基于動(dòng)態(tài)全景視頻漫游技術(shù)應(yīng)用研究

張嘉茹 馮嘉穎 莫茵茵 潘曉潔 余云燦 謝意一

摘? 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃向上和科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，人民的物質(zhì)生活水平越來(lái)越高，對(duì)于高質(zhì)量的精神文化生活的要求也越發(fā)迫切。應(yīng)運(yùn)而生的視頻作品，成為了人們目前的娛樂(lè)元素之一，對(duì)人們的生活形成了潛移默化的影響。在近幾年，伴隨著全景拍攝和全景軟件的技術(shù)革命，一種新型的視頻技術(shù)——?jiǎng)討B(tài)全景視頻漫游技術(shù)，走入了人們的視野。

關(guān)鍵詞：360拍攝;全景視頻;新媒體;應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：TP391.41;TP391.9? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）24-0104-03

Abstract：With the vigorous development of social economy and the rapid development of science and technology，people’s material living standards are getting higher and higher，and the requirements for high-quality spiritual and cultural life are becoming more and more urgent. Video works emerged as the times require，become one of the entertainment elements of people at present，and have a subtle influence on people’s life. In recent years，with the technological revolution of panoramic shooting and panoramic software，a new video technology，dynamic panoramic video roaming technology，has entered people’s vision.

Keywords：360 shooting;panoramic video;new media;applied research

0? 引? 言

在這個(gè)多樣化和個(gè)性化的消費(fèi)時(shí)代，二維平面宣傳方式廣為流傳，隨著虛擬與現(xiàn)實(shí)的交融，網(wǎng)絡(luò)與新媒體的成長(zhǎng)，逐漸被貼吧、公眾號(hào)、微博等取代。而比起單一的文字、圖片或者視頻，全景視頻的傳播效果有了質(zhì)的飛躍，它使枯燥無(wú)味的人機(jī)交互變得生動(dòng)有趣。給人帶來(lái)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的享受，開(kāi)創(chuàng)了新媒體創(chuàng)意宣傳的新時(shí)代，增加了視頻作品的觀賞性以及新意和樂(lè)趣。通過(guò)普通的輸出設(shè)備（如手機(jī)、電腦、電視等），就可以隨時(shí)隨地觀看全景視頻。本文對(duì)動(dòng)態(tài)全景視頻漫游技術(shù)的應(yīng)用研究進(jìn)行介紹，并闡述部分自己的見(jiàn)解。

1? 動(dòng)態(tài)全景視頻漫游技術(shù)介紹

動(dòng)態(tài)全景視頻是將360度的全景圖經(jīng)過(guò)全景軟件的后期處理轉(zhuǎn)化成動(dòng)態(tài)的圖片視頻，建立與現(xiàn)實(shí)環(huán)境對(duì)應(yīng)的全景空間。它可以通過(guò)輸入設(shè)備（例如鍵盤、手機(jī)觸摸屏、電腦鼠標(biāo)、遙控等）在360度的拍攝角度上操控瀏覽的方向，可上可下，或左或右地任意觀賞動(dòng)態(tài)全景視頻。強(qiáng)烈的動(dòng)感和影像效果使視野范圍不再受到限制，拓寬到了360度，全景視頻在視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)上給觀者一種身臨其境的感受，使觀者產(chǎn)生“人在畫中走”的感覺(jué)。而且它對(duì)輸出設(shè)備沒(méi)有高要求，打破了空間、時(shí)間和區(qū)域的局限性。全景視頻不只是單純的全景照片，而是具備聲音和景深等的動(dòng)態(tài)全景。

2? 國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)全景視頻漫游的研究現(xiàn)狀

伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷革新，全景影視漫游技術(shù)得到了一定的提升，作為一種新型的視覺(jué)傳播技術(shù)，它相應(yīng)地出現(xiàn)在各類應(yīng)用和作品中，也開(kāi)始與人們的生活相結(jié)合。雖然作為一門新的技術(shù)還不成熟，存在許多問(wèn)題有待解決，但建立動(dòng)態(tài)全景視頻漫游已經(jīng)引起了許多信息科技公司、政府、大學(xué)和研究所的重視。全景視頻廠商都較小，并且處于發(fā)展階段，大廠商也在不斷發(fā)展新技術(shù)。

動(dòng)態(tài)全景視頻漫游的技術(shù)最初的發(fā)展主要由國(guó)外信息技術(shù)者推動(dòng)。1965年引起大家關(guān)注的是“360度全景之父”——Sutherland發(fā)表的論文《終極的顯示》中，第一次提出關(guān)于創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的想法。2000年Kang、Cohen、Medionoi提出的圖像拼接成為了這項(xiàng)技術(shù)的突破性進(jìn)展與主要制作方法。Shmuel Peleg、Benny Rousso、Alex Rav-Acha三人進(jìn)行創(chuàng)新改良提出的自適應(yīng)圖像拼接模型成為今后發(fā)展階段進(jìn)程的研究方向。如今，隨著科技與新媒體圖形圖像處理的發(fā)展，360度全景逐漸普及，動(dòng)態(tài)全景視頻漫游技術(shù)脫穎而出。微軟、蘋果、谷歌是其中的代表性廠商。

在國(guó)內(nèi)，全景視頻的研究雖與國(guó)外相比起步晚，存在差距，但也在不斷進(jìn)行創(chuàng)新和學(xué)習(xí)研究。近幾年，對(duì)動(dòng)態(tài)全景視頻漫游的研究引起了現(xiàn)代科技公司、政府研究所以及大學(xué)的重視，鼓勵(lì)更多知識(shí)分子參與其中。2016年國(guó)家提出重點(diǎn)支持新產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，各類重點(diǎn)大學(xué)也開(kāi)展各類研究并取得一定進(jìn)展，與此同時(shí)，各類科技公司對(duì)全景視頻的投入與創(chuàng)新也邁上了新臺(tái)階。

3? 動(dòng)態(tài)全景視頻漫游的制作簡(jiǎn)述

3.1? 拍攝用具

本文中使用的是全畫幅佳能相機(jī)EOS 5D Mark III，給相機(jī)匹配魚眼鏡頭，組裝好全景云臺(tái)和三腳架，在現(xiàn)實(shí)生活中選取拍攝地點(diǎn)，拍攝多組照片以用于后期全景圖像制作。

3.2? 拍攝方法

給相機(jī)調(diào)整好合適的白平衡、感光度、光圈大小和快門速度，打開(kāi)手動(dòng)模式調(diào)焦，在全景云臺(tái)上固定好初始位置，開(kāi)始拍攝圖片，一組為6張，拍攝角度為0度、90度、180度、270度、360度、正上方和正下方。以相機(jī)圍繞中軸進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，從0度開(kāi)始，每90度拍攝一張，同平面一共拍攝4張相片，最后在正上方和正下方各拍攝一張。

3.3? 拍攝技巧

為避免后續(xù)圖像拼貼出現(xiàn)破洞現(xiàn)象，在拍攝時(shí)必須要使相機(jī)三腳架位置不變動(dòng)，拍攝正下方的地面照片時(shí)，在小心移除全景云臺(tái)和三腳架的同時(shí)，拍攝者的雙腳盡可能不要入鏡。

3.4? 制作流程

打開(kāi)PYTGui漢化版，導(dǎo)入拍攝的成組照片，加載創(chuàng)建全景圖。然后將制作完成的全景圖片導(dǎo)入Kolor Autopano Giga中進(jìn)行拼貼檢索，編輯和制作全景視頻，提升體驗(yàn)感。最后將全景視頻導(dǎo)入Kolor Pantour中制作熱點(diǎn)，增加用戶代入感。再利用其他專業(yè)的軟件和插件，添加音樂(lè)和音效，解說(shuō)以及動(dòng)態(tài)特效等，完成動(dòng)態(tài)全景視頻漫游的制作。

3.5? 后期修整

制作出來(lái)的全景圖中可能會(huì)出現(xiàn)光線不同、曝光不足、拼接有瑕疵等問(wèn)題，這時(shí)我們可以使用專業(yè)的軟件和工具，采取調(diào)節(jié)曝光度和色彩平衡，以及剪輯和拼接視頻的方法以達(dá)到更好的動(dòng)態(tài)全景視頻效果。

4? 動(dòng)態(tài)全景視頻漫游技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1? 建筑類

4.1.1? 房地產(chǎn)宣傳展示

傳統(tǒng)的房地產(chǎn)銷售，投資商和客戶只能通過(guò)房地產(chǎn)商發(fā)布的廣告、宣傳片和照片進(jìn)行了解，接著到有意向購(gòu)買的房產(chǎn)處看戶型。全景漫游技術(shù)可以讓投資商和客戶無(wú)死角地觀察房屋的外形結(jié)構(gòu)、室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)等細(xì)節(jié)，體驗(yàn)身臨其境的感覺(jué)，增強(qiáng)沉浸感。應(yīng)用全景技術(shù)，展現(xiàn)全方位、細(xì)節(jié)化的樣品房，可以實(shí)現(xiàn)客戶不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制觀看不同戶型的房屋，減少浪費(fèi)在交通上的時(shí)間，增加潛在客戶。

4.1.2? 博物館展示

游客一般通過(guò)博物館派送的傳單和網(wǎng)絡(luò)介紹了解博物館。圖片及文字介紹只能片面地展現(xiàn)出博物館的一部分，而采用動(dòng)態(tài)全景視頻漫游技術(shù)，加上配音和解說(shuō)，可以使游客最大程度地感受到博物館的宏偉以及博物館的展品特色，熟悉博物館的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及展品的擺放位置，再根據(jù)自己的喜好制定參觀博物館的路線。不僅如此，博物館也可以通過(guò)該技術(shù)，讓游客近距離觀賞文物。

4.1.3? 虛擬校園漫游

通過(guò)此技術(shù)，展示學(xué)校濃厚的學(xué)術(shù)氛圍、美麗的學(xué)習(xí)環(huán)境和強(qiáng)大的師資力量，以吸引生源。用戶可以觀賞全景校園環(huán)境，如圖書館、食堂、課室、教學(xué)樓等，模擬在校道行走的感覺(jué)，高考填報(bào)志愿的學(xué)生可以借助此技術(shù)挑選自己心儀的學(xué)校。

4.1.4? 公司企業(yè)推廣展示

使用此技術(shù)可以將公司的實(shí)景，如生產(chǎn)車間和生產(chǎn)工廠等設(shè)施情況展示給客戶，宣傳公司企業(yè)的形象和品牌，吸引有意向購(gòu)買公司產(chǎn)品的客戶。投資方、合作方也可通過(guò)全景視頻了解公司實(shí)力、公司工作情況，節(jié)約談判所費(fèi)的時(shí)間。

4.1.5? 大型商場(chǎng)購(gòu)物指南

使用此技術(shù)，可以將商場(chǎng)最真實(shí)的情景以及售賣的商品最大程度地展示給顧客。此技術(shù)相當(dāng)于升級(jí)版的地圖，消費(fèi)者可以更加直觀地找出自己感興趣的商店，提高逛街的質(zhì)量。通過(guò)全景漫游技術(shù)還原商場(chǎng)，還可以在場(chǎng)景中嵌入商品的購(gòu)買鏈接，消費(fèi)者可以在場(chǎng)景中選擇滿意的商品，通過(guò)鏈接完成交易，實(shí)現(xiàn)足不出戶的真實(shí)購(gòu)物體驗(yàn)，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)支付，給消費(fèi)者營(yíng)造“出門購(gòu)物”的感覺(jué)，從而提高商場(chǎng)的銷量。

4.1.6? 酒店餐飲

目前在線訂酒店和在線訂餐廳已經(jīng)普及，但是由于圖片無(wú)法完全展示店內(nèi)陳設(shè)，有時(shí)候會(huì)造成顧客在網(wǎng)絡(luò)上預(yù)訂好的客房、餐廳不是自己想要的結(jié)果。此技術(shù)可以全面地展示出酒店和餐廳的環(huán)境、氛圍、特色，相較于圖片、視頻更能為消費(fèi)者還原酒店、餐廳的環(huán)境，使消費(fèi)者更大程度了解酒店的客房、外形、大廳等的環(huán)境，了解餐廳的裝飾風(fēng)格、菜譜食材、廚房衛(wèi)生情況，給消費(fèi)者帶來(lái)安心感。還可將成品作為酒店或餐館的指示小地圖，在顧客迷路時(shí)派上用場(chǎng)。

4.2? 商品類

4.2.1? 淘寶商品展示

目前淘寶商品主要通過(guò)圖片及視頻的方式進(jìn)行商品展示，若采用該技術(shù)，可以在360度全景視頻中更加直觀地觀察商品的外觀。還可以嵌入動(dòng)態(tài)的人物，提高顧客對(duì)商品的接受程度和注意力。全景視頻技術(shù)能更大程度地展示商品的使用方法以及效果，成為商品宣傳推廣的利器，提高顧客購(gòu)買的興趣和欲望。

4.2.2? 汽車行業(yè)展示

商家可利用此技術(shù)還原汽車的外形和內(nèi)部細(xì)節(jié)，有購(gòu)車欲望又抽不出時(shí)間到現(xiàn)場(chǎng)了解更多車型的顧客，可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，使用全景漫游技術(shù)感受各類車的體驗(yàn)感，直觀地體驗(yàn)到車型的大小以及車內(nèi)的設(shè)備環(huán)境，并從中選出自己感興趣的車型。

4.3? 外景類

4.3.1? 旅游景點(diǎn)導(dǎo)覽系統(tǒng)

近年來(lái)，不少景點(diǎn)引入了全景漫游技術(shù)。用全方位、高清晰度的全景視頻展示美麗的景區(qū)環(huán)境，游客可以通過(guò)地圖導(dǎo)航選擇自己感興趣的地點(diǎn)，通過(guò)全景漫游自由穿梭于各地點(diǎn)，選擇感興趣的目的地，減少游客來(lái)回往返于各景點(diǎn)的時(shí)間，提高旅行的質(zhì)量。這種貼心的人性化服務(wù)，有利于提高景點(diǎn)的人流量和銷售量，推動(dòng)旅游業(yè)的發(fā)展。

4.3.2? 開(kāi)發(fā)區(qū)虛擬環(huán)境展示

采用此技術(shù)，能夠建立仿真城市系統(tǒng)，細(xì)節(jié)化地展示開(kāi)發(fā)區(qū)城市的環(huán)境、道路交通、房屋建筑、船舶橋梁等情況，可用來(lái)進(jìn)行城市規(guī)劃項(xiàng)目和建筑裝修工程項(xiàng)目的驗(yàn)收，便于施工過(guò)程中的剖析和評(píng)估，起到了推廣項(xiàng)目的作用。政府規(guī)劃部門、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商、工作人員及大眾可以隨時(shí)觀看真實(shí)的規(guī)劃效果，更好地掌握城市發(fā)展形態(tài)，改善城市規(guī)劃和生活環(huán)境，形成具有特色的城市發(fā)展風(fēng)格。而一目了然的全景視頻展示，具有真實(shí)可信性，能夠吸引客商投資。

4.3.3? 歷史文物古跡的虛擬展示

使用動(dòng)態(tài)全景視頻漫游技術(shù)展示文物，可以讓游客全方位、不受地域限制地欣賞生動(dòng)真實(shí)的文物，使游客更容易被帶入文物所在的世界，從而幫助游客更好地理解歷史。既可以拓展傳統(tǒng)文化保護(hù)與發(fā)展的新方式，同時(shí)可以在沒(méi)有損壞歷史文物嚴(yán)肅性的情況下吸引更多的游客來(lái)文物所在地參觀，不僅能提高大眾的文物鑒賞能力，提倡保護(hù)文物古跡工作，還能培養(yǎng)新一代青年人對(duì)文物保護(hù)的意識(shí)。

4.4? 學(xué)習(xí)類

4.4.1? 虛擬教育學(xué)習(xí)環(huán)境展示

傳統(tǒng)教學(xué)方法以老師引導(dǎo)為主，學(xué)生被動(dòng)接受，授課形式相對(duì)單一，教學(xué)效果并不顯著。運(yùn)用動(dòng)態(tài)全景視頻技術(shù)可以創(chuàng)建虛擬教學(xué)環(huán)境，應(yīng)用于在線授課、虛擬實(shí)驗(yàn)室、立體觀念、宇宙星象學(xué)、專業(yè)技能培訓(xùn)等方面，為學(xué)生領(lǐng)會(huì)新的知識(shí)和技能提供最直觀有效的方式。學(xué)生可以擁有全方位沉浸式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，完成由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化成自主學(xué)習(xí)的過(guò)渡。

4.4.2? 應(yīng)急演練指示

傳統(tǒng)安全教育普遍受到時(shí)間與空間的雙重限制，人們難以真正代入災(zāi)難來(lái)臨時(shí)的逃生演練當(dāng)中，演練效果也不盡人意。而動(dòng)態(tài)全景視頻漫游技術(shù)的交互性與沉浸性特點(diǎn)，則是突破傳統(tǒng)應(yīng)急逃生演練教育的新方式。將該技術(shù)應(yīng)用于打造模擬應(yīng)急逃生演練系統(tǒng)，通過(guò)還原發(fā)生災(zāi)難事故的虛擬場(chǎng)景，可以讓人們?cè)谔摂M的場(chǎng)景中了解現(xiàn)實(shí)中災(zāi)難事故的嚴(yán)重性。在人們感知災(zāi)難發(fā)生的同時(shí)，引導(dǎo)其冷靜分析，沉著判斷，學(xué)會(huì)隨機(jī)應(yīng)變和急救知識(shí)，靈活運(yùn)用正確的逃生自救方法。

4.5? 娛樂(lè)類

4.5.1? 游戲場(chǎng)景展示

模擬真實(shí)場(chǎng)景的游戲近年來(lái)呈井噴式發(fā)展，如《絕地求生》《刺客信條》等。這類游戲拋開(kāi)玩法和開(kāi)發(fā)來(lái)講有一個(gè)共通點(diǎn)，就是盡可能地將虛擬3D建模做成現(xiàn)實(shí)中真實(shí)的模樣。而使用動(dòng)態(tài)全景漫游技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)景再生，可以節(jié)省建造游戲場(chǎng)景的成本和時(shí)間，將游戲場(chǎng)景與動(dòng)態(tài)全景結(jié)合，提高真實(shí)感。在搭建好的游戲場(chǎng)景內(nèi)，玩家可以在第一人稱視角中對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行觀察、操作，自由控制在游戲空間中的視角方向，玩家只需觀看他們感興趣的內(nèi)容，選擇不同的游戲路線甚至是不同的結(jié)局，體驗(yàn)游戲的劇情故事。

4.5.2? 休閑娛樂(lè)場(chǎng)所展示

通過(guò)運(yùn)用虛擬展示的方法進(jìn)行推廣，可以最大限度地把休閑場(chǎng)所環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)明確傳達(dá)給顧客，有利于服務(wù)業(yè)個(gè)體凸顯出自己的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)如今許多咖啡廳、網(wǎng)吧、水吧、健身房、美容會(huì)所、酒吧等，都可以應(yīng)用動(dòng)態(tài)全景視頻漫游技術(shù)。該技術(shù)能夠讓消費(fèi)者對(duì)將要前往的休閑場(chǎng)所和其所擁有的設(shè)備一覽無(wú)余，讓消費(fèi)者們對(duì)這些場(chǎng)所的認(rèn)識(shí)更加深入，引起消費(fèi)欲望，提升消費(fèi)體驗(yàn)和消費(fèi)水平，從而得出更加直觀和全面的綜合性評(píng)價(jià)。不僅為顧客提供極大的便利，還可以給商家?guī)?lái)良好的客流群體與體驗(yàn)返評(píng)，動(dòng)態(tài)全景視頻漫游技術(shù)可以成為第三產(chǎn)業(yè)個(gè)體進(jìn)行包裝宣傳與提高競(jìng)爭(zhēng)力的一種全新的方式。

4.6? 安全類

4.6.1? 安全監(jiān)控少盲區(qū)展示

監(jiān)控在維持社會(huì)秩序領(lǐng)域上的應(yīng)用十分廣泛，例如銀行、企業(yè)、商店、交通工具和私人住宅等，但目前的安全監(jiān)控系統(tǒng)幾乎都存在盲區(qū)，甚至有少數(shù)地方是完全監(jiān)控不到的。將動(dòng)態(tài)全景視頻漫游技術(shù)運(yùn)用到安全監(jiān)控領(lǐng)域，不僅可以減少傳統(tǒng)監(jiān)控?cái)z像頭的安裝數(shù)量，降低投入在安置硬件設(shè)備中的費(fèi)用，而且還能拓寬監(jiān)控視野，減少盲區(qū)和死角的存在，提高安全監(jiān)控系統(tǒng)的工作效率。

4.6.2? 倒車系統(tǒng)無(wú)死角展示

將全景視頻技術(shù)應(yīng)用于輔助倒車系統(tǒng)，具有重要的社會(huì)作用與現(xiàn)實(shí)意義。在倒車時(shí)如果遇到視線盲區(qū)，駕駛員也許會(huì)出現(xiàn)失誤的操作，進(jìn)而可能撞上其他車輛或行人，導(dǎo)致對(duì)他人造成程度不一的傷害，甚至造成他人死亡。而如果有動(dòng)態(tài)全景視頻漫游技術(shù)的支持，安裝無(wú)死角的360度全景倒車系統(tǒng)設(shè)備，就可以提升駕駛員的駕駛安全指數(shù)，減少車禍?zhǔn)鹿实谋瘎　?/p>

5? 結(jié)? 論

目前，動(dòng)態(tài)全景視頻漫游技術(shù)發(fā)展日新月異，為宣傳方式和視頻觀賞帶來(lái)了便利。但也不能盲目樂(lè)觀，全景視頻技術(shù)還有很大的進(jìn)步空間，需要進(jìn)行大膽的嘗試創(chuàng)新，增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力，優(yōu)化用戶體驗(yàn)舒適度。為了使用戶更加流暢地觀看全景視頻，獲得最好的視覺(jué)體驗(yàn)，可以通過(guò)網(wǎng)站建設(shè)方面來(lái)提高帶寬。對(duì)于交互方式的研究，可以從感知系統(tǒng)方面入手，綜合視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、力學(xué)反饋、人體姿勢(shì)等因素進(jìn)行斟酌和考慮。以多樣化的形式豐富全景視頻內(nèi)容，推動(dòng)動(dòng)態(tài)全景視頻漫游技術(shù)在未來(lái)廣大應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展壯大。

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作者簡(jiǎn)介：張嘉茹（1998-），女，漢族，廣東汕頭人，本科，研究方向：數(shù)字媒體技術(shù);馮嘉穎（1998-），女，漢族，廣東佛山人，本科，研究方向：數(shù)字媒體技術(shù);莫茵茵（1999-），女，漢族，廣西梧州人，本科，研究方向：數(shù)字媒體技術(shù);潘曉潔（1998-），女，漢族，廣東潮州人，本科，研究方向：數(shù)字媒體技術(shù);指導(dǎo)老師：余云燦（1987-），男，漢族，廣東茂名人，教師，實(shí)驗(yàn)師，本科，研究方向：現(xiàn)代教育技術(shù)學(xué)、數(shù)字媒體;謝意一（1984-），男，漢族，廣東茂名人，教師，助理研究員，本科，研究方向：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、數(shù)字媒體。