基于VR的校园全景图虚拟漫游系统的研究

郑伟 四川大学锦城学院

基于VR的校园全景图虚拟漫游系统的研究

郑伟 四川大学锦城学院

本文研究基于VR的校园全景图虚拟漫游技术，介绍了VR全景技术的基本概念和功能，着重分析了基于VR技术的校园全景图虚拟漫游系统的制作流程与关键技术，主要包括全景图的拍摄、图像拼接技术、图像缝合技术和全景图的展示浏览四个方面，为VR全景技术在校园虚拟漫游中的应用提供了一种思路和实现途径。

VR 虚拟漫游 全景图 全景校园

随着互联网和软件技术的飞速发展，在此背景下，特别是以VR技术为代表的新技术、新应用应运而生，利用VR技术实现实物展示的全新视角，其中，“VR+校园”将成为未来学校、智慧校园、虚拟图书馆、虚拟课堂、教学环境展示、招生宣传等的一项重要发展方向，目前通过互联网和移动互联网获取校园信息已经成为学生、家中和社会的重要渠道。利用VR全景技术以实景虚拟的形式展示现实校园的景观和设施，并通过互联网向访问者提供虚拟漫游，即将成为促进校园建设和教育发展的新思路、新途径。

1 VR全景技术

VR全景技术是基于全景图像的真实场景虚拟现实的一项技术。通过对校园的多方位、多路线的连续拍摄，将形成的图像进行拼接和缝合最终生成全景图，利用全景图虚拟漫游系统来展示校园景观和校园导航比传统的图文为主的方式更形象、生动和优化。

在校园全景图虚拟漫游系统中，浏览者可以以360度和720度的视角俯视、仰视虚拟环境，同时还可以实现在虚拟环境中的实时交互，如改变焦距、点击虚拟对象等，使浏览者在虚拟场景中也能体验到与实景同样的立体感和沉浸感。

VR全景图虚拟漫游系统可以在多种终端上进行三维展示和实时交互，如个人计算机、平板电脑、手机等。

2 全景图虚拟漫游的制作流程与关键技术

全景图的制作流程主要有全景图拍摄、图像拼接、图像缝合和全景图展示浏览四个环节，本文结合四川大学锦城学院的全景虚拟漫游系统进行阐述。

2.1 全景图拍摄

全景图可以用全景照相机等特殊设备进行直接拍摄，相机通常自带生成全景图功能，这种方式有简单、方便、快捷的特点，但通常设备成本较高，国外的设备有Nokia OZO、GoPro等，国内的有强氧第三代VR摄像机、UCVR等。

全景图也可以用普通数码相机通过不同角度拍摄多张场景照片，然后将这些多角度的照片进行拼接和缝合处理，形成一张完整的全景图。这种方式拍摄所用到的设备有数码相机云台、三脚架等。

2.2 图像拼接和缝合技术

在图像拼接过程中，需要将相邻图像进行配准和融合处理，其中，配准处理主要是将图像见发生平移、透视变形、色差、旋转、等差别进行配准操作，最终形成一幅基本消除了接缝想象的图像，图像见能过渡自然。

在图像拼接好之后，根据需要对漫游图像进行缝合处理，主要的操作有去掉裂缝、去掉“鬼影”、天地的修补等，最后生成一幅较为自然的全景图。

2.3 全景图的展示浏览

基于VR技术的全景图展示的软件有很多，如Pano2VR就是常用的软件之一，它支持平面、圆柱、球面和立体体等投影展示方式，在Pano2VR中创建一个项目，可以同时将多张全景图拖拽到项目中进行编辑，系统默认将第一张全景图作为初始显示效果，利用热点功能将不同的场景通过超链接方式连接起来，实现任意区域的交互访问，根据实际要求将所有的全景图按照顺序依次调整完成。

Pano2VR软件支持多种的全景导出格式，主要包括有HTML5、Flash等，本文以生成HTML5格式为例，介绍生成过程。首先将全景图添加到Pano2VR工程项目中，然后在当前的对话框中，选择【输出】项中的【新输出格式】为“HTML5”同时点击有方的【添加】按钮，在弹出的【HTML5输出】对话框中设置较高图像显示分辨率和漫游的特效功能等参数并指定生成HTML5全景页面的文件路径，Pano2VR软件生成的HTML5全景页面支持个人计算机和手机等终端的访问。以四川大学锦城学院校园为例，如下图1-1所示。

图1-1 基于Pano2VR的校园全景图虚拟漫游系统

3 结束语

基于VR的全景图虚拟漫游技术是目前计算机视觉和人机交互的发展新方向，如何利用这项新技术构建更加优化的智慧校园，是相关专家和从业者们需要积极面对和认真思考的新问题。本文通过对这项新技术的初步探索和应用，实现了简单的校园全景图虚拟漫游系统。VR全景图虚拟漫游技术还可以在教育、新闻报道、虚拟博物馆、产品展示、在线旅游、房地产等众多方面得到广泛应用。

[1]孙君菊,甘露. 基于Pano2VR的三维全景校园漫游系统设计与实现[J]. 福建电脑,2016,32(06):129-130.

[2]黄国政.基于Pano2VR的交互式校园全景漫游系统的研究[J]. 软件工程师,2015,18(01):17-18.

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郑伟(1986),男（汉）,中国，四川省资阳市人，讲师，硕士,研究方向：网络新媒体、教育技术。

2017年四川大学锦城学院校级教研教改项目课题“基于VR技术的校园全景虚拟漫游系统的研究” 阶段性成果。