《虚拟奥运博物馆》word版.doc

虚拟奥运博物馆一、简介<br> <br> 对于“虚拟博物馆”这个概念,大家并不陌生。早在上个世纪,就已经有不少组织甚至个人,通过图文结合的形式在网上建立了形形色色的“虚拟博物馆”,将现实生活中的信息在网络上反映出来。不过,由于技术等方面的限制,早期的虚拟博物馆都存在一个问题,那就是大多数采用文字、图片、视频等形式表现的信息,缺乏交互性。为此,从2002年开始,北京航空航天大学虚拟现实新技术教育部重点实验室与微软亚洲研究院开展了名为“DOM(即DigitalOlympicMuseum,数字奥林匹克博物馆)”的合作,针对“虚拟奥运博物馆”的关键技术进行研究,目的是研发出一个“真正立体的博物馆,让观众感到与真实博物馆一样具有逼真的感受”。2005年北京航空航天大学虚拟现实新技术教育部重点实验室还获得国家自然科学基金重点项目“虚拟奥运博物馆关键技术研究(编号60533070)”资助。本文对这些研究成果进行介绍。<br> <br> 二、实时交互式多视角视频系统<br> <br> “实时交互式多视角视频系统”技术听上去非常复杂,但其所实现的内容却早已为人们所熟知,那就是电影《Matrix》中,基努·李维斯的那个腾空后360度的全方位镜头。只不过电影中的这个场面是静态的,观众只能看到主人公一瞬间的全方位场景,而在应用了新的技术后,由于现场架设了多台摄像机,并通过计算机同步拍摄,我们就可以在整个视频播放过程中,任意选择感兴趣的视角进行欣赏。从技术上来讲,交互式多视角视频不仅是一种新型的视频捕捉系统和方法,也是一种新型交互式多视角视频服务技术。这套系统包括视频摄像机、控制电脑、服务器、网络组件以及客户端。为了实现全过程的全角度拍摄,在拍摄现场布置了几十至几百个视频摄像机,这些摄像机经过校准并全部由电脑控制。在拍摄时,事件将被不同方位的摄像机同时捕获,所得到的全部视频将在控制电脑上被压缩并实时传送给服务器,或者被实时地传送给最终用户,用户可以获取任意视点的视频图像。<br> “实时交互式多视角视频系统”不仅可以为用户提供多角度的影片,最有趣的是,视角的切换还能由用户进行控制。试想一下,如果奥运比赛使用这个系统进行拍摄,并在网络上进行实时播放,那么我们将拥有一种前所未有的视觉新体验。人们可以从任意角度观看比赛,而且比现场的观众看到更多东西,欣赏到过去难以想象的各种经典场景。<br> <br> 三、在线文物展示<br> <br> 作为博物馆,最重要的职责之一就是保存历史资料的原貌,这些历史资料不仅要完整,而且要准确,在必要时人们甚至可以通过这些资料还原出历史的真相。对于“虚拟奥运博物馆”来说,由于其完全基于数字化技术,因此在数据的保存方面更是具有得天独厚的优势:它们保存的数据不会因时间的流逝而损坏。<br> 虚拟奥运博物馆可以逼真地再现小到艺术雕像、运动器具,大到整个运动场馆,而这要归功于技术人员所采用的三维激光扫描技术。激光扫描仪的工作原理非常简单:由于激光的速度是恒定的,因此,只要知道光束发出和返回的时间,我们就可以计算出其间的距离。只要能够获得一个三维物体上足够多的点与发射源之间的距离,自然就可以获得其外形的准确数据,也就可以在电脑上生成其三维模型了。<br> 当然,要想获得完美的扫描结果,也并不是一件容易的事情。因为扫描所获得的只是一些具有深度信息的点云数据,还需要进行相应处理才能构造出逼真的三维模型。在这一过程中,人们可能会遇到各种问题。例如扫描得到的数据不完整需要再次扫描,或者某些位置无法通过扫描获得,必须用软件进行填充、修补。在修补的过程中,对于那些无法得到的数据,必须通过对其相邻的点进行“猜测”来判断这个点最可能的值是什么。在“虚拟奥运博物馆”中,工作人员用三维扫描技术制作了一个中国古代跪射彩色秦俑的三维模型。在利用多角度扫描获取了足够多的数据后,技术人员开发出相应软件实现数据的修复、多个数据块的自动拼接、模型自遮挡产生模型漏洞的修复,以及高分辨率纹理自动映射等,在电脑上生成了一个与原物完全相同的逼真三维模型。利用激光三维扫描技术,“虚拟奥运博物馆”的技术人员构造出大量的、与奥运相关的逼真三维模型,例如体育艺术品、大型体育场馆和古运动会遗址。这样一来,人们不亲临现场也能够欣赏它们了。<br> <br> 四、参与:游戏<br> <br> 1908年第四届伦敦奥运会期间,英国大主教彼得有感于马拉松比赛中,选手多兰多·皮特里的拼搏精神,而说了一句迄今广为传颂的名言:“奥运会重要的不是胜利,而是参与。”从此,“重在参与”就成了奥林匹克运动的口号之一。<br> 作为以展现奥运风貌、弘扬奥运精神为主的“虚拟奥运博物馆”,最大的特色就是拥有大量可以让用户参与的内容。“虚拟奥运博物馆”包含北京奥运、现代奥运、古希腊体育、古代中国体育四大部分,通过对中