船舶全景漫游系統(tǒng)

摘要：通過研究全景漫游技術(shù)與船舶外觀和設(shè)備實(shí)況相結(jié)合，提出了采用交互界面設(shè)計(jì)的一套船舶全景漫游系統(tǒng)。該系統(tǒng)綜合了船舶工程、數(shù)字圖像處理和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等多個(gè)相關(guān)學(xué)科內(nèi)容的新興信息技術(shù)，拼接全景相機(jī)拍攝的多組照片和視頻，并利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全方位互動(dòng)式觀看的展示方式。最后就船舶全景漫游的前景進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：船舶;全景漫游;虛擬現(xiàn)實(shí)

引言

隨著信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展下，手持設(shè)備，移動(dòng)終端設(shè)備不斷豐富。傳統(tǒng)的圖片和視頻表現(xiàn)型式，不能滿足人們?cè)谛畔⑸系囊曈X需求，通過全景技術(shù)拍攝的三維真實(shí)場(chǎng)景照片和視頻，能夠讓用戶真正融入到場(chǎng)景中，給人以身臨其境的真實(shí)感受。

全景（Panorama）技術(shù)是一種基于圖像繪制技術(shù)生成真實(shí)感圖形的虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）技術(shù)，是目前全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展并逐步流行的一種視覺新技術(shù)，它與視頻、音頻、圖片等傳統(tǒng)的流媒體最大區(qū)別是“可操作，可交互” [1]。全景是把相機(jī)環(huán)360°拍攝的一組或多組照片拼接成一個(gè)全景圖像，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全方位互動(dòng)式觀看的真實(shí)場(chǎng)景還原展示方式[2-3]。

1 全景漫游發(fā)展現(xiàn)狀

最近幾年間，谷歌、Facebook、微軟、三星等國(guó)際著名科技公司都將虛擬現(xiàn)實(shí)看作是科技發(fā)展的突破口，對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)產(chǎn)業(yè)展開研發(fā)。關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)的相關(guān)應(yīng)用研究已經(jīng)涉及到許多領(lǐng)域，如游戲、旅游、教育等，當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備和全景攝像機(jī)較為火熱，這兩種設(shè)備使用戶體驗(yàn)到了完全沉浸感。

國(guó)內(nèi)各大重點(diǎn)科研院所也加入相關(guān)研究之中。在北京、上海、南京等城市實(shí)現(xiàn)了文化領(lǐng)域的全景漫游服務(wù)，用戶通過互聯(lián)網(wǎng)就可以在家中漫游名勝古跡，如故宮、敦煌莫高窟以及明孝陵等已經(jīng)支持全景虛擬漫游。騰訊、全景客等眾多大型網(wǎng)絡(luò)營(yíng)運(yùn)商紛紛加入全景虛擬現(xiàn)實(shí)的行列。其中，騰訊已在部分一線城市實(shí)現(xiàn)了全景虛擬道路漫游，創(chuàng)立了SOSO街景。還有一些中小型企業(yè)或博覽館也紛紛制作具有自我特色的全景門戶平臺(tái)。

本文針對(duì)滾裝船舶開展船舶全景漫游系統(tǒng)的研究。結(jié)合船舶外觀和關(guān)重設(shè)備內(nèi)容，提出采用交互界面設(shè)計(jì)的一套船舶全景漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路。

2 船舶全景漫游系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)綜合了船舶工程、數(shù)字圖像處理、多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和傳感技術(shù)等多個(gè)相關(guān)學(xué)科內(nèi)容的新興信息技術(shù)。其是把全景相機(jī)拍攝的多組照片和視頻通過拼接等一系列處理后利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全方位互動(dòng)式觀看的展示方式。

2.1 船舶場(chǎng)景模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)船舶內(nèi)容，研究確定場(chǎng)景模塊所包含的內(nèi)容和功能。漫游系統(tǒng)中的場(chǎng)景應(yīng)該有一定的層次，要有主場(chǎng)景與次場(chǎng)景之分，同時(shí)漫游系統(tǒng)要提供多樣化的用戶體驗(yàn)，保證場(chǎng)景在跳轉(zhuǎn)的過程中清晰流暢，增強(qiáng)場(chǎng)景學(xué)習(xí)的真實(shí)感。場(chǎng)景模塊即為學(xué)習(xí)的場(chǎng)景，是學(xué)習(xí)者探究活動(dòng)的場(chǎng)所，可以通過鼠標(biāo)自主實(shí)現(xiàn)畫面的旋轉(zhuǎn)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的參與度。場(chǎng)景模塊設(shè)計(jì)流程從照片獲取、全景照片合成、場(chǎng)景設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面組成。

2.2 船舶交互熱點(diǎn)模塊構(gòu)建技術(shù)研究。

全景漫游系統(tǒng)中添加了許多熱點(diǎn)功能，通過點(diǎn)擊這些熱點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，具體內(nèi)容有：場(chǎng)景跳轉(zhuǎn)、網(wǎng)頁鏈接、圖文音像資源查看。在場(chǎng)景跳轉(zhuǎn)方面，交互熱點(diǎn)模塊的設(shè)計(jì)給予學(xué)習(xí)者以穿越的感覺，通過點(diǎn)擊相應(yīng)的熱點(diǎn)就可實(shí)現(xiàn)船舶場(chǎng)景的變換，便于學(xué)習(xí)者選擇場(chǎng)景。在資源查看方面，交互熱點(diǎn)的設(shè)計(jì)就類似于尋寶的過程，學(xué)習(xí)者可以通過點(diǎn)擊場(chǎng)景中的熱點(diǎn)進(jìn)行資源的查看，只有找到符合的熱點(diǎn)才會(huì)顯示相應(yīng)的需求信息。全景漫游系統(tǒng)中交互熱區(qū)與交互熱點(diǎn)功能相同，其作用主要是鼠標(biāo)經(jīng)過時(shí)會(huì)顯示出相對(duì)應(yīng)的文字提示，以便于學(xué)習(xí)者了解該設(shè)備的基本情況。漫游系統(tǒng)交互熱點(diǎn)設(shè)計(jì)圖中以箭頭為交互熱點(diǎn)。

2.3 船舶場(chǎng)景導(dǎo)航模塊構(gòu)建技術(shù)研究

在全景漫游系統(tǒng)設(shè)置了導(dǎo)航縮略圖，幫助學(xué)習(xí)者可以快速了解整個(gè)船舶場(chǎng)景的內(nèi)容情況，并且每一個(gè)縮略圖上都備注有相應(yīng)的文字介紹，學(xué)習(xí)者可以點(diǎn)擊縮略圖，直接跳轉(zhuǎn)到相對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景中進(jìn)行查看，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景資源的快速導(dǎo)航。

2.4 船舶多媒體應(yīng)用模塊技術(shù)研究

為了讓系統(tǒng)使用者有更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，根據(jù)多媒體認(rèn)知理論，在全景漫游系統(tǒng)中加入了多媒體應(yīng)用模塊，即為多媒體資源，主要為使用者提供場(chǎng)景音視頻介紹、主要裝載設(shè)備的相應(yīng)文字展示與圖片展示學(xué)習(xí)，多種感官形式的資源有利于學(xué)習(xí)者對(duì)信息的接受，使學(xué)習(xí)者更充分的了解相關(guān)信息。多媒體應(yīng)用模塊是根據(jù)船舶場(chǎng)景主題、確定學(xué)習(xí)目標(biāo)以及探究過程進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得整個(gè)資源的設(shè)計(jì)更加滿足學(xué)習(xí)者的需求。

2.5 船舶全景漫游系統(tǒng)應(yīng)用

船舶全景漫游系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)真正意義上的跨平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)顯示技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合已有的一些多通道傳輸實(shí)例和方案，將每種類型、格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分編號(hào)，得到一個(gè)優(yōu)化整理后的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行多平臺(tái)數(shù)據(jù)融合，使全景漫游系統(tǒng)能夠流暢運(yùn)行在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、平板電腦和手機(jī)端。分屏漫游導(dǎo)航功能分左右屏，支持通過簡(jiǎn)易VR眼鏡配合手機(jī)觀看，為使用者提供了更為真實(shí)的視覺體驗(yàn)。

3 結(jié)語

本文基于全景漫游技術(shù)，設(shè)計(jì)了全景漫游用于滾裝船舶的思路，該系統(tǒng)采用的是真實(shí)場(chǎng)景所拍攝出的照片所拼接處的全景圖像，更具真實(shí)感地還原場(chǎng)景的所有細(xì)節(jié)，在船舶機(jī)艙這種設(shè)備眾多、布置復(fù)雜的場(chǎng)所，使用全景漫游技術(shù)可以有效的還原船舶的真實(shí)場(chǎng)景信息，使人更加直觀地了解船舶布局，有著良好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]王緒宛，雷蕾.基于三維全景圖的校園漫游系統(tǒng) [J].微型電腦

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[4]郭長(zhǎng)青，曹芳。三維全景技術(shù)在景區(qū)介紹中的應(yīng)用[J].地理空間信息，2009.

作者簡(jiǎn)介：陳軍;男;1991.12;浙江省溫嶺市;漢族;碩士;無;船舶。