于陽 劉宇玥 王小冬

摘要：本文以西藏地區(qū)特色草本植物為對象，探究了環(huán)物全景技術(shù)在高原地區(qū)草本植物展示方面的應(yīng)用，并總結(jié)了源照片的采集和后期處理的過程和方法，認(rèn)為環(huán)物全景在植株的展示方面有良好的效果，為教學(xué)和科研提供了新思路。

關(guān)鍵詞：植物；標(biāo)本；環(huán)物；Flash；西藏

植物專業(yè)知識(shí)需要系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，“文字+標(biāo)本”模式在植物專業(yè)人員之間可進(jìn)行良好溝通，但對于愛好者和大眾接受度較差。相比較植物標(biāo)本，植物影像在植物展示方面有較強(qiáng)的展現(xiàn)力。目前的植物圖片，雖然可以達(dá)到較高的畫質(zhì)和細(xì)節(jié)展現(xiàn)，卻不能給觀眾帶來立體感，并且大部分圖片是植物工作人員用作科研資料記錄[1]。用延時(shí)攝影記錄植物的花期甚至生長周期，具有較好的展現(xiàn)力，但在設(shè)備上卻相對昂貴，操作復(fù)雜。使用植物環(huán)視的方法展示植物具有較大的意義，保證了植株的新鮮度，對植株進(jìn)行了環(huán)繞拍攝，降低成本，提高效率。植物標(biāo)本野外采集工作中，結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，采集者對于標(biāo)本的處理情況和植物的特性，采集的植物的新鮮程度不能得到保障。故在野外采集后，就地進(jìn)行植物環(huán)視的攝制工作，是必要的。綜合比較上述方法的優(yōu)缺點(diǎn)，如表1所示：

高原地區(qū)海拔高、輻射強(qiáng)、含氧量低等惡劣的氣候條件[2]，使得植物研究工作很難進(jìn)行。西藏地區(qū)植物特有種較多，但目前為止并未見到西藏地區(qū)植物環(huán)物展示的報(bào)道。由此，本文以西藏特有植物為研究對象，在日喀則地區(qū)、阿里地區(qū)植被調(diào)查的過程中，使用環(huán)物全景技術(shù)，開展了西藏地區(qū)環(huán)物全景在野外條件下植物展示的研究。

一、環(huán)物全景

環(huán)物攝影，又可稱作環(huán)物全景，是針對目標(biāo)物體進(jìn)行的多角度等距環(huán)繞拍攝。得到的圖片序列通過生成Flash文件進(jìn)行物體的環(huán)視展示，目前在魚類[3]和昆蟲[4]等標(biāo)本展示的教學(xué)科研領(lǐng)域，以及商品展示[5]等商業(yè)方面得到了探索和應(yīng)用。通過這種技術(shù)，巧妙的把一組圖片融合成一部可隨意拖拽的Flash文件。使用較低的技術(shù)成本，讓觀者產(chǎn)生三維的感覺。環(huán)物全景最多可以實(shí)現(xiàn)對象水平環(huán)繞，豎直多角度的展示。

環(huán)物全景的攝制主要在工作間中通過專業(yè)的攝制道具和器材進(jìn)行拍攝，顯示出了局限性。針對該局限性，通過簡易的道具和器材搭建，結(jié)合室外環(huán)境的應(yīng)對策略，可以通過環(huán)物全景實(shí)現(xiàn)對植株最好的還原。

二、源照片采集

1.設(shè)備和軟件

設(shè)備方面使用了CANON 500D相機(jī)和18-55mm的套頭、Manfrotto 190XDB804RC2三腳架、愛圖仕AP-WTR1C定時(shí)快門線、珠寶展示用電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，采用了PHOTOSHOP CC、Object2VR 2.0.1等專業(yè)軟件。

2.拍攝布置

轉(zhuǎn)盤放置于工具箱上，并使用紙盒大致調(diào)節(jié)高度，相機(jī)通過三腳架固定。植物使用泥土或者橡皮泥固定在轉(zhuǎn)盤上，使主莖直立于轉(zhuǎn)盤中心。所選轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速約為45s/min，使用定時(shí)快門線2秒拍攝一次，共環(huán)繞植物拍攝一周多3到4張，約26張。由于轉(zhuǎn)盤使用電池供電，轉(zhuǎn)速會(huì)隨電池電量的下降、卡有雜物等其他因素的影響而減慢，需要拍攝的張數(shù)也隨之增加。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一組照片在30張左右為宜，張數(shù)過少播放Flash時(shí)會(huì)有跳躍感，張數(shù)過多則會(huì)增加Flash文件大小。拍攝完成后，需要檢查是否完成了環(huán)繞拍攝。拍攝一組照片時(shí)，相機(jī)應(yīng)選擇M模式，保證每組照片具有相同的參數(shù)。并且設(shè)定對焦模式為手動(dòng)，在拍攝一組照片時(shí)，對焦應(yīng)保持不變，以消除之后生成的Flash中的伸縮性抖動(dòng)[6]。

3.攝制方法

根據(jù)惡劣的野外拍攝條件，變化的拍攝地點(diǎn)，植物個(gè)體間的形態(tài)差異，以下是對拍攝產(chǎn)生較大影響因素應(yīng)對策略的總結(jié)：

a.風(fēng)對拍攝的影響

為了減小風(fēng)對拍攝的影響，拍攝方向應(yīng)盡量與風(fēng)向平行，并且避免在風(fēng)口處拍攝。西藏地區(qū)常年刮風(fēng)，F(xiàn)lash文件由連續(xù)拍攝的一組照片組成，當(dāng)相機(jī)和轉(zhuǎn)盤的延長線與風(fēng)向不平行時(shí)，植株的上部分會(huì)產(chǎn)生較大的側(cè)移，不僅影響了拍攝的清晰度，而且在相鄰照片中，植株同一部分會(huì)出現(xiàn)跳躍，影響視覺效果。當(dāng)相機(jī)和轉(zhuǎn)盤的延長線與風(fēng)向平行時(shí)，植株擺動(dòng)方向與鏡頭方向平行。根據(jù)攝影技術(shù)[7]，該種姿態(tài)明顯減弱了風(fēng)對拍攝的影響。在野外拍攝地選擇時(shí)，應(yīng)盡量避免在明顯兩側(cè)凹陷的地形處，脊、頂，以及車流量較大的公路邊進(jìn)行拍攝，如果該天行程緊湊，可以考慮結(jié)合數(shù)個(gè)樣地采集到的植物于之后合適的樣地點(diǎn)進(jìn)行拍攝。并且可以利用隨行車輛遮擋大風(fēng)。

b.光線對拍攝的影響

光線對拍攝的影響主要體現(xiàn)在光強(qiáng)的變化上。連續(xù)拍攝一組照片耗時(shí)1分鐘左右，在拍攝過程中，遮擋太陽的不同厚度云層的移動(dòng)，會(huì)對該組照片產(chǎn)生較大的影響（圖1）。環(huán)物全景的一組照片自動(dòng)攝制中，無法改變相機(jī)參數(shù)，因此，在拍攝前應(yīng)觀察云層的情況是否適合連續(xù)拍攝一組照片。

圖1 一組照片中因云層遮擋陽光導(dǎo)致的明暗變化

c.植物形態(tài)對拍攝的影響

植物間形態(tài)差異較大，在拍攝時(shí)需要注意相機(jī)的架設(shè)姿態(tài)。植株高度明顯大于寬度時(shí)，相機(jī)豎立固定，其他情況采用水平固定。

三、后期處理

1.照片調(diào)整

源照片在進(jìn)行Flash制作前，通過PS CC軟件進(jìn)行圖像調(diào)整。下面介紹了后期處理過程中的關(guān)鍵步驟：

a.剪裁。根據(jù)展示需要，使用批處理將一組源照片調(diào)整到合適的比例，以及調(diào)正側(cè)重點(diǎn)。

b.調(diào)色。光線亮度的變化在一組源照片中產(chǎn)生的過曝和欠曝，通過PS后期調(diào)整可以得到彌補(bǔ)，鑒于在調(diào)整后會(huì)對JPG格式照片質(zhì)量產(chǎn)生影響，并且每張?jiān)凑掌倪^曝和欠曝量不同，建議在前期拍攝時(shí)注意光線變化，盡量避免進(jìn)行后期調(diào)光，從而減少后期工作量。

c.去除雜物。源照片中的背景可能會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的車輛、人員等，會(huì)在一組照片中連續(xù)出現(xiàn)，從而影響照片質(zhì)量，可以通過PS CC進(jìn)行修補(bǔ)。

2.Flash制作

通過PS CC處理好的一組源照片，使用Object2VR 2.0.1軟件進(jìn)行Flash的生成。

3.載入圖片

在Object2VR主界面（圖2）的“輸入”欄目中，單擊“選擇輸入”，在彈出的對話框中，“類型”選擇“獨(dú)立圖片”，單擊“Open Light Table”。在看版臺(tái)窗口中，設(shè)置“橫向單層欄數(shù)”的值，單擊“更新”。單擊“添加圖片”，在彈出的“導(dǎo)入圖片”窗口中選擇一組照片，單擊“打開”；或者選擇一組照片，直接拖拽到看板臺(tái)窗口中，輸入的圖片欄目中的第一張照片處。待圖片載入完成后，單擊“確定”。

圖2 Object2VR 2.0.1主界面

4.參數(shù)設(shè)置

回到Object2VR 2.0.1主界面，單擊“視圖參數(shù)”欄目的“修改”按鈕。在彈出的“顯示參數(shù)”窗口中，需要注意的是“控制”欄目中的“橫向倒轉(zhuǎn)”復(fù)選框。在源照片攝制過程中，轉(zhuǎn)盤順時(shí)針的轉(zhuǎn)向會(huì)使得生成的Flash文件，操作和轉(zhuǎn)向相反。此時(shí)，應(yīng)點(diǎn)選“橫向倒轉(zhuǎn)”。在“顯示參數(shù)”窗口右側(cè)，顯示了默認(rèn)視圖的圖片，通過拖拽，可以直觀的反映是否需要點(diǎn)選“倒轉(zhuǎn)”選項(xiàng)。調(diào)整好各項(xiàng)參數(shù)，單擊“確定”回到主界面。在“用戶數(shù)據(jù)”欄目中，單擊“修改”，在彈出的窗口中可以添加標(biāo)題、描述、版權(quán)等信息。

整好各項(xiàng)參數(shù)后，單擊“確定”按鈕進(jìn)行Flash文件的生成，并將該組圖片的Object2VR工程文件進(jìn)行保存，方便日后的參數(shù)調(diào)整工作。圖3為生成的Flash文件。

圖3 制作好的Flash文件

5.發(fā)布

生成的Flash文件大小過大，不適合在Internet上發(fā)布。通過Flash壓縮軟件，或者在生成Flash前對圖片進(jìn)行壓縮處理，都是可行的。

四、結(jié)語

環(huán)物全景的產(chǎn)生處于三維技術(shù)的普及開發(fā)階段，是二維到三維展示的過渡。Autodesk公司開發(fā)的123D軟件，通過識(shí)別照片中目標(biāo)物體的背景，可以生成三維模型，但對于精細(xì)物體以及復(fù)雜表面卻無法得到較好的展示。三維展示的普及還需要時(shí)間，這給環(huán)物全景留下了發(fā)展的空間。

環(huán)物全景在植物方面的應(yīng)用技術(shù)還不成熟，對于特別柔弱的植物，長寬比較為懸殊的植物，進(jìn)行整株的攝制較為困難。因此，環(huán)物全景在花、資源植物有利用價(jià)值部分的展示，以及小草本的整株展示方面擁有較高的應(yīng)用價(jià)值。

文章是對高原地區(qū)典型植物群落生境中植物標(biāo)本采集、環(huán)物全景攝制和圖像處理過程的研究和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，認(rèn)為通過在室外簡單搭建制作而成的環(huán)物Flash對于植物知識(shí)的科普，具有重大的意義。對西藏地區(qū)植物特有種的環(huán)視拍攝工作，不但可以為西藏地區(qū)植物研究做參考，結(jié)合群落的360°全景，可以更直觀易懂地向植物愛好者展示植物群落的生境。

參考文獻(xiàn)：

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