全景技术实现的博物馆网络虚拟展示（二）
2015-11-30 10:22:08 时间机器影像中心
● 全景技术实现的博物馆网络虚拟展示
1.360度全景漫游技术设计思想
采用设计并实现博物馆的网络虚拟展示效果，其核心设计思路 主要包括以下几个方面：
（1）前期分析
一是考察博物馆展厅的实际情况，了解场景环境条件，结合博物馆实际情况设计 并制定构建方案;二是设备与技术支持，依据场景实际情况配备项目实施所需的相关设 备与技术人员，为任务顺利开展提供支持。
（2）实施流程
一是根据每个展厅场景情况设计出各自展厅的全景图像拍摄方案，并依据全景拍 摄方案进行实地拍摄，然后对采集的图像组进行后期全景图拼接;二是收集与处理虚拟 博物馆建设所需要的多媒体素材与相关资料;三是利用全景漫游制作系统搭建数字博物 馆的模块框架，完成在线漫游网络虚拟博物馆的图文、动画、影像等资料的合成与构 建。
（3）预期效果
输出全景漫游制作系统开发的成品文件，调试产品的运行环境与平台兼容性，力 争构建出高质量、低传输、好操作、跨平台的网络虚拟博物馆。
2.实施过程
（1）全景图像采集与制作
全景图像主要有柱形全景、球形全景、对象全景三种。辽宁古生物博物馆的网络 虚拟展示是基于制作成本较低的球形全景技术开发实现的。球形全景是以目标景点的 某一观察点为中心，使观察者既能看到水平环360度的景观效果，又能看到垂直环180 度的景观效果，即形成360×180的全视角效果，球形全景中加入了天和地的感觉，全 景的视觉范围更加开阔。拍摄全景的设备主要包括单反相机、广角镜头、全景云台、 三脚架。合成全景的软件主要有图形拼接软件Autopano Giga或PTGui Pro、图形处理 软件Photoshop、全景制作软件pano2vr等几种。
◇图像拍摄
图像拍摄是全景制作过程中的关键步骤，关系到素材在后期能否顺利拼接的问题 。因此，图像采集过程中拍摄者应掌握相机的摆放方法与拍摄技巧。①使用三脚架固 定全景云台，确定好相机的垂直角度，保证相机在一个中心点转动，确保拍摄转动时 的图像采集在同一水平面，如果条件允许最好配备水平仪。②拍摄者环绕水平一周拍 摄10～15张照片，并保证每张照片有10%～20%的重叠用于后期拼接，在曝光时间较长 时，保持相机稳定不动，保证图像清晰度。③拍摄图像时上下都要留出一定的多余空 间，避免后期合成的全景照片剪裁时破坏主体。④拍摄过程中图像拼缝的地方尽量避 免正在运动的景物，拍摄时动作要快，减少由于其位置变化给后期制作带来的麻烦。 ⑤补拍天与地，如果机位正下方为有规则且连续的图案或不规则且非连续性图案，需 要对地面和天空补拍，以备后期合成修复使用。完成一圈的拍摄后得到的图像数据就 可以通过软件进行拼接。
◇图像处理
在图像拍摄过程中，由于光线、场景凌乱等因素造成的图像拍摄效果较差时，开 发者可根据需要对图像进行后期处理。例如，利用HDR技术处理图像的亮处、暗处、镜 面反射等不良效果;利用Photoshop调整画面亮度/对比度、曲线等，擦除或修复场景中 不需要的元素;同时注意全景图像拼接过程中缺少的顶和底，即天和地，通过修补实现 无瑕疵的全景图片，进而达到理想效果。
◇图像合成
全景图制作的最后阶段就是图像拼接，即将水平360度旋转拍摄的照片，拼接成一 张在平面上看上去很广范围的照片，使得生成的全景展示地图能够还原当时拍摄的真 实景象。本案例采用Autopano Giga软件进行全景自动拼接，主要操作步骤如下：①打 开Autopano Giga软件，执行“文件―导入”，在弹出对话框中选择拍摄好的一组图像 ，导入图像。②执行“检测”，系统自动匹配关键点，进行初步全景合成。③执行“ 编辑”合成全景图像开始，适当调整图像视觉效果与尺寸，完成合成。④执行“文件 ―导出”，输出合成后的全景图像。依照上述步骤完成对博物馆展厅全部图像组的全 景拼接工作。
（2）全景漫游系统制作
本案例使用Pano2VR漫游软件开发辽宁古生物博物馆的虚拟展示系统。主要步骤如 下：①启动软件，在输入功能模块中执行“选择输入”，根据展厅参观顺序导入全景 图。②使用交互热点制作场景快速链接，利用皮肤编辑器制作参观导览地图。③使用 皮肤编辑器的图片添加功能，制作展版、藏品内容的大图展示，使用媒体功能添加展 示的视频或讲解音频。④制作漫游导航控制按钮和使用帮助信息。⑤设置输出参数与 格式，发布制作完成的漫游系统，为了提高漫游系统的高度兼容性建议输出 Flash/HTML5格式的文件以适用多平台的使用需求。
（3）产品展示
架构与设置网络虚拟博物馆的服务器及网络连接地址，将开发好的虚拟博物馆嫁 接到互联网进行展示与传播，为全民提供网络远程参观与使用。
● 总结
当前，随着全球信息化建设的深入推进，数字化、网络化、移动化的科技浪潮正 以多样的方式和途径拓展着人们获取资讯的渠道。文中案例采用全景技术构建辽宁古 生物博物馆的网络虚拟展示，切实地利用了信息技术与网络媒体优势，体现了信息技 术与博物馆网络展示的有机结合，开创了辽宁古生物博物馆数字化展示的新模式，对 提升网络科普教育，宣传科普知识，扩大博物馆的社会影响力等具有实际意义。
1.360度全景漫游技术设计思想
采用设计并实现博物馆的网络虚拟展示效果，其核心设计思路 主要包括以下几个方面：
（1）前期分析
一是考察博物馆展厅的实际情况，了解场景环境条件，结合博物馆实际情况设计 并制定构建方案;二是设备与技术支持，依据场景实际情况配备项目实施所需的相关设 备与技术人员，为任务顺利开展提供支持。
（2）实施流程
一是根据每个展厅场景情况设计出各自展厅的全景图像拍摄方案，并依据全景拍 摄方案进行实地拍摄，然后对采集的图像组进行后期全景图拼接;二是收集与处理虚拟 博物馆建设所需要的多媒体素材与相关资料;三是利用全景漫游制作系统搭建数字博物 馆的模块框架，完成在线漫游网络虚拟博物馆的图文、动画、影像等资料的合成与构 建。
（3）预期效果
输出全景漫游制作系统开发的成品文件，调试产品的运行环境与平台兼容性，力 争构建出高质量、低传输、好操作、跨平台的网络虚拟博物馆。
2.实施过程
（1）全景图像采集与制作
全景图像主要有柱形全景、球形全景、对象全景三种。辽宁古生物博物馆的网络 虚拟展示是基于制作成本较低的球形全景技术开发实现的。球形全景是以目标景点的 某一观察点为中心，使观察者既能看到水平环360度的景观效果，又能看到垂直环180 度的景观效果，即形成360×180的全视角效果，球形全景中加入了天和地的感觉，全 景的视觉范围更加开阔。拍摄全景的设备主要包括单反相机、广角镜头、全景云台、 三脚架。合成全景的软件主要有图形拼接软件Autopano Giga或PTGui Pro、图形处理 软件Photoshop、全景制作软件pano2vr等几种。
◇图像拍摄
图像拍摄是全景制作过程中的关键步骤，关系到素材在后期能否顺利拼接的问题 。因此，图像采集过程中拍摄者应掌握相机的摆放方法与拍摄技巧。①使用三脚架固 定全景云台，确定好相机的垂直角度，保证相机在一个中心点转动，确保拍摄转动时 的图像采集在同一水平面，如果条件允许最好配备水平仪。②拍摄者环绕水平一周拍 摄10～15张照片，并保证每张照片有10%～20%的重叠用于后期拼接，在曝光时间较长 时，保持相机稳定不动，保证图像清晰度。③拍摄图像时上下都要留出一定的多余空 间，避免后期合成的全景照片剪裁时破坏主体。④拍摄过程中图像拼缝的地方尽量避 免正在运动的景物，拍摄时动作要快，减少由于其位置变化给后期制作带来的麻烦。 ⑤补拍天与地，如果机位正下方为有规则且连续的图案或不规则且非连续性图案，需 要对地面和天空补拍，以备后期合成修复使用。完成一圈的拍摄后得到的图像数据就 可以通过软件进行拼接。
◇图像处理
在图像拍摄过程中，由于光线、场景凌乱等因素造成的图像拍摄效果较差时，开 发者可根据需要对图像进行后期处理。例如，利用HDR技术处理图像的亮处、暗处、镜 面反射等不良效果;利用Photoshop调整画面亮度/对比度、曲线等，擦除或修复场景中 不需要的元素;同时注意全景图像拼接过程中缺少的顶和底，即天和地，通过修补实现 无瑕疵的全景图片，进而达到理想效果。
◇图像合成
全景图制作的最后阶段就是图像拼接，即将水平360度旋转拍摄的照片，拼接成一 张在平面上看上去很广范围的照片，使得生成的全景展示地图能够还原当时拍摄的真 实景象。本案例采用Autopano Giga软件进行全景自动拼接，主要操作步骤如下：①打 开Autopano Giga软件，执行“文件―导入”，在弹出对话框中选择拍摄好的一组图像 ，导入图像。②执行“检测”，系统自动匹配关键点，进行初步全景合成。③执行“ 编辑”合成全景图像开始，适当调整图像视觉效果与尺寸，完成合成。④执行“文件 ―导出”，输出合成后的全景图像。依照上述步骤完成对博物馆展厅全部图像组的全 景拼接工作。
（2）全景漫游系统制作
本案例使用Pano2VR漫游软件开发辽宁古生物博物馆的虚拟展示系统。主要步骤如 下：①启动软件，在输入功能模块中执行“选择输入”，根据展厅参观顺序导入全景 图。②使用交互热点制作场景快速链接，利用皮肤编辑器制作参观导览地图。③使用 皮肤编辑器的图片添加功能，制作展版、藏品内容的大图展示，使用媒体功能添加展 示的视频或讲解音频。④制作漫游导航控制按钮和使用帮助信息。⑤设置输出参数与 格式，发布制作完成的漫游系统，为了提高漫游系统的高度兼容性建议输出 Flash/HTML5格式的文件以适用多平台的使用需求。
（3）产品展示
架构与设置网络虚拟博物馆的服务器及网络连接地址，将开发好的虚拟博物馆嫁 接到互联网进行展示与传播，为全民提供网络远程参观与使用。
● 总结
当前，随着全球信息化建设的深入推进，数字化、网络化、移动化的科技浪潮正 以多样的方式和途径拓展着人们获取资讯的渠道。文中案例采用全景技术构建辽宁古 生物博物馆的网络虚拟展示，切实地利用了信息技术与网络媒体优势，体现了信息技 术与博物馆网络展示的有机结合，开创了辽宁古生物博物馆数字化展示的新模式，对 提升网络科普教育，宣传科普知识，扩大博物馆的社会影响力等具有实际意义。