臧晶晶　马如宇

三维全景技术是目前迅速发展起来的一个虚拟现实分支，可广泛应用于网络三维业务，也适用于网络虚拟教学领域。它利用实景照片建立虚拟环境，按照照片拍摄→数字化→图像拼接→生成场景的模式来完成虚拟现实的创建，较传统的以VRML为代表的网络三维技术更为简单和实用。

一、三维全景技术及其教学应用

1.什么是三维全景技术

全景，也称为全景摄影或虚拟实景，是把相机环360度拍摄的一组照片拼接成一个全景图像，用专用的播放软件在互联网上显示，让使用者能用鼠标控制环视的方向，可左可右、可近可远，使其感觉像在一个窗口中浏览外面的大好风光。

2.三维全景技术的分类

（1）柱形全景：柱形全景是最简单的全景摄影。使用者可以环水平360度观看四周的景色，但上下的视野将受到限制。显然，这种照片的真实感不强。

（2）球形全景：球形全景的视角是水平360度，垂直180度。可令使用者融入虚拟环境之中。

（3）对象全景：对象全景的主要特点是，可用鼠标控制对象转动，从而实现对对象360度的观察。

3.三维全景技术的特点及优势

三维全景技术具有以下特点:一是实地拍摄，是真实场景的三维展现。二是具有一定的交互性，用户可以通过鼠标选择自己的视角，并可任意放大和缩小视野范围。三是不需要单独下载插件，在浏览器自动下载一个小小的Java程序后，就可以在网上观看全景照片了，也可以使用Quick Time播放器直接观看。一般来说，全景图片文件只有100K～150K，便于网络传输。

与其他虚拟现实技术采用计算机生成的图像相比，三维全景技术真实性强、素材的准备工作简单、制作容易，适用于普通用户。其他虚拟现实技术由于需要经过复杂的编程以生成三维模型、进行交互控制等，只能由专业人员开发。

4.三维全景技术在教育中的应用

三维全景技术可用于：校园风光、校园文化展示；数字博物馆、重点实验室(如历史、考古、医学、生物等)网上虚拟现实的全面展示；CAI课件和多媒体教学光盘等的制作，教学模型、模具、电子产品、医学器官等的360度展示；科研院校环境和校园新楼规划建设；虚拟现实实验室的构建及地理信息系统应用等方面。

三维全景技术还能较好地支持网络功能，采用三维全景技术制作网络课件或课件素材，将使网络教学更生动、更形象。目前，这项技术主要用于建筑、艺术、考古、地理、生物和医学等学科教学，也可用于以观察为主的教学培训。

二、三维全景技术课件制作工具

1.专门的全景制作工具

这类软件功能比较完备。制作发布的作品一般需要安装相应的浏览器插件才能观看。

（1）Ulead COOL 360

台湾Ulead公司的COOL360能用来轻松制作360度全景虚拟现实图像，提供先进的相片缝合、弯曲、对齐和混合工具，以确保获得最佳结果。

（2）上海杰图的全景制作解决方案

上海杰图软件技术有限公司的全景制作解决方案包括以下3个软件。

● 造景师：三维全景制作系统，用于对现实场景拍摄的图像进行自动处理，生成交互式虚拟全景，便于用户从多个角度交互观看三维全景。

● 造型师：三维建模系统，用于网上逼真展示三维物体，将对一个显示物体拍摄的图像进行自动处理，生成360度物体展示模型，便于用户从各个角度观看物体。

● 漫游大师：创建虚拟漫游的开发工具，使用该软件可以将球形全景、柱形全景、平面照片、地图或户型图、场景音乐和解说、文字信息等各种多媒体元素集成起来，设置虚拟漫游路线，创建专业的交互式虚拟漫游效果。

2.Apple QuickTime VR Authoring Studio

Apple公司的QuickTime VR是全景视频产品的专业解决方案，它可以创建真实的情景学习环境，具有巨大的应用潜力。

3.基于Java技术的全景制作工具

这类编辑软件在编辑过程中与前一类软件差不多。不同的是，在完成发布时，直接利用Java虚拟机来播放全景作品。

三、基于三维全景技术的教学示例开发

虚拟仪器展示是比较典型的对象全景。我们可以为仪器创作配以解说词和文字说明的三维旋转体图片，让学生可以对虚拟仪器进行随意旋转和任何视角的观察，以便详尽了解仪器的构造、功能和使用方法，并达到预习实验或复习实验的目的。这里，以上海杰图软件技术有限公司的造型师演示版2.0为开发工具，介绍计算机CPU360度全景展示的制作方法。

1.准备一组环绕计算机CPU360度拍摄的实物照片。这里分别准备了9张，置于同一目录下。为使被拍摄物品的中心点保持一致，在拍摄时最好使用专业三脚架，并配合使用专门拍摄物品的360度旋转台。

2.启动杰图造型师软件。该软件提供了3种导入图像方式：打开现有的图像文件、从影像文件中抓取图像和通过数码摄像机捕捉图像。

3.从“文件”菜单中选择“打开图形文件”选项，打开相应的对话框，浏览准备好的素材图像文件，将它们按顺序添加到右侧窗格列表中，单击“确定”按钮。这时，出现调整和裁剪图像的对话框。在左侧窗格中定义图像区域，右侧列出素材图像的缩略图，将其选中后，可根据需要进行旋转。确认旋转无问题后，单击“确定”按钮。

4.进入图像参数设置窗口，添加或删除文件，改变文件顺序并对齐图像。该软件提供两种对齐模式。一种是点对齐，即先在各幅图像上定义一个光标点，再移动各幅图像，使各幅图像的特征点均准确对齐到光标点上。另一种是评议对齐，先确定一幅基准图，该图像完全不透明且不可动，拖动鼠标或使用键盘将其他图像移动到与基准图对齐的最佳位置。

5.选择菜单“输出”>“预览360度虚拟物体”，预览效果。如果不满意，可继续调节。确认合格后，选择菜单“输出”>“输出360度虚拟物体”，并在打开的对话框中设置输出参数，单击“保存”按钮，生成360度虚拟物体的网页文件。

与传统的三维技术相比较，三维全景技术在交互性、真实感、可操作性及简易性等方面有着比较明显的优势和应用潜力，更适合在网络教学环境中呈现教学内容。相信随着在网络课件制作研究的不断深入，三维全景技术定会为学习者开发和创设出丰富多彩、生动逼真的网络教学资源和教学情境。

参考文献

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