博物馆研究２０１５年第１期（总第１２９期） ・博物馆学・ 基于全景技 的博物馆网络虚拟展示实现研究 杨建杰 胡进 摘要：随着信息技术、移动互联技术 的迅速发展以及智能终端的日益普及，数字 现虚拟现实的一种技术，它是使用相机环 ３６０度拍摄的一组或者多组照片通过无缝连 化、网络化、虚拟化、移动化的信息时代正 悄然改变着人们的生活和学习方式。在此背 景下，构建体验式在线漫游虚拟博物馆对提 升博物馆的社会影响力，延伸博物馆社会教 育服务功能具有重要的实际意义。文章结合 辽宁古生物博物馆采用３ ６ ０全景技术开发在 线漫游虚拟博物馆的经验，在总结全景技 术、数字博物馆的相关理论基础之上，分析 了利用全景技术开发在线漫游虚拟博物馆 的意义与价值，阐述了基于全景技术的场景 漫游设计思想与制作流程，旨为与其相关的 研究提供理论参考。 关键词：全景技术在线漫游 虚拟 博物馆 辽宁古生物博物馆 ＤｏＩ：１０．１３３６８／ｊ．ｃｎｌｄ．ｍｕｒｅ．２０１５．０１．００２ 引言 博物馆是一个国家和地区社会进步与 人类文明发展程度的重要标志，是物质与精 神文明建设的重要窗口。随着全球信息化建 设的深入推进，数字化、网络化、移动化的 科技浪潮拓展了人们获取资讯的途径与方 式。在此背景下，充分利用信息技术优势， 创新博物馆展示手段，让科技助力知识传 播，让知识传播承载博物馆的社会教育服务 功能，是博物馆数字化建设适应信息时代发 展的必然趋势。 一、相关理论概述 （一）全景技术概述 全景技术也称为全景摄影或者虚拟实 景，是—种基于静态图像在计算机平台上实 接的方式拼接成一张全景图像，并通过计算 机技术实现全方位互动式观看的真实场景 还原展示方式 。用户可以使用Ⅲ浏览器或 播放软 通常Ｊａｖａ或ＱｕｉｃＫｔｉｍｅ、ＡｃｔｉｖｅＸ、 Ｆｌａｓｈ）在电脑平台上利用鼠际控制环视的方 向，可上下、左右３６０度旋转观看，给人一 种全新的真实现场感和交互体验感。 全景技术的特点在于它突破传统三维 技术的视角极限，免去三维繁琐建馍渲染等 工作，直接取景于真实场景，利用真实照片 图像结合ｊａｖａｓｃ邱脚本语言实现实景３６０ 全方位展示，并可在全景展示中加入图片、 视频、音频、文字等多种媒体，使观者不仅 可以获得整体的认识，亦可深入其中某个场 景、某个细节进行浏览观看。３６０全景可用 于网络、多媒体触摸屏、大屏幕全屏投影、 全景视频、三维产品展示等，被广泛应用在 房地产楼盘展示、虚拟旅游、虚拟教育等领 域 （二）数字物馆概述 博物馆是为社会和社会发展服务、并 向公众开放的非赢利性永久机构，它以研 究、教育、欣赏为目的，征集、保护、研 究、传播和展示人类及其环境的见证物 。 数字博物馆是建立在数字空间之上的博物 馆，是以采集、保护、管理和利用人类文 化伯然遗产信息资源为目的，采用计算机 网络技术、数据库技术、多媒体技术、虚 表１全景基于与三维建模、三维扫描对比 拟现实技术、人 ＼＼＼因素 技术＼ 制作周期 机交互技术等 场景还原 环境耍求 兼容性 经费、人力 建立的信息网 构建模型、 计算机建模 需要插件、客 成本高 三维建模 贴图、渲染 建模贴图 系统要求高 户端应用程序 人力投入大 络服务体系，是 耗时长 平台兼容性蓑 对实体博物馆 三维扫描 采集图像、构建模型 场景图片贴 计算机建模、数据量大 需要客户端 成本昂贵 耗时长 图处理 系统要求高 平台兼容性差 专业团队 服务时间和展 示空间的延伸 全景技术 图像拍摄 场景图像 图像合成、数据量小 Ｐｃ机、平板机 成本低 耗时短 系统要求低 跨平台性好 少量技术人 与拓展 。 １．制作周期较短。利用全景展示技术 虚拟博物馆是数字博物馆的一种崭新 开发在线漫游虚拟博物馆其核心任务是完 形式，它结合计算机技术和网络技术，通 成对真实场景的图像采集与后期合成制 过图像、文字、音频、视频、３Ｄ动画等多 作，相对于技术高难的计算机三维建模、 媒体信息表现方式将博物馆的职能延伸到 三维场景扫描等模拟场景的制作与渲染， 网络上，打破时间和空间的限制，为世界 其开发难度与复杂程度较低，耗费时间较 各地的观众提供展示和互动服务，开启了 短。 博物馆网络虚拟展示的全新模式。 ２．场景真实性较好。３６０全景技术以 二、基于全景技术构建博物馆网络虚 采集现实场景图像为基础，能够对物体的 拟展示的价值与意义 细节、质感、色泽做到百分之百还原，全 ．（一）全景技术应用于网络虚拟展示的 景漫游系统合成的独特超清晰动态影像可 价值 实现最大１０赔率以上的超高精度放大，避 全景漫游技术是基于全景图像的真实 免了三维建模与贴图渲染过程中产生的数 场景虚拟现实技术，是目前全球范围内迅 据偏差与损失以及由于程序限制在强行放 速发展并逐步流行的一种视觉新技术，它 大时出现图片模糊和马赛克等问题 。 是通过专业的取景设备将场景以真实图片 ３．系统配置较低。全景制作采用的是 的方式保存，然后通过后期合成将多组图 图形图像处理方式还原真实场景，图像文 片高精度的拼接修复，采用兼容性极高的 件较小，对系统环境要求较低。三维虚拟 Ｆｌａｓｈ播放技术或ＨＴＭＬ５技术，通过专业 场景是利用计算机构建客观世界的对象模 的合成软件，开发出运行于不同环境的虚 型，实现形态、光照、质感等方面的逼真 拟场景 。让用户在虚拟的环境中进行交互 显示，需要高配置的软件系统作为开发环 观察、交互作用，产生一种身临其境的感 境。 受和体验嘲。相对于开发虚拟漫游系统的三 ４．平台兼容性好。建模渲染的３Ｄ场 维扫描、三维建模等高难虚拟技术，３６０。 景受程序编码限制很难进行功能的再次拓 全景技术的优势主要体现在以下几个方面 展，且客户端需要下载单独的插件才能进 （见表１）： 行播放，平台兼容性较差。全景漫游系统 以ＦＬＡＳＨ动画技术为外部扩展平台，可根 据不同的展示需求定制各种辅助功能（例 如添加音频解说、播放界面定制、漫游地 图与导航制作等等），并依托ｈｔｍｌ５技术可 为ＩＰＡＤ用户提供高清流畅、方便陕捷的 在线漫游体验，平台兼容Ｉ生好。 ５．经费低、人力投入少。三维扫描是 目前全球领先的场景还原高新技术，具有 测量速度陕、精度高、免去等优点，但其 设备昂贵，经费投入巨大。虚拟建模对场 景的逼真程度和精细程度要求都很高，其 开发价格比较昂贵。街景漫游设备购买与 人力投入较少，可实现低成本开发虚拟博 物馆。 （二）全景技术助力博物馆网络虚拟 展示的意义 博物馆作为以宣传、教育、收藏等为 主要职能的公益性单位，握有极为丰富的 信息资源，是重要的信息传播场所，在当 前数字化、网络化、虚拟化与移动化的大 数据时代，充分发挥信息时代优势，提升 博物馆数字化服务功能，将知识传送到世 界各地，是博物馆在这个时代中不可推卸 的责任和使命。而虚拟展示技术的创新应 用开启了博物馆在网络展示、教育、宣传 等方面的新模式，满足了公众足不出户便 能身临其境般的欣赏到实体博物馆的各式 精选藏品的需求，具有切实的重要意义。 １．实现“实体博物馆”、 “网络博 物馆”、“移动博物馆”三者的有机结合。 博物馆网络虚拟展示的构建，创新性 地将多媒体技术、互联技术以及移动技术 应用于博物馆网络展示与知识传播，充分 挖掘全景技术独特优势，实现实体博物馆 数字化、数字博物馆网络化、网络博物馆 移动化的有机结合，三者相互发挥各自特 色、互补各自不足，全方位提升了博物馆 的社会服务功能。 ２．开启博物馆网络展示的新模式 ３６０全景展示技术是一种运用专业相 机对现有场景进行多角度环视拍摄，利用 专业的程序算法实现图像三维动态环视效 果，将真实的场景通过网络完全再现在公 众眼前，使得公众在千里之外便可通过电 脑、ＰＡＤ、智能手机等终端多角度交互观 看三维全景博物馆，拥有如同身临其境般 的感觉，弥补了传统数字博物馆在用户体 验与平台兼容性方面的缺陷，凸显了全景 展示技术在博物馆数字化建设中的优势， 是科博场馆基本陈列展示的一次升华，是 传播博物馆展示、教育、知识的新手段、 新方式。 ３．提升博物馆网络科普教育服务功能 博物馆作为科普教育基地的重要组成 部分，承载着宣传科学文化知识、提高全 民文化素养的责任和使命，基于全景技术 的博物馆网络虚拟展示的设计与实现，改 变了传统网络平淡、单向的特点，实现了 展品与观众之间的零距离交流与互动，增 强了在线漫游式体验感，让观众足不出户 就可以了解博物馆以及展品的详细内容。 与此同时，契机抓住高节奏生活环境下人 们利用移动终端获取知识的习惯与需求， 发挥“移动互联＋智能终端”的信息时代 优势拓展科普知识传播的广度与效度传， 体现了以科技助力文化传播，以文化传播 惠及百姓的科普教育理念，提升了博物馆 网络展示的科普教育功能。 三、基于全景技术的博物馆网络虚拟 要的多媒体素材与相关资料。三是利用全 展示设计与实现 （一）设计思想 文章以辽宁古生物博物馆的数字化建 设项目为例，采用３６０全景漫游技术设计 并实现了博物馆的网络虚拟展示效果，其 设计思路（如图１）主要包括： 根据场景情况设计并制定 构建方案 为项目开展做准备 设计场景拍摄方案 多媒体资料 采集 巨 实施 拍摄 ｌ 图像组全景拼接 素材整理与 处理 ｌ 全景漫游系统制作 Ｉ Ｉ输出产品 ｆ ＿－－一……一－－－………… …－－………．： …………… Ｊ……………Ｉ Ｌ．．．……一一，．…．．．……一一 图１设计思路 １．前期分析。一是考察博物馆展厅的 实际情况，了解场景环境条件，结合博物 馆４层８个展厅的实际情况设计并制定构 建方案；二是设备与技术支持，依据场景 实际情况配备项目实施所需的相关设备与 技术人员，为任 顿利开展提供支持。 ２．实施流程。一是根据每个展厅场景 情况设计出各自展厅的全景图像拍摄方 案，并依据全景拍摄方案进行实地拍摄， 然后对采集的图像组进行后期全景图拼 接；二是收集与处理虚拟博物馆建设所需 景漫游制作系统搭建数字博物馆的模块框 架，完成在线漫游网络虚拟博物馆的图文、 动画、影像等资料的合成与构建。 ３．预期效果。输出全景漫游制作系统 开发的成品文件，调试产品的运行环境与 平台兼容性，力争构建出高质量、低传输、 好操作、垮平台的网络虚拟博物馆。 （二）全景图像采集与制作 全景图像主要有柱形全景、球形全景、 对象全景三种。辽宁古生物博物馆的网络 虚拟展示是基于制作成本较低的球形全景 技术开发实现的。球形全景是以目标景点 的某一观察点为中心，使观察者既能看到 水平环３６０度的景观效果，又能看到垂直 环１８０度的景观效果，即形成３６０×１８０ 的全视角效果，球形全景中加入了天和地 的感觉，全景的视觉范围更加开阔 。拍摄 全景的设备主要包括单反相机、广角镜头、 全景云台、三脚架。合成全景的软件主要 有图形拼接软件Ａｕｔｏｐａｎｏ Ｇｉｇａ或ＰＴＧｕｉ Ｐｒｏ、图形处理软件Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ、全景制作 软件ｐａｎｏ２ｖｒ等几种。 １＿图像拍摄 图像拍摄是全景制作过程中的关键步 骤，关系到素材后期能否顺利拼接的问题。 因此，图像采集过程中拍摄者应掌握相机 的摆放方法与拍摄技巧（如图２所示）。 （１）使用三脚架固定全景云台，确定 好相机的垂直角度，保证相机在一个中心 点转动，确保拍摄转动时的图像采集在同 一水平面，条件允许最好配备水平仪。（２） 拍摄者环绕水平一周拍摄１０一ｌ５张照片， 并保证每张照片有１０％一２０％的重叠用于