浅析虚拟现实全景技术

张杰 季淼

摘 要：虚拟现实全景（以下以VR全景代替）技术作为虚拟现实技术的一个重要分支，由于其能够给人带来沉浸感的体验，并且开发的成本也比较低廉，已经被广泛应用于多个领域。本文旨在使更多的人了解这一技术，从而能够运用这一技术更好地改造我们的生活。

关键词：虚拟现实；全景图；全景技术

VR全景技术飞速发展，目前已经渗透到人们各方面生活。为了使VR全景技术能够更好的服务人们的生产生活，本文对该技术进行了深入研究，期望能帮助更多的人通过VR全景技术使人们更好的认识生活，改造生活。

一、VR全景概述

（一）虚拟场景绘制方法

基于几何的绘制技术（简称GBR），利用三维建模软件搭建三维模型来绘制虚拟场景。基于图像的绘制技术（简称IBR），通过运用特定的相机拍摄图像，经过后期处理完成虚拟场景绘制。基于几何和图像混合的绘制技术（简称IBMR）[1]。IBMR是通过拍摄图像结合部分场景三维模型共同组成虚拟场景。因此，在VR全景中多采用IBR的图像绘制技术，文章以IBR的图像绘制技术进行VR全景讲述。

（二）全景图简介

全景图即通过广角的表现手段以及绘画、相片、视频、三维模型等形式，尽可能多表现出周围的环境。全景图分为绘画和摄影全景图，在虚拟现实全景技术中指的是摄影全景图。根据摄影实践的需求不同和摄影者的技术不同，全景图可分为宽景和360度全景，这种全景图通常是摄影硬件结合全景图软件来完成。

二、VR全景图发展现状

（一）VR全景图的分类

全景图根据投影模型不同，分为柱面全景图、立方体全景图以及球面全景图。柱面全景图是指不包括顶部和底部信息的全景图，是以视点为中心水平方向的360°视图。立方体全景图与球面全景图相似，将图像投影到立方体的六个面来实现全景漫游，这种投影方式更适合于室內。球面全景图是指以观察者为中心进行球面建设，然后将拍摄图像投影到这个球面上，展现出场景与观察者视点相同。

（二）VR全景中全景图的特点

①全方位，全景图展示了模型内的所有场景。②实景，全景图中场景的绘制是基于IBR绘制的，IBR的特点决定了全景中的所有场景都是来自现实中的真实场景。③360°环视的效果，全景图经校正处理后可形成一种虚拟三维视觉体验。

三、VR全景实现技术

（一）基础开发综述

（二）VR全景图素材的采集

（1）拍摄硬件：①拍摄设备：一种是全景相机或装有鱼眼镜头的相机，一种是普通数码相机。②镜头：鱼眼或广角镜头，鱼眼镜头保证拍摄图像最大重合量，提高拍摄效率。③全景云台：全景云台可以在相机镜头以镜头节点为中心进行旋转拍摄的情况下，保证平稳拍摄。④三脚架：拍摄过程中主要承接相机和全景云台，保证拍摄过程中仪器不晃动。⑤无线快门：选择无限快门拍摄可以快速进行无干扰的拍摄。

（2）拍摄流程：①调整相机参数：确定拍初始拍摄方位后，调整相机曝光和白平衡等参数。②安装全景云台并安装相机。③拍摄时注意拍摄图片与图片之间的重合率，为后期拼接图片奠定基础。

（3）拍摄注意事项：①选择合理的拍摄地点，避免人流量过于密集和空间流动性太小 ，避免画面中物体运动速度过快。②环境：室外环境保证最佳，光线适宜，这样可以保证照片画面曝光度。③因为普通闪光灯的能看到的范围窄小，所以要使用专业的全景广角闪光灯。

（三）VR全景图的拼接

将筛选处理后的有效图片导入PTGui软件中，开始进行拼接。在初步拼接的过程中出现的瑕疵需要手动进行拼接。

（四）优化VR全景图的拼接效果并保存

设置优化参数，生成全景图。由于拍摄环境的不稳定性，难以把握户外不可控因素，需要后期用Photoshop软件对获取全景图修补，输出全景图。

（五）VR全景的漫游交互制作及发布

720云是一个集制作与分享的综合性平台，并且具有稳定的云服务功能。此平台制作便捷，可以简单实现多种交互，还支持佩戴VR眼镜，加深沉浸感，所以采用720云制作与发布。

四、VR全景的应用

VR全景技术的基本应用包括提前帮助游客规划旅游路线和展示景区概况、街景区内容展示、文物保护展示和媒体宣传展示等。

VR全景技术在旅游业的应用可以为游客提前规划旅游路线，在服务业应用可以提高服务效率，在文化遗产保护和展示方面的应用可以进一步增强视觉直观性，在广告宣传上的应用增强了用户的体验感。

五、VR全景技术的趋势

在全景图选择方面，全景图的高分辨率成为人们的共同追求。VR全景图不断发展进一步促进了VR全景视频的发展。

在全景技术应用方面，全景技术在移动设备上应用将普及。手机商场生成全景图的APP包括：BestPano、全景云等。与手机适配的360°VR全景相机在全景技术方面也占重要地位，现在已经发售的有苹果公司生产的Insta360 Nano，与APP结合可以实现一键分享。

六、总结

本文通过介绍全景图的特点、全景图分类、全景图的拼合方法以及实现虚拟现实技术的相关技术与软件进行对比分析，最终得出了实现虚拟现实漫游最便捷的方式是运用720云。

参考文献：

[1]石教英.虚拟现实基础及实用算法北京科学出版社，2002.33-50.

作者简介：张杰（1994—），女，汉族，山西太原人，硕士，数字媒体艺术专业2017级硕士在读，主要研究方向：数字媒体艺术。

通讯作者：季淼（1993—），女，汉族，河北邢台人，硕士，数字媒体艺术专业2017级硕士在读，主要研究方向：数字媒体艺术。