全景制作流程及地图雷达的应用研究

杨育桢

(大理学院，云南 大理 671003）

全景摄影（Panorama）就是把相机环绕场景360度拍摄的一组照片拼接成一个变形的全景图像，用一个专用的播放软件在互联网上显示，从而使您能用鼠标控制环视的方向，可左,可右,可上,可下，可近,可远[1][[2][[3]。近几年来，全景摄影从简单的柱形全景，发展到球形全景，对象全景[2][3]。虽然它不是真三维技术,但由于它是采用直观真实的拍摄照片作为基础,并且能用鼠标拖动，实现镜头的远近变换，有仿真摄像机镜头的真实感，具有有限的虚拟场景漫游功能,使得全景摄影技术被广泛应用于各行各业中，包括商品的广告与推销（电子商务的虚拟商场），远程教学，旅游业，娱乐业，多媒体演示，建筑业，古建筑艺术等[3][4]。随着互联网技术的不断发展，以及各种需求的增长，全景技术受到越来越多的关注和应用。现在虚拟旅游，虚拟公园在国外广受欢迎，并且在相关网站页面上都能看到，为其景区的宣传推广起到极其重要的作用。

其实，全景摄影不是真三维技术，被广泛应用的原因有：（1）在实地进行拍摄，获取真实直观的场景照片，操作简单方面。（2）全景摄影具有一定的交互性，可以用鼠标控制镜头的方向和调整远近尺度，鱼眼照片还可以进行360°场景的环视。

（3）全景摄影不需要单独下载插件，只需一个JAVA程序，自动下载后就可以在网上观看全景照片（总共下载的文件100～50K即可，下载时间仅需1分种左右）[3,6]。

1 全景照片制作流程

1.1 拍摄全景照片

（1）相机必需准确可靠定位:由于相机的视角大多小于360度,因此必须拍摄多张照片才能记录全视角图像信息,为了使多张照片光滑地连接成全景投影图像,相机必需准确可靠定位在一个中心点上。一般在拍摄时最好使用云台与相机相结合进行拍摄，当然，对于测量工作者的话，可以直接使用摄影全站仪（如图1）这样的设备。

图1 摄影全站仪

（2）最好选用超广角镜头:为了是全景更具真实感，以及拍摄全360度的全景（包含场景的天地）的话，最好使用鱼眼镜头（即超广角镜头）来拍摄。

1.2 拼接照片

全景照片的拼接主要使用现有的软件就能完成。现在国内外有很多拼接软件可供使用， 如 cool 360，PTGui Pro， Realviz Stitcher5.1，Pixtra Viewer，上海杰图的造景师等等。下面就用PTGui Pro进行全景照片的拼接（以鱼眼照片为例）。

（1）加载图像：选择要拼接的2张或多张照片，加载到此软件中，在此功能中可以对加载的照片进行排序、剪裁工作，并且设置镜头的参数。

排序：调整好照片的左右位置，便于正确拼接。

剪裁：可以修剪照片中不需要的边缘部分，如鱼眼照片可能会有黑边，可以用此功能对其进行去除。

镜头的参数：可以选择“自动”选项，让软件自动判断设置此参数，但如果已知镜头参数的话，可以手动设置（拼接鱼眼照片镜头类型为：环形，水平角度一般为180°）。

图2 鱼眼图像1

图3 鱼眼图像2

（2）对准图像：准备工作完了之后就可以对准图像，也就是照片拼接。此功能也可以让软件自动完成，但一般都需要手动加入一些控制点。在“控制点”标签下，选择要拼接的两张照片，在相重合的地方点击，选择至少3个同名像点，这些同名像点遵循均匀分布的原则。完成后进行一下“优化”处理，判断同名像点选取的是否合理，如果优化器优化后结果不错，可以接受优化并可以在全景编辑器中查看拼接的全景照片，并且可以对照片进行整体编辑，选择视野、投影方式等。在此功能中还能进行曝光/HDR的调整，修改拼接好的全景图，当然也可以在photoshop中进行。

（3）创建全景图：在此功能中可以选择要输出的全景图的尺寸、格式、图层以及保存路径。选择好后就可以输出了（图4拼接好全景图）。

图4 拼接好的全景图

2 制作全景图像（实现全景漫游）

制作全景图像，实现全景漫游。现在国内外也有许多软件能够完成，如上海杰图的漫游大师、pano2vr等。由于现在flash插件的广泛使用，因此下面使用pano2vr软件制作flash格式的全景漫游。

（1）选择要制作的全景图，用pano2vr软件打开，输入类型选择“自动”默认就行当然也可以根据需求选择“立面体”、“柱形”、“平面”等类型。

（2）可以“显示参数”标签中设置初始视场的方位、大小等参数，在“用户数据”标签中设置用户信息，在“交互热区”标签中设置场景切换热键，在“音频”标签中加入音频到全景中。

（3）在“输出”标签中选择“flash”格式输出，并且可以选择一个自带的皮肤或自制的皮肤加载其中。一个简单的全景图漫游就完成了。

3 地图雷达的制作

在此，重点研究了flash皮肤地图雷达的制作。

（1）创建雷达。打开皮肤编辑窗口，在“编辑器”标签中添加一个容器，在此容器中添加先前制作好的场景地图的图片、点击按钮等所需的部件，再添加一个雷达容器，其中添加雷达所需的图片，添加完成后把他们安放在适当的位置上。

（2）实现雷达的地点跟踪功能。分别将这些部件设置合适的名称，在要选择地点的按钮属性的“动作/修改器”的“动作”中设置鼠标动作。在第一栏选择“鼠标点击”，第二栏选择“设置元素位置”，第三栏中就要设置X/Y的坐标了，第四栏“目标”选择雷达的容器名称“radar”(如图 5)。

图5 按钮属性的“动作/修改器”中雷达设置

图6 窗口默认坐标OXY和雷达坐标oxy

由于此时默认的窗口坐标(OXY)原点在窗口的左上方，自左向右为X轴，自上向下为Y轴。因此，在地图雷达的制作时，要设置另一个坐标系oxy(如图6)，

根据上述公式，即可计算出待定点在地图中的新位置，从而在雷达中进行设置。

将每个地点按钮的属性中“动作/修改器”的“动作”中，根据所建立的独立坐标选择初始地点的此按钮处为原点，即坐标为（0，0），其他地点按钮的 X/Y 位移如图所示，分别设置为（29，-42）和（41，48）。这样就完成了鼠标点击这三个地点按钮时，雷达就随之移动到点击处，完成雷达的跟踪功能。

（3）实现雷达的方位跟踪功能。在雷达图片属性的“动作/修改器”的“修改器”中加入如图7所示的设置，即实现了在一个场景内，移动鼠标进行环视时，雷达也会实时跟踪方位，且随之移动。

图7 图片属性的“动作/修改器”中雷达设置

4 发布虚拟全景网页

当一个全景制作好后，往往会将其发布到网上以供人们便于浏览，了解场景环境，因此发布虚拟全景网页势在必行。在pano2vr软件中就能方便的实现此动作。

在“输出”标签中选择flash格式后，点击后面的“增加”按钮，在弹出的flash输出设置框中选择“HTML”标签，开启HTML文件输出，对HTML文件的外部化、模板进行需求设置，完成之后会创建一个HTML文件，此文件就是将全景图发布到网上，实现虚拟漫游。

图8 全景图的网络发布

5 展望

全景摄影是一种比较实用的技术，特别实在信息化逐渐普及，网络技术不断发展的今天，全景摄影是在互联网上展示真是场景效果最好的工具。然而它毕竟不是真三维技术，它的交互性远远不如创建三维模型的虚拟现实技术。但是它由于其数据量小，场景真实逼真，获取数据方面容易，制作流程比起三维建模来也相对简单方面，并且较大的降低了成本。因此，很受大场景的青睐。

[1]马凌云.计算机建筑漫游实例[M].上海交通大学出版社，2004.

[2]曾建超，俞志和.虚拟现实技术及其应用[M].北京：清华大学出版社，1996.

[3]http://www.chinavr.net/bbs/viewthread.php?tid=311[OL].2010，9.

[4]袁晓红.360°球形全景制作技术及其网络应用示范[J].测绘与空间地理信息，2010，33（5）：13-15.

[5]王俊杰，徐小刚.鱼眼投影在虚拟实景中的应用研究[J].小型微型计算机系统，2004，25(2)：287-290.

[6]http://www.jietusoft.com/[OL].2010，9.

[7]Mundhenk T N，Michael J R，Liao Xiao—qun，et a1.Techniques for fisheye lens calibration using a minimal number of measurements[C]／／Proc of the SPIE Intelligent Robotics and Computer Vision Conference，Boston，Massaehusetts ，2000(11)：8-9.