【摘

要】隨著VR技術的普及與應用，教育領域也迎來了新的變革。傳統(tǒng)的校園參觀方式已經(jīng)無法滿足師生及大眾的需求，而以VR全景參觀校園的方式變得更加便捷，它不僅可以打破地理限制，還可以全方位、立體地展示學校的形象，帶來具有沉浸性、更加真實的探索體驗。同時，將VR技術應用于校園文化展覽、課堂教學等方面，將會為教育質量的提升及促進教育的公平提供新的可能。文章通過介紹VR全景圖片制作軟件“PTGui”的功能與特點、VR全景漫游校園的優(yōu)勢，詳細介紹VR全景校園漫游系統(tǒng)的設計流程，包含確定拍攝點位、圖像采集、圖像處理、合成全景圖、制作漫游系統(tǒng)等步驟，探討如何使用PTGui軟件制作VR全景校園漫游系統(tǒng)，以及VR全景漫游在教育領域的其他潛在價值和實踐意義?！娟P鍵詞】VR全景技術；PTGui；全景校園漫游一、VR全景校園漫游系統(tǒng)的技術支持（一）PTGui軟件PTGui是一個具有可視化界面、用于實現(xiàn)VR全景圖片拼接的軟件，全稱為“PanoramaToolsGraphicalUserInterface”，該軟件通過自動識別鏡頭參數(shù)、相鄰圖片重疊等像素特征，以“控制點”（ControlPoint）的形式將拍攝的圖片進行自動拼接，并進行優(yōu)化融合，最終可導出為一張寬高為2：1的VR全景圖。該軟件中的全景圖編輯器也具有增加蒙版細節(jié)等更加豐富的功能，通過多種視圖的映射方式，用戶可以通過手動添加或修改控制點的方式來提升拼接圖片的精度。另外，該軟件支持多種圖片輸入格式，拼接后的VR全景圖片明暗度一致，基本沒有明顯的拼接痕跡。（二）VR技術VR（VirtualReality），又稱虛擬現(xiàn)實技術，它是指采用以計算機技術為核心的現(xiàn)代高科技手段，生成逼真的視、聽、觸、嗅、味覺等一體化的虛擬環(huán)境，用戶借助一些特殊的輸入與輸出設備，采用自然的方式與虛擬世界中的物體進行交互，相互影響，從而產(chǎn)生身臨其境的感受和體驗。VR憑借其沉浸性、交互性和想象性的特點，能夠讓身處虛擬環(huán)境中的使用者難以分清周圍事物的真假，如同身處于現(xiàn)實場景中一般。（三）VR全景技術VR全景是基于全景圖像的真實場景虛擬現(xiàn)實技術，它是通過將相機以一個中心點環(huán)繞360°拍攝的一組或多組照片拼接而成的一張全景圖像，再通過計算機技術實現(xiàn)全方位觀看的真實場景還原方式，讓用戶達到身臨其境的感受。我國主要有“720云”“如是”等平臺提供VR全景內(nèi)容制作、管理、觀看等功能，其廣泛應用于建筑家裝、智慧文旅、學校教育、醫(yī)療服務等多個領域。（四）VR全景漫游校園的優(yōu)點首先，以VR全景漫游校園的宣傳方式突破了傳統(tǒng)圖文及視頻宣傳的局限，讓學校的形象更加立體、生動，家長與學生可以身臨其境地感受校園的面貌，從教室、實訓室、圖書館到餐廳、宿舍、操場，每一個角落都清晰可見，通過這種全方位的展示，家長與學生可更加直觀地了解學校的辦學環(huán)境、教學設施及校園文化，增強其對學校的認同感和歸屬感。其次，VR全景漫游校園還可用于記錄學校的重要時刻，如學校的大型活動、學生的畢業(yè)照拍攝等，通過使用VR全景技術進行記錄和展示，不僅可以讓更多的人見證學校的輝煌時刻，還可以為學校留下寶貴的校史資料。最后，借助VR技術加強學校的數(shù)字化建設也是其重要的優(yōu)勢之一，VR全景漫游校園作為數(shù)字化建設的一部分，不僅可以提高學校的信息化水平，還可以為教學活動帶來創(chuàng)新。二、VR全景校園漫游系統(tǒng)的設計思路（一）確定拍攝點位確定拍攝點位對拍攝VR全景校園至關重要。由于鄭州城建職業(yè)學院是一所新辦的院校，樓宇相對較少，因此在選擇拍攝點位時，應重點考慮那些具有代表性和重要性的區(qū)域。室外方面，包括學校校門處、廣場、圖書館、教學樓、實訓樓、餐廳、宿舍、操場等多個區(qū)域；室內(nèi)方面，包括各種教室、圖書館館藏室、實訓室、學術報告廳、職教展、菜鳥驛站、餐廳等學習、活動、生活場景。在拍攝時，需要嘗試使用多種高度和角度，以期獲得更佳的視覺效果。另外，考慮到交通和人流量情況，最好選擇在人流量較少的時間段進行拍攝，以避免在后期合成時出現(xiàn)嚴重的圖片錯位問題?？傊C合考慮校園的布局、自然元素、人流量等多種因素確定拍攝點位，以便能夠全面展示學校的風貌，并獲得較佳的視覺效果。（二）圖像采集在進行VR全景校園的拍攝時，通常會采用三腳架和相機進行圖像采集。然而，由于各種限制因素，本項目采用的是三腳架、720云臺及手機進行圖像采集。以下是具體的操作步驟：1.安裝設備：將手機和云臺安裝在三腳架上，確保三腳架穩(wěn)固地放置在位置上，避免晃動。同時，要注意周圍環(huán)境和光線的影響，確保拍攝的圖像清晰明亮。選擇地面紋理豐富、容易識別的區(qū)域放置三腳架，這樣在后期合成時生成的控制點會更多，合成效果更好。2.配置手機：調整手機鏡頭的位置和角度，確保在旋轉手機進行拍攝時，鏡頭保持固定位置。同時，調整手機的設置，以確保拍攝出質量較高、清晰度較好的圖像。3.拍攝圖像：在每個點位進行圖像采集時，采用斜上方一周10張、前方一周10張、斜下方一周10張、上下各2張的方式進行拍攝，共計34張圖片。這樣的拍攝方式可以覆蓋到不同角度和方向，使得最終合成的全景圖更加完整。4.檢查圖像質量：在拍攝過程中，隨時檢查圖像的清晰度、色彩和曝光等方面，確保每張圖像的質量都符合要求。（三）圖像處理在Photoshop軟件中進行圖像處理是影響VR全景畫面質量的重要步驟之一。在此過程中，重點是統(tǒng)一調整每組圖片的色彩度和曝光值，以確保圖像的色彩還原度和明暗度合適，從而保證整體效果的一致性。為了增強VR全景校園的視覺效果，可以運用色彩平衡、曲線、亮度/對比度等工具進行圖像調整。此外，還可以應用濾鏡和特效。（四）全景圖合成在Photoshop軟件中將每個點位的圖像處理后，打開PTGui軟件，通過“加載圖像”，將34張圖片導入至PTGui軟件中，通過“對準圖像”，讓系統(tǒng)自動分析圖像，自動生成控制點。該點位的全景圖生成后，若有誤置的控制點，則需要根據(jù)相鄰兩張圖片的信息，手動調整同一位置的控制點，使優(yōu)化器更加精準地對齊控制點，在全景圖編輯器中查看無誤后，可創(chuàng)建寬高為2：1的全景圖，此時可放入Photoshop軟件中進行修改，將圖片中顯示的三腳架及云臺進行消除，最終生成一張畫面完整、圖像效果良好的全景圖。（五）制作漫游系統(tǒng)并發(fā)布在“720云”平臺中制作VR全景的漫游系統(tǒng)，可以為用戶帶來身臨其境的體驗效果，使他們?nèi)轿坏貫g覽和了解特定場景。該VR全景校園漫游的制作過程主要分為以下步驟：1.基礎設置首先，在PTGui軟件中生成的寬高比為2：1的全景圖片導入至“720云”平臺中，進行VR全景校園漫游系統(tǒng)的基礎設置。這包括確定作品名稱、作品簡介、512*512像素的作品封面、開場動畫、留言等全局設置。其次，根據(jù)不同的組別，逐一將所有場景的全景圖導入至“720云”平臺，在此過程中，需注重分組與層級的設置。例如，將校門、廣場、實訓樓、教學樓等具有標志性的宏觀場景設置為一級場景，作為整個場景的入口或核心區(qū)域，旨在為用戶提供直觀且便捷的導航方式。同時，將每個一級場景內(nèi)部的小場景，如實訓樓內(nèi)的實訓室與計算機機房、教學樓內(nèi)的教室等設置為二級場景。這類場景作為一級場景的延伸與細分，進一步讓用戶深入了解詳細的布局與特色。最后，設置進入每個場景后的初始視角、視角（FOV）的范圍，以及垂直與水平視角的限制角度等，確定初始的觀看界面。2.添加交互熱點完成基礎設置后，為確保用戶在不同的場景中能夠獲得豐富的交互體驗，需要根據(jù)各個場景的獨特特點和功能，添加不同形式的交互熱點。這樣做不僅可以增強用戶的參與感，還能使整個全景漫游系統(tǒng)更加生動和有趣。在該VR全景校園漫游系統(tǒng)中，可以應用多種交互熱點形式，包括全景切換、超鏈接、圖片或視頻等。為區(qū)分不同的交互方式，采用了不同的顯示圖標，以便用戶能夠快速找到感興趣的交互點，并更加便捷地操作和瀏覽。3.制作電子沙盤及添加遮罩效果電子沙盤作為一種高效的展示工具，能夠迅速引領觀看者把握場景的整體布局和具體位置。在本案例中，將學校地圖的圖片置于電子沙盤中，并適當調整電子沙盤的雷達區(qū)和雷達扇區(qū)，以確保旋轉VR場景時，場景的地點和方向正確。此外，針對個別地面存在瑕疵的場景，添加了地面遮罩效果，以遮擋圖片中的瑕疵。同時，也可以將宣傳二維碼等信息應用在場景的遮罩中。這樣做不僅提升了觀看者的體驗，還能進一步展示學校的風采與特色。4.添加特效等細節(jié)并發(fā)布在制作VR全景漫游時，除了基本的場景呈現(xiàn)外，還可以嵌入文字、圖片、序列幀等內(nèi)容，添加音樂、語音講解等音頻元素，以提升用戶體驗。同時，還可以添加各種畫面效果，如太陽光、下雪、滾動字幕等，增加場景的真實感和趣味性。最后，通過一鍵導覽功能，使用戶可以跟隨預先設置的路線觀看全景。最終導出的作品二維碼如圖1所示。三、研究成果總結（一）基于PTGui的VR全景校園漫游系統(tǒng)的優(yōu)勢與不足分析該漫游項目在設計與應用的過程中展現(xiàn)了顯著的優(yōu)勢與潛力，同時也存在一些不足之處。首先，項目利用PTGui軟件的圖像拼接與校正功能，快速準確地生成高質量的VR全景圖像，為VR全景校園漫游提供了逼真的視覺體驗。其次，720云平臺具備豐富的交互功能，如場景切換、電子沙盤等，使用戶能更便捷地探索校園環(huán)境。另外，項目在部署和維護方面相對簡單，降低了技術門檻與成本。然而，該系統(tǒng)也存在一些不足之處。盡管PTGui軟件與720云平臺在VR全景制作方面具有一定優(yōu)勢，但整個VR技術領域仍處于快速發(fā)展階段，尚未形成統(tǒng)一的標準，因此需要持續(xù)加強技術研發(fā)與合作，推動該產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。另外，隨著VR全景在網(wǎng)絡上的廣泛應用，數(shù)據(jù)安全與隱私保護的問題逐漸凸顯，供應方需要加強數(shù)據(jù)加密等措施，以確保用戶的信息安全。最后，在系統(tǒng)的設計與應用過程中，應更加關注用戶體驗，優(yōu)化界面設計，提高系統(tǒng)的易用性和吸引力。（二）VR全景漫游在教育領域的價值和意義首先，VR全景技術能夠創(chuàng)造沉浸式的學習體驗，使學習過程更加視覺化與具象化。學生可以佩戴VR頭盔游歷古老的朝代，了解當時的人文歷史，從而吸引學生的注意力。通過全景技術將所學的知