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基于全景技术的测绘虚拟实验室展示与实现

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陈润静邓健何原荣潘火平

摘要全景技术是一种基于全景图像的虚拟现实技术，本文将360°全景技術应用于测绘工程专业实验室管理建设，基于造型师、造景师相关软件对测绘实验室设备及实验环境进行全景建模，最后，利用漫游大师平台，设计并开发了实验室场地环境漫游及设备仪器展示系统。

关键词360°全景测绘工程实验室仪器展示系统

中图分类号：G482??文献标识码：A??DOI：1016400/j.cnki.kjdk.2021.11.058

0引言

测绘工程对学生的实践能力有着较高的要求，教学科研中涉及的测绘仪器种类多且精贵，特别是近年来随着现代测绘新技术的发展，无人机、无人船、三维激光扫描仪等高精尖测绘设备的出现，测绘工程实验室在日常教学、科学研究中的管理显得更为重要，一方面要提升仪器设备的使用效果，另一方面又确保仪器操作、管理的安全性。360°全景技术是将相机拍摄的照片通过专门软件合成全景图，在其上添加视频、音频等元素，模拟形成三维空间的真实场景，通过人机交互的方式达到虚拟现实功能。本文尝试将360°全景技术应用于测绘工程专业实验室管理建设，建立仪器设备、实验室环境的全景模型，实现三维可视化展示。该展示平台可以辅助日常实践教学，方便学生利用课余时间对仪器设备进一步认识学习，提升实践操作能力，同时，对加强测绘实验室仪器设备的开放管理具有一定的促进作用和现实意义。

1基于造型师的测绘仪器设备360°全景建模

11拍摄方法

通常的场景拍摄是将相机固定在三脚架上的全景云台，通过调整云台实现360°旋转相机，记录下以三脚架所在位置为中心的周围画面。对于测量仪器设备的360°全景拍摄，该方法较为复杂，在实际操作中，巧妙的借助硬件转盘，即将测绘仪器放置在转盘上，进行360°旋转，保持相机位置不动，即可完整记录仪器360°的画面，该方法实现起来容易操作且拍摄效果好。

具体的拍摄方法是：首先安置三脚架，调整使水准气泡居中使其处于水平状态，之后安置全景云台，采用10.5mm的鱼眼镜头与尼康D300s搭配，利用全景云台和三脚架支撑，完成硬件设备的搭建，将其固定在较平稳的位置。固定好相机后，选择合适的高度安放转盘，将实验设备放置于转盘的中心位置，调整相机参数直至拍摄效果达到最佳，转动转盘，每300拍摄一张全帧鱼眼图片，总共拍摄12张，利用造型师将所拍摄的照片按不同帧拼合在一起，达到可以旋转360°观察设备的效果。

拍摄过程中需注意以下问题：

（1）拍摄时间地点。选择上午10-11点间进行拍摄，将测绘仪器设备置于室内，保证不同角度的亮度和对比度。采用无影灯拍摄，便于开展后续拼接工作。

（2）背景准备。对浅色物体宜用深色背景，反之亦然，这样才能使物体从背景中显现出来，节约后期图像处理的耗时。

（3）曝光值。在相同的环境下保证拍摄对象的连续性，采取相同的曝光设定进行各张照片的拍摄，同组照片在拍摄过程中应保持光圈、变光圈、速度、分辨率与其他设置一致，此外还应固定白平衡，防止色调变化。

（4）重叠度。拍摄时保持相机位置不发生变化，按顺时针方向每隔300拍摄一张，相邻两张照片要有足够的重叠度，便于后期拼接处理。

12多媒体素材获取

添加多媒体素材可使输出界面更加丰富美观，素材可从互联网上直接下载，亦可运用相关软硬件自行制作。目前使用最为广泛的基础多媒体素材主要有下列五类：

（1）文本。容易处理、占用空间少、方便输入与存储的特点使文本成为最直观、应用最多的一种多媒体表达方式，在360°全景中用文本来显示标题、菜单等内容，对添加的热点作适当的描述，简洁易懂。

（2）图像。图像通过画面化抽象为具体，表达大量信息，是决定视觉效果的关键因素。360°全景中添加的热点可以是指示性的图标，例如上下左右的箭头指向、播放暂停符号等，让人一目了然。

（3）动画。动画是在图像基础上的升级，利用视觉暂留特征.通过快速播放时序相连的图形图像，具有表现力丰富的特点。事实上360°全景技术就是基于全景图的一种特殊动画形式。

（4）声音。获取声音素材的方法有利用现有素材和自行录制两种，常用的声音处理软件有CoolEditor、GoldWave等。声音在360°全景中最直接的应用就是添加背景音乐。

（5）视频。视频由连续的画面组成的，具有时序性。以链接的方式可以将视频插入到360°全景中去，使界面更加丰富多彩。

13基于造型师的360°全景建模

（1）运行杰图造型师300软件，单击工具栏“文件”，选择“打开图形文件”，弹出对话框，选中拍摄好的12张仪器照片，将其导入软件。

（2）导入文件后，软件会弹出“定义图像区域”的对话框，按照需要选择合适的范围，然后点击“确定”进入下一步。

（3）选择工具栏“输出”下的“预览