標籤:全景製作網路技術虛擬現實

360度全景(Virtual Reality,VR),就是通過技術或設備模擬出一個可交互的、虛幻的三維空間場景。 自從360度全景之父Sutherland1965年在一篇名為《終極的顯示》的論文中首次提出虛擬現實系統的基本思想以來,已經過去了將近40年了,而直至四、五年以前,虛擬現實的應用還僅限於一些高端行業,隨著數字圖像技術的發展,以360度全景逐步普及為突破口,「基於圖像」的虛擬現實技術逐漸脫穎而出。360度全景以其真實感強、深沉360度全景方便快捷的特點受到日益廣泛的關注。

1需求背景

隨著計算機技術的飛速發展,多媒體所包含的種類也越來越多,所能表現的效果也越來越多,而一些比較傳統的表現方式也越來越無法滿足大部分客戶對於展示方式的要求。 在傳統的表現方式中,展示的手段無非是靜態的平面圖片和動態的視頻,也有進行三維全景進行展示的。靜態圖片只能提供場景的某一角度圖像,即使是廣角鏡頭,也不能有效全面的對場景進行表現;而動態視頻雖然可以讓用戶對場景有全面的了解,可圖像視角依然有限,觀看方式取決於拍攝者的拍攝方式,並不自由。三維建模的方式可以解決靜態圖片和動態視頻都存在的問題,但是代價很高,真實性也並不總是令人滿意。
  所以,在我們需要真實、全面、直觀的表現某一場景時,360全景無疑是最好的選擇。

2簡介

360度全景展示圖

  360度全景展示圖

360度全景是通過對專業相機捕捉整個場景的圖像信息,使用軟體進行圖片拼合,並用專門的播放器進行播放,即將平面照及計算機圖變為360 度全景景觀(panaramic) 。把二維的平面圖模擬成真實的三維空間,呈現給觀賞者。並給觀賞者提供各種操縱圖像的功能,可以放大縮小,各個方向移動觀看場景,以達到模擬和再現場景的真實環境的效果。360度全景和以往的建模、圖片等表現形式相比,其優勢主要體以下幾方面:
(1) 真實感強,基於對真實圖片的製作生成,相比其他建模生成對象更真實可信。
(2) 比平面圖片能比能表達更多的圖像信息,並可以任意控制,交互性能好。
(3) 經過對圖像的透視處理模擬真實三維實景,沉浸感強烈,給觀賞者帶來身臨其境的感覺。
(4) 生成方便,製作周期短,製作成本低。
(5) 文件小,傳輸方便,適合網路使用,發布格式多樣,適合各種形式的應用。
360度全景是一種基於靜態圖像在微機平台上能夠實現虛擬現實技術。讓人們能在電腦上進行360度全景觀察,而且通過交互操作,可以實現自由瀏覽,從而體驗三維的VR視覺世界。 360度全景是由兩大組成:全景攝影與虛擬全景 全景攝影是指把相機環360度的一組照片通過無縫處理,所拼接成的一張全景圖像,而全景圖像是指大於雙眼正常有效視角(大約水平90度,垂直70度)或雙眼餘光視角(大約水平180度,垂直90度),乃至360度完整場景範圍的照片。再運用一定的網路技術將真實的場景還原全在互聯網上顯示,並具有較強的互動性,使您能用滑鼠控制環視的方向,可左可右,可上可下,可近可遠,可大可小,使您有身臨其境的感覺,稱之為虛擬全景。
隨著360度全景市場的快速成長,360度全景技術提供商不斷湧現。憑藉360度全景日益擴大的市場需求和應用,通過深入研究虛擬現實可視化等技術,幫助人們在計算機和網路這個虛擬世界中更好地重建現實,體驗現實和改造現實,全景對場景的再現更加全面,使人產生身臨其境的感覺,因此常常用作展示之用途。比如,您可以用全景來展示房產、觀光景點、汽車、酒店、校園、文化和體育場館、公司辦公環境等。
(1)高清晰度:經過不斷的開發改良,我們在保證播放速度和窗口大小的條件下,比同行所提供的圖片具有更高的清晰度和解析度。圖片解析度最高可達1250萬像素;窗口最大可達到1024×768;
(2)懸空技術: 擺脫三腳架的束縛,打破常規的想像局限,創造出全新的視角,立足點上升至空中,四周無任何支撐點。尤以視角向下體現出險峻、壯觀、獨特的感受效果;
(3)微距技術:通過對微小空間的細節描繪,將人們平常忽略的場景展示出來,實現近距離的觀賞;
(4)運動技術:將運動著的物體展現出來,使人把握和感受到運動的瞬間美;
(5)360度柱型技術:用變焦鏡頭,將開闊地帶展示出來,適用於範圍寬闊的建築或建築群、海岸線、茫茫沙漠等;
(6)360度球型技術:採用了先進的拍攝和圖形合成技術使得圖像的視角可以達到360度×360度,即上、下、左、右全方位視角;
(7)個性化的播放器:播放器的種類分別有Swf、Java、QuickTime、.EXE等,從而大大提升客戶形象。
360全景就是視角超過人的正常視角的圖像,而我們這裡說的全景特指水平視角360度,垂直視角180度的圖像。全景實際上只是一種對周圍景象以某種幾何關係進行映射生成的平面圖片,只有通過全景播放器的矯正處理才能成為三維全景。360全景顧名思義就是給人以三維立體感覺的實景360度全方點陣圖像,此圖像最大的三個特點是: 
  1、全:全方位,全面的展示了360度球型範圍內的所有景緻;可在例子中用滑鼠左鍵按住拖動,觀看場景的各個方向;
  2、景:實景,真實的場景,三維全景大多是在照片基礎之上拼合得到的圖像,最大限度的保留了場景的真實性; 
  3、360:360度環視的效果,雖然照片都是平面的,但是通過軟體處理之後得到的360全景,卻能給人以三維立體的空間感覺,使觀者猶如身在其中。

3行業應用

360度全景系統正是以地理環境為依託,透過視覺效果,探討空間信息所反映的規律知識。
地理空間信息可視化是信息可視化中重要的技術,完全再現管理環境下的真實情況,把所有管理對象都置於一個真實的三維世界中,實現數據的可視化,真正做到了管理意義上的「所見即所得」。
360度全景技術為記錄現象,發現規律,預測結果提供了獨到的方法。可涉及的應用領域包括人機交互、地理信息、工程管理、環境模擬、醫療診斷、農林業管理等。

4展示

三亞圓型360度全景

  三亞圓型360度全景

1:圓柱型360度全景
最簡單的360度全景攝影,水平360度觀看四周的景色,但是如果用滑鼠上下拖動時,上下的視野將受到限制,您看不到天頂,也看不到地底。即垂直視角小於180度。
2:立方體型360度全景(水平360度 上下180度)
天涯海角立方體圖片

  天涯海角立方體圖片

視角是水平360度,垂直180度,即全視角360X180。可以說您已經融入了虛擬環境之中了。球形360度全景照片的製作比較複雜。立方體型360度全景照片是由前,后,左,右,上,下6張照片拼接而成。相機位於立方體的中心,也是全視角。
物體360度全景全景

  物體360度全景全景

3:物體型360度全景
對象360度全景是瞄準互聯網上的電子商務的,它與風景360度全景的主要區別是:拍攝時瞄準對象(如你要拍攝汽車,汽車就是對象),轉動對象,而不是相機,每轉動一個角度,拍攝一張,順序完成。然後選用對象360度全景的播放軟體,並把它們嵌入你的網頁,發布到您的網站上。對象360度全景也有很廣的應用範圍:商品和玩具展示,文物觀賞,藝術和工藝品展示等等。

5虛擬優勢

全景技術是2013全球範圍內迅速發展並逐步流行的一種視覺新技術。它給人們帶來全新的真實現場感和互動式的感受。它可廣泛應用於三維電子商務,如在線的房地產樓盤展示、虛擬旅遊、虛擬教育等領域。我們採用魚眼鏡頭拍攝的照片視角可達到180度, 在1米的距離以上,景深可達無限遠;可使被攝體在畫面中顯示出非常鮮明的縱深效果,再利用軟體專業合成處理,發布為3D全景文件,所顯示場景即為真實場景,與傳統的虛擬現實相比更具真實感, 更為經濟;控制面板工具條,使普通用戶操作更為簡便。三維全景圖像源自對真實場景的攝影捕捉,真實感強烈。我們運用專業的拍攝器材和專業的攝影技術,可以把現場給人的整體印象和每個環境的細節全面的記錄下來。所以,製作出的三維全景才會非常的生動和真實。
當前,以網路/互聯網為基礎的虛擬現實技術,可劃分為這兩個個範疇,一個是以圖像為基礎的360度全景技術,一個是以三維多邊形技術為基礎的VRML三維技術。
1:寫實圖象的世界 Panorama (360度全景)
Panorama是把寫實圖像繪製成圓筒或者球形,有從中心點環視的方式,從各個不同的位置拍攝照片,再進行綜合。因為使用的是照片,所以畫面非常漂亮。使用的360度全景技術包括不使用Plug-In的Java方式和Quicktime這兩種通常格式。這些都可以實現放大、縮小功能和360度旋轉、節點之間的熱區連接功能,使得使用者可以環顧四周。
2:完全的三維計算機繪製空間(VRML)
3D Polygon基本技術生成的不是圖形,而是全電腦製作的三維模型,通過快速的繪製來實現,具有較強空間空間自由度,使用者與特定物體之間相互交互作用的三維空間。以VRML為代表,這一技術,由於緩慢的互聯網速度以及各自不同的個人電腦環境、Plug-in容量、技術的互換性等問題,很難向大眾化發展
3:基於圖像技術的360度全景虛擬的優勢:
⊙ 真實性強,實景場景的逼真攝影表現。
⊙ 播放設備硬體要求低,大眾化電腦均可播放,無需專門工作站。
⊙ 開發周期短,開發成本低。拍攝製作比三維製作速度快,成本低。
⊙ 導覽性、交互操作性強。可與flash技術的導覽無縫結合。
⊙ 畫面質量高,高清晰度的全屏場景,令細節表現完美。
⊙ 數據量小,非常適合網路式訪問觀看。

6成品展示

360度全景
據國外媒體報道,英國攝影師傑弗里·馬丁(Jeffrey Martin)在2010年11月拍攝了一張360度且高達八百億像素的倫敦全景照片,如果將這張照片以正常的攝像解析度列印出來,足有115英尺長,56英尺高。
倫敦全景細節圖

  倫敦全景細節圖

據了解,攝影師馬丁在一幢36層建築物的頂部中心花了三天時間拍攝下這張照片(這幢建築物位於倫敦牛津街和托特納姆法院路間的十字路口處)。最令人驚訝的是,在這張照片中可以清晰的看到地標,住宅,摩天大樓,商場,辦公樓,街道等圖像。如果將照片中選定的某點放大,可以清楚的看到在街上走路的人們,一些正在遊玩的孩子臉上的表情,甚至通過一些住宅樓的窗戶可以瞥見室內的場景。
據悉,世界高清照片記錄中曾包含有260億像素的巴黎街景,700億像素的匈牙利首都布達佩斯的街景,260億像素的德累斯頓街景。馬丁在2009年時還拍攝過一張180億像素的布拉格全景照片,這張球形圖片也使馬丁在2009年輕鬆的成為了世界高清圖片記錄的保持者。而馬丁在2010年拍攝的這張高解析度的倫敦360度全景無疑已經打破了世界高清圖片記錄,他也將繼續成為記錄保持者。
360度全景不僅能夠展示風景名跡,還能更好的應用於商業,為商家做到全面且真實的展示。
360度全景虛擬漫遊
華南植物園360度全景虛擬漫遊

  華南植物園360度全景虛擬漫遊

360度全景虛擬漫遊專指三維全景的虛擬漫遊。所謂的虛擬漫遊,也就是虛擬現實中的漫遊,而三維全景虛擬漫遊,當然就是用三維全景來實現的虛擬現實漫遊。具體的實現方式就是以三維全景為主體,加入圖片、 視頻、音頻、文字等多種媒體,對各種場景包括樓盤、城市、景點進行整體全面的展示,使觀者不僅可以獲得整體的認識,亦可深入其中一個場景、一個細節進行瀏覽、觀看。各大企業也可通過360度漫遊全景更詳細的展示自己的公司,成為一個立體而清晰的導航。
實現360度全景虛擬漫遊的技術有兩種:
一是在三維全景或地圖中添加其他三維全景的鏈接,鏈接可以是箭頭或者腳印等形式,瀏覽者在點擊其他三維全景的鏈接時,就會切換到其他三維全景進行瀏覽,如圖所示:
360度全景
該方法雖然可以達到在不同場景中的切換,但是局限性比較大:1、要想切換場景只能點擊其他三維全景的鏈接,增加了漫遊的局限性。2、只能切換幾個有限的場景。採用這種漫遊技術的大都是在一個大場景中採集一個或者幾個視點,而瀏覽者也只能在這幾個三維全景中進行漫遊,不能觀察到該場景中的每個細節,也增加了漫遊的局限性。
第二種方法是採用計算機視覺技術和計算機圖形圖像技術,獲取全景圖像對應的環境模型,實現全景空間與真實環境的一一映射。在全景空間中實現自主漫遊,想去哪裡就去哪裡。
採用這種漫遊技術的優點是瀏覽者可以單擊或者雙擊三維全景中的地面來實現場景切換,大大簡化了漫遊的操作。同時該方法一般在場景中採集儘可能多的視點,所以瀏覽者想去哪裡,只要點擊該處的地面就可以實現,能夠瀏覽到該場景中的任意細節,增強了漫遊的真實感與沉浸感。
切換到新場景

  切換到新場景

點擊地面

  點擊地面

7行車系統

360度全可視泊車輔助系統的出現,提升了行車安全保障360度全可視泊車輔助系統的出現,提升了泊車安全保障。隨著經濟的高速發展,汽車用戶越來越多,選購汽車,除了考慮到價格的合理,外觀的時尚,性能的齊全,泊車的安全也越來越多的成為大眾選購愛車的標準之一。道路安全需求,主動安全概念勢必成為汽車安全的主流模式。21世紀年輕人購車已經成為了主流,不少駕齡不長的年輕人普遍會存在一些問題--新手上路泊車難、複雜路況行車難、事故理賠取證難。汽車安全行車輔助系統在這一市場需求下應運而生,汽車安全成為主流。360度全可視泊車輔助系統的出現提升了避免事故發生的安全保障。360度全可視泊車輔助系統備了以下特點:全景影像,行車無憂、穩定可靠,安全性能高、畫質更清晰,視點無死角、安全升級,性價比高。
360度全可視泊車輔助系統做到了第7代,它用了四個廣角攝像頭,廣角在150度到180度之間,對圖像進行了處理和顯示,不是簡單的將圖像疊加起來,而是將圖像處理后,中間是車子,將圖像放在周邊。
但是該類產品都有一個缺點,由於技術的問題,四個圖像拼接的地方,就是四個角上,因為攝像頭照射的範圍和角度不一樣,無法進行全面平滑的處理,因此在四個點上做了明顯的四條線,有的是黑線,有的是灰線,用四條線掩蓋技術上的缺陷,行業內通常叫做有縫拼接360度全景。

8製作

360度全景製作首先需要具備的條件有:造景師、漫遊大師、數碼單反相機、魚眼鏡頭、全景雲台、三腳架
步驟如下:
  1、首先,使用接有魚眼鏡頭的數碼單反相機及全景雲台,三腳架進行場景拍攝,拍攝時需要按照固定的拍攝標準,如下為操作步驟:
  1)將全景雲台及三腳架擺放如下圖所示形態:2)按下圖所示安裝相機位置:3)進行相機調節工作:
  其中需要注意的是:鏡頭上面的「金線」要與「C」在同一直線上,可能通過旋鈕A/B進行調節。而具體的張數需要根據數碼單反相機及魚眼鏡頭的組合來訂,一般是在2-8張。2張*180度/張:3張*120度/張:4張*90度/張:6張*60度/張。
2、其次,將拍攝好的照片導入到造景師軟體中 ,進行拼合處理,軟體可以快速生成球形全景圖、立方體全景圖,也帶有Flash、java Applet、Quicktime等格式的輸出功能。
3、最後,將球形全景圖或立方體全景圖導入到漫遊大師中,可以自定義皮膚,並設計出任意風格的三維全景漫遊,並結合場景熱點、地圖、雷達...等豐富的交互體驗效果,讓人有身臨其境的360度觀看體驗(效果體驗可以在參考資料中看到)。
4、拍攝時一定要注意硬體的配備組合,確定張數,角度偏差不得大於5度。
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