VR全景技術在虛擬旅游視頻平臺中的應用研究

任沁茹，安曉峰＊，王鑫，王宇飛，倪丹，董旭

（1.吉林工程技術師范學院，吉林 長春 130000；2.長春明石廣告有限公司，吉林 長春 130000）

0 引言

科技的迅猛發展正在推動著人類和社會的進步，在虛擬現實技術方面我國已經邁入高速發展的時代，它賦予了每個行業新的視角和新的思路。當然也包括旅游行業。今年，由于新冠疫情的影響，上半年中國旅游收入呈斷崖式下跌，絕大多數旅游景點和旅游企業關門停業，人們由于無法出門而導致大量旅游資源閑置，所以如何讓人們足不出戶就能夠領略祖國的大好河山已經成為最近研究的熱點話題。景區作為旅游行業的核心，是人們出行最為關注的要素，隨著VR全景技術的興起，旅游景區將更加注重用戶體驗，以用戶為主導，提供一種全方位、立體式的交互式旅游體驗。

1 VR全景技術概述

VR(Virtual Reality)全景技術是基于全景圖像的真實場景虛擬現實技術，有效融合了計算機圖形技術、計算機仿真技術、傳感器技術、顯示技術等多種科學技術[1]。全景可分為為虛擬現實與3D實景兩種，虛擬現實是利用軟件（maya、3d max等）制作出來的模擬現實的場景；3D實景是指利用攝影設備拍攝，經過縫合軟件的拼接、制作出的三維實景場景，最大限度的保留了真實場景的特點。

VR全景通過計算機技術實現全方位互動式觀看真實場景的還原展示，使用鼠標控制環視的方向，這種觀看方式使用戶具有身臨其境的沉浸感以及與環境的交互作用能力。VR全景展示技術具有超強的真實感、沉浸式交互體驗、表現形式豐富、互動性強等特點。

2 VR全景技術在建設旅游平臺中的價值與意義

在全球數字化信息建設的推動下，旅游網站的建設得到了訊速的發展和進步。傳統旅游網站將世界各地的景色進行全方位的采集、存儲，實現了旅游信息資源的整合利用和動態管理，并通過移動互聯網平臺向公眾展示。但這些僅僅是高清圖片、視頻等傳統的數字化技術進行實物采集與制作，然后借助互聯網移動平臺進行展示。這種傳統的圖片和視頻展示手段既無法推動旅游業向更前端技術發展，也沒有增強觀眾的參與性、互動性、體驗性和趣味性，更無法給觀眾帶來沉浸式的互動體驗和獲得身臨其境的感官效果。

將VR全景技術應用到旅游平臺，利用視角接近或等于180度的廣角鏡頭拍攝以及圖像縫合軟件將一組或多組圖片無縫拼合在一起形成360度全景圖片[2]。通過最先進的傳感設備，利用計算機模擬產生一個三度空間的虛擬世界，提供體驗者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般[3]。基于VR全景技術的旅游平臺能夠打破時間和空間的限制[4]，讓體驗者能夠隨時隨地通過VR設備沉浸在自己想要到達的地方。既增強了用戶切身的體驗效果，也能為旅游業充分引流，極大促進旅游業健康發展。

3 全景旅游平臺的設計

VR全景是一種基于實景照片進行技術合成的真實立體360°的環繞展示方式。下面以“全景吉林”在線虛擬旅游平臺為例，研究VR全景技術實現旅游平臺虛擬展示效果。

虛擬全景旅游視頻平臺通過全景技術能夠將景區歷史、景區特色通過語音以及文字嵌入全景VR視頻中。相比在電視廣告上宣傳，極大減少了成本，增加了利潤、減少游客對于景區選擇的決策時間；同時通過VR技術，享受身臨其境般的跨時空感覺，使旅游愛好者足不出戶能夠領略到祖國的人文風景；更重要的是該平臺支持人們遠程瀏覽和欣賞那些易損而又有極高科研價值的旅游資源，避免了直接旅游破壞的產生[5]。

在深入分析和研究平臺的展示模式及游客虛擬旅游體驗要求的基礎上，設計了虛擬旅游平臺的功能模塊。如圖1所示，主要包含全景圖片、全景視頻、物體環視和全景地圖四個功能模塊。

圖1 VR虛擬旅游視頻平臺功能模塊

進入全景圖片、全景視頻瀏覽時，將自動跳轉至觀看界面，瀏覽者通過鼠標任意拖動至想要瀏覽的圖片、視頻時系統將實現各個場景部分之間的全景展示以及360度環繞方式呈現，從而實現點到點的漫游效果。同時，為不同的場景配背景音樂及解說詞，使瀏覽者在體驗美景、地點的同時也可以了解相關人文歷史及相關有效信息。為了使瀏覽者有更好的體驗，平臺針對VR頭戴式顯示器進行優化設計，體驗者能夠很方便地進行VR模式和普通模式的切換。側面還設置有專門為佩戴VR眼鏡瀏覽的視圖以及全屏視圖。

物體環視可將某個瀏覽者想要了解的物體進行360度全方位的細致展示。全景地圖可精確定位到全國各地可用于VR展示的地點，利用鼠標可進行觀看，同時便于瀏覽者迅速定位至自己想要體驗的地點，大大提高了瀏覽者的觀看效率。

4 VR全景展示

以在VR全景旅游平臺上打開的一張全景圖片展示為例，基于VR眼鏡設備進行觀察。

由于人的左右眼大約有6.6厘米的距離，左、右眼畫面連續互相交替顯示在屏幕上，加上人眼視覺暫留的生理特性，兩只眼睛看到的內容有所差異，從而可以產生距離和深度的立體視覺[6]。立體視覺是人眼在觀察事物時所具有的立體感。人眼對獲取的鏡像有相當的深度感知能力，而這些感知能力又源自人眼可以提取出景象中的深度要素[7]。VR眼鏡內含兩個凸透鏡，透鏡在眼前2～3cm處、屏幕距透鏡3-6cm時虛像成像在眼前25cm～50cm左右。根據凸透鏡成像原理，將物體放在透鏡焦距f內,就可看到一個放大正立的虛像。凸透鏡成像原理公式如（1）所示。

式中：v表示像距，u表示物距，f表示透鏡的焦距。

如圖2所示，在VR模式下由兩張同樣的圖片拼接而成，當體驗者戴上VR設備，隨著視角切換場景畫面也會自動切換，體驗者能夠有置身鳥巢的真實體驗感，從而達到沉浸式體驗。因此,VR模式實現的關鍵是將全景根據體驗者視角的變化實時轉換成對應視角的左右眼展示。利用立體視覺形成原理，在制作VR全景的過程中針對左眼和右眼制作對應的全景就可以實現立體感、沉浸感更強的VR全景體驗方式。

圖2 VR模式下的鳥巢場景展示

5 結語

通過VR全景旅游平臺能夠為用戶提供一種足不出戶就能旅游的沉浸式體驗方式，通過佩戴VR眼鏡觀看會有更強的沉浸感，形成一種互動型很強的新觀影形式。

VR全景技術在旅游網站平臺中的應用優勢非常明顯，能夠有效彌補傳統旅游的劣勢，促進旅游業向良好態勢發展。并且VR全景旅游視頻平臺也緊跟國家政策和行業發展趨勢，可以為旅游業做到充分引流，極大地促進旅游業的健康發展。