VrtoolBox QTVR制作
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VrtoolBox--PC上制作QTVR虚拟现实(一)
一提起VR（Virtual Reality虚拟现实）这个词，人们马上就会联想到工作站组、数字手套、数字头盔等一大堆硬件和极为昂贵的价格，正是由于这个原因使得VR技术通常只应用于一些专业需求极大、投入极多的领域，如飞行训练、医学内窥镜手术模拟等。然而，Apple公司推出的QuickTime VR规范却使VR技术极大地大众化了，它使得广大MAC机和PC用户在普通硬件环境下，也能领略VR技术的风采，虽然这与需大量昂贵硬件支持下的VR还有不少的区别，但毕竟这使VR技术走近了普通个人微机用户，而且其质量已经满足了许多需要VR技术的项目的要求，达到了相应的实用水平。但是，如同Windows下QuickTime是从MAC机移植过来的原因一样，Windows用户只有直接应用已经在MAC机上制作好的VR影视的份，而不能享受自己制作VR影视的乐趣。虽然近年来也出现了一些Windows下的QuickTime VR制作系统，但其功能简单，达不到专业水准，通常也只能应用于一些要求不高的场合。
美国的VR ToolBox公司推出的QuickTime VR制作系统—VR
ToolBox彻底打破了在Windows下无专业VR制作系统的状况，使得PC机上的Windows用户也可按自己项目的需要来制作具有专业水平的QuickTime VR影视，这不仅使VR的开发更贴近实际需求，而且使开发成本大大降低，提高了开发效率。VR ToolBox是一个开发QuickTime VR影视的系列软件，其中包括三个独立的制作系统；VR
ObjectWorx、VR Panoworx和VR Sceneworx，这三者可独立地使用；另有一个概括这三个模块的集成环境The VR Worx,它使用户可在同一环境下同时使用三个模块，使开发工作更为方便。
根据我们的开发需求和开发实际效果来看，VR ToolBox制作的QuickTime VR影视具有很高的图像质量和VR应有的各项功能，其系统界面简单明了，开发制作过程也非常方便快捷，是PC机上Windows平台上的一个高效VR开发工具。下面我们将详细介绍VR
ToolBox中各系统的使用方法、开发过程及相关经验。在大家用VR
ToolBox尝试开发VR影视之前，应在系统中安装QuickTime3.0或以上版本（目前是QuickTime4.12版）。
影视（二）
——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
一、 VR ObjectWorx的开发环境及使用方法
VR ObjectWorx是VR ToolBox系列软件中用于开发QuickTime VR对象影视的制作系统。QuickTime VR对象影视是QuickTime影视中的一种特殊格式，它展示了对某个单一对象的多面观察效果，用户可以通过键盘命令或在展示窗中用鼠标拖动这个对象，从而发生交互，可以获得从不同角度观察这一对象的效果，并且可对其进行缩放。一个典型的对象影视就是一个被展示的物体“拿”在你手中，可从任意一个三维空间的角度去观察它。为了建立这样的对象影视，首先要将这个物体放在一个非常容易控制的转盘中央，从而来获取有关这个物体的所有图像。
由于观察的方式不同，对象影视可分为单观察带对象和多观察带对象。单观察带对象是从单个试点出发来观察物体，物体可作360°旋转。这种方式的物体图像可通过数字摄像机或数字照相机拍摄获得，拍摄时将照相机对准物体并固定好，然后每拍一张照片，就将放置物体的转盘旋转一定的角度（例如10°），这样直到拍完旋转360°的所有照片。传统使用胶卷的照相机也可用于拍摄物体，只是还需要洗印照片并进行图像扫描。多观察带对象是指用户可在对象影视中以任意角度来观察对象，通常获取多观察带对象的图像方式是将拍摄设备置于物体上方并对准物体，然后每拍摄一张照片后，将放置物体的转盘旋转一定角度，直至360°的照片都拍完；再将拍摄设备在垂直方向沿一个弧度向下倾斜10°，同时保持与被拍摄物体中心的距离不变并对准物体，再拍摄物体旋转360°的照片；如此从垂直方向90°到-10°需拍11个观察带的图像。为了获取精确的图像，拍摄时通常需要借助于悬挂固定等机械设备。由此可见多观察带对象的图像获取比单观察带对象要复杂的多。在此节内容中我们将以制作单观察带对象影视为例进行阐述。
VR ObjectWorx的系统界面如图1-1所示，它包含五个模块，是按五个开发步骤来安排的，相互间具有递进依赖关系，即前面的步骤未完成时，后面的步骤则无法进行。这样的界面安排使用户可以非常容易地安正确顺序进行开发工作。
图1-1
1． 进行全局设置
启动VR ObjectWorx之后系统自动进入Setup模块，见图1-1。在Setup中对制作过程有影响全局参数进行设置。在Source Image Format参数区，选择Image Size（图像尺寸）为320×240像素，Source（图像源）为Image File（图像文件）。在Object Rig参数区，将Mechanism（悬吊机械装置控制）设置为None（即不使用系统控制机械装置）。在Object Geometry参数区中，Vertical Settings参数用于开发多观察带对象影视时的设置，当进行单观察带对象影视开发时，保留其预设参数即可。在Horizontal Settings水平参数设置中，Sweep用于设定物体旋转范围，此例设定为360°，右边下拉参数框选取Centered at（中心定于）,旁边参数输入区设为0°;Views用于设定在整个旋转范围中所需要导入的图像数，此例设为36，即图像间隔为10°；Advance
Views设定图像导入顺序的方向，单观察带对象影视可设为Horizontally（沿水平方向顺序导入图像）。
图1-2
2． 导入图像
当设置完成后，点击Acquire标签进入图像导入模块，见图1-2所示。在Tools命令区中，Clear按钮用于删除被选中的已导入图像，Single钮用于导入单幅图像，Multiple用于同时导入多幅图像，点击Multiple按钮后，弹出文件选择对话框，此例选系统光盘提供的教程中的图像，见图1-3所示，点击文件名框中的001.jpg文件，再点击Add36钮，36个图像文件名出现在下面的文件选中框中，按Done钮即可将36幅图像同时导入系统。左边Source Rotation用于将导入图像进行某个角度的旋转，这对于用数码照相机拍摄的图像进行处理是非常方便的。图像导入后，所有图像的预览排列在界面右下方的预览栏中，其标号方式可用左边的Label by下拉菜单来选择，有按角度和序号两种方式，见图1-4所示。用鼠标在预览栏中某张图像上点击一下，它就处于选中状态，此时就可以对它们进行删除或导入新的图像。
图1-3
图1-4
3． 设置热区
导入图像后，就可点击Hot Spots标签进入热区设置模块，见图1-5所示。热区是一个可激活的区域，它可触发一个事件，例如激活浏览器浏览某个在热区中指定的网址等。VR Object Worx提供的是在单个视图中定义和管理热区的方案。用左上角Tools命令区中的各种工具在视图中绘制热区、缩放热区、移动热区以及为热区指定识别色。用鼠标双击视图中的热区，可弹出热区属性设置框，见图1-6所示，可对此热区的属性进行设置。例如指定其热区名及需跳转至的网址等。若不在VR影视中设置热区，则可略过这一部分的设置。
图1-5
图1-6
4． 进行压缩
点击Compress标签进入对象影视压缩模块，见图1-7所示。在此单元中设定压缩率和图像颜色质量。在Compression参数框中，Color
Depth用于设置图像颜色质量，此例设为24bit；Frame Size用于设置在压缩前将每帧图像渲染成的尺寸，因为通常将VR影视用于不同场合，则需不同尺寸（例如用于Web或CD-ROM），此例设为320×240像素；点击Set钮则可进入压缩设置对话框，见图1-8所示，在这里可根据需要选择不同压缩编码方案，对于对象影视通常选择Photo-JPEG压缩方式，至于压缩后的图像质量可拖动下面的滑条来预设，当然选择质量越高则压缩后的数据量越大。所有设置完成后就可点击Compress按钮进行压缩。
图1-7
图1-8
5． 预览结果
压缩完成后就可点击Preview标签进入预览模块，见图1-9所示。此时就已经可以用鼠标在右边预览窗中拖动汽车转动了。左边Windows Size用于设定影视输出后的尺寸，此例设320×240像素。Attributes命令区设定影视的属性，其中点击Annotate按钮则进入设置影视的注释信息对话框，见图1-10所示；点击Interaction按钮进入交互属性对话框，见图1-11所示，在这里可对影视交互时的方式、控制方法和速率进行设置；点击Animation按钮进入动画设置对话框，见图1-12所示，这里可设置两种动画方式，一种是Frame Animation帧动画，一种是View Animation。前者改变某个视图中物体的形态，用于多观察带影视中，后者是将当前观察带中所有视图作循环展示，直到鼠标到窗口中拖动这个物体时才停止。本例中若选中View Animation，则可在窗口中看见汽车在旋转。点击Playback按钮，可设置有关影视播放时加强其性能的有关选项，见图1-13，如播放时影视数据的预装入（Preload）和尽可能地使用缓存数据（Cache data）。Poster View命令区用于设置影视的标识视图，它可用于QuickTime中的标识图标和预览等用途，设置时将物体拖动至某个视图，然后点击Set钮即可。Initial View命令区用于设置影视被打开时的初始视图，设置时也是将物体拖动至某个视图，再点击Set钮即可。最后点击Export Movie按钮就可将制作完成的对象影视以文件方式输出至磁盘上。
图1-9
图1-10
图1-11
图1-12
图1-13
6． 注意事项
整个对象影视的开发可分为两大部分，前一部分是对物体图像的获取，通常是进行大量的拍摄，然后进行图像处理，后一部分是用VR
ObjectWorx开发系统进行影视的合成。比较之下前一部分的工作量更大。在进行拍摄工作时，应注意将物体固定于转盘中心，避免转盘转动时物体中心到照相机镜头间的距离发生变化，同时也要十分注意照相机的固定，这样就可避免拍摄图像中的物体发生大小变化。拍摄过程中应避免照明光线强度发生变化，这样会造成图像亮度和色调发生变化。物体的背景应选择有利于图像处理的颜色，往往对象影视的背景是在图像处理时进行添加的，这样的背景是完全统一的，也非常纯净，有利于提高VR对象影视的质量，因此拍摄时的实际背景应选择
