VR全景技術(shù)在虛擬旅游視頻平臺(tái)中的應(yīng)用研究

任沁茹，安曉峰＊，王鑫，王宇飛，倪丹，董旭

（1.吉林工程技術(shù)師范學(xué)院，吉林 長春 130000；2.長春明石廣告有限公司，吉林 長春 130000）

0 引言

科技的迅猛發(fā)展正在推動(dòng)著人類和社會(huì)的進(jìn)步，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)方面我國已經(jīng)邁入高速發(fā)展的時(shí)代，它賦予了每個(gè)行業(yè)新的視角和新的思路。當(dāng)然也包括旅游行業(yè)。今年，由于新冠疫情的影響，上半年中國旅游收入呈斷崖式下跌，絕大多數(shù)旅游景點(diǎn)和旅游企業(yè)關(guān)門停業(yè)，人們由于無法出門而導(dǎo)致大量旅游資源閑置，所以如何讓人們足不出戶就能夠領(lǐng)略祖國的大好河山已經(jīng)成為最近研究的熱點(diǎn)話題。景區(qū)作為旅游行業(yè)的核心，是人們出行最為關(guān)注的要素，隨著VR全景技術(shù)的興起，旅游景區(qū)將更加注重用戶體驗(yàn)，以用戶為主導(dǎo)，提供一種全方位、立體式的交互式旅游體驗(yàn)。

1 VR全景技術(shù)概述

VR(Virtual Reality)全景技術(shù)是基于全景圖像的真實(shí)場景虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，有效融合了計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、傳感器技術(shù)、顯示技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)[1]。全景可分為為虛擬現(xiàn)實(shí)與3D實(shí)景兩種，虛擬現(xiàn)實(shí)是利用軟件（maya、3d max等）制作出來的模擬現(xiàn)實(shí)的場景；3D實(shí)景是指利用攝影設(shè)備拍攝，經(jīng)過縫合軟件的拼接、制作出的三維實(shí)景場景，最大限度的保留了真實(shí)場景的特點(diǎn)。

VR全景通過計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全方位互動(dòng)式觀看真實(shí)場景的還原展示，使用鼠標(biāo)控制環(huán)視的方向，這種觀看方式使用戶具有身臨其境的沉浸感以及與環(huán)境的交互作用能力。VR全景展示技術(shù)具有超強(qiáng)的真實(shí)感、沉浸式交互體驗(yàn)、表現(xiàn)形式豐富、互動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。

2 VR全景技術(shù)在建設(shè)旅游平臺(tái)中的價(jià)值與意義

在全球數(shù)字化信息建設(shè)的推動(dòng)下，旅游網(wǎng)站的建設(shè)得到了訊速的發(fā)展和進(jìn)步。傳統(tǒng)旅游網(wǎng)站將世界各地的景色進(jìn)行全方位的采集、存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了旅游信息資源的整合利用和動(dòng)態(tài)管理，并通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)向公眾展示。但這些僅僅是高清圖片、視頻等傳統(tǒng)的數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行實(shí)物采集與制作，然后借助互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行展示。這種傳統(tǒng)的圖片和視頻展示手段既無法推動(dòng)旅游業(yè)向更前端技術(shù)發(fā)展，也沒有增強(qiáng)觀眾的參與性、互動(dòng)性、體驗(yàn)性和趣味性，更無法給觀眾帶來沉浸式的互動(dòng)體驗(yàn)和獲得身臨其境的感官效果。

將VR全景技術(shù)應(yīng)用到旅游平臺(tái)，利用視角接近或等于180度的廣角鏡頭拍攝以及圖像縫合軟件將一組或多組圖片無縫拼合在一起形成360度全景圖片[2]。通過最先進(jìn)的傳感設(shè)備，利用計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)生一個(gè)三度空間的虛擬世界，提供體驗(yàn)者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般[3]?；赩R全景技術(shù)的旅游平臺(tái)能夠打破時(shí)間和空間的限制[4]，讓體驗(yàn)者能夠隨時(shí)隨地通過VR設(shè)備沉浸在自己想要到達(dá)的地方。既增強(qiáng)了用戶切身的體驗(yàn)效果，也能為旅游業(yè)充分引流，極大促進(jìn)旅游業(yè)健康發(fā)展。

3 全景旅游平臺(tái)的設(shè)計(jì)

VR全景是一種基于實(shí)景照片進(jìn)行技術(shù)合成的真實(shí)立體360°的環(huán)繞展示方式。下面以“全景吉林”在線虛擬旅游平臺(tái)為例，研究VR全景技術(shù)實(shí)現(xiàn)旅游平臺(tái)虛擬展示效果。

虛擬全景旅游視頻平臺(tái)通過全景技術(shù)能夠?qū)⒕皡^(qū)歷史、景區(qū)特色通過語音以及文字嵌入全景VR視頻中。相比在電視廣告上宣傳，極大減少了成本，增加了利潤、減少游客對(duì)于景區(qū)選擇的決策時(shí)間；同時(shí)通過VR技術(shù)，享受身臨其境般的跨時(shí)空感覺，使旅游愛好者足不出戶能夠領(lǐng)略到祖國的人文風(fēng)景；更重要的是該平臺(tái)支持人們遠(yuǎn)程瀏覽和欣賞那些易損而又有極高科研價(jià)值的旅游資源，避免了直接旅游破壞的產(chǎn)生[5]。

在深入分析和研究平臺(tái)的展示模式及游客虛擬旅游體驗(yàn)要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了虛擬旅游平臺(tái)的功能模塊。如圖1所示，主要包含全景圖片、全景視頻、物體環(huán)視和全景地圖四個(gè)功能模塊。

圖1 VR虛擬旅游視頻平臺(tái)功能模塊

進(jìn)入全景圖片、全景視頻瀏覽時(shí)，將自動(dòng)跳轉(zhuǎn)至觀看界面，瀏覽者通過鼠標(biāo)任意拖動(dòng)至想要瀏覽的圖片、視頻時(shí)系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)各個(gè)場景部分之間的全景展示以及360度環(huán)繞方式呈現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的漫游效果。同時(shí)，為不同的場景配背景音樂及解說詞，使瀏覽者在體驗(yàn)美景、地點(diǎn)的同時(shí)也可以了解相關(guān)人文歷史及相關(guān)有效信息。為了使瀏覽者有更好的體驗(yàn)，平臺(tái)針對(duì)VR頭戴式顯示器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，體驗(yàn)者能夠很方便地進(jìn)行VR模式和普通模式的切換。側(cè)面還設(shè)置有專門為佩戴VR眼鏡瀏覽的視圖以及全屏視圖。

物體環(huán)視可將某個(gè)瀏覽者想要了解的物體進(jìn)行360度全方位的細(xì)致展示。全景地圖可精確定位到全國各地可用于VR展示的地點(diǎn)，利用鼠標(biāo)可進(jìn)行觀看，同時(shí)便于瀏覽者迅速定位至自己想要體驗(yàn)的地點(diǎn)，大大提高了瀏覽者的觀看效率。

4 VR全景展示

以在VR全景旅游平臺(tái)上打開的一張全景圖片展示為例，基于VR眼鏡設(shè)備進(jìn)行觀察。

由于人的左右眼大約有6.6厘米的距離，左、右眼畫面連續(xù)互相交替顯示在屏幕上，加上人眼視覺暫留的生理特性，兩只眼睛看到的內(nèi)容有所差異，從而可以產(chǎn)生距離和深度的立體視覺[6]。立體視覺是人眼在觀察事物時(shí)所具有的立體感。人眼對(duì)獲取的鏡像有相當(dāng)?shù)纳疃雀兄芰Γ@些感知能力又源自人眼可以提取出景象中的深度要素[7]。VR眼鏡內(nèi)含兩個(gè)凸透鏡，透鏡在眼前2～3cm處、屏幕距透鏡3-6cm時(shí)虛像成像在眼前25cm～50cm左右。根據(jù)凸透鏡成像原理，將物體放在透鏡焦距f內(nèi),就可看到一個(gè)放大正立的虛像。凸透鏡成像原理公式如（1）所示。

式中：v表示像距，u表示物距，f表示透鏡的焦距。

如圖2所示，在VR模式下由兩張同樣的圖片拼接而成，當(dāng)體驗(yàn)者戴上VR設(shè)備，隨著視角切換場景畫面也會(huì)自動(dòng)切換，體驗(yàn)者能夠有置身鳥巢的真實(shí)體驗(yàn)感，從而達(dá)到沉浸式體驗(yàn)。因此,VR模式實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是將全景根據(jù)體驗(yàn)者視角的變化實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)視角的左右眼展示。利用立體視覺形成原理，在制作VR全景的過程中針對(duì)左眼和右眼制作對(duì)應(yīng)的全景就可以實(shí)現(xiàn)立體感、沉浸感更強(qiáng)的VR全景體驗(yàn)方式。

圖2 VR模式下的鳥巢場景展示

5 結(jié)語

通過VR全景旅游平臺(tái)能夠?yàn)橛脩籼峁┮环N足不出戶就能旅游的沉浸式體驗(yàn)方式，通過佩戴VR眼鏡觀看會(huì)有更強(qiáng)的沉浸感，形成一種互動(dòng)型很強(qiáng)的新觀影形式。

VR全景技術(shù)在旅游網(wǎng)站平臺(tái)中的應(yīng)用優(yōu)勢非常明顯，能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)旅游的劣勢，促進(jìn)旅游業(yè)向良好態(tài)勢發(fā)展。并且VR全景旅游視頻平臺(tái)也緊跟國家政策和行業(yè)發(fā)展趨勢，可以為旅游業(yè)做到充分引流，極大地促進(jìn)旅游業(yè)的健康發(fā)展。