利用360度全景摄影技术制作图书馆虚拟导览系统探析

李斯聪（上海震旦职业学院图书馆　上海201908）



利用360度全景摄影技术制作图书馆虚拟导览系统探析

李斯聪（上海震旦职业学院图书馆上海201908）

本文主要介绍了360度全景摄影技术的基本概念、功能作用以及具体操作中对硬件设备和软件工具的要求，同时重点阐述了利用360度全景摄影技术制作图书馆虚拟导览系统的拍摄过程、后期合成制作的方法与流程，并以上海震旦职业学院图书馆制作360度全景虚拟导览系统为例，对制作过程中存在的问题与改进方式进行了简要分析，以发掘全景摄影技术在图书馆宣传及服务工作中的作用。

图书馆全景摄影导览系统制作技术网络应用

上海震旦职业学院是一所全日制民办高职高专院校。图书馆是学院的图文信息中心，承担着向全院师生提供文献与信息服务的任务。随着网络信息技术的发展与普及，除传统宣传模式外，图书馆还积极利用各类技术手段拓展新的服务形式，尝试利用兴起的360度全景摄影技术制作图书馆虚拟导览系统，并结合门户网站与微信平台进行发布，使用户摆脱空间和时间的限制，通过网络即可身临其境般地了解图书馆的内部情况与功能，以弥补高职院校学生利用图书馆意识的不强、能力的不足，使图书馆更好地服务于全院师生的教学工作与日常生活。

1　360度全景摄影

1.1技术简介

所谓360度全景摄影，是指利用数码接片技术将拍摄的图像进行合成，以得到水平视角360度，垂直视角180度的数码全景图像。360度全景摄影技术区别于当下手机、相机中常见的自带水平宽幅或柱状全景功能，其生成的是球形全景图，包含拍摄点任何方向下全部视角的影像信息。使用软件或网络平台处理后，可将二维平面图像投影模拟成三维空间效果，具有独特的透视效果和强烈的临场感，观赏者在电子显示器上操作可随意旋转、放大缩小观看场景。将多幅360度全景图片制作合成漫游系统则可实现多角度观看、虚拟漫游及交互互动等效果，能直观地重现现场真实环境并兼具一定的艺术欣赏价值。

1.2功能作用

目前360度全景摄影技术已涉及诸多领域，图书馆引入360度全景摄影技术，对于帮助用户如何利用新技术更便捷、更有效地获取信息与服务起到启发和推动作用。具体功能作用如下：

（1）从展示作用来看，360度全景摄影制作技术兼顾三维建模和图片摄影的优势，体验感强，并兼具照片的真实细节。

（2）从服务对象效果来看，利用360度全景摄影技术制作导览系统较为新颖直观，易吸引学生眼球，激发兴趣点。

（3）360度全景漫游产生沉浸式体验，通过设置交互功能可使读者在操作中自主熟悉场景内容或直接使用在线服务，免去读者必须亲临图书馆的不便。

（4）在网络发布后的360度全景漫游系统可直接转发到微博、微信等网络社交平台进行分享，有助于提高参与度与传播度。

（5）制作过程简单快速，成本较低，生成的漫游文件容量小，适于网络传输，能够在Windows、Mac、iOS、Android 等多平台终端浏览，便于开发综合性网络应用。

（6）利用球形全景图可以转换制作成夸张有趣的小行星图片，可以起到与众不同的宣传效果。

2　制作要求

2.1硬件设备

360度全景摄影本质上是将由数码相机在同一场景下连续拍摄的多张相互部分重叠的图像拼接合成而形成全景图像，为保证图像质量并利于后期图像调整，需要使用专门的拍摄器材。

（1）相机——需要具有手动调节焦距、光圈、快门速度、白平衡选项的功能并能以RAW无损格式对图像文件进行记录，以高性能单反及微单相机为最佳。

（2）鱼眼镜头——利用鱼眼镜头拍摄可在保证全视角与足够图像重叠区域的同时，将源图像张数减到最少，缩短拍摄时间，提高拍摄成功率。

（3）全景云台——360度全景摄影区别于其他摄影的主要器材，可使相机围绕镜头节点进行旋转拍摄，以减少图像边缘误差，实现后期高精度拼合。

（4）三脚架——要有足够的高度，能承受相机和云台的重量，在旋转拍摄时不发生松动与位移。同时应尽量轻便，便于拍摄过程中携带移动。

（5）计算机——选用硬件配置较高的电脑，高性能处理器内存8GB（或以上），同时配备大容量硬盘，用于存储备份源文件和处理后的高像素图像。

2.2软件工具

与普通摄影直接生成平面图像不同，360度全景摄影拍摄的是源图像，必须经过后期处理才能形成全景图像。将多幅全景图像进行组合，并添加相关元素使之形成完整的漫游导览系统也需要利用相应软件与网络工具。

（1）Lightroom——用于管理和批量调整相机拍摄的RAW 原始图像文件，再导出成无损TIFF或压缩JPEG 格式图像文件供后续合成。

（2）Photoshop——用于综合性图像调整与像素编辑，可对Lightroom 导出的图像进行进一步润色并添加效果，也可用于对生成的全景图进行修饰和最后调整。

（3）PTGui——专业全景照片拼接软件，适用于360度全景图像的制作。可自动识别源图像，进行全景拼接与混合，同时也支持利用手动模式进行细致调整。

（4）Pano2VR——可将生成的平面球形全景图转换成可在计算机设备上360度浏览的格式，并将多幅全景图组合制作生成全景漫游文件，同时兼具全景图修补功能。

（5）720云——集上传、制作、分享、交流功能为一体的综合性全景图像发布网站与共享平台。用户可通过720云网站直接发布全景漫游系统并进行多终端分享展示。

3　制作流程

3.1拍摄工作

相对单幅摄影，全景摄影对拍摄要求较高，拍摄前及拍摄中需要做好各类准备工作并注意操作细节。具体拍摄工作如下：

（1）前期准备——因需拍摄多组全景图，拍摄前应就拍摄时间、场景、内容等方面进行规划。如：拍摄时间一般选择天气晴好的早晨或下午，避免光线过于强烈或光线不足影响场景曝光；拍摄地点可选择图书馆标志性区域，如正门、大厅、阅览室等，需充分展示图书馆整体结构布局并能起到导览说明作用；拍摄内容则以反映场景功能及读者使用状况为宜。

（2）相机调整——相机拍摄模式设置为手动，锁定曝光和白平衡，使用RAW格式存储。拍摄光圈值一般选择f/8左右以保证焦点景深。感光度数值应尽量调低，以确保图像细腻程度。快门速度尽量不低于安全快门速度，以减少拖影产生也便于手持拍摄清晰的补地图像。

（3）对准节点——确认三脚架架设稳定，将全景云台通过球形云台安装在三脚架上，确认云台安装在水平面方向上，然后通过快装板将相机固定在全景云台悬臂上并将相机镜头90度方向朝下，观察调整以使之对准水平转盘中心点。再将相机调整至水平方向，利用设置参照物的方法，前后调节组件、仔细对准镜头节点，使视差最小化。

（4）旋转拍摄——为保证视场完整且图像间有足够重合区域用于图像拼合，使用鱼眼镜头进行拍摄时一般水平旋转拍摄6张或8张，即60度一张或45度一张。带分度功能的水平转盘可事先按需要角度设定分度螺母。拍摄前需根据相机测光表确定曝光参数，并确保旋转拍摄中每一张图像曝光值相同。拍摄时焦距选择无穷远，确认后切换成手动模式避免焦点改变。快门则应设置为延迟2秒拍摄或直接使用快门线拍摄，以减少拍摄时的相机震动。

（5）补天补地——即补拍旋转拍摄中因视场所限而未能覆盖的天空及地面方向部分，一般天地需补拍部分视角各为20度左右。补天即是水平旋转拍摄一周后，通过调整全景云台悬臂将相机对准正上方90度方向拍摄一张；补地是相对比较复杂的难点，拍摄完补天图像后调整悬臂将相机对准地面90度垂直方向拍摄一张，然后不改变相机角度将水平转盘旋转90度再拍摄第二张图像。此时利用两张补地图像即可合成较为完整的补地区域。如需后期合成悬空效果全景图，则应使用补地附件或利用手持方式再拍摄一组覆盖三脚架及其投影视角区域的补地图像。

（6）拍摄检查——保证单个点位拍摄的图像完整且满足要求，避免因为漏拍或拍摄参数错误导致无法合成全景图像造成拍摄失败。检查中发现问题应及时补拍。

3.2后期制作

需对拍摄图像进行编辑调整，再使用专业软件拼接成全景图像，而后将多幅全景图像制作生成漫游系统并在网络发布。

（1）原始图像调整——将原始RAW格式图像备份到电脑硬盘素材文件夹中，在Lightroom中导入素材文件夹，按拍摄点位对照片进行筛选，编组保留需要的照片，对照片进行分组调整后导成用于编辑的TIFF或JPEG格式。

（2）生成全景图——在PTGui中加载Lightroom 导出后的单组素材图像，软件自动读取图像的镜头参数（无法读取则手动设置）。此时只需点击“对准图像”按钮，PTGui便会智能识别图像内容并进行预验算拼接。通常，原始图片拍摄精度足够便能形成完整的全景图预览。如直接拼接图像精度不足，瑕疵明显，则需手动调整，逐步优化。

（3）全景图修补——制作完成的球形全景图，可直接利用Photoshop进行修饰。但由于球形全景图的构图限制，以平面方式打开的全景图中天空与地面区域靠近图片边缘扭曲度大，难以直接编辑。此时可采用在Pano2VR中重新映射转换投影模式或直接映射成360度全景图模式再裁片打补丁的方式进行修补。

（4）制作漫游——可利用Pano2VR进行制作，将单幅或多幅TIFF或JPEG格式球型全景图转换合成为可360度浏览的SWF、HTML5 或MOV 格式文件直接浏览或上传到网站。本例直接使用720云共享平台进行制作和发布，首先用账号登陆720云网站，点击上传制作漫游系统所需使用的多幅2：1球形全景图，上传完成后网站即自动生成每幅图像对应的360度浏览界面。然后再选择多幅全景图创建漫游系统，按需添加说明文字，创建关联切换热点，编辑相关介绍信息再插入背景音乐等元素，完成编辑后点击发布。

（5）网络发布——点击720云的分享选项，网站即会提供作品地址、网站论坛嵌入代码及手机微信分享二维码。在图书馆传统web网站上进行发布时直接将代码复制到网站对应模块中，再根据实际需要效果调整宽度、高度数值便可实现嵌入式显示。手机移动端发布则可利用图书馆微信订阅号制作关联页面链接跳转。利用Pano2VR 自主制作的漫游系统，则推荐生成HTML5格式，以兼容多种浏览设备。

图1　导览系统web 网站显示效果

图2　导览系统手机微信显示效果

4　总结与分析

利用360度全景摄影技术制作上海震旦职业学院图书馆虚拟导览系统，前期拍摄的全景图像中选择具有代表性的10组合成漫游系统，对阅览室大厅、报刊阅览区、参考阅览室、外借书库、电子阅览室、网上检索区等多个典型区域进行集中展示。拍摄期间选取图书馆人流量较多时取景，以反映出图书馆良好的阅读及学习氛围。场景间通过制作箭头热点进行关联切换，形成犹如在馆内各区域间穿行的效果。通过在漫游系统中添加标识，对检索机、期刊借阅机、门禁闸机、复印机、无线WIFI等功能设备进行标注，同时对图书期刊借阅、电子阅览等服务进行文字说明，还在界面底部设置网址与联系电话，方便读者。此外，整个导览过程中还设置悠扬的钢琴曲作为背景音乐，体现图书馆亲和友善的服务理念。最后，同时利用传统web 网站与手机微信两种形式进行发布，使读者通过多种访问方式均可浏览（见图1、图2）。

可以说，利用360度摄影技术制作图书馆导览系统，结合网络发布后整体初具规制，取得了不错的效果。但也存在些许问题，如：没有拍摄图书馆外景；馆内拍摄时水平和节点还有一定误差，导致补地时在瓷砖接缝等区域存在一些难以修复的瑕疵；室内光线不足和场景人员走动对最终图像效果造成了一定影响；漫游系统形式应进一步丰富，可与相关图片展示及馆藏OPAC 查询等功能结合。针对制作过程中的不足，今后应进一步熟练设备使用提升拍摄技术，更全面掌握软件制作技巧，同时不断创新服务工作理念，以读者需求为主导，力求将全景虚拟导览系统开发充分整合到图书馆原有服务体系中，而不是作为一个孤立的项目存在，逐步完善丰富导览系统的功能，以更好拓展图书馆服务的形式与内容。

［1］袁晓红.360度球形全景制作技术及其网络应用示范［J］.测绘与空间地理信息.2010（5）.

［2］吴跃生.浅谈360度全景摄影技术在数字化虚拟博物馆中的应用［J］.厦门科技.2014（6）.

［3］严新玲.运用三维全景技术构筑新型图书馆［J］.图书馆工作与研究.2013（11）.

［4］陆颖隽.虚拟现实技术在数字图书馆的应用研究［D］.武汉：武汉大学，2013.

［5］刘新文.高动态全景摄影［M］.北京：人民邮电出版社，2013.

［6］ kmnet.全景摄影技巧与揭秘（5）-全景照片的拼接软件PTGui入门［EB/OL］.［2012-05-04］. http：//blog.sina.com.cn/s/blog_3d414762010 122vc.html.

李斯聪助理馆员，上海震旦职业学院图书馆。