CN102129717A - 一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明属于三维全景技术，提供了一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的方法，包括：步骤101，建立***运行环境；步骤102，计算三维全景球体模型半径；步骤103，构建三维全景球体模型；步骤104：二维全景图裹附于三维球体上；步骤105，形成三维空间全景。本发明还提供一种三维全景浏览***，包括：三维全景浏览模块和编辑管理模块。本发明展示三维全景，画面真实流畅，可广泛应用于任何场景的三维全景展示。

Description

一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的方法和***

技术领域

本发明涉及一种三维全景技术，为一种桌面虚拟现实技术，尤其涉及一种基于静态图像实现三维视觉而形成的，依靠三维全景球体建模从而形成三维全景图像的技术。

背景技术

随着我国国力逐渐增强，大型工程和重要设施建设量增多，对相关管理部门制定保卫预案提出了更高的要求。而从社会整体形势来看，当前我国正处于社会内部矛盾凸显，刑事犯罪案件高发和治安形势严峻的时期，涉恐事件、***件和火灾***等突发性事件多发，治安形势与维稳形势严峻。因此在制定预案、突发性事件的事中处理和事后打击的各个环节中，存在如下需求：快速、节省人力的方式制定预案。如大型园区、运动会场馆及其重要道路的应急预案等。现场无法进入，但需要详细了解现场地理信息与可调配资源的分布，制定处理方案实例如莫斯科地铁***案、莫斯科校园劫持案、日本沙林毒气案等。领导专家需要及时了解此类事发地点的总体情况与细节信息，针对性地进行远程部署和指挥。如武警、特警的警力部署、重大案事件的同步案情分析。

现阶段重要公共区域的容灾反恐预案制定工作特点是：对事发地点的了解依赖口头描述、文字记录、影像资料和缺乏可调配资源的平面地图；资料的完整性、准确性、追溯性、客观性都不足，因此造成预案的不科学、可执行度不够，甚至于在处置突发事件时做出错误的判断，导致生命、财产的严重损失，产生恶劣的社会影响。

近几年来，三维全景技术在国内发展迅速，主要体现在城市街道实景地图与房产公司宣传展示等民用领域，而在重要公共区域，如地铁、飞机场、大型酒店、火车站、飞机场、酒店以及大型政府部门建筑等，并未普及此项技术，因此此类场所在应对各种灾害与特殊事件时缺乏相应的数据支持与应对方案。而三维全景技术可以完整、准确、直观、真实地展现重要公共区域的整体情况和细节信息，为在事前制定各类预案，事中进行部署与指挥，及事后快速分析与处置提供可靠的依据，以最快的速度、最小的代价、最少的损失取得最好的效果。

目前三维全景技术中普遍都是基于构建一个三维全景球体模型，建立一个球体并不复杂，但生成一个适应不同分辨率全景使其不发生扭曲现象同时又不会导致效率降低太多的三维全景球体模型就变得十分有难度。建立球体关键的问题在于两个，一个是顶点数量，另一个是半径大小。顶点数量决定球体组成面的数量，数量越多，则会表现得越精细，越平滑，但也会使得***负担急剧上升，造成性能下降，达不到有效帧率，从而产生跳帧或掉帧现象。而半径大小则和全景图的分辨率相关，如果匹配度不好，则会使得全景图产生拉伸，并在球体的极点区域发生扭曲现象。

发明内容

为克服如上缺陷，本发明提供一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的方法，其特征在于，包括：

步骤101，建立***运行环境；

步骤102，计算三维全景球体模型半径；

步骤103，构建三维全景球体模型；

步骤104，二维全景图裹附于三维球体上；

步骤105，形成三维空间全景。

上述一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的方法，其中，还包括：

将行进热点与标注物热点的二维全景图坐标(x，y)与三维球体中的三维球体模型中坐标(X，Y，Z)之间进行双向转换，实现三维全景浏览：与编辑管理。

上述一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的方法，其中，所述建立三维全景球体模型的方法包括如下步骤：

确定二维全景图的长与宽；

计算三维全景球体模型半径；

建立三维全景球体模型。

上述一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的方法，其中，所述将行进热点与标注物热点的二维全景图坐标(x，y)与三维球体中的三维球体模型中坐标(X，Y，Z)之间进行双向转换的方法包括如下两种转换：

通过已知二维全景图中点的坐标(x，y)得出映射至三维全景球体之后该点的三维空间坐标(X，Y，Z)；

通过已知三维全景球体上的点的坐标(X，Y，Z)得出对应于二维全景图中该点的平面坐标(x，y)。

上述一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的方法，其中，所述建立***运行环境的方法包括：

(1)通过JS脚本检查客户机是否安装有Flash组件并检查版本是否符合要求，若不符合，则定位至对应版本Flash组件的URL要求安装，完成Flash环境的配置；

(2)通过JS脚本检查客户机是否安装用于侦测CPU频率的ActiveX组件，若没安装则要求安装，完成侦测CPU频率的ActiveX组件的配置。

上述一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的方法，其中，该通过已知二维全景图中点的坐标(x，y)得出映射至三维全景球体之后该点的三维空间坐标(X，Y，Z)的方法为：

Y1＝R*cos(α*Pi/180)＝R*cos[(180*y1/H)*(Pi/180)]＝R*cos(y1*Pi/H)；

X1＝R*sin(α*Pi/180)＝R*sin(y1*Pi/H)；

Z1＝R*cos(β*Pi/180)＝R*cos[(360*x1/W-90/W)/W*(Pi/180)]

上述一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的方法，其中，通过已知三维全景球体上的点的坐标(X，Y，Z)得出对应于二维全景图中该点的平面坐标(x，y)的方法为：

y1＝α*H/180；

x1＝[(β+90)*W]/360

本发明还提供一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的***，其特征在于，包括：三维全景浏览模块和编辑管理模块；

所述三维全景浏览模块执行三维全景浏览功能、标注检索与定位功能；

所述编辑管理模块执行平面图编辑功能、热点与标注编辑功能。

上述一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的***，其中，所述***架构设计采用B/S(Browser/Server)架构，以Web形式进行三维全景浏览与热点的相关编辑操作。

有益效果：

使用本发明方法与***展示三维全景，画面真实流畅，可广泛应用于任何场景的三维全景展示。

附图说明

以下结合附图及具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明：

图1为本发明生成三维空间全景的方法流程示意图；

图2为本发明二维全景图坐标(x，y)与三维球体模型中坐标(X，Y，Z)之间进行双向转换的方法流程示意图；

图3为本发明二维全景图的示意图；

图4为本发明三维全景球体的平视图；

图5为本发明三维全景球体的俯视图；

图6为本发明的***框架图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

首先参照图1，是本发明实施例的实现流程示意图1，主要步骤包括：

步骤101：建立***运行环境。本***的运行环境是IE和对应版本的Flash组件以及一个用于侦测CPU频率的ActiveX组件。

通过JS脚本检查客户机是否安装有Flash组件并检查版本是否符合要求，如果不符合，则定位至对应版本Flash组件的URL要求安装，完成Flash环境的配置。

通过JS脚本检查客户机是否安装用于侦测CPU频率的ActiveX组件，如果没安装则要求安装，完成侦测CPU频率的ActiveX组件的配置。

步骤102：计算三维全景球体模型半径。建立三维全景球体模型的关键在于球体模型半径的确定，假设二维全景图的长是W，高是H，由于本发明的视角选择为二维全景图的中心，则三维全景球体模型的周长等于二维全景图的长W。根据圆的周长公式2πR＝C可得出2πR＝W，即三维全景球体模型的半径R＝W/2π。

步骤103：构建三维全景球体模型。根据步骤102得出的三维全景球体模型半径构建三维全景球体模型，再将二维全景图裹附于该球体模型表面，形成三维空间全景效果。

步骤104：二维全景图裹附于三维球体上。

步骤105：形成三维空间全景。

参照图2，本发明方法还包含将行进热点与标注物热点的二维全景图坐标(x，y)201与三维球体中的三维球体模型中坐标(X，Y，Z)201之间进行双向转换，具体为：

热点二维坐标(x，y)201转换为热点三维坐标(X，Y，Z)202，该转换过程出现在***前台的三维浏览模块203中，首先，本发明***数据库中所有热点的二维坐标(x，y)201均为已知项，而三维浏览过程是在三维球体构建的三维空间中进行的，因此，在本发明***的三维浏览模块203的实施过程中，须根据已知热点二维坐标201得出热点在三维全景空间中的三维坐标202。

热点三维坐标(X，Y，Z)202转换为热点二维坐标(x，y)201，该转换过程出现在***后台的编辑管理模块204中，为了实现***前台的三维浏览与标注检索定位，本发明编辑管理工作是在三维全景空间中进行，以保证行进热点与标注热点的真实性与可靠性，因此，在三维全景空间中选取某一热点的三维坐标(X，Y，Z)202，须将其转换为二维坐标(x，y)201，并在***数据库中找到该坐标(x，y)201。

为了清晰的描述图2的双向转换，请详细参照图3至图5，图3为二维全景图示意图，图4为三维全景球体的平视图，图5为三维全景球体的俯视图。将行进热点与标注物热点的二维全景图坐标(x，y)与三维球体中的三维球体模型中坐标(X，Y，Z)之间进行双向转换，主要步骤为由热点二维坐标(x，y)得出热点三维坐标(X，Y，Z)，以及由热点三维坐标(X，Y，Z)得出热点二维坐标(x，y)，方法如下：

首先是由热点二维坐标(x，y)得出热点三维坐标(X，Y，Z)的过程；

根据图3可知二维全景图的长为W，宽为H，点A为一热点，(x1，y1)为点A在二维全景图中的坐标。

根据图5将点A映射至三维全景球体上，点A与圆心的连线同三维空间内的Z轴形成夹角β，夹角β可按照以下公式求得：

(β+90)/360＝x1/W

β+90＝360*x1/W

β＝360*x1/W-90

根据图4将点A映射至三维全景球体上，点A与圆心的连线同三维空间内的Y轴形成夹角α，夹角α可按照以下公式求得：

α/180＝y1/H

α＝180*y1/H

在得出α与β之后，由于已知三维全景球体半径R＝W/2π，且1度＝1*Pi/180弧度，根据图5，点A的三维坐标(X1，Y1，Z1)中的Y1，可按照以下公式求得：

Y1＝R*cos(α*Pi/180)

＝R*cos[(180*y1/H)*(Pi/180)]

＝R*cos(y1*Pi/H)

同理，可求得X1，Z1：

X1＝R*sin(α*Pi/180)＝R*sin(y1*Pi/H)

Z1＝R*cos(β*Pi/180)

＝R*cos[(360*x1/W-90/W)/W*(Pi/180)]

以上是由热点二维坐标得出热点三维坐标的过程，主要表现在***的三维浏览模块中，实现三维全景空间中通过鼠标点击该热点进行浏览的方法。

还包括由热点三维坐标(X，Y，Z)得出热点二维坐标(x，y)的过程；

若已知热点A的三维全景空间坐标为(X1，Y1，Z1)，要得出热点A的二维全景图坐标(x1，y1)，根据图4，得出：

cosα＝Y1/R

α＝arccos(Y1/R)

因为已知α/180＝y1/H，得出：

y1＝α*H/180；

同理，根据图5，得出

sinβ＝X1/R

β＝arcsin(X1/R)

因为已知(β+90)/360＝x1/W，得出：

x1＝[(β+90)*W]/360

以上是由已知的热点三维坐标得出热点二维坐标的过程，主要表现在***的编辑管理模块中。本发明***的编辑管理工作是在三维全景空间中进行，通过上述方法可由此得出热点的二维坐标，并在***数据库中找到这一热点的坐标值。

参照图6，是本发明一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的三维全景浏览***1的***框架图，主要包括：三维全景浏览模块2与编辑管理模块3。

其中：

三维全景浏览模块2包含标注检索与定位功能4及三维全景浏览功能5；将已知二维全景图中的热点(x，y)201映射至三维全景空间中得出其三维坐标(X，Y，Z)202，实现通过热点进行三维全景浏览。

标注检索与定位模块4表现为全景中可显示标注物信息，通过使用鼠标滑过实景中的该标注物，可跳出信息框显示；包括通过在检索框中输入标注物信息，点击“检索”可在下拉列表中出现该条信息，通过双击鼠标可直接跳转并准确定位至指定标注物。

三维全景浏览功能5表现为点击全景中的行进热点，可实现定向移动，即由一处场景切换至另一处场景，产生拟人化行进效果。

以上标注热点与行进热点的坐标转换过程为二维坐标(x，y)201转换为三维坐标(X，Y，Z)202的过程。

编辑管理模块3包含平面图编辑功能6与热点与标注编辑功能7；

平面图编辑功能6表现为在地理平面图中相对位置添加全景点，即全景点图像对应在地理平面图中的位置，并校正全景点的实际方向。

热点与标注编辑功能7表现为在一个全景点的全景图中添加拟人行进方向热点，从而达到拟人化行进的效果，并能根据实际要求添加各类重要设施的标注与相关信息添加编辑，从而能够在三维全景浏览模块2中通过标注检索与定位功能4进行模糊检索与准确定位。

以上标注热点与行进热点的坐标转换过程为三维坐标(X，Y，Z)转换为二维坐标(x，y)的过程。

使用本发明方法与***展示三维全景，画面真实流畅，可广泛应用于任何场景的三维全景展示。

以上应用具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及***；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围方面均存在可变性，综上所述，本说明书内容部分应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的方法，其特征在于，包括：

步骤101，建立***运行环境；

步骤102，计算三维全景球体模型半径；

步骤103，构建三维全景球体模型；

步骤104，二维全景图裹附于三维球体上；

步骤105，形成三维空间全景。

2.根据权利要求1所述的一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的方法，其特征在于，还包括：

将行进热点与标注物热点的二维全景图坐标(x，y)与三维球体中的三维球体模型中坐标(X，Y，Z)之间进行双向转换，实现三维全景浏览与编辑管理。

3.根据权利要求1所述的一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的方法，其特征在于，所述建立三维全景球体模型的方法包括如下步骤：

确定二维全景图的长与宽；

计算三维全景球体模型半径；

建立三维全景球体模型。

4.根据权利要求2所述的一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的方法，其特征在于，所述将行进热点与标注物热点的二维全景图坐标(x，y)与三维球体中的三维球体模型中坐标(X，Y，Z)之间进行双向转换的方法包括如下两种转换：

通过已知二维全景图中点的坐标(x，y)得出映射至三维全景球体之后该点的三维空间坐标(X，Y，Z)；

通过已知三维全景球体上的点的坐标(X，Y，Z)得出对应于二维全景图中该点的平面坐标(x，y)。

5.根据权利要求1所述的一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的方法，其特征在于，所述建立***运行环境的方法包括：

(1)通过JS脚本检查客户机是否安装有Flash组件并检查版本是否符合要求，若不符合，则定位至对应版本Flash组件的URL要求安装，完成Flash环境的配置；

(2)通过JS脚本检查客户机是否安装用于侦测CPU频率的ActiveX组件，若没安装则要求安装，完成侦测CPU频率的ActiveX组件的配置。

6.根据权利要求4所述的一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的方法，其特征在于，该通过已知二维全景图中点的坐标(x，y)得出映射至三维全景球体之后该点的三维空间坐标(X，Y，Z)的方法为：

Y1＝R*cos(α*Pi/180)＝R*cos[(180*y1/H)*(Pi/180)]＝R*cos(y1*Pi/H)；

X1＝R*sin(α*Pi/180)＝R*sin(y1*Pi/H)；

Z1＝R*cos(β*Pi/180)＝R*cos[(360*x1/W-90/W)/W*(Pi/180)]

7.根据权利要求4所述的一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的方法，其特征在于，通过已知三维全景球体上的点的坐标(X，Y，Z)得出对应于二维全景图中该点的平面坐标(x，y)的方法为：

y1＝α*H/180；

x1＝[(β+90)*W]/360

8.一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的***，其特征在于，包括：三维全景浏览模块和编辑管理模块；

所述三维全景浏览模块执行三维全景浏览功能、标注检索与定位功能；

所述编辑管理模块执行平面图编辑功能、热点与标注编辑功能。

9.根据权利要求8所述的一种实现三维全景空间中通过热点浏览全景的***，其特征在于，所述***架构设计采用B/S(Browser/Server)架构，以Web形式进行三维全景浏览与热点的相关编辑操作。

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