基于全景的虚拟现实在海南休闲农庄的应用与研究
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摘要： 目前虚拟现实技术已经成为各领域研究问题、展示和高效使用研究成果的方法、手段和工具。虚拟全景是基于图像的虚拟建模技术，它依赖于对虚拟对象模型或虚拟空间的图像样本采集，通过一定的图像处理算法和视觉计算算法实现三维场景的构建。
关键词： 虚拟现实；全景技术；全景图
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）20-0232-03
Abstract：It can be concluded that virtual reality technology has already become an essential tool and measure not only to study problems， but to demonstrate and efficiently use research results in every field. Virtual panorama is virtual modeling technique based on image， it relies on virtual object model or virtual space image samples， through certain image processing algorithms and the construction of visual computing algorithm to realize 3 d scene.
Key words： virtual reality；panoramic technology； panoramic view
1引言
在岛外游人的眼里，海南休闲农庄非常有特色，火山石的房子、缤纷的热带水果、地道海南野菜、颇具特色的民俗，以及海岛独有的生态环境与热带地域气息等。但这并不意味着海南的休闲农庄就注定会受到关注。经实地走访，目前海南示范性休闲农庄主要是企业自营，规模大小不一，消费人群主要还是本岛居民，依然沿袭口碑相传的经营习惯。而作为行业性的网站，海南休闲农业网在景点展示的栏目采取的仍然是文字加图片的方式，这显然不适合在创建海南全域旅游背景下的行业宣传。目前基于全景的虚拟展示技术商业化已较为成熟，但高昂的费用成为应用推广的瓶颈。为此，以海口开心农场虚拟全景制作为例，提出了一个经济、质优、效率、可靠的虚拟全景展示制作流程。该方式生成的虚拟全景展示，即可补齐海南休闲农业向外推介的短板，也可吸引岛外游客前来休闲观光。
2 虚拟现实和全景技术概述
2.1 虚拟现实技术
虚拟现实技术可提供给用户隐藏在数据背后的信息，可对客观世界进行可视化的表达和模拟，从而实现友好的人机交互。虚拟现实（Virtual Reality，VR）是一种高端的人机接口技术。它综合了计算机图形学、图像处理、模式识别、人工智能、网络技术及语音技术等多学科技术领域，将各类抽象信息通过自然的方式和多种感觉通道来实时模拟仿真与交互，给人以视、听、触等自然方式去感觉和认识计算机生成的虚拟世界，提升人与计算机的交互，促进人机交互的效率。虚拟现实产生的景象是计算机生成的，它存在于计算机的内部，是人为构成的三维虚拟景象。这种虚拟景象可以是真实的世界，也可以是完全虚拟假想的世界，其显示的界面为三维世界，并能够进行交流的智能人机界面。
2.2 全景技术
人眼的视角一般只有200×135度，广义的全景图可以定义为视角超过人眼正常视角范围的图像。为了实现的方便，文中采用的是360度水平视角圆柱形图像。全景图就是对实景一种几何关系的映射，借助全景播放器实现类似3D的体验，营造三维立体氛围。全方位是全景图最大的特点，该特点具体表现为：
1）全：全方位，全面展示360度球型模型、圆柱形及立方体模型内的所有场景，用户可在全景图内通过操纵杆，观看场景各角度的实际景观。
2）景： 拼合的图像在实景基础上融合拼接， 完全还原了真实的场景，最大限度的保留了场景的真实性。
3）360：360度环视的效果，图像本身是二维的， 但是经过全景软件处理之后得到的360全景，却能给人以三维立体的空间感觉，使观者犹如身在其中。
目前全景图在虚拟现实领域的应用是个热点，它是利用计算机实现虚拟漫游的一种技术。该技术的困难是构建虚拟场景，现行的做法是：基于模型的绘制技术（MBR）和基于图像的绘制技术（IBR）。
基于模型的绘制技术（MBR），其实质是计算机图形绘制和渲染技术的几何建模和绘制，也称为基于图形的建模方法。此法借助图形绘制技术，采用数学模型的建立，设置观察点，通过一系列投影变换等绘制过程，完成对真实世界的建模。
基于图像的绘制技术（IBR），其本质是几何建模技术中的纹理映射技术，它依赖于对虚拟对象模型或虚拟空间的图像样本采集，通过一定的图像处理算法和视觉计算算法实现三维场景的构建。由于此类建模技术可以以真实世界的图像来表达现实世界的丰富细节，因此在效果上更加接近真实世界。由于克服了场景复杂度的因素，又减少了绘制细节必需的大量计算环节，故对计算机性能不做过高强调。
与基于图形的建模方法（MBR）的方法相比，基于图像的绘制技术（IBR）方法有以下优点：
1）绘制快，建模简单：由于绘制费用不受场景的复杂的限制，因此，IBR 经济效益更高；
2）绘制质量高：采集设备的技术进步，基于图像的绘制方法能更加真实地反映景物的形状、颜色、材料、纹理、光强变化等信息；
3）绘制简单：图形绘制独立于场景复杂性，与所要生成画面的分辨率有关；
4）硬件要求低：现有个人计算机上都可满足需要。
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