论文部分内容阅读
一 全景技术简介
全景技术也称为全景摄影或者虚拟实景，是一种基于静态图像在微机平台上实现虚拟现实的一种技术，它把相机环360度拍摄的一组或者多组照片通过无缝连接的方式拼接成一张全景图像。用户可以使用计算机，通过Java VM、quick time等控件实现单机或者通过网络对垂直360度或水平360度的景物进行浏览，并且可左可右，可近可远，使用户感觉处于现场环境的中心，环视周围360度的风景(如图1)。该技术是目前在全世界范围迅速发展并流行起来的一种新兴视觉技术，全景技术的显示效果主要有以下几种：
1 柱形全景
柱形全景是以目标景点中某一观察点为中心，观察者可以看到一定高度的与视线垂直的圆柱面景观，相当于观察者站在景点的中心位置，360度环视周围。
2 球形全景(立体全景)
球形全景是以目标景点某一观察点为中心，是观察者不但能看到水平环360度的景观效果，还可以看到垂直角度上环180度的景观效果，即形成360×180的全视角效果。相比上面提到的柱形全景，球形全景中加入了天和地的感觉，使全景的视觉范围更加开阔。
3 对象全景
对象全景技术是通过在同一水平面或者垂直面上将观察者的观察点固定，而被观察对象进行360旋转，使观察者可以看到对象水平面或者垂直面的全貌，同时可以放大被观察对象的局部特点，该技术主要用于商品展示、文物观赏、艺术和工艺品展示等。
二 全景技术与传统课件素材的优势
以旅游与酒店管理专业为例，该专业是一个非常注重现场实践的专业，对于学生来说，除了到实地考察这种方式，其他最具体的教学方式就是通过照片等素材对目标环境进行学习。在现实生活里面，前一种方式显然是奢侈的，相信绝大多数学校和学生都无法支付得起这么高昂的实习费用，我们常用的教学方式就是使用素材。目前课堂上使用的素材主要有两种：一种是照片，一种是录像。这两种素材各有优缺点：照片比较容易获取，而且清晰图较高，但只能展示局部景观，不能展现目标景观与周边的连续性和层次性。录像可以连贯展示景区中各景观的连续性，但观察者只能跟随设定好的顺序进行观察，对于目前的大部分摄像机，除了清晰度问题外，对于个别细小景观放大讲解也有一定的困难。所以，目前的两种素材方式对于教学来说有着较大的局限性，我们需要一种既能达到照片的清晰度，同时又能体现景区的完整性和层次性，并能随意控制视角的素材。而这就是全景技术能够带给我们的，传统的照片、录像素材无法给予我们的视觉感受。
三 全景图片的制作
由于拍摄设备的限制，本文仅对设备要求较低的柱形全景进行全面探讨，其整个制作流程分为以下几个阶段：
1 照片拍摄
对于专业用户来说可以使用一些较为专业的设备，例如一次成像设备Oneshot、全景相机、组合设备“照相机+鱼眼镜头”，这些专业设备除了成像技术较好外，对于拼接处的无缝处理情况也会较好。而对于一般的用户来说这些专业的设备成本太高，普通用户则可以选择“普通相机+三脚架”的方式来拍摄，通过一组照片来合成柱状全景图。在拍摄过程中，需要通过三脚架固定相机的垂直角度，从而保证拍摄的照片在同一水平面，拍摄10～15张照片，并保证每张照片有10％～20％的重叠用于合成，这一点很重要，关系到素材后期能否合成成功的问题，如果合成失败，将需要再花时间进行一整组照片的重拍，这是笔者印象最深的经历，此外，还要注意光线差别以及避免动态场景对图像造成的影响。
2 全景照片合成
当合成素材准备完成后，便可以使用全景合成软件对素材进行合成了，目前能对照片进行全景图像合成的软件很多，其效果也好坏不一，在此就不一一介绍了，笔者主要使用了一款名为PixMaker的软件，非常简单实用，打开该软件后就会自动新建一个新项目，需要添加图片素材的时候单击“Snap”按钮进行选择(如图2)，可以同时加载多张图片，选中的图片就会出现在中间的选中栏中(如图3)，可以通过中间的“+”和“－”进行图片的添加和删除操作。当确认图片添加完毕后，则单击第二个按钮＂“Stitch”进行合成(如图4)，合成完毕后在窗口的下方将出现合成后的预览图，如果对合成效果不满意，则可重新进行合成操作，如果对图片的效果觉得满意的话直接按第三步“Publish”(如图5)，可以直接生成jpg文件或者网页文件(Html)，在生成的网页文件中全景图片的名字全部默认为“memoryimage.jpg”。
3 全景技术与网页技术的整合
由于需要java VM或者是quick time等插件的支持，所以在将其整合成教学资源的时候优先考虑了网页技术，除了实现起来简单外，还可以远程使用，拓宽了使用范围。使用者可以通过浏览器将场景进行放大或缩小，方便观察局部或整体效果。
而我们在将全景图片合成并发布时可以选择html格式，因此我们在后期制作的时候只需要将其网页文件调用便可，例如：
iframe name=“MainFrame”frameborder=O marginheight=O height=360 marginwidth=O src=“first.htm”width=800 border=0 scroHing=“no”><／iframe>
使用绿色软件“极速”浏览器将主页文件设为开始页面，将所有网页文件放于极速浏览器所在的文件夹，隐藏浏览器的所有工具栏，便得到了一个可单机独立播放的课件了(如图6)，远程使用的情况则不再详述。
四 全景技术的缺点
全景技术并不是万能，也存在一些缺点。前期素材的搜集与合成是需要花费大量精力，在整个制作过程中占据着比较重要的位置，拍摄的一组照片稍有不慎，在合成过程中如果有一张照片无法使用，整个拍摄过程就需要重新来过。此外，对于一门课程来说，全部实现全景图片教学更是一个非常大的工程。但是随着该项技术的深入与普及，等到全景图片的素材库慢慢充实的时候，该项技术在课程教学上的优势将给课堂教学带来重大的变革。
五 结束语
全景技术是一门新兴的视觉技术，目前主要用于商业展示领域，用于教学领域的案例较少。也许有人认为它只能通過专业设备才能进行制作，认为它遥不可及，而本文中出现的素材是笔者用一台普通的照相机和一个三脚架完成的，非专业人员也能自行完成。事实证明全景技术应用到教学实践中是可行的，还有很多未开发的使用领域，随着技术的不断进步，全景技术在汽车拆装、旅游课程教学、计算机硬件维护等专业学科领域还有很大的发展空间。
参考文献
[1]陈满儒，白小兰，浅析全景虚拟现实技术[J]，艺术与设计(理论)，2007(8)
[2]张卫，向遥，虚拟全景在建筑教学中的应用研究与实现[J]，高等建筑教育，2005
[3]史庆斌，全景技术在模拟导游教学的应用研究[J]，电脑学习，2006(3)
[4]藏晶晶，马如宇三维全景技术在网络课件制作中的应用[J]，中小学信息技术教育，2009(5)
全景技术也称为全景摄影或者虚拟实景，是一种基于静态图像在微机平台上实现虚拟现实的一种技术，它把相机环360度拍摄的一组或者多组照片通过无缝连接的方式拼接成一张全景图像。用户可以使用计算机，通过Java VM、quick time等控件实现单机或者通过网络对垂直360度或水平360度的景物进行浏览，并且可左可右，可近可远，使用户感觉处于现场环境的中心，环视周围360度的风景(如图1)。该技术是目前在全世界范围迅速发展并流行起来的一种新兴视觉技术，全景技术的显示效果主要有以下几种：
1 柱形全景
柱形全景是以目标景点中某一观察点为中心，观察者可以看到一定高度的与视线垂直的圆柱面景观，相当于观察者站在景点的中心位置，360度环视周围。
2 球形全景(立体全景)
球形全景是以目标景点某一观察点为中心，是观察者不但能看到水平环360度的景观效果，还可以看到垂直角度上环180度的景观效果，即形成360×180的全视角效果。相比上面提到的柱形全景，球形全景中加入了天和地的感觉，使全景的视觉范围更加开阔。
3 对象全景
对象全景技术是通过在同一水平面或者垂直面上将观察者的观察点固定，而被观察对象进行360旋转，使观察者可以看到对象水平面或者垂直面的全貌，同时可以放大被观察对象的局部特点，该技术主要用于商品展示、文物观赏、艺术和工艺品展示等。
二 全景技术与传统课件素材的优势
以旅游与酒店管理专业为例，该专业是一个非常注重现场实践的专业，对于学生来说，除了到实地考察这种方式，其他最具体的教学方式就是通过照片等素材对目标环境进行学习。在现实生活里面，前一种方式显然是奢侈的，相信绝大多数学校和学生都无法支付得起这么高昂的实习费用，我们常用的教学方式就是使用素材。目前课堂上使用的素材主要有两种：一种是照片，一种是录像。这两种素材各有优缺点：照片比较容易获取，而且清晰图较高，但只能展示局部景观，不能展现目标景观与周边的连续性和层次性。录像可以连贯展示景区中各景观的连续性，但观察者只能跟随设定好的顺序进行观察，对于目前的大部分摄像机，除了清晰度问题外，对于个别细小景观放大讲解也有一定的困难。所以，目前的两种素材方式对于教学来说有着较大的局限性，我们需要一种既能达到照片的清晰度，同时又能体现景区的完整性和层次性，并能随意控制视角的素材。而这就是全景技术能够带给我们的，传统的照片、录像素材无法给予我们的视觉感受。
三 全景图片的制作
由于拍摄设备的限制，本文仅对设备要求较低的柱形全景进行全面探讨，其整个制作流程分为以下几个阶段：
1 照片拍摄
对于专业用户来说可以使用一些较为专业的设备，例如一次成像设备Oneshot、全景相机、组合设备“照相机+鱼眼镜头”，这些专业设备除了成像技术较好外，对于拼接处的无缝处理情况也会较好。而对于一般的用户来说这些专业的设备成本太高，普通用户则可以选择“普通相机+三脚架”的方式来拍摄，通过一组照片来合成柱状全景图。在拍摄过程中，需要通过三脚架固定相机的垂直角度，从而保证拍摄的照片在同一水平面，拍摄10～15张照片，并保证每张照片有10％～20％的重叠用于合成，这一点很重要，关系到素材后期能否合成成功的问题，如果合成失败，将需要再花时间进行一整组照片的重拍，这是笔者印象最深的经历，此外，还要注意光线差别以及避免动态场景对图像造成的影响。
2 全景照片合成
当合成素材准备完成后，便可以使用全景合成软件对素材进行合成了，目前能对照片进行全景图像合成的软件很多，其效果也好坏不一，在此就不一一介绍了，笔者主要使用了一款名为PixMaker的软件，非常简单实用，打开该软件后就会自动新建一个新项目，需要添加图片素材的时候单击“Snap”按钮进行选择(如图2)，可以同时加载多张图片，选中的图片就会出现在中间的选中栏中(如图3)，可以通过中间的“+”和“－”进行图片的添加和删除操作。当确认图片添加完毕后，则单击第二个按钮＂“Stitch”进行合成(如图4)，合成完毕后在窗口的下方将出现合成后的预览图，如果对合成效果不满意，则可重新进行合成操作，如果对图片的效果觉得满意的话直接按第三步“Publish”(如图5)，可以直接生成jpg文件或者网页文件(Html)，在生成的网页文件中全景图片的名字全部默认为“memoryimage.jpg”。
3 全景技术与网页技术的整合
由于需要java VM或者是quick time等插件的支持，所以在将其整合成教学资源的时候优先考虑了网页技术，除了实现起来简单外，还可以远程使用，拓宽了使用范围。使用者可以通过浏览器将场景进行放大或缩小，方便观察局部或整体效果。
而我们在将全景图片合成并发布时可以选择html格式，因此我们在后期制作的时候只需要将其网页文件调用便可，例如：
iframe name=“MainFrame”frameborder=O marginheight=O height=360 marginwidth=O src=“first.htm”width=800 border=0 scroHing=“no”><／iframe>
使用绿色软件“极速”浏览器将主页文件设为开始页面，将所有网页文件放于极速浏览器所在的文件夹，隐藏浏览器的所有工具栏，便得到了一个可单机独立播放的课件了(如图6)，远程使用的情况则不再详述。
四 全景技术的缺点
全景技术并不是万能，也存在一些缺点。前期素材的搜集与合成是需要花费大量精力，在整个制作过程中占据着比较重要的位置，拍摄的一组照片稍有不慎，在合成过程中如果有一张照片无法使用，整个拍摄过程就需要重新来过。此外，对于一门课程来说，全部实现全景图片教学更是一个非常大的工程。但是随着该项技术的深入与普及，等到全景图片的素材库慢慢充实的时候，该项技术在课程教学上的优势将给课堂教学带来重大的变革。
五 结束语
全景技术是一门新兴的视觉技术，目前主要用于商业展示领域，用于教学领域的案例较少。也许有人认为它只能通過专业设备才能进行制作，认为它遥不可及，而本文中出现的素材是笔者用一台普通的照相机和一个三脚架完成的，非专业人员也能自行完成。事实证明全景技术应用到教学实践中是可行的，还有很多未开发的使用领域，随着技术的不断进步，全景技术在汽车拆装、旅游课程教学、计算机硬件维护等专业学科领域还有很大的发展空间。
参考文献
[1]陈满儒，白小兰，浅析全景虚拟现实技术[J]，艺术与设计(理论)，2007(8)
[2]张卫，向遥，虚拟全景在建筑教学中的应用研究与实现[J]，高等建筑教育，2005
[3]史庆斌，全景技术在模拟导游教学的应用研究[J]，电脑学习，2006(3)
[4]藏晶晶，马如宇三维全景技术在网络课件制作中的应用[J]，中小学信息技术教育，2009(5)