以360度全景技术制作鸦片战争虚拟博物馆

李景常 （鸦片战争博物馆 广东东莞 523000）

全景（英文名称是Panorama）是把相机环360度拍摄的一组或多组照片拼接成一个全景图像。全景虚拟现实（也称实景虚拟）是基于全景图像的真实场景虚拟现实技术，它通过计算机技术实现全方位互动式观看真实场景的还原展示。在播放插件（通常Java或Quicktime、activex、flash）的支持下，使用鼠标控制环视的方向，可左可右可近可远。使观众感到处在现场环境当中，好像在一个窗口中浏览外面的大好风光。基于静态图像的虚拟全景技术是一种在微机平台上能够实现的初级虚拟现实技术。它具有开发成本低廉，但应用又很广泛的特点，因此越来越受到人们的关注。特别是随着网络技术的发展，其优越性更加突出。它改变了传统网络平淡的特点，让人们在网上能够进行360度全景观察，而且通过交互操作，可以实现自由浏览，从而体验三维的VR视觉世界1。本文中将使用360度全景技术制作鸦片战争博物馆的虚拟博物馆。

全景拍摄硬件：单反相机、鱼眼镜头、全景云台、三脚架。

全景制作软件：上海杰图软件，造景师软件（全景图拼接软件），漫游大师（全景三维制作软件）。

一、制作过程

1.拍摄

给单反相机安装上鱼眼镜头，将全景云台安装在三脚架上，再将相机安装在云台上，调整好三脚架水平，然后调整相机参数，一台可以拍摄全景图的相机就此完成；下面介绍各部件作用：三脚架作用是固定好云台上的相机，并定好相机的水平；云台的作用是使固定好的相机能调整角度，进行多角度拍摄；鱼眼镜头是一种超广角镜头，一般的定义是视角达到180度的镜头就称之为鱼眼镜头。在135画幅的相机上，16mm的镜头就可以达到180度的视角，所以我们长久以来把焦距16mm以下的镜头都称为鱼眼镜头。鱼眼镜头最大的作用是视角范围大，这为近距离拍摄大范围景物创造了条件；且鱼眼镜头具有相当长的景深，有利于表现照片的长景深效果。一个360度的全景图用鱼眼镜头来拍摄制作，只需要拍摄几张就可以了，加上使用了数百万像素的单反数码相机，我们可以轻易的将图像导入全景拼合软件，能很方便的生成一张360度的高清晰全景2。介绍完后开始选点拍摄，拍摄方法是每60度拍一张相片，水平方向6张加顶部和底部各一张，共8张相进行全景图合成。

2.全景图合成

使用上海杰图的造景师软件导入刚才拍摄的8张相片，根据刚才使用的设备选择相匹配的拼合算法，我们使用全帧鱼眼算法合成，然后根据合成相片质量选择相片输出效果，即图片的大小，最高可输出8000*4000，同时可以根据环境需要转换球行全景图或立方体全景图。

3.文物多媒体准备

在制作全景漫游前先要准备各馆区文物的多媒体资料，包括讲解词音频、各文物图片及展厅多媒体展示视频，亦使用过动画图像GIF和讲解词音频合成flv 格式的视频，实现较形象的讲解。处理如此大量素材，主要是压缩文件和转换文件格式，以求在网站发布后能适应现行网络速度，游客能够快速进入虚拟展览。

4.漫游制作

本案例中使用上海杰图漫游大师软件将已经合成的全景图导入，根据参观顺序排列，使用地图和雷达插件制作导览地图和场景快速链接，如图1；制作场景过度之间效果，制作载入界面及操作帮助，如图2、3；制作场景操作按钮或场景快速链接缩略图；然后是在每个场景中做上各文物图片、讲解或多媒体展示视频，如图4。

图1 地图与图中雷达

图2 载入界面

图3 帮助界面

图4 双语的语音讲解

5.发布

杰图软件的漫游大师可以发布多种格式，包括Automatic flash/HTML5、flash VR、flash VR(exe)、flash VR(swf)、Html5。为方便馆网站上发布，本案中使用Automatic flash/HTML5，对浏览者客户端只需安装flash player插件就可以直接浏览了。

二、难点与技巧

1.拍摄选点技巧

要选择与陈列主题有关场景，以突出展示主题，让观众尽可能接收到虚拟展览展示内容；使用通道原则在出入口或过道处设点，方便观众寻找出入口和明确浏览路线方向；选择光线反差不大的位置，这样减少使用HDR1 合成并减少合成不良效果，增加场景展示效果。

2.拍摄技巧

由于拍照的效果完全影响合成的全景图效果，因此拥有较高的拍摄技巧，将在本案中处于最重要的位置。首先设置相机参数，是根据室内或室外光线参数，和鱼眼镜头的特点进行设置，本案中设置是ISO2 调至最小，图像质量使用jpeg格式和精细，白平衡选择自动，焦距设为无限远，图像尺寸调至最大，相机模式为手动，可使用固定光圈，快门根据环境的光线来调节，太亮使用较高快门，太暗使用较低快门，一般一组8张照片或一个展览固定为同一设置，以保持整个展览同一光亮度和色调，但由于有些存在光线发差大的地方影响照片效果，因此适当调节快门多拍三至五张，以作为后期HDR合成的需要，HDR合成该位置照片后再进行全景图合成，合成图片若不满意，还进行后期PS3 处理。

3.漫游制作技巧

制作前须做好大量前期工作，开始是拍照、合成全景图及图片处理等，然后是准备展示素材，包括图片、音频、视频，这些都还是零散的开始，最重要的是前期项目的整体规划，本案中以展览为单位，先后制作虎门销烟展览、虎门销烟池旧址园区、虎门故事、鸦片战争海战陈列展、全国禁毒教育展览五个虚拟展览，亦先后对各展览进行多次修改，展览中亦根据主题章节进行浏览路线设置，根据展示场景的重要性或特殊性使用高像素全景图。

三、制作虚拟博物馆作用与意义

制作鸦片战争博物馆的网上虚拟博物馆后，网站浏览人数截止增加35万人次，在东莞时报报道过，作为虚拟展馆来说也收到一定的反响，制作虚拟博物馆的作用与意义如下：

1.为陈列展览提供新的途径，陈列展览由传统的展览馆、流动展览等实体展览，发展到网络上的虚拟世界。

2.为足不出户的网络用户提供参观展览馆的机会，减少地域性的阻碍，参观者获取较大的自由性。

3.为推广博物馆文化增添新的力量，以多种形式展示文物，并将文物蕴含的文化传递给网上的浏览者，加快了博物馆文化的传递速度。

4.为文物展示提供新的平台，方便文物展示，尤其是容易损坏的文物，能随意多次展示，同时保护实体文物。

注释

：

1.高动态光照渲染（High-Dynamic Range，简称HDR），电脑图形学中的渲染方法之一，可令立体场景更加逼真，大幅增加三维虚拟的真实感.

2.ISO是感光度的意思.

3.使用Photoshop专业图片编辑软件处理图片.