景。所謂全，是指景色角度的全方位，全面展示了雙360度球型范圍的景致，可以通過(guò)鼠標(biāo)移動(dòng)，觀看場(chǎng)景的各個(gè)方向。所謂景，顧名思義，就是實(shí)景，真是的場(chǎng)景，并不是三維技術(shù)做出來(lái)的，而是多張照片拼合得到的圖像，最大限度地還原了場(chǎng)景的真實(shí)性。720度全景就是指水平360度，上下360度全能觀看的，即能看到“天、地”的全景，能給人以三維立體的空間感覺(jué)，使觀者猶如身在其中。

隨著圖像質(zhì)量和分辨率的不斷提升，如今的全景效果也是越來(lái)越清晰，效果可以用震撼一詞來(lái)表達(dá)。這種虛擬展示的最大特點(diǎn)是：被漫游的對(duì)象是已客觀真實(shí)存在著的，只不過(guò)漫游形式是虛擬的而已。在畫(huà)面中，是有三維立體的空間，能使用戶具有身臨其境的感受，具備與環(huán)境的交互功能。

(二)全景應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀

圖1

圖2

在國(guó)外，全景攝影非常流行，只要搜索Panorama(全景攝影)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)很多全景圖片網(wǎng)站和軟硬件網(wǎng)站。使用全景拍攝的行業(yè)也非常多，如旅游公司、商業(yè)廣告、地方政府、大學(xué)校園、攝影工作室等。

目前，國(guó)內(nèi)已有很多關(guān)于720全景網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)平臺(tái)，提供全景愛(ài)好者作品制作和展示。全景圖在國(guó)內(nèi)應(yīng)用領(lǐng)域也較為廣泛，如旅游行業(yè)，房地產(chǎn)行業(yè)，酒店展會(huì)宣傳，國(guó)家虛擬博物館，虛擬校園展示等。

二、畢業(yè)設(shè)計(jì)虛擬展廳項(xiàng)目制作中720度全景空間生成流程

畢業(yè)設(shè)計(jì)虛擬展廳的制作，運(yùn)用了720全景技術(shù)，拍攝對(duì)象是無(wú)錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院2018年優(yōu)秀藝術(shù)類畢業(yè)設(shè)展，地點(diǎn)在學(xué)院的美術(shù)館。制作過(guò)程從全景圖片的采集到圖片處理到PTGUI合成球狀展開(kāi)的圖片到720云平臺(tái)的效果圖制作，如圖1所示。

俗話說(shuō)工欲善其事必先利其器，一套好的拍攝裝備必然會(huì)讓你的拍攝事半功倍。本次項(xiàng)目使用的設(shè)備是6D佳能全畫(huà)幅相機(jī)、15mm魚(yú)眼鏡頭、720全景云臺(tái)、三腳架等。720度全景效果圖技術(shù)實(shí)現(xiàn)詳細(xì)步驟如下：

(一)圖像采集

拍攝設(shè)備組裝并調(diào)試之后就可以開(kāi)始拍攝了。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，拍攝時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

(1)拍攝時(shí)候相機(jī)需以鏡頭的光學(xué)中心為軸旋轉(zhuǎn)，保證照片拼接無(wú)錯(cuò)位。通過(guò)調(diào)節(jié)全景云臺(tái)上的刻度，找到鏡頭節(jié)點(diǎn)，并記住相應(yīng)的刻度，以遵循此刻度安裝云臺(tái)。

(2)拍攝時(shí)要調(diào)好相機(jī)和720全景云臺(tái)的刻度。基于水平中間線垂直向上或向下30度調(diào)整相機(jī)，環(huán)繞水平各一周拍攝。每轉(zhuǎn)動(dòng)60度記錄一張照片，共拍攝12張，獲取兩組有序圖像。由于相鄰兩張圖像的重疊區(qū)域是保證圖像無(wú)縫拼接定位的要素，必須確保相鄰圖像的旋轉(zhuǎn)角度有部分重疊。

(3)拍攝時(shí)設(shè)置好分辨率、尺寸大小、焦距、快門、光圈及白平衡等參數(shù)，基本保持一致。室內(nèi)拍攝時(shí)候，光線暗也不能開(kāi)閃光燈，ISO值不宜過(guò)高。可用全畫(huà)幅相機(jī)拍攝精度可以提高。

(二)圖像處理

照片拍攝完成進(jìn)行修圖和圖像合成，可以用Photoshop軟件調(diào)整圖像曝光過(guò)度或者曝光不足現(xiàn)象，圖像冷暖度的調(diào)整，圖像亮度對(duì)比度等參數(shù)設(shè)置。

照片處理完成后進(jìn)行圖片拼接。筆者采用國(guó)際盛名的全景拼合軟件PTGui進(jìn)行拼合。軟件中圖像拼接有三種模型，分別是球狀投影，柱狀投影與立方體投影，本系統(tǒng)主要利用柱狀投影圖像拼接技術(shù)將序列圖像有序地拼接成一張首尾相接的圖像。本次制作的全景圖采用了柱狀全景圖，合成原理為：再拼合時(shí)，以一張圖像為參考圖像，將待拼接圖像根據(jù)特征點(diǎn)匹配關(guān)系計(jì)算出單應(yīng)矩陣進(jìn)行圖像變換，然后再將這兩張圖像拼接起來(lái)，經(jīng)過(guò)后續(xù)處理可拼接成一張首尾相接的全景圖。用此方法圖片之間能相對(duì)精準(zhǔn)對(duì)接，減少誤差。軟件操作簡(jiǎn)易，三個(gè)步驟分別是載入圖像、對(duì)齊圖像、導(dǎo)出圖像，完成三步就能完成一個(gè)點(diǎn)的全景制作。只要拍攝過(guò)程沒(méi)有問(wèn)題，這個(gè)階段都能順利完成，如圖2所示。

將生成的全景圖導(dǎo)入720云平臺(tái)中，系統(tǒng)將自動(dòng)識(shí)別并完成虛擬漫游果，12張平面的圖片成了立體的場(chǎng)景。在這個(gè)平臺(tái)中，創(chuàng)建交互熱點(diǎn)，設(shè)置不同場(chǎng)景之間的鏈接，使系統(tǒng)達(dá)到多點(diǎn)場(chǎng)景切換的效果，如此便能引導(dǎo)觀者進(jìn)入圖書(shū)館進(jìn)行參觀。另外，還能對(duì)個(gè)別作品添加文字信息，圖片信息和視頻等，操作簡(jiǎn)單，生成速度較快。完成后可以發(fā)布鏈接到微信或者電腦觀看，再?gòu)?fù)雜精美的場(chǎng)景也只需幾百K的圖像文件就可以瀏覽播放，便于傳輸和播放。

三、720度全景拍攝技術(shù)展望

通過(guò)本次拍攝制作校園畢業(yè)設(shè)計(jì)展的虛擬漫游，對(duì)全景有了一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)。這是一個(gè)便于掌握和應(yīng)用廣泛的技術(shù)，值得學(xué)習(xí)和應(yīng)用。

720全景圖真實(shí)、直觀系統(tǒng)地展示交互式三維視覺(jué)場(chǎng)景，在數(shù)字媒體藝術(shù)發(fā)展的今天，720全景圖將得到更加廣泛的應(yīng)用。未來(lái)希望能創(chuàng)造出更加智能的拍攝儀器，更加智能地獲取場(chǎng)景。利用全景圖實(shí)現(xiàn)未能拍攝到的區(qū)域，獲得寶貴的資料。