淺析虛擬現實全景技術

張杰 季淼

摘 要：虛擬現實全景（以下以VR全景代替）技術作為虛擬現實技術的一個重要分支，由于其能夠給人帶來沉浸感的體驗，并且開發的成本也比較低廉，已經被廣泛應用于多個領域。本文旨在使更多的人了解這一技術，從而能夠運用這一技術更好地改造我們的生活。

關鍵詞：虛擬現實；全景圖；全景技術

VR全景技術飛速發展，目前已經滲透到人們各方面生活。為了使VR全景技術能夠更好的服務人們的生產生活，本文對該技術進行了深入研究，期望能幫助更多的人通過VR全景技術使人們更好的認識生活，改造生活。

一、VR全景概述

（一）虛擬場景繪制方法

基于幾何的繪制技術（簡稱GBR），利用三維建模軟件搭建三維模型來繪制虛擬場景?；趫D像的繪制技術（簡稱IBR），通過運用特定的相機拍攝圖像，經過后期處理完成虛擬場景繪制?；趲缀魏蛨D像混合的繪制技術（簡稱IBMR）[1]。IBMR是通過拍攝圖像結合部分場景三維模型共同組成虛擬場景。因此，在VR全景中多采用IBR的圖像繪制技術，文章以IBR的圖像繪制技術進行VR全景講述。

（二）全景圖簡介

全景圖即通過廣角的表現手段以及繪畫、相片、視頻、三維模型等形式，盡可能多表現出周圍的環境。全景圖分為繪畫和攝影全景圖，在虛擬現實全景技術中指的是攝影全景圖。根據攝影實踐的需求不同和攝影者的技術不同，全景圖可分為寬景和360度全景，這種全景圖通常是攝影硬件結合全景圖軟件來完成。

二、VR全景圖發展現狀

（一）VR全景圖的分類

全景圖根據投影模型不同，分為柱面全景圖、立方體全景圖以及球面全景圖。柱面全景圖是指不包括頂部和底部信息的全景圖，是以視點為中心水平方向的360°視圖。立方體全景圖與球面全景圖相似，將圖像投影到立方體的六個面來實現全景漫游，這種投影方式更適合于室內。球面全景圖是指以觀察者為中心進行球面建設，然后將拍攝圖像投影到這個球面上，展現出場景與觀察者視點相同。

（二）VR全景中全景圖的特點

①全方位，全景圖展示了模型內的所有場景。②實景，全景圖中場景的繪制是基于IBR繪制的，IBR的特點決定了全景中的所有場景都是來自現實中的真實場景。③360°環視的效果，全景圖經校正處理后可形成一種虛擬三維視覺體驗。

三、VR全景實現技術

（一）基礎開發綜述

（二）VR全景圖素材的采集

（1）拍攝硬件：①拍攝設備：一種是全景相機或裝有魚眼鏡頭的相機，一種是普通數碼相機。②鏡頭：魚眼或廣角鏡頭，魚眼鏡頭保證拍攝圖像最大重合量，提高拍攝效率。③全景云臺：全景云臺可以在相機鏡頭以鏡頭節點為中心進行旋轉拍攝的情況下，保證平穩拍攝。④三腳架：拍攝過程中主要承接相機和全景云臺，保證拍攝過程中儀器不晃動。⑤無線快門：選擇無限快門拍攝可以快速進行無干擾的拍攝。

（2）拍攝流程：①調整相機參數：確定拍初始拍攝方位后，調整相機曝光和白平衡等參數。②安裝全景云臺并安裝相機。③拍攝時注意拍攝圖片與圖片之間的重合率，為后期拼接圖片奠定基礎。

（3）拍攝注意事項：①選擇合理的拍攝地點，避免人流量過于密集和空間流動性太小 ，避免畫面中物體運動速度過快。②環境：室外環境保證最佳，光線適宜，這樣可以保證照片畫面曝光度。③因為普通閃光燈的能看到的范圍窄小，所以要使用專業的全景廣角閃光燈。

（三）VR全景圖的拼接

將篩選處理后的有效圖片導入PTGui軟件中，開始進行拼接。在初步拼接的過程中出現的瑕疵需要手動進行拼接。

（四）優化VR全景圖的拼接效果并保存

設置優化參數，生成全景圖。由于拍攝環境的不穩定性，難以把握戶外不可控因素，需要后期用Photoshop軟件對獲取全景圖修補，輸出全景圖。

（五）VR全景的漫游交互制作及發布

720云是一個集制作與分享的綜合性平臺，并且具有穩定的云服務功能。此平臺制作便捷，可以簡單實現多種交互，還支持佩戴VR眼鏡，加深沉浸感，所以采用720云制作與發布。

四、VR全景的應用

VR全景技術的基本應用包括提前幫助游客規劃旅游路線和展示景區概況、街景區內容展示、文物保護展示和媒體宣傳展示等。

VR全景技術在旅游業的應用可以為游客提前規劃旅游路線，在服務業應用可以提高服務效率，在文化遺產保護和展示方面的應用可以進一步增強視覺直觀性，在廣告宣傳上的應用增強了用戶的體驗感。

五、VR全景技術的趨勢

在全景圖選擇方面，全景圖的高分辨率成為人們的共同追求。VR全景圖不斷發展進一步促進了VR全景視頻的發展。

在全景技術應用方面，全景技術在移動設備上應用將普及。手機商場生成全景圖的APP包括：BestPano、全景云等。與手機適配的360°VR全景相機在全景技術方面也占重要地位，現在已經發售的有蘋果公司生產的Insta360 Nano，與APP結合可以實現一鍵分享。

六、總結

本文通過介紹全景圖的特點、全景圖分類、全景圖的拼合方法以及實現虛擬現實技術的相關技術與軟件進行對比分析，最終得出了實現虛擬現實漫游最便捷的方式是運用720云。

參考文獻：

[1]石教英.虛擬現實基礎及實用算法北京科學出版社，2002.33-50.

作者簡介：張杰（1994—），女，漢族，山西太原人，碩士，數字媒體藝術專業2017級碩士在讀，主要研究方向：數字媒體藝術。

通訊作者：季淼（1993—），女，漢族，河北邢臺人，碩士，數字媒體藝術專業2017級碩士在讀，主要研究方向：數字媒體藝術。