chương 1 sẽ trình bày các kiến thức tổng quát về ảnh quang cảnh 360 độ. Đặc biệt là về loại ảnh quang cảnh 360 độ hình trụ (cylindiral) vì loại này sẽ được luận văn sử dụng xây dựng hệ thống. Chƣơng 2: Các phƣơng pháp thu thập dữ liệu Trong chương 2 sẽ trình bày các phương pháp thu thập dữ liệu ảnh quang cảnh 360 độ. Gồm có các bước thực hiện, ưu và nhược điểm của từng phương pháp và phương pháp luận văn áp dụng.
Chƣơng 3: Phân tích thiết kế và xây dựng hệ thống LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2 Trong chương 3 sẽ trình bày kết quả xây dựng hệ thống. Từ mô hình tổng quát khách/chủ đến phân tích hệ thống, cơ sở dữ liệu. Cuối cùng là giao diện sử dụng, những vấn đề kỹ thuật gặp phải và cách xử lý với từng chức năng đó. Kết luận và hƣớng nghiên cứu tiếp theo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ẢNH QUANG CẢNH 360 ĐỘ 1.1 Giới thiệu ảnh quang cảnh 360 độ 1.1 Lịch sử ra đời Khái niệm ảnh quang cảnh 360 độ – panorama ban đầu được một họa sĩ người Ailen là Robert Barker sử dụng để mô tả bức tranh quang cảnh của ông về Edinburgh.
Năm 1792 có 1 cuộc triển lãm được khai mạc ở London lấy tên là "The Panorama". Trong giữa thế kỷ 19, bức tranh quang cảnh và các mô hình đã trở thành một cách rất phổ biến để đại diện cho phong cảnh và các sự kiện lịch sử. Khán giả châu Âu trong giai đoạn này đã vui mừng bởi các khía cạnh của ảo tưởng, đắm mình trong một bức tranh quang cảnh 360o và cho cảm giác đứng trong một môi trường mới. Năm 1881, họa sĩ vẽ tranh biển Hà Lan Willem Hendrik Mesdag đã sáng tác và cho xuất bản "The Panorama Mesdag of The Hague" với chiều cao hơn 14 mét, đường kính 40 mét (chu vi khoảng 120 mét) [12].2 Panorama trong nhiếp ảnh Trong nhiếp ảnh, kỹ thuật chụp Panorama thường được dùng để chụp tranh phong cảnh theo chiều ngang.
Máy ảnh thông thường chỉ chụp với một góc 90 độ nên người sử dụng khó có thể thu lại quang cảnh không gian như họ mong muốn, còn panorama phải đạt ít nhất là 110 độ và đôi khi có thể lên đến 360 độ. Ngày nay với việc sử dụng phổ biến của máy ảnh kỹ thuật số, các dòng máy ảnh chuyên nghiệp DSLR hoặc thậm chí dòng máy du lịch, điện thoại di động cũng cho phép người dùng dễ dàng ứng dụng kỹ thuật chụp Panorama nhờ các phần mềm có sẵn trong máy hoặc dùng AutoPano, Panorama Make, Photoshop.3 Phân loại Ảnh panorama được chia làm nhiều loại, trong đó có ba loại phổ biến [6]: Spherical (hình cầu): hình ảnh quang cảnh thường được thực hiện với một ống kính mắt cá. Các nhiếp ảnh gia chụp hai hình ảnh theo hướng ngược nhau bằng cách sử dụng một máy ảnh với ống kính mắt cá. Mỗi bức ảnh bao gồm một bán cầu; sự kết hợp của cả hai hình ảnh bao gồm các lĩnh vực đầy đủ.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 Chất lượng của một bức tranh quang cảnh hình cầu là không đồng đều, vì những điểm ảnh ở trung tâm dày đặc hơn nhiều so với các ảnh ở chu vi. Đó là, các điểm ảnh ở trung tâm của hình ảnh đại diện cho một khu vực nhỏ hơn nhiều của cảnh chụp ảnh hơn so với các điểm ảnh gần chu vi. Đây là hậu quả của việc sử dụng ống kính mắt cá ( vốn giống như một ống kính lúp) có nhiều chi tiết ở trung tâm, nhưng rất ít chi tiết ở các góc 90 độ. Cubical (hình lập phương): môi trường panoram này bao gồm 6 hình ảnh, mỗi ảnh cho một mặt của một khối lập phương.
Các hình ảnh cho bức tranh quang cảnh lập phương thường được tạo ra bởi một máy tính, bởi vì các góc độ của một ống kính máy ảnh sẽ cần phải những hình ảnh cần thiết những góc 90 độ (và vẫn tạo ra hình ảnh phẳng). Cylindrical (hình trụ) các ảnh panorama này chỉ giới hạn xoay quanh một trục nằm ngang, cho phép quan sát một vòng xoay quanh trục trung tâm nhưng hạn chế hai mặt phía trên và phía dưới.4 Ảnh quang cảnh hình trụ Trong phạm vi áp dụng của hệ thống luận văn xây dựng, loại ảnh quang cảnh được sử dụng là ảnh panorama hình trụ (cylindrical). Hình ảnh panorama dạng này được chụp tốt nhất bằng một máy ảnh quang cảnh đặc biệt với một ống kính quay và một màng theo chiều dọc. Tuy nhiên, phương pháp phổ biến nhất của hình ảnh có được hình ảnh quang cảnh là chụp một loạt các hình ảnh với một máy ảnh tiêu chuẩn và quay xung quanh một điểm.
Sau đó, những hình ảnh được ghép lại với nhau bằng cách sử dụng các công cụ như công cụ QTVR của Apple, hoặc Live Picture của PhotoVista. Các hình ảnh nguồn có thể được thu hồi bằng bất kỳ loại ống kính máy ảnh nào, thậm chí một ống kính 35mm đơn giản [7]. Hình 1 Cách chụp ảnh bằng máy ảnh thường kết hợp chân tripod Có bốn yêu cầu cơ bản khi ghép ảnh quang cảnh bằng cách này: Máy ảnh phải xoay trên một trục vuông góc với trục của ống kính. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 Giá đỡ máy ảnh có thể xoay được vòng quanh, nếu không thì việc chụp các ảnh tiếp theo sẽ trở nên rất khó khăn.
Chú ý rằng các phần mềm ghép ảnh cần ghép những bức ảnh chồng lên nhau. Bình thường thì phần bị chồng lên khoảng 30% đến 50% mỗi ảnh. Ống kính máy ảnh phải xuất thẳng hình ảnh đó là, đường thẳng trong hình ảnh đầu vào phải xuất hiện như là đường thẳng trong hình ảnh kết quả. Ống mắt cá không cho kết quả như vậy.
Phần mềm xử lý tạo độ cong và ghép ảnh cần có cơ chế xử lý giống như cách thu thập ảnh từ máy.1 Khôi phục ảnh Để thu hồi lại các ảnh gốc từ một ảnh quang cảnh hình trụ, không đơn giản chi là chia ảnh này ra thành các phần. Hình dạng của các ảnh quang cảnh khác nhau do cách điều chỉnh tiêu cự của máy ảnh thu thập các ảnh nhỏ khác nhau. Các ảnh quang cảnh dạng này chỉ đúng khi quan sát dưới trong trường hợp đứng ở tâm hình trụ. Điều này có nghĩa là khi ảnh này được trải ra trên một mặt phẳng thì nó sẽ trở nên cực kỳ méo mó.
Độ méo mó này tuỳ thuộc vào bán kính của hình trụ. Để loại bỏ sự méo mó này, phần mềm thu hồi ảnh sử dụng các hình toán học để thu hồi các ảnh giống như ảnh bình thường ban đầu từ ảnh quang cảnh hình trụ. Phép chiếu ngang: ảnh được cuộn quanh một hình trụ với bán kính thích hợp, do đó chiều rộng của ảnh được xác định bởi bán kính của hình trụ. Hình 2 Phép chiếu ngang Bán kính: R = LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 Trong đó, điểm C là tâm hình trụ.
Để đơn giản việc tính toán, ta làm việc trên mặt cắt ngang của hình trụ. = arctan( ) : được tính theo radian Điểm x ' được tính theo công thức: x ' R R arctan( ) Phép chiếu dọc x ' là hình chiếu của x trên hình trụ với mặt cắt ngang, R là bán kính hình trụ, v là độ dài vector từ C đến x. Hình 3 Phép chiếu dọc Tam giác Cxy và tam giác Cx’y’ là đồng dạng khoảng cách C-x là R và C-x’ là v.2 Đặc điểm kĩ thuật khác Độ nghiêng: Các công thức được đưa ra chỉ có giá trị khi nhìn vào mặt phẳng ngang. Khi di chuyển hình ảnh để các mặt phẳng ngang của hình ảnh không phải là ở trung tâm của khung nhìn, các công thức sử dụng để chiếu ngang cần được điều chỉnh.
Hiệu ứng này được gọi là "độ nghiêng", như khi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 nhìn lên hoặc nhìn xuống chẳng hạn. Độ nghiêng là sự dịch chuyển theo chiều dọc của đường chân trời của ảnh toàn cảnh từ trung tâm của khung nhìn. tan với là độ nghiêng Công thức tổng quát chính xác với phép chiếu ngang x’’ = x’ ( ) với D y’. tan ( Thay tan (bởi công thức định nghĩa ta được x’’ = x’ ( ) Độ lệch tâm: khi người quan sát tiến gần về phía màn hình, kết quả mong muốn là ảnh phải được phóng to trên một hình phẳng.
Tuy nhiên các phép chiếu ngang và chiếu dọc đã thay đổi đáng kể khi một điểm quan sát không tại tâm hình trụ. Việc này có thể được giải quyết được bằng việc thực hiện một loạt tính toán lại, nhưng việc tính lại này rất tốn kém tài nguyên và không cần thiết. Trên thực tế các phép phóng to và thu nhỏ khung nhìn hiện tại cũng cho một kết quả tương đối chấp nhận được .2 Các hệ thống trên nền Web 1.1 Google Street View Google Street View là một công nghệ đặc trưng trong Google Maps và Google Earth cung cấp tầm nhìn quang cảnh từ các vị trí dọc theo nhiều con đường trên thế giới. Nó đươc ra mắt vào ngày 25 tháng 5 năm 2007, từ một số thành phố ở Hoa Kỳ, và kể từ đó làm bàn đạp để mở rộng, bao gồm các thành phố và khu vực nông thôn trên toàn thế giới.
Trên 06 tháng 6 năm 2012 , Google thông báo rằng họ đã nắm giữ 20 petabyte dữ liệu cho Street View, bao gồm các bức ảnh chụp trên 5 triệu dặm đường , bao gồm 39 quốc gia và khoảng 3. Tính đến 21 Tháng 11 năm 2008 , Apple đã thêm Street View vào ứng dụng Maps của họ cài đặt trên iPhone. Ngày 10 Tháng 12 năm 2008 , Street View đã được thêm vào ứng dụng bản đồ cho S60 3rd Edition. Hiện nay, Street View cũng đã có mặt trên các phiên bản BlackBerry, iOS và Windows Mobile, tất cả các phiên bản của Google Maps cho hệ điều hành Android.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 Để cho ra đời các hình ảnh Street View, Google đã tung ra hàng trăm chiếc xe hơi có gắn camera, di chuyển khắp các ngõ ngách và ghi lại hình ảnh ở những nơi mà nó đi qua. Những khu vực không thể tiếp cận bằng xe hơi, như khu vực người đi bộ, đường phố chật hẹp, ngõ xóm, khu trượt tuyết, khi đó Google Street View được tác nghiệp bởi Google Trikes (xe ba bánh), xe trượt tuyết, thuyền.