禹都公園南區(qū)觀賞植物全景地圖的設計與實現(xiàn)

□杜 磊 佛芒芒

禹都公園位于運城新區(qū)中心位置，是圍繞安邑湖和八一水庫建立的一個城市公園。此次觀賞植物全景地圖設計的目標是禹都公園南區(qū)，該地區(qū)位于公園的最南部，主要圍繞八一水庫建造而成，南部是整個公園中植物種類最多的區(qū)域，也是城市居民游覽最多的地方。觀賞植物全景地圖設計的主要功能有4個。公園簡介功能：在全景地圖首頁，點擊相應提示按鈕會出現(xiàn)禹都公園概況；全景漫游功能：分為手動漫游和自動漫游，兩種方式可自由切換。手動漫游即游客可以自主選擇場景。在該場景內游客可以通過鼠標或鍵盤上的上下左右鍵對界面進行控制，達到360度任意角度觀賞公園中的景色。自動漫游，軟件按照設置好的路線依次進行場景切換；地圖導覽功能：該功能將公園的平面圖與全景地圖中的節(jié)點通過交互熱點的方式連接，游覽者可以通過點擊平面圖中設置的按鈕到達所點擊場景的界面，也可以在游覽全景圖的過程中通過觀察平面圖中圖標的變化，得知自己此刻所游覽的具體位置。總之，該功能可以讓游客很清楚的知道自己的游覽地點及方向[1～2]；植物介紹功能：該功能是本次課題的一個亮點，觀賞者可以通過點擊場景中的植物，系統(tǒng)會自動彈出植物的簡介及不同時期的形態(tài)特征圖，向市民宣傳園林植物知識。

一、禹都公園南區(qū)觀賞植物全景地圖的實現(xiàn)

(一)準備工作。本次課題是在真實的公園場景的基礎之上實現(xiàn)的觀賞植物的全景地圖，所以需要在制作全景地圖前期進行充分的準備工作主要包括攝像和尺寸測量工具、植物信息采集、圖像采集等[3]。

1.準備工具。拍攝前準備的用具有單反相機、魚眼鏡頭、三腳架、全景云臺等[4]。

2.植物信息采集。通過所學知識辨認公園內的植物并記錄植物名稱及所在位置，并用相機拍照拍取植物照片，經(jīng)調查顯示禹都公園南區(qū)主要的觀賞植物種類如表1所示。

表1 禹都公園南區(qū)主要觀賞植物

(續(xù)表1)

杏樹薔薇科李屬觀花、觀果垂柳楊柳科柳屬觀形、觀葉櫻花薔薇科櫻屬觀花加楊楊柳科楊屬觀葉石榴薔薇科石榴屬觀花、觀果紅瑞木山茱萸科梾木屬觀枝、觀葉木槿錦葵科木槿屬觀花欒樹無患子科欒樹屬觀葉、觀果蠟梅蠟梅科蠟梅屬觀花構樹桑科桑屬觀葉銀杏銀杏科銀杏屬觀葉、觀果鳶尾鳶尾科鳶尾屬觀花迎春木犀科茉莉花屬觀花懸鈴木懸鈴木科懸鈴木屬觀葉、觀果連翹木犀科連翹屬觀花紫薇千屈菜科紫薇屬觀花、觀干

3.圖像采集。此次圖像采集從禹都公園的西北門開始，采用12張魚眼圖片來拼接生成全景圖。云臺底座采用60度轉動檔，向上傾斜30度拍6張，向下傾斜30度拍6張，回到初始位置停止拍攝，進入下一個景點繼續(xù)按此方法拍攝[5]。

(二)圖像處理。圖像處理主要包括全景圖的拼接、補地措施、植物卡片以及小地圖的制作。主要采用的軟件分別是PTGui、PS、Word、CAD等[6～8]。

1.圖像拼接。圖像拼接采用的軟件是PTGui，具體的操作過程如下所示:將拍攝的照片從相機中導入到電腦中儲存好。打開PTGui軟件，在“方案助手”界面點擊“加載圖像”，在儲存照片的文件夾中選擇一組照片，以公園門口的一組圖片為例，將加載的圖像的鏡頭類型設置為“全幀魚眼(對角線)”，具體操作如圖1所示。

圖1 加載圖像

點擊“對準圖像”會自動跳轉到“全景圖編輯器”頁面，可以點擊頁面中的“放大鏡”按鈕查看圖片的細節(jié)部分是否銜接完好，如果銜接不好可以返回上一界面，點擊“控制點”界面可以手動添加控制點，來提高銜接的密度，增強畫面的質量，具體操作如圖2所示。

圖2 對準圖像

如果覺得銜接完好的話返回到“方案助手”界面點擊“創(chuàng)建全景圖”，選取好保存位置，存儲創(chuàng)建的全景圖。

創(chuàng)建完成后點擊菜單欄中的“工具”選擇“轉換到QTVR/立方體”，將剛才創(chuàng)建的全景圖添加到源文件中，轉換格式選擇“轉換為六個單獨的立方體面片”，然后將其分別按照結尾是“front、back、left、right、top、bottom”的形式命名并選取適當?shù)奈恢帽４妫冶４娓袷綖镴PG，具體操作如圖3所示。

圖3 轉化為立方體面片

將上一步保存的結尾是“bottom”的圖片在PS中打開，用仿制印章工具對圖片進行補地，首先應該先觀察地面鋪裝的特點選取適當?shù)牡攸c對陰影或障礙處進行修補，使得畫面干凈整潔，誤差較小，如圖4所示。

圖4 補地措施

如此步驟完成其他場景的編輯。

2.植物卡片的制作。植物卡片的制作主要是將前期采集的植物圖片和文字信息，按照一定格式編輯在Word文檔中。

3.小地圖的制作。小地圖在全景地圖中起著指引和定位的作用，因此一定要做的細致準確。使用實地測量得到的數(shù)據(jù)并借助谷歌衛(wèi)星地圖，用CAD制作出公園的輪廓圖，再將CAD圖導入到PS中加工，完成禹都公園南區(qū)的小地圖。

(三)全景地圖的生成。打開全景生成精靈，然后將在PTGui中生成的各個場景的立方體面片導入到全景生成精靈中，通過添加小地圖、交互熱點、動畫及縮略圖等動作使視頻更加美觀流暢，給人以強烈的沉浸感。具體操作見軟件說明書。

二、禹都公園南區(qū)觀賞植物全景地圖效果展示

(一)入口界面。禹都公園共四個出入口，分別位于河東東街飛雁橋西邊、鹽湖大道、安邑路和安邑西路，接下來從河東東街飛雁橋西邊的西北門進入公園(西北門示意圖如圖5)。打開視頻首先映入眼簾的是禹都公園的西北門，這是一個四柱三間柱不出頭式七牌樓，其端莊雄偉的氣勢及厚重感能夠一下子襯托出運城市作為中國五千年文化發(fā)源地應有的氣質，而且也和公園北區(qū)的魏城古城墻、根祖文化園、新石器時代遺址、禹王閣等景點相呼應。

圖5 西北門

點擊圖5界面上的“小黃人”，會出現(xiàn)公園簡介的文字信息如圖6所示。

圖6 公園簡介文字信息圖

(二)縮略圖界面。該界面位于每個場景的下方，可以根據(jù)點擊該界面顯示出的縮略圖直接到達該場景，達到游覽該場景的目的，如圖7所示。

(三)植物介紹界面。這個界面是在游覽到添加熱點動作的植物面前通過點擊相應的熱點圖標，會出現(xiàn)一個該植物的簡介及形態(tài)特征，如圖8所示。

圖8 垂絲海棠簡介

(四)小地圖界面。這個界面可以通過點擊右上角的小地圖按鈕，彈出整個公園的地圖，可點擊地圖上的熱點圖標，連接到相應的景點，如圖9所示，點擊地圖中的場景五，到達該界面。

圖9 小地圖導覽

三、結論與討論

本次課題的研究內容主要包括兩部分，一是禹都公園南區(qū)觀賞植物種類的調查，二是觀賞植物全景地圖的設計與實現(xiàn)。研究成果可分為三部分:一是完成禹都公園南區(qū)平面圖制作；二是總結了觀賞植物的種類及觀賞特性；三是完成觀賞植物全景地圖的制作。

本研究同喬家大院和李家大院等旅游景區(qū)的虛擬全景漫游不同之處是，在全景漫游和小地圖導覽功能的基礎上，添加了對公園中觀賞植物的導覽，不僅可以使市民更多地了解禹都公園景觀特色，還可以作為一種植物認知的工具，給一些植物愛好者提供一個學習空間[6～10]。與此同時，本次研究拍攝的照片和專業(yè)人士有一定差距，導致此次全景地圖沒有達到最佳效果，今后還有待提高。