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          全景技術在鄉村旅游導覽項目中應用

          2023-05-15 15:55:13

          概述

           

          隨著社會的發展、經濟的進步,鄉村自然生態和人文環境不斷改善,吸引了大量周邊城市居民前來短途旅游、度假。鄉村旅游業逐漸成為當地經濟收入的重要組成部分。一個邏輯清晰、畫面真實的360°全景導覽,可以為游客提供極大的便利。不僅可以使游客提前總覽景點風光,了解目前情況,方便定制出行攻略,還可以為游客提供游覽過程中的輔助講解,方便游客深入了解當地景點文化。360°全景智慧旅游導覽(以下簡稱導覽)可以實現如下功能:(1)鄉鎮場景彩繪;(2)會館3D建模;(3)景點語音講解;(4360°全景制作;(5)旅游動線導覽;(6)周邊景點檢索;(7)微信小程序開發等。

           

          導覽

           

          功能實現

           

          開發項目由多個室內、室外場景構成。通過對項目需求的分解,將場景分割,并對每個場景進行如圖1所示的兩階段開發。第一階段為素材準備,目的是分析需求、整理文案、測量定位、采集素材,主要進行無人機定點航拍、虛擬場景三維構建、景點設施定位測量、旅游導覽詞制作等步驟;第二階段為功能開發與測試,主要對3D全景構建、場景彩繪與標注、智能導覽交互模塊等功能進行開發。

           

          2.1全景圖制作

           

          全景圖分為實景全景和虛擬全景兩種。(1)實景全景,通常使用無人機和全景相機進行實景拍攝,并通過計算機軟件或者后期圖片處理合成一張全景圖;(2)虛擬全景,通常采用地圖數據掃描建?;蛘呷斯そ5男问?,在3D引擎中構造一個虛擬的全景場景。

           

          2.2 全景投影方式

           

          全景圖是指在二維平面上以矩形呈現的無縫圖像空間,有以下3種常見的投影方式。

           

          1)立方體表面投影,即對立方體中心的視點、視角進行適當的圖像補償,以達到良好的圓周效果。投影產生的密度和質量均為6個像素、水平和垂直角度均為90°的正方形圖像,立方體表面投影圖像中有12條縫。

           

          2)球面投影。球面投影是全景技術中常用的投影方法。投影的全景圖與世界地圖相似,只是圖像中央的水平線保持水平,而其變形程度不同。離中心線越遠,全景就越扭曲,在兩個上端點和下端點形成兩條像素線。球面投影后,物體的水平特征彎曲,而垂直特征不彎曲。整個圖像只保留一條縫,便于處理和微調,是項目采用的主要方法。

           

          3)圓形投影。圓形投影是角投影的一種。投影的圖像與圓形魚眼透鏡相似,失真很大,但360°視角所產生的整個連續、無縫圖像包含所有三維信息。因為圖像的畸變較大,所以后期很難對圓形投影進行編輯。

           

          導覽

           

          2.3 實景全景

           

          1)圖像采集。獲取圖像材料的方式一般有兩種,1)使用專業的全景設備,例如,全景攝像機、魚眼或廣角鏡頭攝像機;2)使用數碼照相機或普通照相機。魚眼鏡片是一種特殊的超廣角鏡頭,焦距很短,為6~16mm,角度接近或超過180°,超出人眼所能看到的范圍。通常需要借助數碼相機、全景相機、無人機等設備進行圖像采集。在采集圖形過程中需要充分考慮:1)天氣因素,實景拍攝往往受室外光線的影響,良好的光照條件可以保障實拍照片的質量;2)環境布置,整體的環境和拍攝角度需要攝影團隊溝通。例如,在室內場景中拍攝,需要事先清場。

           

          2)圖像拼接。首先,獲取需要校驗的圖像源,然后對圖像進行預處理,進一步將所有圖像序列轉換為統一的坐標系,即統一坐標變換。完成后實施圖像配準、圖像融合,以獲得拼貼全景。通常,可選擇使用PTGui等軟件,指定并標注控制點,實現多張圖片的對位、圖像矯正和拼接。拼接時,在相鄰序列的圖像中找到重合點,根據軟件自動生成序號來描述這些控制點,并利用優化器,設置并優化控制點的精度。利用控制點表格對誤差較大的控制點進行排除。通過細節查看器放大、檢查是否有錯位情況。借助Pano2VR,結合PhotoShop輔助處理圖像細節部分,抹去拍攝腳架,實現補天、補地的神奇功能,達到高質量360°全景圖效果預期。

           

          3)圖像融合。為避免全景圖的拼接痕跡,將兩張對位成功的圖片實施融合平滑處理,并利用PhotoShop進行輔助加工處理,實現高質量的融合效果。通常,可選擇使用PTGui工具對圖像序列進行蒙版操作,操作主要包括:1)打開序列圖形中前后相序的圖像進行對比;2)使用綠色畫筆涂抹并保留圖像細節;3)使用紅色畫筆排除圖像細節;4)使用擦除器抹除多余細節;5)通過對相序圖像添加更多的控制點,不斷對準和校正圖像融合效果,得到最終滿意的全景效果;6)在生成拼接圖時,通過設置混合工具及羽化參數調整合成拼接效果。

           

          4)全景圖導出。為滿足不同應用平臺的使用,可通過使用Pano2VR等轉換工具導出不同格式的全景圖。通常,圖像拼接和融合后的圖未必是一個滿意的矩形圖像,還需要進行后處理操作以實現全景圖的導出要求。后處理操作主要包括:1)生成導出拼接圖;2)通過PhotoShop圖像處理軟件對其進行裁剪;3)將缺失的邊緣進行自由變換的扭曲處理;4)會根據項目需求,選擇不同的投影方式,將全景圖像轉換成常見圖片格式、HTML5格式、Flash等輸出格式。

           

          導覽

           

          2.4 虛擬全景

           

          虛擬全景制作是指通過實地參數進行3D建模仿真,實現虛擬化場景的構建,并導出全景效果圖。對鄉村旅游景點的虛擬化實施主要包括如下方面。

           

          1)景點手繪虛擬化。通過前期對鄉村實景航拍圖,使用AI、CorelDraw等矢量繪制工具,進行11手繪地圖制作,實現全鎮場景的手繪圖展示。制作時,1)需要與景區工作人員進行深度溝通,把握業務需求;2)確定景區圖的范圍和比例;3)對鄉村主要景點布局、設施信息、主題特色等信息進行提??;4)依據百度、高德地圖繪制底圖;5)根據要展示的主要景點和標識物搜集相關素材、資料;6)確定手繪風格,繪制路線、地形并著色;7)添加圖標和區域標注。手繪圖“去粗取精”的手法可以將生硬、復雜的實景地圖藝術化,同時,帶來的生動氣息也便于用戶觀察和使用。

           

          23D場景建模。根據航拍實景,對重點景點和區域進行三維場景重建。參照實物尺寸和布局,進行圖2實景全景3D場景建模。通常使用3DMax、Subspaint、ZBrush等建模工具制作模型、材質、貼圖,并利用Unity的高清渲染管線(HDRP)實現后期渲染,實現三維虛擬全景的制作效果。

           

          3)其他導覽功能。主要包括景區點位的導游詞編撰、點位配音和點位短片制作、圖文信息標注、導覽路線規劃和推薦。

           

          結語

           

          全景技術應用到鄉村旅游導覽項目中的工作流程,項目涉及技術較多,工作量較為繁重。綜合運用實物全景拍攝、三維建模技術實現高逼真的智慧旅游導覽項目。通過卡通手繪的景點概覽圖進行動線引導,以虛、實結合的景點交互和講解為主要功能,大大提升了鄉村旅游的宣傳品質,為促進美麗鄉村建設助力。

           

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