基于图像的虚拟现实－三维全景

　　基于图像的虚拟现实技术-三维全景

　　所谓虚拟现实（Virtual Reality，VR），就是通过技术或设备模拟出一个可交互的、虚幻的三维空间场景。

　　自从虚拟现实之父Sutherland1965年在一篇名为《终极的显示》的论文中首次提出虚拟现实系统的基本思想以来，已过去了将近40年了，而直至四、五年以前，虚拟现实的应用还仅限于一些高端行业，例如国防军事飞行模拟，军事演习，武器操控、宇航探测、太空训练等。长期以来虚拟现实一直以“几何建模”为主，3DMax、Maya等CG软件的辉煌就印证了这一点。随着数字图像技术的发展，以三维全景逐步普及为突破口，“基于图像”的虚拟现实技术逐渐脱颖而出。三维全景以其真实感强、深沉全景方便快捷的特点受到日益广泛的关注。

　　数字三维全景，也就是通过对专业相机捕获整个场景的图像信息，使用软件进行图片拼合，并用专门的播放器进行播放，即将平面照及电脑图变为360 度全观（panaramic） 风景用于虚拟现实浏览。把二维的平面图模拟成真实的三维空间，呈现给观赏者。并给观赏者提供各种操纵图像的功能，能够放大缩小，各个方向移动观看场景，以达到模拟和再现场景的真实环境的效果。

　　数字三维全景和以往的建模、图片等表现形式相比，其优势主要体现在以下几方面：

　　1.真实感强，基于对真实图片的制作生成，相比其他建模生成对象更真实可信。

　　2.比平面图片能比能表达更多的图像信息，并能够任意控制，交互性能好。

　　3.经过对图像的透视处理模拟真实三维实景，沉浸感强烈，给观赏者带来身临其境的感觉。

　　4.生成方便，制作周期短，制作成本低。

　　5.文档小，传输方便，适合网络使用，发布格式多样，适合各种形式的应用。

　　随着全景市场的快速成长，三维全景技术提供商不断涌现。凭借三维全景日益扩大的市场需求和应用，通过深入研究虚拟现实可视化等技术，帮助人们在电脑和网络这个虚拟世界中更好地重建现实，体验现实和改造现实。

　　常见的全景软件：

　　上海杰图的造景师：

　　

　　图1：杰图公司经典的一款全景制作工具-造景师，该软件由4个模块组成，具备全景拼合、虚拟拼合、网络发布、本地发布功能，可制作出网页、exe、mov格式的全景以满足用户不同用途。

　　杰图漫游大师

　　

　　图2：杰图公司今年推出的最新产品漫游大师，将全景浏览、地图、指南针、缩略图、文字描述、声音等结合在一个界面中，是国际上第一款虚拟漫游软件。

　　

美国IPIX全景软件

　　

　　图3：IPIX公司的一款全景制作软件，和造景师的拼合模块功能类似，能够添加热点。发布格式为网页格式。

　　台湾Ulead cool360

　　

　　

　　图4：台湾Ulead公司的一款软件； 将某一个地方按照360度旋转拍摄一周 ，然后使用软件缝合，生成的是柱形全景，没有天地。

　　其他产品还photovista、3dvista、panotools等

　　常见的全景制作硬件：

　　一次成像：Oneshot

　　

　　图5：Oneshot的成像原理是通过镜面反射一次记录360度的景象，再利用硬件自带的还原软件来生成全景，但是由于是捕获反射图像，图像会因内部光线反射受到部分影响，还需要进行修图。

　　环拍设备：Roundshot

　　

　　图6：RoundShot 全景相机，照相镜头绕竖轴水平旋转，和竖轴平行的快门狭缝随之逐步旋转，景物经照相镜头和快门狭缝成像于竖轴同轴的圆柱形胶片面上。

　　组合设备：数码相机 鱼眼镜头 全景云台

　　

　　图７：相机＋鱼眼镜头＋云台的组合设备，360度场景只需要拍摄２或３张照片。需要有专门全景拼合软件来进行图片拼合和全景发布。如杰图造景师和ＩＰＩＸ的全景软件就是用来配合组合硬件拍摄的图片。

　　三维全景以其能真实快速表现360度范围内场景的全部图像信息，能给浏览者带来身临其境的感觉，已广泛用于酒店宾馆展示、房地产展示、旅游风光展示、汽车展示、企业和院校展示、建筑后期效果和规划展示、工程项目的可视化记录等。相信在不久以后这种图像技术会应用到各个行业中。

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