云南祿豐世界恐龍谷三維全景虛擬展示應用初探*

楊文煜，龔 萍，徐曉敏

（玉溪師范學院 教師教育學院，云南 玉溪653100）

如今，人們對于數字化產品的使用率越來越高，甚至有“一部手機游天下”的說法，故而基于便利性考慮，虛擬展示技術也逐步滲入到各行各業(yè)中。而對于云南祿豐世界恐龍谷這樣的景區(qū)，作者擬以三維全景虛擬展示方式來解決游客游覽可能存在的現實問題。

1 祿豐世界恐龍谷現狀分析

祿豐世界恐龍谷位于云南楚雄州祿豐縣恐龍山鎮(zhèn)。自2008年4月落成，因其境內恐龍化石埋藏遺址，發(fā)展成為國家5A級景區(qū)（可供人們涉獵遺址保護、科普學習、觀光休閑等）?？铸埞葍仍O有包括入口景觀區(qū)、恐龍遺址館區(qū)、侏羅紀世界游覽區(qū)和侏羅紀嘉年華游樂區(qū)在內的四大景區(qū)。其中，恐龍遺址館是目前國內規(guī)模最大的，序列副館主要帶給觀眾動感體驗（“隕石坑”環(huán)幕）和趣味競賽項目（約有20余項與恐龍互動項目），而主館展示震驚世界的恐龍大墳場和60余具裝架恐龍化石。在侏羅紀游覽區(qū)，有九大景觀，如景色怡人的侏羅紀大瀑布，描述恐龍生活場景的群龍對峙、腕龍相親、氣龍追逐、雙龍飲瀑、茂密的侏羅紀叢林等，逼真形象地再現恐龍王國充滿生機的場景。同時在侏羅紀嘉年華廣場，有多項大型游樂項目，諸如體驗恐龍形態(tài)的“恐龍騎士”、氣勢浩大的“龍卷風暴”、嬉戲的“魚龍擊水”等，充滿驚險兼具樂趣[1]。

近年來，恐龍谷景區(qū)游覽的游客主要是家庭出游為全，其出游目的主要包括觀光游覽、為滿足孩子科普求知欲、體驗刺激游樂項目和慕名前來等。景區(qū)采用閉合環(huán)線游覽路線，步行和乘坐觀光車均可。作為黃金旅游線路上的一個分景區(qū)，恐龍谷旅宿設施并不是很齊全，大多游客都將其視為途經景點，停留時間不長（2-3小時左右），不作為旅程終點。因此，為了節(jié)省時間，大部分游客選擇乘坐游覽車，且多數游客在核心景點“遺址廣場”停留時間占整個游覽時間的三分之二，其他體驗項目停留時間相對較短[2]。

雖然只是途徑景點，游客停留時間不長，但游客一直都有游覽行為。而同時，通過文獻調研可知，隨著時間變遷，因人類活動頻繁，恐龍谷內的恐龍原型和地質環(huán)境正在日益惡化，亟待切實可行的非遺保護方式。由此可見，祿豐世界恐龍谷的數字化方式亟待解決。

對于非物質文化遺產保護，除了資源有效利用外，數字化的傳承與保護是最直觀最有效的方式。然而，當前有關恐龍谷遺址數字化保護尚未形成系統(tǒng)。近年來，國內政策的扶持都在為非遺保護提供機遇。如，中共中央辦公廳、國務院辦公廳于2018年10月印發(fā)的《關于加強文物保護利用改革的若干意見》中指出，要不遺余力加強科技支撐，充分運用信息技術（如大數據、人工智能、云計算、互聯(lián)網等技術），推進“互聯(lián)網+中華文明”之行動計劃[3]。而對于數字化傳承與保護來說，三維全景虛擬展示技術，因其能夠以全方位互動式還原真實場景，使人們產生身臨其境之感，已在各行各業(yè)中廣泛應用，結合其優(yōu)勢可以融入恐龍谷文化保護之中，同時也進一步為游客游覽服務。

2 三維全景虛擬展示設計思路

祿豐世界恐龍谷景區(qū)面積達3.6平方公里，呈2.5公里游覽閉合環(huán)線。項目展開過程中，先到景區(qū)，了解景區(qū)主要路線，確定拍攝路線和大概拍攝的位置點。拍攝點應該盡可能地選在視野開闊的地方，拍攝點與點之間需要保持通視，以便制作熱點切換。采集圖像后，在PTGui中拼接形成全景圖，運用Photoshop進行調整。最后，將處理后的全景圖導入Pano2VR軟件中進行全景漫游制作，加入文字信息和交互熱點背景音樂等。具體制作流程如圖1所示。

圖1 設計流程圖

3 全景圖像采集

對云南祿豐世界恐龍谷進行實地調查，了解景區(qū)的游覽路線、景點分布等相關信息，規(guī)劃圖片采集的位置點，為下一步圖像的采集做好準備。

對于全景圖像拍攝而言，獲取原始素材直接影響獲取后期拼接效果，故而獲取全景圖像至關重要。全景圖像獲取的方法主要包括以下3種方式：全景攝像機、魚眼相機和普通相機采集圖像[4]。全景攝像機可以直接獲取全景圖像，避免了后期處理的麻煩，但是制作成本較高。魚眼相機屬于專業(yè)設備，價格高。普通相機成本低，操作簡單，已經逐步成為一種新興的拍攝形式。

本研究選用了佳能600D相機，8-15mm的焦距鏡頭，全景攝影云臺和三腳架等輔助設備采集現場圖像，通過PTGui軟件拼接縫合生成虛擬全景圖。首先，基于原始素材拍攝效果和時間成本考慮，有必要根據實際需求對相機參數進行設置（如根據光照方向以及亮度等做手動曝光與自動曝光之選擇）。其次，由于全景圖像拼接軟件的特殊性，在圖像采集的過程中，相鄰兩張圖片之間需要保持25%的重合度，在后續(xù)圖像的拼接計算中，計算機才能充分地識別圖像，提取出足夠多的控制點，最終保證輸出的全景圖正確。再次，對于全景云平臺和拍攝節(jié)點也需要根據實際情況制定出標準。由于拍攝場景較為復雜，為保證后期360°環(huán)形銜接，本次拍攝以每30°為一個節(jié)點，旋轉一周拍攝12張圖片，分別以上仰45°和俯視45°以及水平角度分別拍攝一組照片，最后在三腳架放置的地方補拍一張?zhí)炜蘸鸵粡埖孛妫糜诤笃谔钛a地面和天空的空缺之處，一個位置點共拍攝38張圖片。如前文所述，拍攝獲取到的這些相鄰圖片有諸多重疊的地方，在后期進行圖片拼接時軟件會自動消除重疊的部分，但需注意在拍攝的同時也要盡量避免游客進入畫面以及運動的事物[5]。最后，將采集的圖片按照位置點進行分組，同一個拍攝點需要設置相同的拍攝參數，如曝光量來平衡對焦距離等。

4 全景圖像制作

通過PTGui軟件拼接縫合生成虛擬全景圖。PTGui是一款具有強大功能的全景圖片拼接軟件，其操作流程簡單方便：導入一組原始圖片；運行自動對齊控制點；生成全景圖片文件。軟件導入圖片后能自動讀取圖片的鏡頭參數，識別圖片重疊區(qū)域的像素特征，然后以“控制點”的形式進行自動縫合，用戶也可以手動添加或刪除控制點，從而不斷提高拼接的準確度[6]。

圖像處理操作步驟如下:

（1）加載圖像。按拍攝位置點對拍攝圖片進行分組和整理，打開PTGui在控制面板點擊“加載圖像”，將同一個場景的圖片導入到軟件中，適當調整圖片方向，設置相機參數，如：鏡頭類型、焦距等。

（2）對準圖像。點擊“對準圖像”，軟件開始進行自動識別并分析圖像，對圖像的重疊部分進行識別對準。對準圖像操作完成后，少數情況下會出現因為相鄰圖片間的明顯參照物過少，軟件無法識別，而需要進行手動添加控制點的操作[7]。

（3）增加控制點。在“控制點”選項卡下，選擇要拼接的相鄰圖像，然后點擊它們相互重合的地方。每張圖片至少需要三個相同的控制點才可以完成后續(xù)的拼接。若相關圖片對合成的全景圖像影響不大，則可以選用移出圖像的操作。

（4）優(yōu)化圖像。添加完控制點之后在控制面板選擇高級模式點選“優(yōu)化器”對全景圖進行優(yōu)化處理。優(yōu)化結果平均控制點距離小于5，優(yōu)化結果顯示不錯或者好等評價則可以選用該全景圖。在全景圖像編輯器中對圖像進行處理，移動圖像中心點和調整拼接不準確的圖片。

（5）輸出文件。在輸出文件中修改保存路徑以及文件名。根據相關場景設置名稱（如廣場.jpg），設置好后點擊“創(chuàng)建全景圖”。

（6）后期處理。若通過PTGui合成的全景圖像存在殘缺或過度不自然等問題，則需要利用Photoshop進行修正，以求達到更好的呈現效果。將處理好的全景圖像采用拖放的方式放置到Pano2VR軟件當中，點擊“打補丁”，對全景圖像進行平面投影調整視角提取有缺陷的圖像，導入至Photoshop2020進行修復。

5 交互效果制作

把處理好的全景圖像導入到Pano2VR軟件中，點擊“元素”菜單欄中的“熱點”，雙擊屏幕中央自動生成預覽的全景漫游圖片添加熱點，設置好熱點的類型和需要展示的信息等。通過熱點工具，把多個全景圖整合成一條完整的路線，同時可以通過皮膚功能改變熱點的外觀，實現交互功能，使得制作出來的全景圖更具有交互性。

6 結束語

總的來說，基于三維全景虛擬展示方式的云南祿豐世界恐龍谷景區(qū)，能夠在現場實景展示的基礎上，更有效地解決資源優(yōu)化配置，改變實景固化的展示方式，因其不受時間空間限制，可進行虛擬化參觀，也提高了游客游覽效率。而同時，數字化展示方式也進一步拓展了恐龍谷文化傳播途徑，更是非物質文化遺產保護的重要方式。