基于VR全景技术的三维校园漫游系统场景搭建

基于VR全景技术的三维校园漫游系统场景搭建

作者：陈展鹏黄建泽

来源：《现代信息科技》2021年第06期

摘要：随着高科技和自媒体的快速发展，人们日益追求足不出户即可获得身临其境的生活体验，为满足技术提升所带来的用户对高效便捷的需求，使用户的参与感变强，文章以广州工商学院三水校区校园外景虚拟场景搭建为例，主要研究基于720云平台的全景制作流程和关键技术，全方位展示校园的特色。通过硬件与软件的相互结合，使用全景拍摄、拼接、图像处理、优化、交互等技术，最终完成广州工商学院三维校园漫游系统的场景搭建工作。

关键词：全景图;虚拟场景;校园漫游;720云

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）06-0087-05

Scene Construction of 3D Virtual Campus Based on VR Panoramic Technology

——Take Sanshui Campus of Guangzhou College of Technology and Business as an Example CHEN Zhanpeng，HUANG Jianze

（Institute of Technology，Guangzhou College of Technology and Business，Foshan 528138，China）

Abstract：With the rapid development of high technology and we media，people are increasingly pursuing to get immersive life experience without going out. In order to meet user’s demand for efficiency and convenience brought by technology upgrading，and make users have a stronger sense of participation. Taking the virtual scene construction of campus exterior view from Sanshui Campus of Guangzhou College of Technology and Business as an example，this paper mainly studies the panoramic production process and key technologies based on 720 cloud platform，and displays the characteristics of the campus in an all-round way. Through the combination of hardware and software，using panoramic shooting，mosaic，image processing，optimization，interaction and other technologies，the scene construction of 3D virtual campus of Guangzhou College of Technology and Business is completed finally.

Keywords：panorama;virtual scene;virtual campus;720 cloud

0 引言

全景虚拟现实技术可以较好地展示目标场景，让人感受到虚拟影像中的三维立体空间关系，实现全方位浏览图像景色[1]。近年来全景技术飞速发展，包括360°全方位实景图像或视频和VR（虚拟现实技术），以及后来由VR进一步衍生出的AR（增強现实技术），均在各行业被广泛应用且得到了很好的反馈[2]。所谓虚拟现实系统，是图形图像领域内的一种高新技术，在计算机技术的支持下，模拟出一个虚拟世界，主要表现为三维空间，可对三维空间内事物开展无限制观察，虚拟现实系统主要包含沉浸式虚拟现实系统、分布式虚拟现实系统、桌面型虚拟现实系统、增强现实系统等[3]。随着5G时代的到来，这一技术得到了快速的发展和应用，如可以通过全景虚拟现实技术的手段，让新生在入校前通过网络即可熟悉校园，这种手段就是VR虚拟漫游技术。通过互联网，让新生在全国各地足不出户就可以游览熟悉校园，提前了解教学场所、实验场地、实训课室，增强新生们对学校的了解和认同，还可通过交互式互动，掌握更多有用信息。因此比起传统的校园推广，全景虚拟现实技术更具影响力和针对性，效果会更好[4]。

1 场景搭建

1.1 拍摄

拍摄前首先调整相机参数，对相机的光圈和曝光度进行调整。

1.1.1 调整光圈

通过调整相机的光圈大小可以得到不同景深的场景素材，景深关系到拍摄时在焦点外的区域的清晰程度。大景深代表着焦点外区域都会呈现出更加清晰的状态，反之则代表焦点外的区域呈现模糊的状态。数值越大的光圈，景深就越大，焦点外的光圈越清晰，背景虚化效果优秀，本次研究光圈的系数统一设置为10～12系数之间。

1.1.2 调整曝光度

曝光度也被称之为曝光值，曝光值代表能够给出同样曝光的所有相机光圈快门的组合。简单说就是在拍照时，明明很亮的场景或物体，照出来反应在相机上时却很暗，这就表明，相机的曝光度不够，需要把相机的曝光度值调高。反之，过亮就减少曝光值。大部分时候可以通过相机的P档自动调节相机的曝光度，只需要记住P档位的快门速度和ISO系数，然后回到M 档位手动输入P档位的系数就可以。同时由于环境的不同也可以手动调节相机的快门速度和ISO系数以达到要求的曝光效果。

1.2 拍摄

1.2.1 拍摄目标

完成广州工商学院三水校区三维虚拟场景的构建，以体育场馆、公园等绿化景观为主，包括国际学院及教工宿舍和部分学生宿舍的虚拟场景构建。最终目标是和项目组的其他成员及其他项目组成员共同完成整个三水校区的虚拟校园。

1.2.2 素材采集规划

本次拍摄采用团队合作的方式采集广州工商学院三水校区的实景素材。所以计划从校门口开始往校园内部逐步拍摄，途经校门口，商业街，国际楼，素质拓展中心，桃李园，运动场，图书馆，广场，学生活动中心，花园，宿舍楼，饭堂，最后到教师公寓，共13个步骤拍摄。

1.2.3 素材采集

首先从学校门口开始，在阳光明媚的天气中选定学校门口的中心位置，搭建好拍摄设备，调整相机参数，在校门口的正中心以面朝门口的方向为起点，以支架为中心，绕支架360度，以90度为分界拍摄4张素材，拍摄的素材之间的重叠至少为20%～25%。然后旋转相机对准天空和地面再拍摄两张素材。一个场景共拍摄6张场景素材，如图1所示。在拍摄的过程中注意不同的素材中应避开相同的人影重叠，避免车辆的运行，车辆的快速运行会在素材中留下重影，保持拍摄角度，拍摄水平的一致。

1.3 拼接素材