在PC机上开发QuickTime VR影视(三）

在PC机上开发QuickTime VR影视(三）

——介绍VR制作系统VR ToolBox

第二军医大学 医学教育技术中心

张 力

二、VR PanoWorx的开发环境及使用方法

VR PanoWorx是VR ToolBox系列软件中用于开发QuickTime VR全景影视的制作系统。QuickTime VR全景影视是QuickTime影视的一种独特形式，它展示了从一个中心点观察出去的全景视图，这个全景影视展示的是一个全360°的景象，你可以对这景象进行水平的移动、垂直的仰俯视以及缩放，所有这些行为都可通过鼠标的点击拖动和键盘命令来完成。当然全景影视也可以展示一个小于360°的景象视图。同样，为了开发出一个全景影视，首先须进行获取图像，通常就是用照相机进行拍摄。拍摄时将照相机放在一个可旋转的云台上，而云台则固定在一个三角架上。拍摄时围绕中心点旋转云台，这个中心点确切说就是照相机镜头后的成像面，旋转时注意消除视差和每幅图像间可能出现的缝隙。在旋转的过程中，要拍摄足够数量的相片，这些相片之间应该覆盖50％。拍摄完成后，将这些相片输入到计算机中，VR PanoWorx能将它们拼接，最终形成一个完整的无缝的QuickTime VR全景影视。另一种不需要拍摄许多照片和进行拼缝的方法是用一些3D渲染程序来产生一个景象视图。这两种方法的结果是相同的。

VR PanoWorx的系统界面如图2-1所示，它由七个模块构成，也是按开发步骤的顺序来安排的。

图2-1

1．  进行全局设置

启动VR PanoWorx之后系统自动进入Setup模块，见图2-1所示。Source Format用于设置导入图像的形式，此例设为Multiple Images（多幅图像），Acquire From用于设置图像来源，通常可选Image File（图像文件），也可选择从扫描仪输入图像。下半部中Node Sweep设置全景图的视图范围，此例设为360°；Max Frames设置整个全影视所需图像数量，这里设为18；Lens Params是用于设置照相机镜头的焦距参数，有两种设置方法，一种是选Length（焦距），然后指定一种焦距参数，比如设Length为28mm；另一种是选F.O.V（垂直视野）并指定相应的角度数，复选框Rectilinear用于设定所使用的镜头是否为线性镜头。Image Size用于设置导入图像尺寸（宽×高），单位是像素，若其所列尺寸与实际图像不符时，可选相近的参数，或选Custom后输入实际图像尺寸，此例设为446×662。

2．  导入图像

设置完成后点击Acquire进入图像导入模式，见图2-2所示。界面的右面是导入图像的示意展示栏。Tools命令中的Clear钮用于删除所选中的已输入图像。Image命令中Single钮用于将单幅图像导入至示意展示栏中已选中的位置；Multiple钮用于将所需的多幅图像一次导入，点击它后弹出图像导入文件选择对话框，见图2-3所示，此例选择系统光盘提供的教程中的图像文件，点击001.jpg文件名进行选择，然后点击Add 18按钮后，再点击下半部的Done按钮，所有18幅图像则一次导入。图像导入后依次呈现在示意展示栏中，见图2-4所示，若需对某位置的图像进行删除或再导入，应先将某位置中的图像点击选中，然后再进行所需的操作。

图2-2

图2-3

图2-4

3．  图像拼接

图像导入后点击Stitch标签进入图像拼接模块，见图2-5所示。Command命令组中有两个按钮，点击Tolerance按钮后，弹出图像位移容差对话框，见图2-6所示。从理论上讲，VR PanoWorx能从图像数量、视野和图像尺寸等参数中计算出图像间的准确位移，但实际上完美的位移是很难实现的。在这种情况下，我们就可使用图像位移容差对话框中的设置，直到VR PanoWorx得出图像间正确位移。我们可以用这里垂直和水平两个滑条来设置图像位移容差。垂直容差就是图像拼接时上下移动的范围；水平容差是当图像不一致时所需调整的范围。通常容差保留系统的预设值，只有当覆盖区域拼接的图像出现明显的阶梯现象时，可调整容差，让系统再自动分析计算并重新拼接图像。调整容差时，每次拖动垂直或水平容差滑条一格，然后再拼接图像，直至满意，但容差调整过多时，会明显增加系统拼接图像所需的计算时间，甚至会失去图像间的相关性而导致无法拼接图像。此例中，保留系统预设的容差值，点击OK钮推出图像位移容差对话框即可。Stitch按钮用于进行图像拼接，点击后系统进行图像分析和参数计算，拼接完成后结果显示于右边的图像展示栏中，见图2-7所示，可以拖动展示窗下的滚动条来浏览整个图像，在展示窗中点击某幅图像，则将其选中，以备于进行位移微调。Display Option中的Transparent复选框选择拼接图像显示方式，不选时为覆盖显示，选中时为透明显示，这样可为你调整图像位移提供方便。Adjustments命令组的四个箭头按钮用于对已拼接后的图像进行位移微调，微调前应先在展示栏中将需微调的图像选中，然后点击相应的箭头按钮即可。

图2-5

图2-6

图2-7

4．  图像混合

图像拼接完成后就可点击Blend标签进入图像混合模块，见图2-8所示。图像混合是将拼接后的图像创建为一个全景图像。Commands中Blend按钮用于进行图像混合操作，点击后系统即进行此项运算处理并将结果显示于右边的全景图圆柱展开栏中（首次进入次模块时，全景图展开栏为空白），拖动下方滚动条可对其进行全图浏览。Effects命令组中两个参数用于设置混合时的效果，Blend滑条用于设置图像混合的程度；Sharpen滑条用于设置图像混合后的锐化程度，此例中这两个参数采用系统预设值。Size命令组中显示了全景展开的尺寸，点击Set钮可对其尺寸进行改变，见图2-9所示，注意其中对高度尺寸的改变有缩放和裁剪两种选择。在图像混合模块中，若对某个参数进行了新的设定，则应再次点击Blend按钮重新进行图像混合。

图2-8

图2-9

5．  设置热区

图像混合完成后，可根据需要进行热区的设置，点击Hot Spots标签就可进入热区设置模块，见图2-10所示。其功能及设置方法与前节VR ObjectWorx中设置热区内容相同，只需参阅此节内容即可。

图2-10

6．  进行压缩

图像混合完成后或热区设置完成后，就可进行压缩了。压缩是VR PanoWorx建立全景影视过程中的重要环节，在这个模块中要设定图像压缩率、颜色显示质量和在QuickTime VR存储格式等重要参数，界面如图2-11所示。在Compress命令组中，点击Set按钮可选择编码器（压缩方法）及压缩率（图像质量）；Color Depth下拉选单用于设定图像颜色种数。Dicing命令组用于设置重叠矩阵；Default View Angle命令组用于设置影视的预设视角，这两组设置通常都只要保留系统预设值即可。最后点击Commands中的Compress按钮就可完成压缩过程了。

图2-11

7．  预览结果

压缩完成后就可对产生的全景影视进行预览。点击Preview标签进入预览模块，见图2-12所示。全景影视此时已呈现在右边的展示栏中。Window Size可设置影视的播放窗口的尺寸。Attributes命令组中的Annotate按钮用于为全景影视添加注释信息。Interaction按钮用于设置用户在全景影视中进行交互的一些相关参数，点击它后弹出交互属性对话框，见图2-13所示，其中Mouse命令组中的Hysteresis滑条用于设置QuickTime VR能够识别的鼠标移动范围的直径，TimeOut滑条用于设置一个时间长度，这个时间长度是鼠标在热区上点击直到QuickTime VR识别此点击为平移或倾斜全景影视的时间；Speed命令组中Pan Tile滑条用于设置平移或倾斜全景影视的速度，Zoom滑条用于设置全景影视的缩放速度。Attribute中Imaging按钮用于设置全景影视的图像属性，点击它后弹出图像属性对话框，见图2-14所示，它有两个部分，其Static命令组的滑条用于设置静态图像的属性，即全景影视中无交互发生时的图像属性；Motion命令组的滑条用于设置动态图像的属性，即全景影视中发生交互时的图像属性。Attributes中Playback按钮则用于设置对全景影视的数据进行预载入或暂存等相关属性。Constraints命令组用于设置全景影视在播放时的初始状态，其中包括初始视图，最大缩放角度和最小缩放角度等参数。设置完成后可在右边预览展示栏中对全景影视进行各种交互操作的预览，效果满意后点击Export Movie按钮输出制作完成的全景影视，此时弹出保存文件对话框，选择文件夹和文件名就可保存全景影视文件了。

图2-12

图2-13

图2-14

8．  注意事项

在进行全景影视的开发中，图像的获取和处理是十分重要的。在拍摄照片时要保证每幅图像间应覆盖50%。为了有足够的垂直视野，通常可将照相机竖起拍摄（水平范围则可由足够的图像数来保证），同时要注意在进行全局设置时设定合适的焦距值（应与镜头上标定的相一致）。照相机应垂直固定在三角架的水平转动云台上，这样可使图像在拼接时之需较少的容差值，并加快计算速度。在室外进行360°拍摄时，总会遇到逆光面和顺光面，两者在图像上的亮度会有很大差异，因此需将这些图像放在图像处理软件（如Photoshop）中进行处理，这样可得到一致性很好的图像。在室外拍摄时还需注意天气状况，例如当空中有云飞过并遮挡太阳时，自然光的强度会在一个较短时间内发生很大变化，如果拍摄一定要在这段时间完成，则对照片进行图像处理是必不可少的。通常在室外拍摄时应尽可能在较短时间内完成，这样可避免由于自然光强度变化带来对图像处理工作量的增大。