全景技术在室内设计的发展应用现状与前景

全景技术在室内设计的发展应用现状与前景作者：朱可

来源：《建筑建材装饰》2017年第06期

摘要：全景（英文名称是Panorama）是把相机环360度拍摄的一组或多组照片拼接成一个全景图像，同时包括使用3维软件创建生成的全景图像。

关键词：全景；VR；虚拟现实；成像算法；建模与渲染

中图分类号：TU238.2 文献标识码：A 文章编号：1674—3024（2017）06—0132—02

引言

全景虚拟现实（也称实景虚拟）是基于全景图像的真实场景虚拟现实技术，它通过计算机技术实现全方位互动式观看真实场景的还原展示。在播放插件（通常Java或html、aetivex、flash）的支持下，使用鼠标控制环视的方向，可左可右可近可远。使观众感到处在现场环境当中，好像在一个窗口中浏览外面的大好风光。

全景技术在建筑设计和室内装饰设计领域的应用由来已久，室内设计是较早使用全景及虚拟现实技术技术的行业，与传统的平面效果图相比从初期的意向交流到后期的全景效果呈现，客户可以更直观的体验到在完成的屋子中的场景，更真实的欣赏着设计师的创意与想象，这就是技术进步下的虚拟现实技术给室内装饰领域带来更新的机遇与挑战。

1大环境所带来的改变

在新一轮的资本寒冬的影响下，以虚拟现实VR为代表的包括全景及AR等新一代交互技术正成为仅有的几个为数不多的资本青睐方向，建筑装饰等行业传统行业的企业虽然大多并不采用风投融资的成长策略，但是不论主动还是被动都会去迎合这一轮技术变革所带来的认知升级。无论在对客户效果呈现或是既有成品的重置整理，全景成像模式的应用都逐渐成为率先应用这一技术的公司在市场竞争中脱颖而出的重要砝码。

在众多的建筑行业企业中，先一步应用全景技术的企业是一些互联网+模式的家装公司及地产商的楼盘展示，这得益于这类公司对于前期投资的态度及模式与以“项目”为基本单位的设计和施工企业有着更大的自由度与优势，这使得后者在跟上这一轮技术更新的步伐上会有一定程度的落后，但并不妨碍整个行业从单一平面呈现向全景呈现过渡的大势所趋。

2基于全景图像的虚拟技术与基于多边形虚拟现实相比，具有以下的优势

（1）真实性强，实景场景摄影，真实逼真的还原表现。

（2）播放设备硬件要求低，普通电脑均可播放，无需专门工作站。

（3）开发周期短，开发成本低。拍摄制作比三维制作速度快，时效性强。

（4）导览性、交互性强。可与flash技术无缝结合。

（5）画面质量高，高清晰度的全屏场景，令细节表现完美。

（6）数据量小，非常适合网络式访问观看。

基于静态图像的虚拟全景技术是一种在微机平台上能够实现的初级虚拟现实技术。它具有开发成本低廉，但应用又很广泛的特点，因此越来越受到人们的关注。特别是随着网络技术的发展，其优越性更加突出。它改变了传统网络平淡的特点，让人们在网上能够进行360度全景观察，而且通过交互操作，可以实现自由浏览，从而体验三维的VR视觉世界。

全景由于给人们带来全新的真实现场感和交互式的感受。它可广泛应用于三维电子商务，如在线的房地产楼盘展示、虚拟旅游、虚拟教育等领域。

3全景拍摄的技术原理简析

拍摄的相机镜头可以分成广角镜头和普通镜头两种。使用广角镜头拍摄全景所使用的相机数量要比普通镜头的少。理论上来说，两个水平180°+的广角相机即可完成全景图像的拍摄，但是由于广角镜头边缘部分的图像信息损失比较严重，由此制作出来的全景图像效果很差，所以一般采用≥3的广角相机进行拍摄。

鱼眼镜头是一种超广角镜头，一般的定义是视角达到180度的镜头就称之为鱼眼镜头。在135画幅的相机上，16ram的镜头就可以达到180度的视角，所以我们长久以来把焦距16mm 以下的镜头都称为鱼眼镜头。鱼眼镜头最大的作用是视角范围大，这为近距离拍摄大范围景物创造了条件；且鱼眼镜头具有相当长的景深，有利于表现照片的长景深效果。

一个360度的全景图用鱼眼镜头来拍摄制作，只需要拍摄几张就可以了，加上使用了数百万像素的单反数码相机，我们可以轻易的将图像导入全景拼合软件，能很方便的生成一张360度的高清晰全景。

全景摄影现阶段存在的技术要点

（1）鱼眼镜头畸变的矫正

使用广角镜头所拍摄出来的图像形变通常非常严重，这就需要对广角镜头进行标定和畸变校正。而通常所用的鱼眼镜头模型有如下两种：1、球面模型；2、多项式模型（当然不乏很多改进的模型）

这两种模型矫正出来的图像区别并不是很大，而且肉眼看上去非常正确。但是模型毕竟是模型，都是基于针孔模型发展出来的，针孔模型毕竟只是对相机成像过程的近似。这两个模型矫正出来的图像跟实际物体长宽等比例关系还是有一定的出入，这样如果需要像baidu全景配合点云设备来识别墙面/将墙面可视化，就会出现全景图像和点云不匹配的情况。这就需要将鱼眼模型做到力求准确。

如果采用的是普通的镜头，畸变很小，跟点云配合也准确，但是有一个问题是广角镜头和普通镜头都无法回避的问题——视差。

（2）视差

视差在摄影系统中无法避免。由于全景系统中相机和相机的光心/焦点之间的距离不可忽略，在拼接之前相邻两个图像中就会产生视差。而且越近的物体产生的视差越大，在图像拼接/图像融合的时候会差生越大的麻烦。对于视差较小的相邻两幅图像来说，可以用图像融合技术来处理，而对于较大视差的图像，目前的技术是寄希望于更好的的融合算法或改进的相机模型（这里转换为双目视觉应该也是可以的，只是计算量会比较大，效果也不一定会很好）

（3）图像融合

图像融合算法在全景技术中得应用需要解决视差和色差（相同型号不同相机在不同环境下成像颜色可能会有些不同）所带来得问题。而好的图像融合算法不仅仅需要达到好的效果，还需要较高的性能来应付海量的室内图像。

完成了全景图像的融合后接下来就可以将全景的图片进行虚拟现实或者漫游的终端化，将全景图片用专业的软件转变成用户可识别的浏览模式。

制作出来的虚拟漫游可以广泛运用于房地产展示、旅游景点介绍、宾馆酒店展示、汽车展示和城市景观展示等，观看者无需到现场即可获得身临其境的感受。无论初学者还是制作虚拟漫游的专业人士，都能够运用软件制作出令人满意的作品。漫游大师可以发布成FlashVR （HTML）、exe、SWF以及运用在iPad等苹果设备上观看的HTML5格式的三维虚拟漫游。令用户有更多的选择。

4全景技术在室内装饰设计领域的发展