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【摘要】随着计算机技术的发展，电子地图正经历着二维向三维演变的发展过程，三维电子地图正成为电子地图发展的一个重要方向。虚拟三维地图是通过人工拍摄获取建筑物的外形，而后将各个孤立的单视角3D模型无缝集成，经过虚拟美化处理以后，形成三维地图数据文件。
手机发展日新月异，目前拍照手机已经能满足人们日常拍摄需求，而且手机具有便于携带的特点，所以利用手机拍照采集实际三维地理信息的方法具有随时随地采集数据的特色，便于个人用户自己设计采集自己喜爱的三维电子地图。
【关键词】虚拟三维地图全景球型模型手机拍摄
一、全景交互技术
全景是指大于双眼正常有效视角（大约水平90 度，垂直70 度）或双眼余光视角（大约水平180 度，垂直90 度），乃至360 度完整场景范围的照片。传统的光学摄影全景照片，是把90 度至360 度的场景全部展现在一个二维平面上，把一个场景的前后左右一览无余地推到观者的眼前。
全景技术是目前全球范围内迅速发展并逐步流行的一种视觉新技术。由于它给人们带来全新的真实现场感和交互式的感受。它可广泛应用于三维电子商务，如在线的房地产楼盘展示、虚拟旅游、虚拟教育等领域。目前国内外多数的全景软件只能完成柱型全景的制作，并且大多都是基于Java技术而延伸开发的。全景的实现技术主要是通过图片或者像片的缝合，实现了自由的风景环视和对物体的三维拖动显示。
从投影上来说，立方体全景图是将真实图像投影到立方体的表面上，该技术得到的全景图存储较容易，而且屏幕像素对应的重采样区域边界为多边形以便显示。但其要求摆放位置过于精确，且图像样本输入困难。
柱面全景图是将图像投影到360 度圆柱表面。但得到的全景图像不能完整地反映整个视点空间，只能反映视点前后左右的空间信息，而不能反映上下的情况。
球面全景图相对最适合人眼，是将图像投影到球面，得到的全景图能够获得任意方向的视图。通常包含完整的天和地，是真正意义上的全景图，而不是常见的柱面投影环景图，并且和立方体全景图相比，球面全景图更具有视觉冲击力。
综上所述，由于手机拍照技术的发展，手机外接鱼眼镜头的亲民价格已经能让一个普通爱好者轻易接受，而且采用球型模型最能达到让人满意的效果，故此在本文中，笔者将采用交互效果良好，易于采集处理的球型模型。
二、交互实现的工具
1 Flash
高度交互、重现力强：Flash利用Action Script编程的目的，就是为了更好地与用户进行交互，Flash编程可以实现简单的场景的跳转、与HTML网页的链接、动态装载swf 文件及复杂的交互游戏、与后台数据及各种程序的交互，如ASP，PHP，SQL Server等。庞大的数据库系统及各种程序与Flash内置的编程语句的结合，可以制作出很多人机交互的网页、游戏以及在线商务系统。
2 PhotoShop
PhotoShop是一个由Adobe Systems开发和发行的图像处理软件。该软件应用领域很广泛，可以应用于视频、图像、图形、文字、出版等方面。目前最新版本为PhotoShop CS6。
从功能上看，PhotoShop可分为图像编辑、图像合成、校色调色及特效制作部分。在本文中，主要使用的是以下功能：
图像编辑：图像处理的基础，可以对图像做各种变换如放大、缩小、旋转、倾斜、镜像、透视等。也可进行复制、去除斑点、修补、修饰图像的残损等。这在婚纱摄影、人像处理制作中有非常大的用场，去除人像上不满意的部分，进行美化加工，得到让人非常满意的效果。
3 PV3D
PV3D（PaperVision3D）是一个基于ActionScript的开源项目，简单来说，就是直接可以进行应用的程序包，里面包含很多已经编好的程序模版。它由巴西人Carlos开发，目的在于实现更加炫丽美观、功能强大的Flash 3D Web应用程序，现在越来越多的商业性网站开始使用这套引擎进行网站开发。在Action Script 3.0发布之后，基于此的Papervision3D无论是在效率还是功能上都有了很大的提高。随着Web 2.0、Web-Game及休闲类竞技网络游戏的发展，相信Papervision3D的应用将会越来越广泛。
4iPhone 4
iPhone 4背面放了一个 500 万像素的摄像头，前端则配备了一个VGA的30万像素摄像头。乔布斯在WWDC的演讲中提到，拍出漂亮的照片不仅仅取决于摄像头有多少像素，透光率更为重要。让越多的光线能够透射入镜头，照片质量就会越好，道理就是这样。因此，除了提高像素，苹果还采用了新的背照式传感器，以提高感光水平。A4处理器和iOS4的组合也明显提升了拍照处理速度——几乎是即时的。此外，还支持5 倍的数码缩放以及三种闪光灯设置（自动/开/关）。用户可以在不解锁的情况下调用相机，并且可以使用音量键作为相机快门，同时可以在手机上直接处理图片，如消除红眼，调整图片大小等。
三、全景实现流程
1 前期（设备或器材）准备
iPhone 4手机一部，与iPhone 4配套的外接鱼眼镜头一个，微机一台。
2、在天气允许的条件下，选择所需拍摄的地点。尽量选择在晴朗的天气下拍摄，选择在较为开阔，人流量不多的场合拍摄，因为移动的物体对后期的拼接有较大的影响。
由于手机功能有限，不能调节快门速度以及曝光时间，在拍摄时可能造成不同照片直接产生色差，可通过后期PS处理，不影响拼接。
3、iPhone 4手动转动一周，估算水平大概所需画幅数，笔者估算为4。
4、将安置在云台上的iPhone 4手动旋转拍摄，连续拍摄一组照片，并且保证相邻照片之间必须有一定的重叠区域。重叠区域最好有10到15度的角度重合。
5、拍摄水平图像之后拍摄地面，拍摄地面的时候拍摄的脚部可用PS后期处理。
6、将手机与微机连接，将采集的图像传输至微机中保存，完成图像获取环节的工作。
7、启动PTGui，添加拍摄好的4张图片到一个新工程，点击“对齐图像”。PTGui分析这些图像，添加控制点对齐这些图片，图像对齐情况可以通过编辑控制点得到一些改善：去掉PTGui设置在移动中的云的控制点。在摩天大楼的顶上和地面瓷砖上额外增加一些控制点，以得到更加分散到整个图像区域的控制点。在优化选项卡中选择“将镜头畸变减到最小”，可以得到很好的滤镜变形校正和少量圆形裁剪图像位移补偿。
8、最后进行交互的实现
手机发展日新月异，目前拍照手机已经能满足人们日常拍摄需求，而且手机具有便于携带的特点，所以利用手机拍照采集实际三维地理信息的方法具有随时随地采集数据的特色，便于个人用户自己设计采集自己喜爱的三维电子地图。
【关键词】虚拟三维地图全景球型模型手机拍摄
一、全景交互技术
全景是指大于双眼正常有效视角（大约水平90 度，垂直70 度）或双眼余光视角（大约水平180 度，垂直90 度），乃至360 度完整场景范围的照片。传统的光学摄影全景照片，是把90 度至360 度的场景全部展现在一个二维平面上，把一个场景的前后左右一览无余地推到观者的眼前。
全景技术是目前全球范围内迅速发展并逐步流行的一种视觉新技术。由于它给人们带来全新的真实现场感和交互式的感受。它可广泛应用于三维电子商务，如在线的房地产楼盘展示、虚拟旅游、虚拟教育等领域。目前国内外多数的全景软件只能完成柱型全景的制作，并且大多都是基于Java技术而延伸开发的。全景的实现技术主要是通过图片或者像片的缝合，实现了自由的风景环视和对物体的三维拖动显示。
从投影上来说，立方体全景图是将真实图像投影到立方体的表面上，该技术得到的全景图存储较容易，而且屏幕像素对应的重采样区域边界为多边形以便显示。但其要求摆放位置过于精确，且图像样本输入困难。
柱面全景图是将图像投影到360 度圆柱表面。但得到的全景图像不能完整地反映整个视点空间，只能反映视点前后左右的空间信息，而不能反映上下的情况。
球面全景图相对最适合人眼，是将图像投影到球面，得到的全景图能够获得任意方向的视图。通常包含完整的天和地，是真正意义上的全景图，而不是常见的柱面投影环景图，并且和立方体全景图相比，球面全景图更具有视觉冲击力。
综上所述，由于手机拍照技术的发展，手机外接鱼眼镜头的亲民价格已经能让一个普通爱好者轻易接受，而且采用球型模型最能达到让人满意的效果，故此在本文中，笔者将采用交互效果良好，易于采集处理的球型模型。
二、交互实现的工具
1 Flash
高度交互、重现力强：Flash利用Action Script编程的目的，就是为了更好地与用户进行交互，Flash编程可以实现简单的场景的跳转、与HTML网页的链接、动态装载swf 文件及复杂的交互游戏、与后台数据及各种程序的交互，如ASP，PHP，SQL Server等。庞大的数据库系统及各种程序与Flash内置的编程语句的结合，可以制作出很多人机交互的网页、游戏以及在线商务系统。
2 PhotoShop
PhotoShop是一个由Adobe Systems开发和发行的图像处理软件。该软件应用领域很广泛，可以应用于视频、图像、图形、文字、出版等方面。目前最新版本为PhotoShop CS6。
从功能上看，PhotoShop可分为图像编辑、图像合成、校色调色及特效制作部分。在本文中，主要使用的是以下功能：
图像编辑：图像处理的基础，可以对图像做各种变换如放大、缩小、旋转、倾斜、镜像、透视等。也可进行复制、去除斑点、修补、修饰图像的残损等。这在婚纱摄影、人像处理制作中有非常大的用场，去除人像上不满意的部分，进行美化加工，得到让人非常满意的效果。
3 PV3D
PV3D（PaperVision3D）是一个基于ActionScript的开源项目，简单来说，就是直接可以进行应用的程序包，里面包含很多已经编好的程序模版。它由巴西人Carlos开发，目的在于实现更加炫丽美观、功能强大的Flash 3D Web应用程序，现在越来越多的商业性网站开始使用这套引擎进行网站开发。在Action Script 3.0发布之后，基于此的Papervision3D无论是在效率还是功能上都有了很大的提高。随着Web 2.0、Web-Game及休闲类竞技网络游戏的发展，相信Papervision3D的应用将会越来越广泛。
4iPhone 4
iPhone 4背面放了一个 500 万像素的摄像头，前端则配备了一个VGA的30万像素摄像头。乔布斯在WWDC的演讲中提到，拍出漂亮的照片不仅仅取决于摄像头有多少像素，透光率更为重要。让越多的光线能够透射入镜头，照片质量就会越好，道理就是这样。因此，除了提高像素，苹果还采用了新的背照式传感器，以提高感光水平。A4处理器和iOS4的组合也明显提升了拍照处理速度——几乎是即时的。此外，还支持5 倍的数码缩放以及三种闪光灯设置（自动/开/关）。用户可以在不解锁的情况下调用相机，并且可以使用音量键作为相机快门，同时可以在手机上直接处理图片，如消除红眼，调整图片大小等。
三、全景实现流程
1 前期（设备或器材）准备
iPhone 4手机一部，与iPhone 4配套的外接鱼眼镜头一个，微机一台。
2、在天气允许的条件下，选择所需拍摄的地点。尽量选择在晴朗的天气下拍摄，选择在较为开阔，人流量不多的场合拍摄，因为移动的物体对后期的拼接有较大的影响。
由于手机功能有限，不能调节快门速度以及曝光时间，在拍摄时可能造成不同照片直接产生色差，可通过后期PS处理，不影响拼接。
3、iPhone 4手动转动一周，估算水平大概所需画幅数，笔者估算为4。
4、将安置在云台上的iPhone 4手动旋转拍摄，连续拍摄一组照片，并且保证相邻照片之间必须有一定的重叠区域。重叠区域最好有10到15度的角度重合。
5、拍摄水平图像之后拍摄地面，拍摄地面的时候拍摄的脚部可用PS后期处理。
6、将手机与微机连接，将采集的图像传输至微机中保存，完成图像获取环节的工作。
7、启动PTGui，添加拍摄好的4张图片到一个新工程，点击“对齐图像”。PTGui分析这些图像，添加控制点对齐这些图片，图像对齐情况可以通过编辑控制点得到一些改善：去掉PTGui设置在移动中的云的控制点。在摩天大楼的顶上和地面瓷砖上额外增加一些控制点，以得到更加分散到整个图像区域的控制点。在优化选项卡中选择“将镜头畸变减到最小”，可以得到很好的滤镜变形校正和少量圆形裁剪图像位移补偿。
8、最后进行交互的实现