基于韶關(guān)丹霞植物環(huán)物全景的研究

周玲 崔梓城 陳少敏

摘要：建立電子檔案是加強(qiáng)植物保護(hù)，特別是瀕危植物保護(hù)的意義深遠(yuǎn)。植物環(huán)物全景電子檔案在地方旅游中的應(yīng)用案例較少。本文以韶關(guān)丹霞植物環(huán)物全景電子檔案及在旅游中的應(yīng)用實(shí)踐為例，論述了建立丹霞植物環(huán)物全景電子檔案袋的必要性、環(huán)物全景與二維圖片展示效果的對(duì)比分析、和丹霞植物環(huán)物全景電子檔案制作難點(diǎn);

關(guān)鍵詞：瀕危植物;全景技術(shù);環(huán)物全景技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)： TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）20-0241-03

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

1 建立丹霞植物環(huán)物全景電子檔案袋的必要性

1.1 丹霞瀕危植物環(huán)物全景電子檔案的必要性

韶關(guān)丹霞山地處亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，為大量的珍稀瀕危動(dòng)物提供了良好的棲息地，成了中國(guó)南方生物多樣性保護(hù)基地和物種基因庫(kù)。自2010年中國(guó)丹霞申遺成功后，丹霞山每年的旅游人數(shù)日益增多。然而對(duì)慕名而來(lái)的游客想要一天游玩丹霞的全部景點(diǎn)和觀賞到一些特別的植物是不可能的，主要原因有：大多數(shù)的植物都是隨季節(jié)性生長(zhǎng)的，不會(huì)四季常青甚至開(kāi)花;由于地貌結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如果沒(méi)有導(dǎo)游的指導(dǎo)，是很難發(fā)現(xiàn)植物的所在之處。特別是一些比較特別、珍稀的品種多數(shù)在懸崖峭壁或陰暗潮濕，不易被發(fā)現(xiàn)的地方，也不適宜被人們觀賞;有些珍稀植物即使在導(dǎo)游的指導(dǎo)下可以看到，但由于其危險(xiǎn)的地理位置也很難看到全景。針對(duì)以上問(wèn)題，建立丹霞植物環(huán)物全景電子檔案袋對(duì)韶關(guān)丹霞旅游的必要性就體現(xiàn)在以下三點(diǎn)：

第一，增強(qiáng)游客的體驗(yàn)感。如果結(jié)合環(huán)物全景，把植物拍下來(lái)，360°隨游客觀賞，同時(shí)文字配上植物的屬性和特點(diǎn)，就能給予游客一個(gè)很好的觀賞效果和了解植物的屬性，提高旅游觀光的趣味性。基于全景圖片適用環(huán)境是任意網(wǎng)絡(luò)，占用內(nèi)存較小，手機(jī)電腦都可以輕松地在線瀏覽，能輕易地找到丹霞的一些特有植物，不必費(fèi)勁在現(xiàn)實(shí)中去找尋。

其二，對(duì)孩子的科普起到重要作用。丹霞山不僅是大人們旅游的地方，更是小孩子增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)，與大自然親密接觸的一次機(jī)會(huì)。在生活中，孩子面對(duì)的多是鋼筋水泥，沒(méi)有親自見(jiàn)識(shí)過(guò)大自然的鬼斧神工，感嘆過(guò)生命的堅(jiān)強(qiáng)。當(dāng)孩子一邊游玩一邊通過(guò)手機(jī)查看全景圖，就可以全面性地觀察到植物。最重要的是考慮到有些植物生長(zhǎng)在較危險(xiǎn)的地方，孩子不適宜去觀看，這時(shí)全景圖就能起到作用，不僅能滿足孩子的好奇心，而且只需要通過(guò)虛擬的全景圖就能近距離地觀察到植物。

第三，增長(zhǎng)收益，吸引游客。把相關(guān)的全景圖發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上，提高知名度，以此吸引更多的游客前來(lái)觀光，而丹霞特有的一些植物地貌也會(huì)讓更多的專(zhuān)家過(guò)來(lái)考察。打破傳統(tǒng)的圖片展示，展現(xiàn)一個(gè)全新的視角。

1.2 環(huán)物全景對(duì)丹霞旅游的必要性

雖然我國(guó)幅員遼闊，植物資源極為豐富，但由于對(duì)珍稀植物的保護(hù)不夠，其數(shù)量日漸減少，甚至已經(jīng)滅絕。丹霞優(yōu)質(zhì)的生態(tài)環(huán)境使得植物資源十分豐富，最重要的是它保護(hù)了約400多種的稀有物種，其中有一些物種是丹霞山所特有的，如丹霞梧桐、紫薇、丹霞堇菜、丹霞小花苣苔、丹霞蘭、桫欏等等。雖然丹霞資源豐富，但部分植物已是瀕危物種，如果人類(lèi)不好好珍惜家園，其他植物也將可能發(fā)展為珍稀物種甚至滅絕。目前丹霞梧桐是國(guó)家珍稀瀕危植物和二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物。丹霞蘭是目前全球僅在廣東丹霞發(fā)現(xiàn)，生在潮濕陰暗、人跡稀少的地方，總數(shù)不到百株，屬于極度瀕危物種。如圖所示：

近幾十年來(lái)，隨著一些極端氣候的出現(xiàn)，人們不得不重度關(guān)注全球氣候變暖的問(wèn)題，而植物對(duì)氣候變化的響應(yīng)是非常敏感的。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在亞熱帶和溫帶等區(qū)域的多數(shù)植物的春季物候期都提前了，秋季則推遲。[1]小小的氣候變化都可能會(huì)改變一個(gè)物種的生命形態(tài)，對(duì)于一些敏感脆弱型的植物就更是有導(dǎo)致滅絕的可能性。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在監(jiān)測(cè)和管理植物的方法主要是“3S”技術(shù)，即遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位（GPS）以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。這能夠很好地偵察到植物的整體變化過(guò)程，但這些記錄數(shù)據(jù)具有宏觀性，它并不能具體觀察到植物的生命形態(tài)，如植物的樹(shù)枝大小、葉子的形狀、開(kāi)花結(jié)果等。

通過(guò)環(huán)物全景技術(shù)對(duì)植物進(jìn)行拼接，構(gòu)成以植物為中心的全景圖，這是一種既直觀又全面詮釋植物形態(tài)的方式。最重要的是全景技術(shù)是很貼近人們的生活，它的技術(shù)層面比遙感、地理信息系統(tǒng)等低很多，這樣就有利于大眾去接觸全景技術(shù)。毋庸置疑，在記錄植物形態(tài)上環(huán)物全景是個(gè)不錯(cuò)的選擇，這是對(duì)于保存植物數(shù)據(jù)的必要性，不過(guò)相信隨著5G時(shí)代的到來(lái)，會(huì)有更好的視覺(jué)效果技術(shù)出現(xiàn)，現(xiàn)在人們已經(jīng)逐漸深入到三維空間了。

2 環(huán)物全景與二維圖片展示技術(shù)的對(duì)比分析

2.1 二維圖像展示技術(shù)的缺點(diǎn)

二維圖像是人對(duì)視覺(jué)感知的物質(zhì)再現(xiàn)，圖像處理軟件，最常用且最具有代表性的就Adobe系列的軟件了。圖片經(jīng)過(guò)軟件的后期處理，就可以讓照片的藝術(shù)感超越本身的屬性，這正是圖片展示的一大優(yōu)點(diǎn)，把對(duì)象最美的一面放大展現(xiàn)出來(lái)，以此來(lái)吸引人們。圖像的制作技術(shù)難度低，成本低，效果好，可用于任何行業(yè)，是目前人們普遍使用的一種方式。但是二維圖像展示存在以下缺點(diǎn)：第一圖像是靜態(tài)的，沒(méi)有視頻的靈動(dòng)性，所以現(xiàn)在的宣傳方式都趨向于視頻或全景;第二圖片的本質(zhì)是二維圖像，單純的一張一張的圖片，沒(méi)有3D立體效果，營(yíng)造不了真實(shí)的場(chǎng)景;隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量要求越來(lái)越高，生活體驗(yàn)趨向真實(shí)感和逐漸向三維空間過(guò)度，圖像只能滿足二維空間的需求，而人是生活在三維空間的，因此二維圖像展示技術(shù)的靜態(tài)性和缺乏空間感的缺點(diǎn)日益突出。

2.2 三維全景展示技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

全景漫游能夠在全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展并成為一種新的視覺(jué)技術(shù)，廣泛地應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)和項(xiàng)目中，這跟它的3I特性密不可分：沉浸感、交互性、構(gòu)想性[2]。很明顯，環(huán)物全景不僅有虛擬的全視角，立體感也是非常的強(qiáng)。較之二維圖片環(huán)物全景的優(yōu)點(diǎn)分析：

第一，畫(huà)面清晰，圖像效果好。以前由于設(shè)備的硬性條件不好，沒(méi)辦法達(dá)到高品質(zhì)的圖像。但目前在網(wǎng)絡(luò)上的全景展示，普遍效果都很好，清晰度高，縱深感強(qiáng)，為拍出畫(huà)面感好的全景，除了設(shè)備條件外，還需要攝影師的專(zhuān)業(yè)拍攝。在拍攝植物的某些細(xì)節(jié)部分時(shí)，要注意相機(jī)的圖像質(zhì)量，老化的相機(jī)會(huì)造成圖像模糊，如果圖像不清晰，就難以觀察到植物的細(xì)節(jié)，如花瓣或花蕊等。

第二，全面性。環(huán)物全景最大的特點(diǎn)就是全面，可以360度地觀察對(duì)象。傳統(tǒng)旅游行業(yè)宣傳是較單一地展示圖片，靜態(tài)圖片雖然可以處理得很好看，吸引消費(fèi)者，但相對(duì)比較乏味，而且不能全面觀看對(duì)象，可能存在“照騙”的嫌疑，欺騙消費(fèi)者。人們通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)圖片，放大縮小圖片，可觀察對(duì)象的細(xì)節(jié)特點(diǎn)。

第三，聲音解說(shuō)。目前全景技術(shù)支持插入聲音解說(shuō)或音效和文字回復(fù)，這就提高了體驗(yàn)的娛樂(lè)性。添加文字說(shuō)明，了解對(duì)象的屬性。

第四，制作技術(shù)難度低。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景的方法有四種：基于編程、基于模型導(dǎo)入、基于圖像繪制和基于WebGIS的方法[3]。即全景圖可用計(jì)算機(jī)生成，全景相機(jī)拍攝或普通數(shù)碼相機(jī)。其中計(jì)算機(jī)繪制模型耗時(shí)非常大，而且煩瑣，全景相機(jī)拍攝是實(shí)現(xiàn)全景圖最簡(jiǎn)單的方法，但是其設(shè)備費(fèi)用昂貴，所以現(xiàn)在多數(shù)是用普通相機(jī)拍攝再進(jìn)行拼接圖片。制作流程簡(jiǎn)單快捷，也免去了煩瑣又費(fèi)時(shí)的建模過(guò)程，與傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相比效率提高了十幾倍甚至幾十倍，而且制作周期短，費(fèi)用低。不過(guò)圖像拼接和圖像融合是全景圖合成的技術(shù)難點(diǎn)[4]。

綜上所述，環(huán)物全景技術(shù)是最簡(jiǎn)單的方式，其操作難度與圖片基本持平，既有圖像的高質(zhì)量的效果畫(huà)面又有交互性，更是從二維空間過(guò)渡到三維的一個(gè)手段。

3 丹霞植物環(huán)物全景電子檔案制作過(guò)程

3.1 全景展示技術(shù)的發(fā)展

全景技術(shù)是基于圖像處理的全景攝影技術(shù)，通過(guò)相機(jī)360度環(huán)繞四周拍攝出一組圖片，拼接成全景圖像。通過(guò)專(zhuān)門(mén)的播放軟件或者網(wǎng)絡(luò)上展示，不限定設(shè)備為計(jì)算機(jī)，手機(jī)也可輕松瀏覽。全景支持的播放插件通常有Java 或QuickTime、Active X、Flash。其中，Java 插件是一款可以在網(wǎng)速環(huán)境不理想的情況下流暢展示三維場(chǎng)景的插件工具[5]。一般不需要單獨(dú)下載插件，采用flash文件格式直接在瀏覽器就可以觀看，360度隨意切換視角，放大或縮小。

目前全景類(lèi)型有五種：柱形全景、球形全景、立方體全景、對(duì)象全景、球形視頻。球形視頻是全景攝影的發(fā)展方向，一種動(dòng)態(tài)全景視頻。對(duì)象全景也叫環(huán)物全景，它與其他類(lèi)型的全景最本質(zhì)的區(qū)別是中心點(diǎn)不一樣。環(huán)物全景，顧名思義就是圍繞物體，即以物體為中心，觀察點(diǎn)在物體的外圍，360度拍攝;其他類(lèi)型的全景是以人為中心，環(huán)顧四周拍攝。如圖所示：

隨著電子商務(wù)的發(fā)展壯大和網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，對(duì)象全景被應(yīng)用于展示商品，如電子產(chǎn)品、服裝、工藝品等[6]，主要是拍攝一些可移動(dòng)性的物品較多。置物體于云臺(tái)上，360度轉(zhuǎn)動(dòng)，相機(jī)固定不動(dòng)，就可以全面拍攝物品。這是有異其他類(lèi)型全景的地方，比如球形全景是相機(jī)旋轉(zhuǎn)，物體固定不變。同時(shí)對(duì)象全景可分為單觀察帶和多觀察對(duì)象全景，單觀察帶對(duì)象全景只有一個(gè)角度去觀察對(duì)象，多觀察帶對(duì)象全景則有多個(gè)角度，可俯視、仰視、側(cè)視等[7]。

3.2 丹霞植物環(huán)物全景電子檔案制作難點(diǎn)

根據(jù)全景電子檔案制作過(guò)程，丹霞植物環(huán)物全景展示的操作步驟：選取選取丹霞植物電子檔案袋對(duì)象--丹霞植物環(huán)物拍攝—圖片處理—圖片導(dǎo)入全景圖制作工具—輸出全景圖—添加熱點(diǎn)和文字介紹—封裝電子檔案袋。其中的難點(diǎn)如下：

第一選取丹霞植物電子檔案袋對(duì)象。本次丹霞植物電子檔案袋以丹霞瀕危植物、稀缺植物為主要對(duì)象。如丹霞梧桐、北江鐵線蕨、丹霞小花苣苔等20種植物。

第二丹霞植物環(huán)物拍攝。由于本次拍攝的植物絕大多數(shù)都是不可移動(dòng)的，而且部分植物生長(zhǎng)的地方是在峭壁上或雜林中，這就增加了拍攝難度，無(wú)法全方位地拍攝。同時(shí)戶外的對(duì)象全景也是會(huì)受環(huán)境影響的，特別是光線，所以在拍攝時(shí)要注意保持光圈等曝光參數(shù)和不變焦，相鄰的兩張照片重疊15%以上。

第三后期封裝。雖然植物全景電子檔案袋在視覺(jué)效果達(dá)到虛擬真實(shí)的感覺(jué)，但是它的本質(zhì)還是二維圖像，依然存在二維圖像的靜態(tài)的缺點(diǎn)。因此在后期封裝時(shí)可以考慮球形視頻，加入更多VR和AI的技術(shù)[8]。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐波.全球變暖對(duì)植物物候的影響[J].阿壩師范學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院，2018（20）：22-23.

[2] 黃顯兵.基于全技術(shù)的景觀在線漫游的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [D].上海交通大學(xué)，2012.

[3] 周雪菲.全景360漫游技術(shù)輕松助力虛擬旅游[J].吉林大學(xué)珠海學(xué)院，2016（12）：210-212.

[4] 李曉娟.圖像拼接技術(shù)研究[D].西安電子科技大學(xué)，2007.

[5] 王鴻飛.淺析360全景技術(shù)及其應(yīng)用[J].廣東科技，2013（21）.

[6] 李華蓉， 張慧蘋(píng).基于對(duì)象全景技術(shù)的全站儀三維仿真模型研究[J].教育進(jìn)展， 2016（3）：108-114.

[7] 李健，崔棟梁.基于對(duì)象全景圖的網(wǎng)絡(luò)服裝展示[J].陜西科技大學(xué)，2010（5）：1111-1113.

【通聯(lián)編輯：唐一東】