2023年5月15日

深度游新趋势,带上全景导览技术游乡村

作者 jane

1 概述

随着社会的发展、经济的进步,乡村自然生态和人文环境不断改善,吸引了大量周边城市居民前来短途旅游、度假。乡村旅游业逐渐成为当地经济收入的重要组成部分。一个逻辑清晰、画面真实的360°全景导览,可以为游客提供极大的便利。不仅可以使游客提前总览景点风光,了解目前情况,方便定制出行攻略,还可以为游客提供游览过程中的辅助讲解,方便游客深入了解当地景点文化。360°全景智慧旅游导览(以下简称导览)可以实现如下功能:(1)乡镇场景彩绘;(2)会馆3D建模;(3)景点语音讲解;(4)360°全景制作;(5)旅游动线导览;(6)周边景点检索;(7)微信小程序开发等。

导览

2 功能实现

开发项目由多个室内、室外场景构成。通过对项目需求的分解,将场景分割,并对每个场景进行如图1所示的两阶段开发。第一阶段为素材准备,目的是分析需求、整理文案、测量定位、采集素材,主要进行无人机定点航拍、虚拟场景三维构建、景点设施定位测量、旅游导览词制作等步骤;第二阶段为功能开发与测试,主要对3D全景构建、场景彩绘与标注、智能导览交互模块等功能进行开发。

2.1 全景图制作

全景图分为实景全景和虚拟全景两种。(1)实景全景,通常使用无人机和全景相机进行实景拍摄,并通过计算机软件或者后期图片处理合成一张全景图;(2)虚拟全景,通常采用地图数据扫描建模或者人工建模的形式,在3D引擎中构造一个虚拟的全景场景。

2.2 全景投影方式

全景图是指在二维平面上以矩形呈现的无缝图像空间,有以下3种常见的投影方式。

(1)立方体表面投影,即对立方体中心的视点、视角进行适当的图像补偿,以达到良好的圆周效果。投影产生的密度和质量均为6个像素、水平和垂直角度均为90°的正方形图像,立方体表面投影图像中有12条缝。

(2)球面投影。球面投影是全景技术中常用的投影方法。投影的全景图与世界地图相似,只是图像中央的水平线保持水平,而其变形程度不同。离中心线越远,全景就越扭曲,在两个上端点和下端点形成两条像素线。球面投影后,物体的水平特征弯曲,而垂直特征不弯曲。整个图像只保留一条缝,便于处理和微调,是项目采用的主要方法。

(3)圆形投影。圆形投影是角投影的一种。投影的图像与圆形鱼眼透镜相似,失真很大,但360°视角所产生的整个连续、无缝图像包含所有三维信息。因为图像的畸变较大,所以后期很难对圆形投影进行编辑。

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2.3 实景全景

(1)图像采集。获取图像材料的方式一般有两种,1)使用专业的全景设备,例如,全景摄像机、鱼眼或广角镜头摄像机;2)使用数码照相机或普通照相机。鱼眼镜片是一种特殊的超广角镜头,焦距很短,为6~16mm,角度接近或超过180°,超出人眼所能看到的范围。通常需要借助数码相机、全景相机、无人机等设备进行图像采集。在采集图形过程中需要充分考虑:1)天气因素,实景拍摄往往受室外光线的影响,良好的光照条件可以保障实拍照片的质量;2)环境布置,整体的环境和拍摄角度需要摄影团队沟通。例如,在室内场景中拍摄,需要事先清场。

(2)图像拼接。首先,获取需要校验的图像源,然后对图像进行预处理,进一步将所有图像序列转换为统一的坐标系,即统一坐标变换。完成后实施图像配准、图像融合,以获得拼贴全景。通常,可选择使用PTGui等软件,指定并标注控制点,实现多张图片的对位、图像矫正和拼接。拼接时,在相邻序列的图像中找到重合点,根据软件自动生成序号来描述这些控制点,并利用优化器,设置并优化控制点的精度。利用控制点表格对误差较大的控制点进行排除。通过细节查看器放大、检查是否有错位情况。借助Pano2VR,结合PhotoShop辅助处理图像细节部分,抹去拍摄脚架,实现补天、补地的神奇功能,达到高质量360°全景图效果预期。

(3)图像融合。为避免全景图的拼接痕迹,将两张对位成功的图片实施融合平滑处理,并利用PhotoShop进行辅助加工处理,实现高质量的融合效果。通常,可选择使用PTGui工具对图像序列进行蒙版操作,操作主要包括:1)打开序列图形中前后相序的图像进行对比;2)使用绿色画笔涂抹并保留图像细节;3)使用红色画笔排除图像细节;4)使用擦除器抹除多余细节;5)通过对相序图像添加更多的控制点,不断对准和校正图像融合效果,得到最终满意的全景效果;6)在生成拼接图时,通过设置混合工具及羽化参数调整合成拼接效果。

(4)全景图导出。为满足不同应用平台的使用,可通过使用Pano2VR等转换工具导出不同格式的全景图。通常,图像拼接和融合后的图未必是一个满意的矩形图像,还需要进行后处理操作以实现全景图的导出要求。后处理操作主要包括:1)生成导出拼接图;2)通过PhotoShop图像处理软件对其进行裁剪;3)将缺失的边缘进行自由变换的扭曲处理;4)会根据项目需求,选择不同的投影方式,将全景图像转换成常见图片格式、HTML5格式、Flash等输出格式。

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2.4 虚拟全景

虚拟全景制作是指通过实地参数进行3D建模仿真,实现虚拟化场景的构建,并导出全景效果图。对乡村旅游景点的虚拟化实施主要包括如下方面。

(1)景点手绘虚拟化。通过前期对乡村实景航拍图,使用AI、CorelDraw等矢量绘制工具,进行1∶1手绘地图制作,实现全镇场景的手绘图展示。制作时,1)需要与景区工作人员进行深度沟通,把握业务需求;2)确定景区图的范围和比例;3)对乡村主要景点布局、设施信息、主题特色等信息进行提取;4)依据百度、高德地图绘制底图;5)根据要展示的主要景点和标识物搜集相关素材、资料;6)确定手绘风格,绘制路线、地形并着色;7)添加图标和区域标注。手绘图“去粗取精”的手法可以将生硬、复杂的实景地图艺术化,同时,带来的生动气息也便于用户观察和使用。

(2)3D场景建模。根据航拍实景,对重点景点和区域进行三维场景重建。参照实物尺寸和布局,进行图2实景全景3D场景建模。通常使用3DMax、Subspaint、ZBrush等建模工具制作模型、材质、贴图,并利用Unity的高清渲染管线(HDRP)实现后期渲染,实现三维虚拟全景的制作效果。

(3)其他导览功能。主要包括景区点位的导游词编撰、点位配音和点位短片制作、图文信息标注、导览路线规划和推荐。

3 结语

全景技术应用到乡村旅游导览项目中的工作流程,项目涉及技术较多,工作量较为繁重。综合运用实物全景拍摄、三维建模技术实现高逼真的智慧旅游导览项目。通过卡通手绘的景点概览图进行动线引导,以虚、实结合的景点交互和讲解为主要功能,大大提升了乡村旅游的宣传品质,为促进美丽乡村建设助力。

(来源网络,侵删)

 

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