虚拟全景（精选八篇）
虚拟全景 篇1
360°全景虚拟漫游技术是二十世纪末出现的一门崭新的综合性信息技术, 它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多种信息技术。根据虚拟对象不同, 通常分为虚拟实景技术和虚拟虚景技术两种。虚拟实景技术是指虚拟现实中真实存在的场景, 如虚拟实体博物馆、展览馆、校园等。虚拟虚景技术则虚拟现实中不存在的场景, 如复原已经湮灭了的历史建筑, 如生成阿房宫、圆明园, 或构建事实不存在的景观和人物, 如影视人物与场景。虚拟现实技术的应用领域非常广泛, 目前, 主要用于博物馆、展览馆、房地产甚至校园等机构的虚拟漫游项目。制作全景网络虚拟漫游系统的传统做法是通过3Ds Max、Auto CAD、玛雅等3D软件进行三维建模、渲染设计等功能完成, 这种方法对于虚拟虚景技术具有较大的优势。但是对于较大规模的实景建模, 仅在几何建模阶段花费的时间就相当多, 而且较难达到与实际场景一模一样的逼真效果。全新数码照相机数据采集技术的成熟, 为虚拟漫游技术的发展提供了广阔的空间。
1 全景虚拟漫游技术流程
实现全景虚拟漫游包括三个环节:第一, 实景数据采集或3D建模阶段。要在一个模拟真实的环境里实现漫游目的, 就必须建立一个漫游的环境, 传统做法是通过3D软件建模生成框架再通过贴图、材质、渲染、合成、设计等技术模拟出场景。而现在流行的做法是通过数码照相机现场数据采集获取真实场景图像来实现, 对于前者在建模阶段所花费的时间和工作量是巨大的, 而后者却显得更有成效和可行;第二, 360°全景图片的生成。不管是通过什么方法获取的场景图像, 为了达到漫游的目的, 都必须是可用于漫游软件编辑的素材, 如数码相机采集的单幅图片必须借助相关软件缝合成360度的全景图片;第三、全景虚拟漫游展示平台构建。能够用于虚拟漫游展示平台设计的软件很多, 常用的有漫游大师、Pano2VR等, 借助软件将多个场景实现链接并可通过鼠标流畅地控制显示任意观察方向和变焦的场景, 最后基于Flash的整合技术, 将场景虚拟全景图系统整合到网络平台中, 达到交互性与轻松漫游功能。
2 场景数据采集技术
实现全景网络虚拟漫游系统主要包括二个技术体系:发源于二十世纪末的传统3D软件建模技术;其次是利用普通数码相机或专业全景摄影机进行图像数据采集。两种技术体系各有特点, 在虚拟实景和虚景方面各有优点和不足, 具体如下:
2.1 通过传统 3D 软件三维建模
直接利用现有的三维模型制作软件, 如Auto CAD、3DSMAX、Maya等。目前这种技术应用的时间长, 已经相当成熟, 即使要制作的场景还处于规划、尚未建成阶段, 也可以根据相关的建筑图纸, 完成虚拟场景的建模。这种方法工作量大, 而且模型建立的好坏直接影响虚拟场景的逼真度和沉浸感, 其建模方法大致如下:
首先, 运用基本的地形测量技术, 测量出基础数据, 如建筑物的长、宽、高等, 这些数据必须精确;根据测得到数据利用CAD制作出平面图, 把CAD制作好的平面图, 载入到3dmax中, 为制作仿真模型做准备。利用高清数码设备对场景各个建筑及其地形进行图像采集, 主要用于制作仿真模型时把握建筑体的形体结构、建筑体纹理, 为以后制作仿真材质与纹理提供素材。根据制作的模型图以及现场照片素材在3d max中, 利用多边形建模技术, 对建好的素模进行材质制作, 并通过贴图烘焙给模型设置光效, 完成仿真场景模型的设计。
2.2 利用普通数码相机或专业全景摄影机进行图像数据采集。
相对于传统三维建模技术而言, 利用普通数码相机或专业全景摄影机进行图像数据采集具有自动化程度高、建模速度快、场景逼真、易于实时更新等特点, 它是借助数码相机鱼眼镜头多角度拍摄现场真实数据, 并借助软件缝合成全景图片的技术。目前, 有两种采集方法, 一是普通数码相机加旋转云台进行采集;二是通过专业设计的球幕数据机进行采集。
2.2.1 普通数码相机加旋转云台数据采集
普通数码相机拍摄采集相比球幕数据机来说, 最大优势就是设备门槛低, 成本划算。拍摄时必须配备旋转云台进行定点旋转拍摄, 为了确保普通数码相机所拍出来的一组单张照片能够在缝合软件中顺利拼合成为技术瓶颈, 要解决这个问题需要考虑如下几个因素:1、镜头的焦距问题。视角太广的镜头合成后会有较明显的畸变, 影响视觉效果, 而视角太小的镜头所拍出来的图片数量增多缝合难度加大, 而且会增加图片像素, 影响电脑运行速度, 实践证明, 相对135全幅数码相机而言镜头焦距一般在16MM焦距镜头较为理想。如果采取由6张照片缝合成全景图, 一般采用14—17毫米的鱼眼镜头拍摄。2、云台的角度控制。旋转云台的使用也很关键, 必须保持水平面, 计算角度要准, 一般是水平, 向下45度角和向上45度角三个方向, 否则后期的照片就很难缝合成功, 例如使用佳能D90的数码相机加18MM镜头拍摄, 需要拍摄36张图片才能达到较佳的效果。3、全景图的缝合。普通相机拍摄完成的单张组图要借助类似PTGui Pro这样的软件进行后期缝合, 达到可用于漫游系统编辑的360度全景图片, 专业的全景球幕数据机系统一般会自带后期输出和拼接软件, 操作更加方便。
2.2.2 全景球幕数据机采集
目前, 全景虚拟漫游数据采集的最新设备是Civetta球幕数据机, 尽管该设备价格太贵, 非个人所能承受。但它在虚拟实景和数据测量方面具有强大的优势。目前, 故宫博物院、敦煌莫高窟艺术博物馆、中国美术馆、广东美术馆等单位的虚拟漫游系统均使用该设备完成。
Civetta球幕数据机这是一种镜头经过散射、色差、虚光等精确校正, 具备数据测量、全景视图生成、三维图景信息采集等强大功能的数字相机, 它通过一次作业即可记录下现场的影像及其物理数据, 是一种快速、易用、信息量大的数据采集工具。它内置14MM的鱼眼镜头, 一次拍摄可以达到30张, 配合独家设计的旋转云台, 整个拍摄过程可以通过预设程序自动完成, 从6个角度拍摄, 每个角度按包围曝光原理拍摄5张, 实现每个点达五档曝光宽容度范围, 给后期输出提供足够的细节再现可能。
Civetta球幕数据机采集步骤:
(1) 了解整个采集点的环境, 并设定好采集设备的位置。
(2) 从设定好的第一个拍摄点开始架设设备, Civetta架设高度应以人的正常视点为标准, 并拍摄色卡以便后期色彩校正, 色卡采用X-rite色卡, 对每种不同光源环境下都要采集一次色卡。
(3) 按设定好的顺序拍摄, 并记录每一个拍摄点。
(4) 冲图
将Civetta采集回来的高动态数据通过设备专用输出文件软件将全景图冲洗出来。冲图过程中通过技术处理得到高动态压缩、尺寸达到14142 X 7071的JPG格式全景图。
(5) 底座修复
补底:对全景图底部拍摄不到的部分进行修补。使用Spheron Cam软件导出底部, 底图经过Photoshop处理后再使用Spheron Cam软件进行逆处理, 再合并得到完美的全景图中。
3 虚拟漫游系统的设计与实现
前面的数据采集或建模都只是虚拟漫游系统的部分工作, 要实现完整的虚拟漫游体系, 还必须借助相关软件完成, 通过设计浏览界面、连接各个拍摄点、导览图和插入媒体等技术, 最终建设成交互性友好界面, 达到应用目的。
3.1 导入 VR 平台与界面设计
将烘焙完成的所有仿真模型或缝合的全景图片导入后期软件平台, 如VRP-Builder、漫游大师或Pano2VR, 设计好虚拟漫游浏览的界面、制作导航图、交互按钮及框架, 将校正好的全景图按顺序做特效连接, 设计通过使用键盘或鼠标作为控制输入的设备进行自由行走。其中, 键盘可以控制前进、后退、向左和向右4个方向, 鼠标可以控制向左、向右、前进、后退、旋转、拉近拉远等操作, 具体的功能实现过程包括创建行走相机及设置碰撞检测和碰撞响应, 以此保证在虚拟漫游系统中人的漫游行为更为真实。为了是漫游效果更加逼真, 在浏览途中加入视频、图片、文字、音乐、动画等媒介, 最后做成用户操作界面。可以实现人机互动的乐趣, 打破普通网页的单调与乏味。例如美术馆的虚拟漫游, 观众可以通过点击视屏画面上的按钮直接播放展品, 有一种强烈的临场感受, 体现出虚拟网络漫游的交互性、趣味性和临场感, 实现逼真的体验感。
3.2 数据发布与交付使用
完成的虚拟漫游系统通过漫游设计软件根据使用功能导出为相应的格式, 例如通过Pano2VR导出可以支持网页使用的Flash格式, 基于Flash的整合技术, 将场景虚拟全景图系统整合到目的网络平台之下, 通过点击界面下方场景缩略图即可进入该场景进行三维模拟浏览, 也可通过导览图轻松切换场景, 通过设置还可以通过百度或其他搜素引擎找到该页面实现异地浏览和阅读。还可使用漫游大师V6.0发布成Flash VR (HTML) 、exe、SWF以及运用到i Pad等苹果设备上观看的HTML5格式, 用户可以根据需求选择发布格式展示三维虚拟漫游。
4 结论
鉴于虚拟现实技术的迅速发展和应用需求, 因此, 开发新型科学实用的漫游制作技术就有了研究价值, 总的来说虚拟漫游系统建构前期的数据采集采用数码摄影的方法取代传统三维建模技术已成为主流趋势, 各种以数码摄影的采集方法经过比较, 采用新型Civetta高动态全景球幕数据机采集技术的确具有较大的技术优势, 这点从国内权威机构例如故宫博物院、中国美术馆、广东美术馆、麦积山洞窟等机构的使用就略见一斑, Civetta高动态全景球幕数据机的技术优势更利于博物馆、大型购物广场、会所及校园建筑、校内环境、校内实训室等场所的全景虚拟漫游体系的构建。
参考文献
[1]黄炜.基于VIRTOOLS的工厂虚拟漫游系统的设计与实现.电脑知识与技术.2011.1.
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[4]邱洪.与Web Services结合的三维虚拟漫游系统.计算机应用研究.2005年10月.
[5]郑响阳, 彭源.虚拟漫游技术在行业培训中的应用效果与要点分析.内蒙古农业大学学报2010年10月.
虚拟全景 篇2
关键词：三维全景；虚拟校园漫游；生成和运用；研究分析
l 三维全景的含义和用途
三维全景全称为三维全景漫游技术，其核心正是三维全景图像。通过利用拍摄设备所获得的多张360度和180度的照片，拼接为一张图像，从而构成一个全景空间。与传统的二维场景相比，其具有多个优点：一是真实感强。二是互动性强。观众可以凭借自己的喜好进行随意操作。三是文件体积小，方便传输，对丁硬件的要求也不是太高。对丁学校来说，近年来，虚拟校园漫游系统的开发和运用就被提上了日程。而整个系统的构建的关键和基础，则是三维全景的牛成，其能够将众多360度拍摄的照片组合成为一个全景图像，然后再通过一些软件和插件，在计算机、于机等媒体上予以真实的还原。而且观看者还可以根据自己的喜好，进行上下左右、前后远近的调整，获得一种身临其境之感。所以从这个角度来说，没有三维全景，也就没有虚拟校同漫游系统的牛成，发挥着关键的基础性作用。
2 虚拟校园漫游系统中三维全景的生成和运用
2.1 图像采集
图像是三维全景牛成的原始素材，一般来说，图像的获得包含两种形式。第一种是运用全景相机拍摄。全景相机可以直接获得全景图像，免去了后续制作的麻烦，但是其弊端也是显而易见的，即全景相机本身是十分昂贵的，拍摄成本较高，所以一般很少使用。第二种是采用普通相机拍摄。可以将普通的照相机或摄像机架设在一个可以水平选装的支架上，然后进行转动拍摄。所拍摄出来的照片是有一定重合部分的，所以需要在电脑上利用软件进行拼接处理。因为普通照相机和摄像机的价格相对低廉，所以这也是当下主流的图像采集方式。例如，可以运用多个鱼眼镜头，分别拍摄建筑物、雕塑等立方体上下左右前后的六个面，然后再将安装了鱼眼镜头的相机同定在支架上，进行背景的拍摄，每旋转90度拍一张。之所以采用这方式，是因为180度的鱼眼镜头拍摄出的照片没有重叠区域，很容易让后期的拼接处理出现偏差，而每隔90度拍摄一张，就可以将其和鱼眼拍摄照片进行比对，更加方便与后期的制作。在获得了带有重叠区域的图像素材之后，因为每一幅图片坐标不同，所以为了获得统一化的效果，必须将其统一到同一个坐标体系中。对此通常采用球面投影和柱面投影的方式。球面投影是将多幅图像拼接投射到一个球面上，获得图像像素点在空间中的方位信息。其对于图像素材本身并没有什么特殊的要求，所以是一种广为采用的方式。柱式投影可以视为是球面投影的变形，其将准备拼接的图像投射在一个网柱体上，与球面投影相比，其在获得空间方位信息的同时，还能够快速地去除重复的信息。经过上述处理后，整个三维全景图的骨架也就搭设完毕了。
2.2 图像拼接
因为全景照相机的价格较为昂贵，所以在图像采集过程中，还是多采用普通相机拍摄加后期拼接处理的方式为主。其根本原理是将众多图像汇集在一起，然后删除掉其重叠部分，使之成为了一个新的整体。其中的关键就在丁重叠位置和区域的查找。如果查找的不准确，就会出现重复表现和遗漏表现的结果，也就难以称为是全景图了。且因为在具体的拍摄过程中，受到硬件本身和具体环境的影响，使得最终的图片效果还以做到百分百精确，经常出现一些平移、扭曲、变形、色彩等情况，这也再一次凸显出了图像拼接的重要性。一般来说，图像拼接包含两种方式，即区域拼接和特征拼接。区域拼接是对面面灰度信息的运用，以此来作为特征和区分，但是涉及层面众多。特征拼接则是针对图像的点、线、面、轮廓等特征进行匹配，因为是一种点对点的处理，所以运算量较小，也是当下一种主流的处理方式。在具体拼接方法上，第一种是帧到帧的合成。又被称为是静态图像拼接技术。其能够以批量的形式将所有的图像变换为同一个坐标体系，然后利用不同的时空滤波器进行拼接。既可以是自动获得，也可由设计者于动选择。第二种是帧到图像合成。鉴丁帧到帧的组合很容易小现累积误差，所以一些设计者对帧到图像的方式进行了尝试，也就是动态拼接技术，其将图像帧和拼接图像放置到同一个坐标体系内进行处理，既减少了累积误差的出现，而且在一些运动场景的表现时，往往有着更加出色的效果。第三种是拼接图像到帧的合成。其可以视为是帧到图像合成的反运用。是以帧图像的坐标体系为标准，让拼接图像与之相配准，所以也更加适用丁一些视频传输和动态图像拼接。第四种是拼接图像到拼接图像的合成。还是为了避免帧图像所出现的误差，所以设计者们探索出了拼接图像到拼接图像的合成，其将图像按照一定的特点和规则进行分段，先形成子图像，然后再将子图像进行组合，可谓是一种误差小且方便快捷的方式。当所有的全景地图制作完毕之后，则要进一步将其转换为Flash格式，对此Pan02vr是一个十分得力的T具，可以将全部素材都输入到该软件中，然后选择球面或柱式投影，最终牛成高质量的Flash。
2.3漫游发布
制作三维全景的最终日的是整个漫游系统的牛成，所以要将主要景点、建筑物、硬件设施等组合成单个节点的三维全景图，以实现单个场景的交互式漫游。其优势在丁能够全面、快速而流畅的实现自动和于动漫游控制。而制作方也可以将整个系统整合在一个网页下，放置在校同网站中，再辅以百度地图等工具，实现从宏观到局部的全面展示。最后，为了获得更好的使用感受，也需要定期对整个系统的界面进行优化，以达到互动性强、特色鲜明的日的。具体来说，系统的整体风格是要与学校整体形象相一致，比如校同建筑物的色彩、学校一些宣传材料中常用到的图案和背景等，使浏览者不看名字，就能够凭借印象和感觉知道这是哪一所学校，使学校的特色得到最大化的彰显。除此之外，也应该在整个系统中适当加入一些音乐和音效。一些优美的轻音乐能够增强浏览者的身临其境之感，从单纯的视觉感受变为了视听合一。而一些音效的加入，如转入下一节点时发出的美妙声响等，则能够让人感受到一种人性化关怀。
基于全景图的虚拟校园系统研究 篇3
1 实现虚拟校园的技术分析
虚拟校园系统的实现主要有两种方式:一种是采用三维场景实现建模及漫游, 另一种是基于360°全景技术的方式。三维场景建模方式是构建虚拟环境的传统方法, 它首先通过建立目标场景的三维几何模型的方法来构建目标场景的骨架, 再利用着色、渲染、光照、投影等处理手段增强其真实感, 产生虚拟场景。基于360全景技术的方式是通过对一组有照相机活着摄像机拍摄的实景图像进行一定的图像操作, 将这些图像组合起来构建虚拟场景。
1.1 三维场景建模方式
通过三维建模的方式可以使浏览者对校园环境产生身临其境的感觉, 校园中的事物都栩栩如生的呈现在我们的眼前, 三维虚拟校园模拟真实世界, 减少处理时间, 提高效率, 提供了一个生动的校园空间建设三维虚拟校园。但是三维建模亦有不足的地方: (1) 几何模型需要手工创建, 人力、物力、时间投入很大; (2) 由于漫游的实时性, 现有技术下表现引擎的性能限制了场景的复杂程度和表现质量; (3) 通常需要专用的3D表现引擎, 这限制了虚拟现实的广泛应用, 缺乏实用性。简而言之, 建模法逼真度不是很高, 易控制。
1.2 3 6 0°全景技术
实景虚拟校园是基于全景图像的真实场景虚拟现实技术, 它是把相机环绕360°拍摄的一组或多组照片拼接成一个全景图像通过友好的交互界面, 使用户直观、真实地感受虚拟校园景观。利用全景技术实现的虚拟系统具有明显的优点: (1) 采用的是实景图像, 逼真度高, 有照片级的真实感; (2) 直接从图像到图像, 不需要复杂的建模过程, 因而图像生成速度快, 交互显示的开销与场景复杂度无关; (3) 制作虚拟场景的工作量小, 对硬件的要求不高, 适合普通个人计算机上的应用, 实用性高。
2 基于全景图的虚拟校园的实现
基于全景图的虚拟校园的实现可以分为两步: (1) 生成全景图; (2) 实现漫游浏览。
现在有很多文献和商业软件针对全景图生成和制作方法进行研究和实现, 全景图生成的基本步骤包含模型选择、图像采集、图像拼接、图像融合。
(1) 全景模型的选择:根据投影方式的不同, 一般分为立方体模式、圆柱体模式、球面模式。模型的选择决定了拍摄的方式、选用设备、2D数字图像加工方法。
(2) 图像采集:图像采集通常有两种方法, 一是用全景拍摄器材进行拍摄, 这样很容易得到全景图像, 但是拍摄设备比较昂贵, 影响了其应用;二是利用普通数码相机在固定点拍摄多张图片, 然后进行拼接生成全景图。因此, 图像拼接技术在全景图生成中是核心技术。
(3) 图像拼接:全景图像拼接生成算法主要分为三类:基于相位的方法、基于流的方法和基于特征的方法。 (1) 基于相位的方法:该方法利用傅里叶变换、小波变换等先对图像进行变换, 再利用变换后的图像的某些特征进行匹配。但如果存在空间上的局部变化, 就会导致该方法产生较大误差。 (2) 基于流的方法:也叫基于面积的方法。该方法是通过比较两幅图像亮度差异, 并使之最小化来寻找最佳匹配点的。基于面积方法的缺点就是它的计算量明显偏大。 (3) 基于特征的方法:该方法的主要思想就是从一幅图像中提取一定的特征, 如:点、线、边缘等等, 并用此特征为匹配模板, 在第二幅图像中搜索。该方法可以提高计算速度, 但是提取合适的图像特征比较困难。
(4) 图像融合。在拼接工作完成后, 重叠区域会造成锐利的图像边缘, 利用图像融合技术实现相邻图像的自然过渡。
全景图实现后, 要实现全景图的漫游, 也就是在已经得到的全景图中进行交互和跳转。用户通过交互式界面, 实现对虚拟系统进行有选择的浏览和漫游。
利用基于全景图的虚拟系统开发中涉及到的技术, 现在已有一些商业软件可以使用。经实验比较, 发现利用REALVIZ S t i t c h e r实现全景图的制作, 虽然STITCHER的目的实现图像自动无缝拼接, 使一系列相互重叠的照片拼在一起, 形成全景图。但是拼接的全景图不能实现漫游的功能。而友立COOL 360度软件可以将数码相机连拍的照片制作成全景图之后, 可以在友立专业的图像浏览器中可以用鼠标控制影像的位置, 同时影像也是像电影一样自动播放。但是在每幅照片的拼接边界由于拼接角度的问题, 总会产生微小的变形或重影。
3 应用举例
本例以沈阳师范大学时代广场为视点, 建立虚拟校园系统。首先, 选取广场中心位置, 用数码相机选取几个对应方位, 每隔相同角度拍摄一幅照片, 形成一组有重叠的全景图片, 由于光线和一起问题, 不同照片有色差, 通过图像处理使一组图片达到基本一致的曝光度, 以便每张照片更好的融合和拼接。然后, 结合RE AL VI Z Stitcher和Ulead COOL 360软件的特点, 先后使用两个软件, 最终输出MOV格式的全景视频, 此视频可以进行交互式浏览, 用户可以通过拖动鼠标进行上下左右旋转以改变视角。实现的全景图如图1所示。
4 结语
由于采用真实图片, 实现结果使用户有身临其境之感。相对实现虚拟校园的其他方法, 结合现有软件的优缺点, 选择合适商业软件, 大大减小了工作量, 缩短了工作时间, 减少了存贮空间, 降低数据量更有利于实现网上虚拟漫游。另外, 该技术可应用于网站建设、电子商务、房地产展示、虚拟旅游、地理信息系统、宾馆酒店、虚拟展示等领域。
参考文献
基于全景视图的虚拟现实系统研究 篇4
全景视图是近年来出现在Internet网络上的另一种虚拟场景绘制的表现形式。是通过相机360度拍照, 然后通过相应的专业软件拼接而成的全景视图形表现形式。它是基于图形绘制的IBR (Image-Based Render) 的关键性技术。全景技术作为目前迅猛发展的新一门视觉新技术, 它能够使得图片的分辨率得以拓展, 同时亦能实现信息的压缩。
现今, 业界对于全景视图的制作方法就是通过360环绕采图形式, 制作的方式也很简单, 在固定的点上, 通过照相/摄像机按一定比例、均匀的角度以中心点为轴心, 进行360度的环绕拍摄采集图像, 采集后的图像在通过计算机的进行图像拼接与处理, 从而生成了我们现在所见的全景图像, 之后再通过计算机展现出来, 并在局部位置提供有限的漫游功能, 让使用着有着如临其境的感觉。全景视图的发展也有着它本身的局限性, 例如视点单一化, 只能在场景内局部漫游等等。但因它的技术不断的成熟, 较为强大的可操作性, 使之成为了虚拟现实应用中最为普遍的IBR技术之一。现今全景视图主要应用在:游戏的设计、电影的特技、虚拟博物馆、虚拟场景等等之上。得到社会各界的一致接纳与欢迎, 其发展前进显而易见。
2 如何制作全景视图, 其流程情况是怎样的
全景视图的制作囊括内容可分为两大模式, 其一为图像方面, 其二为计算机方面。其中包含了全景模拟的选择、采图、拼图、图像缝合以及展示。首先, 在图像方面有三个步骤, 第一为图像的采集, 第二为图像的拼接与处理, 第三为图像柱面的投影, 三个步骤的展开从而使得图像方面得以发挥。其次, 在计算机方面有两个步骤, 第一为计算机的绘制, 第二为运动物体的生成。通过图像方面与计算机方面五个步骤的有效结合, 全景视图的虚拟现实系统方才得以体现出来。
其中每个步骤的具体表现形式我们归为五点来介绍:
1) 全景视图模拟的选择。根据其展示方式的不同, 我们将它很为三个有效模式, 即立方体、球体、圆柱体模式。分别将已经拼接好的全景图像通过投影方式投影到模式体的内表面, 使得全景图像巧妙的展示出来;
2) 采集图像。我们将其方法归纳为两种, 第一种, 用全景拍摄或者用普通相机取材, 之后进行图像拼接。全景拍摄虽然效率高, 但是成本高, 并不是很通用, 而普通相机取材成本低, 相对来说使用拼接技术一样可以达到预期目标, 所以全景图像拼接算法正是研究全景图像生成核心技术的重点所在了;
3) 图像的拼接技术与缝合技术。全景图像的拼接生成算法我们归纳为三种, 第一为特征方法, 第二为流的方法, 第三为相关于相位的方法。在拼接过程中, 抽取出合适的图像特征, 使得拼接得以定位, 检测算法我们可以通过Laplace算子边缘得到, 它是数字图像处理算法的其中一个方法。在将图像运用二值化处理和噪音消除方法取出特征图像。图像在经过了变换后, 两幅具有重叠相似区域的图像变产生了。得到图像之后的拼接过程不是随随便便将图像拼接在一起, 还需要对图像进行修剪缝合, 使得图像重叠的部分被剔除, 达到图像无缝拼接的要求。因图像在拼接之后, 拼接处会有明显的缝隙, 要使得合成的图像是无缝效果, 可以利用颜色拟合法和调和相邻图像亮度调节法进行处理。图像缝合也分了两种方法, 首先是通过两性插值法处理图像在经过矩阵投影产生的新投影图像, 其次是线性插值法处理图像的重叠区域。有了这些方法的运用无痕合成图像便巧妙的产生了;
4) 全景图像的展现与表达。在得到了处理好之后的全景图像之后, 就需要将其表现出来, 那么就需要将得到的360度全景图像投影到所选择的模型内表面上, 从而达到表达效果, 以提供简单的浏览条件;
5) 生成运动物体。其实生成运动物体, 达到运动效果, 可以和全景图像的生成方式一样, 同样可以通过以上方式生产图像。在照相机取材的时候, 将水平与垂直方向各按一定比例拍摄一圈, 那么对物体的二维交互控制就得到了体现。
3 虚拟实景空间的探索分析
虚拟实景顾名思义就是将我们现有的虚拟技术将现实生活中的场景展现出来的方法。因该技术复杂度高的原因, 该技术的实现得到了限制, 从而提出通过IBR全景技术, 将图像数据通过虚拟环境的全景图方式体现出来, 其原因在于它较高的可靠性以及真实度。虚拟实景的图像数据来源都是以真实场景的照片为主, 围绕人机操作核心, 相比于传统的虚拟实景技术, 在真实性之上、人机互交等都有相对的优势。我们可以通过几个方面去分析它的特点:
1) 拥有真实性较强的原始数据。基于建模的虚拟空间主要利用3D技术将实景实现几何模型。相应的, 虚拟实景空间则是将真实的场景图像展现出来;
2) 空间关系。虚拟的场景和视点的关系是虚拟空间的表现形式, 虚拟实景空间则是以图像的采集点为视点, 观察者可以通过这个视点观察空间场景中360°×180°的基本元素, 它所表达的场景信息都是真实、有效的数据;
3) 虚拟的理解。虚拟场景空间中的虚拟它所表达的是在图片采集的基础上, 通过利用计算机的技术, 将真实有效的原始场景信息通过虚拟的渠道展现为直观的、易于操作管理的虚拟信息, 让我们可以能够无需身临其境即可了解到现实场景信息;
4) 交互关系。虚拟实景技术的逐渐发展起来是基于它易于交互和操作, 也是交互性的一大关键条件。如今的虚拟实景技术发展由于其复杂性高的原因导致, 交互的控制自由度也是有限的, 而这种空间可操纵的自由度仍旧还是有着可提升的空间的, 但是前提还是需要虚拟实景技术的不断的发展和成熟。
4 结论
随着现今基于图像绘制这种技术的不断发展深入, 全景图像已经在军事技术、科学研究、商业文化、影视娱乐、工程教育等等都得到了广泛的应用, 同时也伴随着JAVA技术和Internet技术的不断发展, 虚拟现实系统技术也将会发展成为一种快捷、便利、实用等不错效果的虚拟现实系统。
参考文献
[1]杨崴.基于全景视图的虚拟现实系统研究[D].贵州大学, 2007, 4.
基于全景图的校园虚拟漫游系统设计 篇5
全景图是图像绘制技术 (Image.based Rendering, IBR) 应用的一种。用全景图虚拟漫游方式展示校园风光及校园导航比传统图片为主的方式更优化。在全景图中, 允许用户在虚拟环境中作360 度的观察, 包括左右环视、俯视和仰视, 同时也可以在观察过程中实时改变焦距。通过这种方式, 使用者站在场景的某一点全自由度的查看场景, 体验到强烈的沉浸感。通过连续拍摄指定线路的图像, 也可以在指定路线上交互参观。全景图虚拟漫游相对于传统的基于图形的几何模型的3D建模场景漫游, 同样具有诸多优点:
(1) 真实场景, 强烈沉浸感。
(2) 建模过程简单而且快速。
(3) 小的数据量, 更适合进行网络上传输, 能够在一般家用计算机或者平板电脑等可移动终端上实时的三维展示。
2 虚拟全景漫游的流程及关键技术
全景图制作流程包括全景图拍摄, 图像拼接, 图像缝合以及全景图展示浏览四个步骤。本文结合成都农业科技职业学院全景漫游系统的设计过程对其进行阐述。
2.1 全景拍摄全景拍摄可分为2类
(1) 使用特殊设备 ( 如全景照相机等) 直接拍摄场景图像, 生成全景图。该方法具有速度快、鲁棒性好等特点, 但设备成本比较高, 经费不足的情况下难以采用。
(2) 使用普通数码相机拍摄一系列照片, 经过图像拼接处理, 获得宽视角、高分辨率的全景图。本项目采用普通数码照相机配合云台与三脚架, 每隔30 度左右转动相机一次, 并拍摄一张照片, 直至转完360 度。当在场景中某个点连续拍摄不同方向的照片, 获得的相邻照片会有重叠存在, 通过图像拼接能消除这些重叠, 合成较大的场景, 如图1 所示。
2.2 图像拼接技术
2.2.1 图像拼接流程
图像拼接是生成全景图的关键步骤, 其流程如图2 所示。
2.2.2 图像的预处理
在拍摄过程中, 通常由于相机的偏移或环境干扰, 使拍摄的图像出现噪音以及几何形变。图像预处理就是采用计算机视觉与图像处理技术, 弥补人为或者非人为造成的图像缺陷。在全景图漫游中主要涉及到图像增强技术以及图像几何校正。图像增强主要通过专业软件对原始图像锐化度、亮度、对比度进行调节, 减少图像噪音, 使图像清晰增强如图3。几何校正技术是采用映射方式通过几何变换将两幅相邻图像在恰当的位置对齐。方法如下:在有部分重叠的两幅照片上, 找其中一幅照片重叠区域中一个特征明显的点, 通过此几何变换将此点映射到另外一幅照片重叠区域上的类似点, 这样两个点就能形成相互间的对应关系。常见的几何变换有如下几种如图4。
2.2.3 图像配准融合
图片拍摄过程中, 由于拍摄视角、时间、光照强度、分辨率等的差异, 使得相邻图像间可能会发生平移、旋转、透视形变、尺度变化、色差、扭曲、运动目标遮挡等差别, 需要对具有重叠部分进行配准。根据相似性准则, 设定搜索策略进行计算, 找出最佳空间对应点, 在应用中寻找图像中比较明显的特征点像素区域, 以此为模板, 再在另一幅图像中寻找与模板有相同特征、形状、位置的区域, 利用该区域的特征进行匹配。然后将两幅已配准图像的重叠部分综合到一幅图像中进行融合, 从而将拼接过程中产生的模糊、噪声点以及拼缝等消除或者大限度的改善。在本文中, 采用渐入渐出的方式。首先设定一个平滑因子a, 并且满足条件O<a<1, 以重叠区域为对象, 该区域与其左右两边各有一条边界, 建立一个线性平滑函数, 重叠区域中的某一像素点距左边界距离为Xi, 距右边界距离为Yi, 那么计算出来的该点平滑后的新的像素值应为:Zi=a Xi+ (1-a) Yi。经过平滑处理后。图像拼接处的接缝现象基本消除, 图像间过渡自然。例如两张原始照片如图5 所示;拼接并处理图像后如图6 所示。
2.3 图像缝合
有了拼合的图片, 便需要根据漫游效果对图像进行后期缝合。由于相机拍摄角度的限制, 当相机旋转一圈得到的场景往往存在空间局限如图7 所示, 为了在360 度漫游场景观看中获得更好的视觉效果, 需要对天地进行补充, 要将没有拍到的暗角、天、地及其他景物进行修补, 这一操作可在图像拼合基础上结合Photoshop软件中仿制图章、背景橡皮擦、色相调整工具等拼合而成, 如图8 所示。
2.4 全景浏览展示
在设计成都农业科技职业学院全景校园漫游系统程序时, 根据比例绘制出了校园平面地图如图, 在校园地图上选择了15 个具有代表性的点作为进行漫游系统交互响应点, 在每个点的校园实地分别拍天、地、中间场景3 组照片, 每组照片12 张以上实现360 度全景。将15 个场景全景图像通过Pano2VR软件插人地图中相应位置, 结合Flash技术形成全景校园漫游系统。通过设定Aetion Seript脚本语言能够将每个导人的Flash场景图像都作为一个按钮图符, 从全景场景中可以看到导入的按钮图符, 每一个图符代表的是该场景的路径如图8 所示。当用鼠标点击, 则当前视点就会转到这个竖条图像所代表的路径的下一个视点。进入成都农业科技职业学院全景校园漫游系统的地图导航如图9。
3 结论
基于全景图像的虚拟场景漫游方法是当前计算视觉和虚拟现实技术中一种重要的场景表现方法, 它以固定的视点, 简单形式, 全面的360 度浏览场景, 带来了更加真实高效的用户体验。本文实验了一种高性价比方法完成了基于全景图的校园在线虚拟漫游系统。采用此种方法, 计算量小, 容易实现, 使用普通数码相机拍摄, 具有成本低、易推广的特点, 无论在场景展示、虚拟参观、在线旅游等方面都将得以广泛应用。
摘要：本项目研究基于全景图的校园漫游技术, 通过拍摄拼接的全景图进行相互关联的虚拟场景, 访问者可根据自己的兴趣点和浏览习惯进行空间的漫游。预期在全景图拍摄、拼接、虚拟空间构建、漫游技术、人机交互技术等实现的基础上, 完成虚拟校园漫游系统的设计。
关键词：全景图,虚拟漫游,图像拼接
参考文献
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图书馆全景数字虚拟化项目建设研究 篇6
重庆图书馆始建于1947年,前身为“国立罗斯福图书馆”,自建馆以来,民国文献作为特色馆藏备受重视,该文献的搜集与整理一直是重庆图书馆的重点工作。据统计,重庆图书馆目前收藏相关图书2.7万余种、6万余册,中文期刊2 000余种、报纸百余种,该类文献的收藏量位居前茅[1]。2006年,重庆图书馆启动了民国文献资源的数字化工作,并向公众开放使用,建成了国内第一家民国数字化文献图书馆。2012年,重庆图书馆又启动了民国报纸资料的数字化工作,成功开发并投入使用报纸全文检索系统。在前期图书、期刊和报纸等文献资源数字化建设的基础上,2013年,重庆图书馆启动了“全景数字虚拟化图书馆”项目建设,该项目主要利用三维虚拟现实技术开发一个集展览观赏、资讯查阅、文献阅读为一体的立体式文献数字图书馆,项目的实施一是满足了用户对相关文献资源的使用需求;二是实现了特色馆藏文献的展览展示、方便对外交流;三是让爱国主义教育有了更为具体的载体。
1 全景数字虚拟化图书馆建设意义
重庆图书馆的全景数字虚拟化图书馆项目具有学术和现实的双重价值。从学术价值上来看,全景数字虚拟化结合信息技术学、图书情报学的理论和方法,运用先进的计算机技术、网络通信技术来构建全景数字虚拟化图书馆管理与服务平台,搭建以数字技术为基础的知识传播和利用的环境,探索数字时代图书馆公共服务理念、服务手段发展的新方向。从现实价值来看,不但能让广大市民充分利用特色馆藏文献资源和享受到图书馆的便捷服务,同时可以提升图书馆的整体服务效率,降低服务成本,提高服务质量,使读者真正感受到公共文化服务的便利化,同时也能实现对特色文献的保护和再次利用开发。
2 全景数字虚拟化图书馆建设实证
2.1 空间设计全面展现历史画面
重庆图书馆的全景数字虚拟化图书馆项目依托原国民政府大楼旧址构建项目主体建筑,为读者创造了全新的虚拟图书馆体验,包括交互性、动态效果、用户参与探索等场景效果。主体建筑包括地上两层展览厅和地下书库层,展览厅根据不同主题划分为多个展区,充分展示了重庆图书馆收集的近1 000集民国视频资料和重庆历史文化工程动态及学术研究成果、学者风采等信息,尤其是专题期刊和报纸的展示具有特色[2],参观者可以通过模拟演播厅观看所有视频资料,方便查阅和使用相关电子资源。
2.2 文献建设囊括珍贵资料
重庆图书馆的全景数字虚拟化图书馆项目囊括了多种格式的历史珍贵资料,包括:(1)历史图片,通过2 000余幅珍贵图片全面展示历史时期的政治、经济、军事、交通、文化等面貌以及全国各族人民在民族统一战线下积极支援并取得全面胜利的丰功伟绩。(2)图书、期刊、报纸,如《全面抗战》《川康日报》《大民报》等。此次推出的报纸,有200余种都是当时各地出版的地方报纸,这些报纸因出版时间短,没有缩微胶卷,从未对外界开放过,如当时重庆出版的《丰都日报》《朝报》《大民报》《大学新闻》《铜营旬刊》,南充出版的《南充民众日报》,成都出版的《成都新民报半周增刊》《工商周报》,广安出版的《广安民报》等,这些小报的内容在一定程度上,最真实地反映了历史时期各基层的动态,有些内容为迁移到当地的大学问家的文章或逸闻趣事,而这些文章不一定被收入其文集或全集,这些资料此次全部在项目建设过程中一并收入,以飨读者。(3)手迹,如毛泽东、周恩来、蒋介石、戴季陶、黄炎培等名人手迹和重庆图书馆藏1935年“日本非常时东亚太平洋国防之参考图”等[3]。
2.3 用户服务开启数字阅读新模式
传统数字图书馆的资源整合发布表现力非常单一,技术不新颖,虽然内容丰富但不吸引眼球。重庆图书馆的全景数字虚拟化图书馆项目充分利用数字技术探索了数字阅读的全新模式,其利用的新技术包括:(1)文本转换技术和元数据技术,系统利用文字识别、繁简转换将图片的文字摘取为文本文件,系统中设计到的资源著录按照中国机读目录(China MachineReadable Catalogue,CNMARC)标准和都柏林核心(Dublin Core Element Set,DC)元数据标准。(2)采用VR虚拟现实实现读者在场景中的漫游、观看展览、图书定位等功能。(3)多屏对接,发布系统支持触摸屏(最适合1 080 P高清显示)、Web网站、移动设备(i Phone)等多类移动终端设备。在充分利用现有技术的基础上,全景数字虚拟化图书馆项目实现了对传统数字图书馆服务范围的突破,一是项目推崇“漫悦读”理念,让用户在愉悦的氛围中开展阅读,进而热爱阅读;二是项目追求仿真阅读方式,强调阅读过程的交互性和情境性。通过利用全景数字虚拟化图书馆的资源,相关研究者可以拓展自己的研究内容,而用户可以在寓教于乐的方式中,通过参观、浏览及互动设计,获得有关历史背景知识,了解先辈们艰苦奋斗的真实历史,从而提高自己的民族自豪感,更加珍视今天的和平环境[4]。
3 全景数字虚拟化图书馆项目带来的思考
首先,重庆图书馆的全景数字虚拟化图书馆项目解决了重庆历史文献中心相关历史资料和文献的交流使用问题,使读者真正感受到公共文化服务的便利化、均等化,让广大市民充分利用图书馆的文献资源,享受到图书馆的便捷服务。其次,全景数字虚拟化图书馆项目提升了图书馆整体服务效率,降低了服务成本,提高了服务质量,探索了公共图书馆历史文献信息资源用户体验和交流的新方法。最后,全景数字虚拟化图书馆项目探讨数字技术与现代图书馆理论、图书馆技术相互融合、相互促进的理论和方法,探索数字时代图书馆公共服务理念、服务手段发展的新方向,让遗失的文化得以传承。从用户体验的角度分析,虚拟图书馆更适合数字资源应用体验。从数字资源的制作过程看,虚拟现实技术的人机交互性有利于读者深刻理解甚至参与文献的制作和丰富过程中来。通过借助电子图书的扫描软件,图书馆能够轻松实现多种检索工具的电子化,并且能够保持其原始结构和状态。再加上图形和动画技术的应用,只需要编制出简单的链接,就可为读者创建逼真而全面的虚拟现实检索环境,给读者提供了更为个性化、更舒适方便的阅读方式[5]。
参考文献
[1]万华英.基于SWOT分析的重庆中国抗战大后方历史文献中心发展战略研究[J].图书馆界,2012(6):22-25.
[2]杨雷.抗战时期200余种报纸首次对外开放[EB/OL].(2014-09-02)[2016-09-17].http://news.xinhuanet.com/mil/2014-09/02/c_126943331_2.htm.
[3]射阳县图书馆.中国抗战大后方3D数字图书馆开通运行[EB/OL].(2014-09-18)[2016-09-19].http://www.sytsg.cn/manager/show.aspx?id=412727504ADCA859&tbtype=3A194064D9D43C82.
[4]东野广升,隋佳,伍华玲.我国虚拟图书馆建设研究综述[J].农业图书情报学刊,2011(2):93-100.
虚拟全景 篇7
目前国内高校网站在校园风光展示方面以普通的文字和图片介绍为主,这些图片选取分散,只能反映某个局部的某一面,形式单一,信息面狭窄,不足以展示校园的全貌,从而点击率不高。而虚拟现实(virtual reality)技术的发展,为打破这一局面提供了解决途径。虚拟现实近年来一直是数字化建设领域研究的热点,它包含了多个学科的内容,如图形学、数字图像处理、传感技术等等[1]。它可以实现场景的三维展示,使用户产生身临其境的感觉,实现校园虚拟漫游可使用户实时互动地观看校园风光,从而更加直观的了解校园布局,对完善大学网站,促进招生宣传起到积极作用。
虚拟现实系统的前提是对场景的建模,目前主要存在两种方式。一种是利用图形,一种是利用图像。前一种是基于图形的原理,重在创造。也就是说可以利用图形学的知识构建不同的几何形体[2],例如3D游戏场景。但这种方式太过复杂,工作量大,实际做出来的效果真实感不强。后一种方式主要基于数字图像,重在获取和处理,它利用拍摄到的图像建立三维场景,因为源于真实,所以在对真实世界的反映上面具有几何图形无可比拟的优点。同时这种方式绘制速度快,对硬件的要求相比图形方式要低,因此具有成本低的特点[3]。全景图就是在场景中某个点连续拍摄不同方向的照片,这样获得的照片会有重叠存在,通过图像拼接消除这些重叠,然后合成较大场景的图像。全景图可以通过专门的全景照相机获取,也可以通过一般的数码相机拍摄多幅图后处理获得。
2 实现过程
由于图像在实现虚拟现实方面的优势,以及客观条件的限制,该文采用全景图来实现校园虚拟漫游。实现过程如图1所示:
2.1 投影方式的选取
根据投影方式的不同,全景图一般分为立方体模式、球面模式、圆柱体模式[4]。其中立方体模式和球面模式设备要求高,图像拼接复杂,易变形。柱面模式图像获取相对来说简单一些,利用三脚架将相机固定在某一位置,以该位置为中心旋转拍摄图像,经过图像拼接后在水平面上能实现360度环视,即形成一个圆柱形的观察面,但在垂直方向上观察角度小于180度,即缺少顶盖和地面,但在现实中这种柱面环视已经能满足需要了,所以本文采取了这种方式。
2.2 图像获取
图像获取方法可分为2类:(1)使用特殊设备(如全景照相机等)直接拍摄场景图像,生成全景图[5,6]。该方法具有速度快、鲁棒性好等特点,但设备成本比较高,在经费不足的情况下难以采用。(2)使用普通数码相机拍摄一系列照片,经过图像拼接处理,获得宽视角、高分辨率的全景图。我们采用的是普通数码照相机,每隔30度左右转动相机一次,并拍摄一张照片,这样一个场景会得到12张照片。在拍摄过程中要防止相机发生倾斜和翻转,以免影响后续工作的正常进行。
2.3 图像拼接
接下来要对获取到的照片进行拼接处理,图像拼接是生成全景图的关键步骤,其中包括图像匹配和图像融合,图像匹配的好坏直接影响拼接的质量。图像匹配分别可以基于图像灰度、模板、变换域和特征进行[7,8]。匹配的目的是在两幅图像中选定一些相似特征,根据相似性准则,设定搜索策略进行计算,然后找出最佳空间对应点。
本文采取基于特征的图像匹配方法。在应用中寻找图像中比较明显的特征点像素区域,以此为模板,再在另一幅图像中寻找与模板有相同特征、形状、位置的区域,利用该区域的特征进行匹配。首先我们在源图像中设定模板区域,寻找提取特征点,一般来说这些点的像素值与周围的像素值有很大差别,如建筑物边角部分等。然后在目标图像中进行特征匹配,这需要在目标图像中设置匹配搜索区域,从该区域的左上角开始,不断移动模板图像特征点,搜索目标图像中与模板图像特征点具有相同位置的特征点,将找到的特征点加入到总数中,并计算与模板图像特征点总数的比值,比值接近1时代表这两块区域达到匹配特征。
图像匹配以后并不能马上达到很好的效果,因为受拍摄过程中相机的高度、拍摄角度、光线等客观条件的影响,相似点的寻找会出现误差,以至于图像拼接后会出现接缝现象,这样的图像看起来很不自然。因此后续还需要对照片进行平滑处理,我们采用的是渐入渐出的方式。首先设定一个平滑因子α,并且满足条件0<α<1,以重叠区域为对象,该区域与其左右两边各有一条边界,建立一个线性平滑函数,重叠区域中的某一像素点距左边界距离为Xi,距右边界距离为Yi,那么计算出来的该点平滑后的新的像素值应为:Zi=αXi+(1-α)Yi。经过平滑处理后,图像拼接处的接缝现象基本消除,图像间过渡自然。
2.4 全景图展示
最后的虚拟校园漫游系统通过校园网发布,站点页面提供了校园全景导航,用户可以根据地理位置热点来完成全景图像漫游。
3 结论
本文以浙江中医药大学为背景,拍摄校园场景照片后,再利用柱面全景图技术,对图像进行拼接处理,并且对拼接处进行了平滑处理,最终建立了校园场景的全景漫游。该文采用的方法计算量小,容易实现,使用普通数码相机拍摄,具有成本低、易推广的特点。随着网络技术、虚拟现实技术、计算机软硬件等方面的迅速发展,以及设备成本的降低,普通的全景漫游会逐渐朝类似google艺术计划的高清行走型方向发展。
参考文献
[1]Fleishman Shachar,Cohen-Or Daniel,Lischinski Dani.Automatic camera placement for image-based modeling[J].Computer Graphics Fo rum,2000,19(2):101-100.
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虚拟全景 篇8
虚拟技术, 通过使用计算机技术来建立的模拟环境, 随着近年来科学技术的进步, 虚拟技术也有了一定的发展进步, 对于用户的沉浸感以及三维图形视觉真实感的要求在日渐增高, 传统的图像学已经逐渐被潮流淘汰。虚拟现实技术作为地理信息系统技术和虚拟技术相互结合的一个新发展, 其在各方面达到了如今用户的需求, 同时其应用开始逐渐扩展到别的领域中。本文主要针对于全景图与GIS技术下的虚拟现实技术在园区网络维护中的应用和发展开展研究。
1 全景图与GIS技术
(1) 全景图技术。全景图也被称为全景摄影或者虚拟实景, 是一种基于静态图像的虚拟现实技术。通过使用相机进行三百六十度拍摄而拼接称为一个全景图像, 在制作完成后可以使用专用播放软件放在互联网上进行显示, 使用者在该播放器中使用鼠标来控制视野方向角度, 可以进行远观和近看。
(2) GIS技术。GIS全称为Geographic Information Systems, 又称为地理信息系统, 这是一种由多个学科进行交叉运用组合而成的产物, 在地理空间基础上, 使用地理模型分析法, 同时更是提供了多种空间以及动态的地理信息, 这是一种以地理研究和地理决策服务的计算机技术系统, 可以通过将表格数据转换为地理图形, 通过计算机系统来展示出结果。该种技术运用十分广泛, 在人口调查、销售、运输等方面都有运用。现代GIS技术在不断朝着几个大方向发展:空间数据库趋向图像化、影像化;空间数据表达趋向比例尺、动态多维等;空间分析和辅助决策的智能化。
2 虚拟现实技术
(1) 概念。虚拟现实技术是由虚拟技术逐步演变发展而来的, 是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境。通过使用计算机技术, 构成一个我们熟悉的三维空间, 从而达成建立虚拟环境的目的, 使用者们通过借助了一定的设备, 可以很自然地在虚拟环境与虚拟对象进行交互, 从而产生一种身临其境的感受。
(2) 前景。在过去几十年, 虚拟现实技术的理论和实际运用的成果不断出现, 随着社会进步和科学技术不断进步, 其发展运用于各个领域之中。利用虚拟现实技术进行虚拟世界的创造, 在虚拟环境中进行创造、工作、生活, 已经不再是一种想象, 已经可以通过虚拟现实技术实现。例如在网上建立虚拟商店, 用户可以通过电脑进行真实模拟购物, 从而达到不用出门一步的购物活动;使用该种技术来针对真实环境来在电脑上进行工厂的模拟和内部设计, 然后进行模拟的仿真, 通过这种方式来谋求最大的投资效益。在地理学科学应用中, 例如城市建设中, 通过使用该技术进行道路模拟, 在城市中进行虚拟规划, 来作为城市建设的规划指导, 可以增强规划的科学性。虚拟现实技术在不断进步和发展中, 运用也变得极为广泛, 其应用的拓展会延伸到一切可能的范畴行业, 所以其发展前景不可小视。近年来, 随着虚拟现实技术在各个行业中使用的越来越多, 相关的研究发展也越来越多, 与GIS技术、全景技术等都有一定融合发展。随着我国进入了网络化时代, 园区网络维护方面的要求也越来越高, 该项技术在园区网络维护中也有了一定运用和发展。
3 全景图+GIS的虚拟现实技术对于园区网络维护
(1) 园区网络维护中存在问题。过去十几年间, 随着我国进入了网络化时代, 网络已经成为了与我们生活息息相关的部分, 但是随着网络规模的增大、网络元素的不断增多, 网络各个元素之间的关系呃越来越复杂, 网络成为了一个错综复杂的部分, 这给网络管理员带来了极大的挑战。然而随着见年来, 网络规模还在日渐庞大, 大量的复杂信息聚集在网络网中, 如何将这些信息快捷的显示和管理, 着成为了二维用户界面的瓶颈。如今的信息在日渐趋向于动态化、生动化、形象化, 传统的静态HTML网页逐渐难以满足用户要求。这种情况相爱, 网络管理员难以快速地发现其中存在的问题, 在网络维护过程中, 更是难以在复杂的网络网中发现故障点, 从而进行快速抢修, 提高网络服务质量。
(2) 该技术在园区网络维护中的作用。1) 直观化。在网络维护管理中, 最重要的一个问题在于如何迅速准确地将错综复杂的网络以更为直观、形象的方式展现给网络管理员, 通过使用全景图+GIS技术的虚拟现实技术, 极大地增强哦了网络信息的可视化, 为网络维护工作减小了难度, 并且这也是一种全面而又有效地进行网络管理效率提升的方法。通过使用该种技术, 网络管理员可以使用电脑进行网络整体更为直观的观看, 全景图技术在其中的运用将增加其使用时候的直观性, 可以促使网络管理员在更短的时间里发现网络中存在的问题, 并且进行维修, 提高网络服务的能力;2) 科学化维修管理。前文提及到现代GIS技术在不断朝着几个大方向发展:空间数据库趋向图像话、影像化;空间数据表达趋向比例尺、动态多维等;空间分析和辅助决策的智能化。现代GIS技术与虚拟现实技术相互结合后, 一方面有助于管理员进行更为直观的维护管理, 同时也可以进行智能化决策的实现, 系统将进行综合分析后对于其中存在的问题, 最简路线、解决方法以及最优方式提出建议, 这对于管理员进行网络维护时有极为重要的作用, 可以使得其工作更为准确, 同时也更为科学。
4 结语
近年来, 随着我国逐步进入了一个更为迅速发展的网络化时代, 对于园区网络维护的方面提出了更高的要求, 通过使用全景图+GIS技术的虚拟现实技术, 为管理人员提供更为直观科学的管理维护方式, 可以最大程度上提高该方面的管理服务能力, 同时, 这也是虚拟现实技术的一种新的进步发展, 随着科学技术进步发展, 虚拟现实技术将深入各行各业中, 为其提供更为强大的发展动力。
参考文献
[1]李孟奇.基于全景图的虚拟现实的研究与实现[D].中山大学, 2014:23-24.
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