1. مقدمه
1.1. چالش و انگیزه
شیوع جهانی COVID-19 از نوامبر 2019 به شدت زندگی روزمره را مختل کرده است. در پاسخ به همهگیری، کسبوکارها مدلهای جدیدی از تعامل را با استفاده از فناوری واقعیت مجازی (VR) ایجاد کردهاند. اسکار و همکاران [ 1 ] یک روش معاینه بالینی ساختار یافته عینی مجازی (OSCE) را به عنوان یک گزینه یادگیری جایگزین برای دانش آموزانی که به دلیل بیماری همه گیر نمی توانستند در معاینات حضوری شرکت کنند، پیشنهاد کرد. گائو و همکاران [ 2 ] یک پلت فرم ورزشی مبتنی بر واقعیت مجازی را برای کاهش زوال جسمانی در افراد، به ویژه افراد مسن، در طول قرنطینه COVID-19، که فعالیت در فضای باز را ممنوع میکند، توسعه داد. وان و همکاران [ 3] از VR برای کشف نقش دستگاه های تعاملی انسان و ماشین برای احیای صنعت گردشگری در ویتنام پس از همه گیری استفاده کرد.
1.2. انرژی های سبز و سایت گردشگری
با توجه روزافزون جهانی به تغییرات آب و هوایی و توسعه پایدار، انرژی های تجدیدپذیر و انرژی سبز – مانند انرژی خورشیدی، جزر و مدی، و به ویژه بادی – توجه فزاینده ای را به خود جلب کرده اند. Graabak و Korpås [ 4 ] پیشنهاد کردند که نیروی باد منبع اصلی تولید برق در سیستم برق آینده اروپا خواهد بود. به گفته Thayumanavan و همکاران. [ 5 ]، توسعه سریع مبدلهای الکترونیکی قدرت در دو دهه گذشته، مزایای فناوری انرژی بادی را نسبت به سایر فناوریهای انرژی تجدیدپذیر و سبز، مانند ظرفیت تولید برق بالا، راندمان تبدیل بالا، فرآیند تولید برق بدون آلودگی و بالا داده است. دسترسی. مطالعاتی در مورد توسعه انرژی بادی در مکان هایی مانند یونان، چین و تایوان انجام شده است.6 ، 7 ، 8 ، 9 ]. این تحقیقات گسترده در مورد انرژی بادی اهمیت آن را به عنوان منبع انرژی سبز نشان می دهد. بر اساس گزارش جهانی رتبه بندی سرعت باد فراساحلی منتشر شده توسط 4C Offshore، یک سازمان اطلاعاتی بازار [ 10]، 12 مزرعه از 20 مزرعه بادی برتر با بهترین شرایط باد در تنگه تایوان قرار داشتند. دولت تایوان قصد دارد تا سال 2025 توسعه 5.5 گیگاواتی نیروگاه های بادی فراساحلی را تکمیل کند. علاوه بر این، آنها از سال 2000 یک سری سیاست ها را برای ترویج توسعه صنایع مرتبط با مزارع بادی خشکی اجرا کرده اند. تالاب گائومی، واقع در منطقه Qingshui، شهر Taichung، یک منطقه حیاتی حفاظت از اکوسیستم و جاذبه توریستی است. با توجه به نزدیکی سایت به مزارع بادی خشکی در مقیاس بزرگ در بندر تایچونگ، تجسم سایت دارای ارزش تبلیغاتی عالی هم برای انرژی سبز و هم برای گردشگری است.
1.3. تجسم های مبتنی بر فناوری اطلاعات
با توجه به پیشرفتهای فناوری، فناوریهای اطلاعات و ابزارهای چندرسانهای اکنون ترکیب صدا، تصاویر و متن را در VR تسهیل میکنند. Burdea [ 11 ] سه من از VR – تعامل، غوطه وری و تخیل – را پیشنهاد کرد که حس حضور را برای کاربر ایجاد می کند. ونگ [ 12 ] پیشنهاد کرد که افراد عامل کلیدی برای ایجاد حس فضا و حضور در فضای مجازی هستند. تغییر در حس فضا و حضور افراد، آنها را به ایجاد ادراکات متفاوت در فضا برمی انگیزد. VR کاربردهای گسترده ای دارد. در تحقیقات آموزشی، Bricken [ 13 ] گزارش داد که افراد در یادگیری مبتنی بر VR در مقایسه با یادگیری متعارف انگیزه قوی تری برای یادگیری از خود نشان دادند. میچیتاکا [ 14] درباره چگونگی استفاده از پانورامای مجازی برای افزایش علاقه عمومی به نمایشگاه ها و تئاترها بحث کرد. لای و همکاران [ 15 ] از VR و عکاسی پانوراما برای ایجاد وب سایتی برای دانش آموزان برای گذراندن دوره تمرین نقشه برداری استفاده کرد و گزارش داد که 92٪ از شرکت کنندگان در مطالعه این وب سایت را برای فرآیند یادگیری دوره مفید می دانستند. مطالعات روی کاربردهای VR در آموزش مهندسی، طراحی مکانیک و آموزش تربیت بدنی [ 16 ، 17 ، 18 ] کاربرد واقعیت مجازی در آموزش را تأیید کرده است. با توجه به کاربردهای واقعیت مجازی در گردشگری، موزه لوور پانورامای VR از فضای داخلی خود را ارائه می دهد تا مردم بتوانند نقاشی های آن را بدون بازدید حضوری از موزه قدردانی کنند [ 19 ]]. نمای VR از دیوار بزرگ چین در وب سایت رسمی آن در دسترس عموم است [ 20 ]. لی [ 21 ] یک پلت فرم مجازی گشت و گذار سه بعدی از ژئوپارک Yehliu تایوان ایجاد کرد تا بازدیدکنندگان را با محیط پارک آشنا کند. 75 درصد از بازدیدکنندگان پارک گزارش دادند که این پلت فرم در نظرسنجی پرسشنامه مفید بوده است. هرینگتون و همکاران [ 22 ] داده های یکپارچه در زمین، آب، و گیاهان در یک باغ گیاه شناسی برای طراحی یک تجربه واقعی و غوطه ور در سفر VR. آنتونیو و همکاران [ 23] از فناوری تشخیص نور و محدوده (LIDAR) برای حفظ دیجیتالی مکانهای تاریخی در کوردووا، اسپانیا استفاده کرد و از فناوری واقعیت مجازی برای ارائه تورهای مجازی از سایتها استفاده کرد. از دیگر کاربردهای واقعیت مجازی در گردشگری میتوان به تورهای میراث جغرافیایی مبتنی بر واقعیت مجازی در ایسلند و سفرهای دریایی یخشکن در هوکایدو اشاره کرد [ 24 ، 25 ]. این پروژههای واقعیت مجازی به کسانی که نمیتوانند شخصاً از آن بازدید کنند، میتوانند خود را در تجربیات غرق کنند. چائو [ 26 ] از طریق یک بررسی پرسشنامه و مصاحبه های عمیق به این نتیجه رسید که آزمایش های علمی مبتنی بر واقعیت مجازی می تواند افراد را در معرض رویدادها و اشیایی قرار دهد که در غیر این صورت در زندگی روزمره خود تجربه نمی کنند و در نتیجه انگیزه یادگیری مستقل را افزایش می دهند. لی و همکاران [ 27] گزارش داد که VR رفاه گردشگر را افزایش داد و بر ارزش درک شده تأثیر مثبت گذاشت. چیائو و همکاران [ 28 ] تأثیر پلتفرمهای مبتنی بر تور مجازی را با شاخصهای آماری مختلف (مثلاً p -value و R-squared) برای آموزش گردشگری فرهنگی مورد بررسی قرار داد. با توجه به اثرات مثبت VR در آموزش و گردشگری، VR بخشی ضروری از تکامل مدل اجتماعی در پاسخ به همهگیری COVID-19 است.
این مطالعه به دلیل توسعه پیشرفته و هزینه کم، یک پلت فرم چند رسانه ای با استفاده از فناوری پانوراما ایجاد کرد. در یک پانوراما، محیط اطراف به صورت استوانه ای یا کروی در فضای VR ارائه می شود و دید 360 درجه از موقعیت خود را در اختیار کاربر قرار می دهد. مطابق با رویکرد پیشنهاد شده توسط [ 29 ]، پانورامای 360 درجه با زاویه افقی 360 درجه و زاویه عمودی کمتر از 180 درجه در این مطالعه گرفته شد. پانوراما معمولا با یکی از دو روش گرفته می شود [ 15]، یعنی با استفاده از یک دوربین کروی 360 درجه برای تولید مستقیم پانوراما یا با قرار دادن یک یا چند دوربین روی یک پلت فرم برای ثبت تصاویر و دوختن تصاویر به یکدیگر. در مقایسه با استراتژی دوم، استراتژی اول سادهتر و راحتتر است، اما معمولاً دارای وضوح پایینتر و قابلیت محدودی برای عملکرد سفارشیشده است. کیفیت دوخت تصویر در استراتژی دوم متاثر از محیط عکاسی است. برای مثال، تولید تصاویر باکیفیت مستلزم آن است که سوژه در همان موقعیت خود باقی بماند، ویژگی های سوژه بیش از حد یکنواخت نباشد و نور کافی وجود داشته باشد. این الزامات چالش های اصلی در این استراتژی هستند. هدف اصلی این مطالعه تولید پانوراما با وضوح بالا و ارائه عملکرد VR قابل تنظیم بود. از این رو، استراتژی دوخت استفاده شد. ارنی و مارک [30 ] پیشنهاد کرد که گرفتن تصاویر متعدد با نرخ همپوشانی بالا می تواند تولید پانورامای با وضوح بالا را تسهیل کند و همپوشانی 25 درصدی برای ایجاد پانورامای 1 میلیارد پیکسلی کافی است. ژنگ و همکاران [ 31 ] استراتژی های دقیق عکاسی و تکنیک های دوخت تصویر. لیو و همکاران [ 32 ] کیفیت دوخت تصویر را با استفاده از استخراج نقاط مشخصه و تطبیق نقاط کراوات بهبود بخشید. لیو و همکاران [ 33 ] نه تنها روشهای دوخت مبتنی بر پیکسل و ویژگی را برای تصاویر بررسی کرد، بلکه شامل مواد ویدئویی بهدستآمده از دوربینهای ثابت و متحرک نیز شد. لی و همکاران [ 34 ] الگوریتم جریان نوری بهبود یافته را برای اصلاح کار دوخت تصویر پیشنهاد کرد.
1.4. حوزه های تحقیق
بر این اساس، این مطالعه با هدف قادر ساختن کاربران به بازدید مجازی از تالاب Gaomei و مزرعه بادی در نزدیکی بندر تایچونگ و درک ساختار ترکیبی و اطلاعات مربوط به توربینهای بادی انجام شد. اول، تجسم چند رسانه ای بر روی توربین های بادی خشکی انجام شد. یک فرآیند کمهزینه و راحت ایجاد شد که کاربر را قادر میسازد با استفاده از یک دستگاه واقعیت مجازی ساده (مثلاً Google CARDBOARD) و کلیک کردن بر روی پیوند یا اسکن یک کد QR، محتوا را مشاهده کند و مانع استفاده از سیستم را کاهش دهد. از منظر فنی، دو عامل مؤثر بر کیفیت عکاسی پانوراما با وضوح بالا و دوخت تصویر مورد بحث قرار میگیرند: (1) اثر خروج از مرکز که به موقعیت نسبی دوربین نسبت به محور چرخشی ابزار پانوراما نسبت داده میشود و (2) میزان همپوشانی بین تصاویر.
2. مواد و روشها
2.1. منطقه مطالعه
تالاب گائومی، واقع در جنوب مصب رودخانه داجیا، به دلیل مساحت زمین وسیع 701.3 هکتار، منابع طبیعی غنی، و موقعیت به عنوان یکی از معدود مکانهایی در تایوان که محل نگهداری مستعمرات است، منطقهای حیاتی برای حفاظت از اکوسیستم است. از گونه اردک Anatidae . مزرعه بادی نزدیک بندر تایچونگ به دلیل چیدمان منظم توربین های بادی آن در امتداد جاده کنترل سیل، “بلوار توربین بادی” نام گرفت ( شکل 1).). تالاب گائومی که یک مقصد گردشگری مشهور بین المللی است، سالانه حدود 3.5 میلیون گردشگر را به خود جذب می کند. مزرعه بادی شامل 18 توربین بادی است که توسط شرکت هلندی Zephyros ساخته شده است. مجموع ظرفیت نصب شده 2000 کیلووات است که 30 درصد از ظرفیت کل پروژه فاز 1 مزرعه بادی فراساحلی شرکت برق تایوان را تشکیل می دهد. در مجموع، این سایت برای تولید برق بادی در تایوان حیاتی است.
2.2. روش
شکل 2 روند تحقیق را نشان می دهد. ابتدا پارامترهای دستگاه پانوراما و دوربین تنظیم شد و تصاویر در محل ثبت شد. پس از آن، تصاویر همپوشانی برای تولید پانوراما دوخته شدند، که سپس به پلت فرم تور مجازی پیشنهادی وارد شدند. در مرحله بعد، یک حالت VR و سایر عملکردهای تعاملی برای تکمیل تجسم پانوراما به پلتفرم اضافه شد. این فرآیند در بخش 2.2.1 و بخش 2.2.4 به تفصیل آمده است . تمام مراحل پردازش تصویر بر روی رایانه ویندوز 10 (64 بیتی) با پردازنده Core i9-9900KF @ 3.60 گیگاهرتز، 32 گیگابایت رم و پردازنده گرافیکی NVIDIA GeForce RTX 2080 (اندازه گرافیک: 8010 مگابایت) انجام شد.
2.2.1. تنظیمات پارامتر و تصویربرداری
دستگاه پانورامای GigaPan EPIC Pro V (از این پس “GigaPan”)، که پانورامای چند ردیفی تولید می کند ( شکل 3)و دوربین Canon EOS 6D Mark II مجهز به Canon EF 16-35 mm F/4L IS USM، یک لنز زوم فوق عریض، برای عکاسی پانوراما استفاده شد. قبل از عکاسی پانوراما در بلوار توربین بادی، یک عکسبرداری آزمایشی در دانشگاه فنگ چیا، شهر تایچونگ انجام شد. عکسبرداری آزمایشی برای آزمایش تنظیمات پارامتر و استفاده از ابزار پانوراما برای کنترل نرخ همپوشانی برای محاسبه ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) پس از دوخت نقطه کراوات انجام شد. نتایج عکسبرداری آزمایشی به عنوان مبنایی برای تنظیمات پارامتر مورد استفاده در عکسبرداری واقعی در بلوار توربین بادی بود. GigaPan طیف وسیعی از حالت های عکاسی را ارائه می دهد. حالت پانورامای 360 انتخاب شده در این مطالعه، کاربر را ملزم می کند که محدودیت های تصویر بالا و پایین و تعداد تصاویر گرفته شده از هر زاویه را قبل از اتصال به دوربین برای عکاسی پانورامای 360 درجه خودکار تنظیم کند. در این حالت، ابزار به طور خودکار می چرخد و یک صحنه را دقیقا به چندین تصویر شبکه ای تقسیم می کند. دوربین روی حالت دستی تنظیم شد و پارامترهای آن برای به دست آوردن ترکیب پارامترهای بهینه برای محیط تنظیم شد. مقدار نوردهی روی حالت براکت تنظیم شد و سه عکس روشن، معمولی و تاریک با دوربین از هر زاویه گرفته شد. سپس یک تصویر بهینه از سه عکس برای دوخت انتخاب شد. و پارامترهای آن برای به دست آوردن ترکیب پارامترهای بهینه برای محیط تنظیم شد. مقدار نوردهی روی حالت براکت تنظیم شد و سه عکس روشن، معمولی و تاریک با دوربین از هر زاویه گرفته شد. سپس یک تصویر بهینه از سه عکس برای دوخت انتخاب شد. و پارامترهای آن برای به دست آوردن ترکیب پارامترهای بهینه برای محیط تنظیم شد. مقدار نوردهی روی حالت براکت تنظیم شد و سه عکس روشن، معمولی و تاریک با دوربین از هر زاویه گرفته شد. سپس یک تصویر بهینه از سه عکس برای دوخت انتخاب شد.
برای تطبیق سریع دوربین ها با شرایط مختلف محیطی و روشنایی، چندین حالت کنترل نوردهی از زمان توسعه فناوری میکروالکترونیک در دهه 1980 توسعه یافته است [ 35 ].]. در این مطالعه، حالت دستی اتخاذ شد که در آن تمام پارامترهای عکسبرداری از جمله اندازه دیافراگم و سرعت شاتر توسط کاربر تنظیم میشوند. برای این مطالعه، پارامترها مطابق با محیط روشن و بیرونی منطقه مورد مطالعه و عوامل خارجی دائماً در حال تغییر (به عنوان مثال، ابرها یا سایر اجسام متحرک) تنظیم شدند. اندازه دیافراگم دوربین، علاوه بر عملکرد اصلی آن برای تنظیم میزان نور عبوری از لنز، می تواند برای بهبود کیفیت تصویر و کنترل عمق میدان نیز تنظیم شود. اندازه دیافراگم بزرگ به دوربین امکان می دهد تا جزئیات را در زمان کوتاه (سرعت شاتر بالا) با فرض وجود نور کافی ثبت کند. با اندازه دیافراگم کوچک، دوربین برای گرفتن صحنه زمان بیشتری (سرعت شاتر کم) نیاز دارد. سرعت شاتر یک جزء حیاتی است که مدت زمانی را که نور می تواند از لنز عبور کند را کنترل می کند و توانایی دوربین در یخ زدن یک جسم متحرک را تعیین می کند. علاوه بر این، سرعت شاتر میزان نوری را که حسگر تصویر در معرض آن قرار میگیرد کنترل میکند و میتوان از آن برای به حداقل رساندن تأثیر ارتعاشات دوربین بر روی تصاویر استفاده کرد و از ایجاد حرکات ناخواسته یا تاری در تصاویر جلوگیری کرد.36 ]. سرعت شاتر به طور مستقیم بر روشنایی یک تصویر تأثیر می گذارد. سرعت شاتر کمتر باعث می شود دوربین نور منعکس شده یا منابع نور بیشتری را ثبت کند. اگر نور کافی باشد، سرعت شاتر بالاتر دوربین را قادر می سازد تا جزئیات بیشتری از سوژه را ثبت کند. ISO نشان دهنده حساسیت دوربین به نور است و تنظیم ISO باید با دقت خاصی تنظیم شود زیرا ISO بیش از حد بالا باعث ایجاد تصاویر دانهدار میشود و محتوای تصویر را محو میکند. این به این دلیل است که ISO بالا سیگنال های الکترونیکی را بزرگ می کند و نویز ایجاد می کند. برای به حداقل رساندن نویز، عکاس باید مقدار ISO بهینه را بر اساس تجربه و آزمایش های مکرر خود تعیین کند.
علاوه بر این، میزان همپوشانی تصویر که توسط GigaPan کنترل می شود، بر کیفیت دوخت تصویر تأثیر می گذارد. نرخ همپوشانی بالا مستلزم گرفتن تصاویر بیشتری در هر دو جهت عمودی و افقی است که استخراج نقاط مشخصه در مناطق همپوشانی و تطبیق این نقاط به عنوان نقاط پیوند را تسهیل میکند. بنابراین، نرخ همپوشانی بالا کیفیت دوخت تصویر را بهبود می بخشد، اما به زمان بیشتری برای عکسبرداری و پردازش تصویر نیاز دارد. برعکس، نرخ همپوشانی کم نیاز به زمان عکسبرداری کوتاه دارد اما کیفیت دوخت پایینی دارد. برای بهبود کیفیت، موقعیت های نقطه کراوات باید به صورت دستی تنظیم شوند. بنابراین، نرخ همپوشانی به طور مثبت با زمان عکسبرداری، زمان پردازش تصویر، و تعداد نقاط کراوات و منفی با هزینه کار مرتبط است. با فرض اینکه کیفیت دوخت تصویر باید بالا باشد، یک مبادله بین نرخ همپوشانی و هزینه نیروی کار وجود دارد. رابطه هندسی بین محورهای چرخشی مرکز تصویر و GigaPan نیز متغیر است. اگر محورهای عمود این دو محور دورانی در یک جهت محوری نباشند (شکل 3 الف)، ممکن است خارج از مرکز رخ دهد، که باعث می شود نرخ همپوشانی واقعی از تنظیم نرخ همپوشانی GigaPan منحرف شود، بنابراین کیفیت دوخت کاهش می یابد. در این مطالعه، یک میدان کالیبره شده غیرعادی ایجاد شد. موقعیت دوربین مطابق با مقیاس روی GigaPan ( شکل 3 B) تنظیم شد تا یک جدول جستجو برای فاصله کانونی تهیه شود. شکل 4A میدان کالیبره شده غیرعادی را نشان می دهد. دوربین، میله محک و مرکز کاغذ معیار یک خط مستقیم را تشکیل می دهند. طول های I و II دارای طول یکسانی هستند. تصاویر با دوربینی که GigaPan چرخانده بود گرفته شد تا مشخص شود که آیا میله محک کاملاً با محور عمود بر مرکز کاغذ معیار در تصاویر همپوشانی دارد تا مشخص شود که آیا خارج از مرکز وجود دارد یا خیر. اگر میله محک و محور عمود بر مرکز کاغذ محک کاملاً همپوشانی داشته باشند، خروج از مرکز وجود نداشت، زیرا GigaPan به راست یا چپ می چرخید ( شکل 4 B). شکل 4C,D تصاویری را نشان می دهد که وجود گریز از مرکز را نشان می دهد. اگر هنگامی که GigaPan به ترتیب به سمت راست یا چپ می چرخد، میله محک به چپ یا راست جابه جا می شود، دوربین باید به یک مقدار علامت بزرگتر در مقیاس منتقل شود. برعکس، اگر وقتی GigaPan به ترتیب به سمت راست یا چپ می چرخد، میله محک به سمت راست یا چپ جابه جا می شود، دوربین باید به یک مقدار علامت کوچکتر در مقیاس منتقل شود.
2.2.2. دوخت تصویر
پس از اتمام یک عکاسی با نقطه ثابت، با استفاده از Kolor Autopano Giga نسخه 4.4 (از این پس “Autopano” (از این پس “Autopano”) تصاویر گرفته شده به صورت پانوراما دوخته شدند. روش دوخت تصویر با یک کادر نقطهدار در شکل 2 مشخص شده است. در این مطالعه از استریوسکوپی برای عکاسی استفاده شد. نقاط مشخصه از تصاویر گرفته شده از زوایای مختلف استخراج شد. تطبیق تصویر برای شناسایی جفت نقاط مشخصه و متعاقبا ایجاد نقاط کراوات انجام شد. ثبت تصاویر متعدد با نرخ همپوشانی بالا، علیرغم زمان پردازش طولانی مورد نیاز، نقاط اتصال زیادی را فراهم می کند و در نتیجه کیفیت دوخت تصویر را بهبود می بخشد. متعاقباً، تصاویر دوخته شده برای حذف مسیرهای حرکتی (مثلاً پرههای توربین بادی یا افراد) ارائه شدند تا فرآیند ویرایش تصویر بعدی ساده شود. دوخت تصویر شامل سه مرحله است: هموگرافی، تاب برداشتن، و ترکیب. این موارد در متن زیر به تفصیل آمده است.
هوموگرافی شامل تبدیل دو تصویر گرفته شده از زوایای مختلف با شناسایی نقاط مشخصه متناظر در یک صفحه و مناطق همپوشانی بین تصاویر است. Autopano برای دوخت تصویر استفاده شد. الگوریتم از یک تبدیل ویژگی تغییر ناپذیر مقیاس (SIFT) برای کاهش اثرات چرخش تصویر، مقیاس، و تفاوتهای ارزش مقیاس خاکستری بر روی نقاط ویژگی در جفتهای تصویر [ 37 ] استفاده میکند، بنابراین استخراج و تطبیق نقاط ویژگی برای تولید نقطهی پیوند را تسهیل میکند. پس از آن، مختصات همگن برای به دست آوردن یک ماتریس ساعت 3 × 3 برای مستندسازی ترجمه تصویر، مقیاسبندی، و چرخش در فضاهای مختلف به عنوان آمادهسازی برای مراحل بعدی استفاده شد. برای مثال، اگر مجموعه نقاط ویژگی یک تصویر ( x ، y، 1)، و یکی دیگر ( x ‘, y ‘, 1) است، رابطه نگاشت بین نقاط پیوند دو تصویر را می توان به صورت یک ماتریس 3×3 h مانند معادله (1) ارائه کرد.
ایجاد ماتریس تبدیل H بین دو تصویر مستلزم تعیین روابط بین چهار جفت نقطه ویژگی در دو تصویر است [ 38 ]. با این حال، از آنجا که معمولاً بیش از چهار جفت نقطه مشخصه بین دو تصویر مشخص میشود، باید از جفتهای بهینه – آنهایی که کمترین خطا را دارند، استفاده کرد. Autopano از الگوریتم اجماع نمونه تصادفی (RANSAC) برای حذف موارد پرت استفاده می کند [ 31]. در الگوریتم، یک زیرمجموعه تصادفی از جمعیت مقادیر عددی برای تخمین پارامترهای مدل بهینه انتخاب میشود. مقادیر عددی شامل مقادیر درونی هستند که با مدل عددی مطابقت دارند و مقادیر پرت که با مدل مطابقت ندارند. نقاط پرت با آستانه پیشنهادی Autopano در این مطالعه شناسایی میشوند. نقاط درونی مختلف در معادله (1) جایگزین می شوند تا مجموعه ای از درونی ها با کمترین خطا (راه حل های بهینه) تعیین شود.
با توجه به محاسبات هموگرافی، شناسایی نقاط پیوند متناظر مستلزم استفاده از مختصات همگن برای تعیین سطح اعوجاج تصویر در فضا در مرحله تاب برداشتن تصویر بعدی است. به عنوان مثال، برای دوخت دو تصویر، یک تصویر به عنوان تصویر مرجع استفاده می شود، و دیگری از طریق محاسبات الگوریتمی و تاب برداشتن، در فضای مختصات تصویر مرجع نمایش داده می شود تا در نهایت دو تصویر روی هم قرار گیرند. روش پروجکشن که شامل تاب برداشتن به جلو و عقب است، شامل تعیین موقعیت پیکسل های هدف در فضا قبل از قرار دادن پیکسل های تصویر اصلی بر روی تصویر مورد نظر است. متعاقباً، محاسبات مکرر با استفاده از یک تابع معکوس برای بازیابی آسیبهای موجود در تصویر تابیده شده به جلو انجام میشود.
در این مطالعه، از یک طرح ریزی کروی برای تولید پانورامای 360 درجه بدون اعوجاج بیش از حد تصویر استفاده شد. معادله (2) تبدیل بین سیستم مختصات کروی و دکارتی است. با توجه به مختصات تصویر ( x , y ) و طرح ریزی آن بر روی یک سطح کروی ( x , y , f )، مختصات کروی به صورت ( r , θ , φ ) ارائه می شود که r نشان دهنده فاصله از مرکز کره و هدف، θ زاویه بین r و اوج با دامنه [0، π] و φ استزاویه بین خط طرح ریزی مسطح r و محور x با محدوده [0, 2π] است.
ترکیب تصویر آخرین مرحله دوخت تصویر است. روشهای مختلف ترکیب تصویر، از جمله ترکیب پر و ترکیب چند باند، پیشنهاد شدهاند. هدف از ترکیب، سنتز تصاویر تاب خورده برای ایجاد یک افکت گرادیان در ناحیه همپوشانی دو تصویر است. با استفاده از الگوریتم های متعادل کننده رنگ، می توان چندین تصویر را تغییر داد تا شبیه یک تصویر واحد به نظر برسد. در حال حاضر هیچ توافق عمومی در مورد اینکه بهترین روش ترکیبی برای اعمال است، وجود ندارد. ذهنی است، و همچنین بسته به هدف. این فرآیند در [ 39 ، 40 ، 41 ] بیشتر توضیح داده شده است.
2.2.3. ارزیابی دقت
برای تولید پانوراما، Autopano RMSE نقاط اتصال را در هر پانوراما ارائه می کند تا کیفیت دوخت آن را نشان دهد. RMSE یک معیار رایج از تفاوت های عددی است و اغلب برای ارزیابی پیش بینی های مدل یا برآوردهای مشاهده شده استفاده می شود. یک ریشه میانگین انحراف مربع نشان دهنده خطای بین مقادیر پیش بینی شده و مشاهده شده (یعنی وجود انحراف استاندارد نمونه) است. خطای حاصل از یک تخمین مبتنی بر نمونه اغلب به عنوان خطای باقیمانده شناخته می شود. در زمینه پانوراما، RMSE در معادله (3) تعریف می شود، که در آن N تعداد نقاط پیوند را نشان می دهد، و Diff جابجایی پیکسل بین نقاط پیوند منطبق است.
RMSE که با استفاده از فاصله پیکسلی بین نقاط اتصال پس از تاب برداشتن تصویر محاسبه میشود، به خطاهای بسیار بزرگ یا کوچک در گروهی از اندازهگیریها بسیار حساس است و بنابراین دقت اندازهگیریها را بهطور مؤثر منعکس میکند [ 42 ]. در این تحقیق کیفیت دوخت تصویر با شاخص رنگ RMSE که با استفاده از رابطه (3) محاسبه شد، مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار شاخص یک نشانه دقیق از کیفیت دوخت تصویر را به کاربران ارائه می دهد تا روند پردازش تصویر بعدی را برنامه ریزی کنند. در این مطالعه، مقدار شاخص کمتر از 5 پیکسل نشان دهنده کیفیت خوب دوخت تصویر است. مقادیر بزرگتر و کوچکتر به ترتیب نشان دهنده کیفیت پایین تر و بالاتر است. کیفیت دوخت تصویر به طور کامل بر اساس مقادیر عددی بدون ارزیابی با چشم غیر مسلح تعیین شد.
2.2.4. تور مجازی
تصاویر اصلی همپوشانی به پانوراما در Autopano دوخته شدند. اینها سپس به پلتفرم Kolor Panotour نسخه 2.5.8 (از این پس “Panotour”) برای ایجاد یک محیط تور مجازی وارد شدند. این پلتفرم با افزودن ویژگیهای مرتبط و مواد چندرسانهای، از جمله ویدیوها، منوها و ناوبری صوتی، سفارشیسازی شد. سپس پلتفرم به عنوان یک صفحه وب صادر شد و آدرس آن به یک کد QR تبدیل شد. کاربران می توانند به سادگی با اسکن کد QR روی تلفن خود از صفحه وب بازدید کنند و با یک هدست واقعیت مجازی برای اهداف گردشگری و بهبود نتایج یادگیری به محیط واقعیت مجازی ایجاد شده دسترسی پیدا کنند. Koehl و Brigand توابع و کاربردهای Autopano را در [ 43 ] شرح دادند.
3. نتایج
3.1. تنظیمات دوربین
نور روز در طول عکسبرداری ما کافی بود. بنابراین، اندازه دیافراگم روی F/8–F/11 تنظیم شد. از آنجایی که باد شدید در مزرعه بادی باعث لرزش دوربین میشود، که ممکن است منجر به تار شدن تصاویر شود، شاتر در طول عکسبرداری روی سرعتهای بالا تنظیم شد، جدا از برخی تنظیمات جزئی برای جبران شرایط نور. برای مثال، سرعت شاتر زمانی که از دیافراگم بزرگ استفاده می شد، روی 1/300 تنظیم می شد. با توجه به نور کافی روز، ISO بین 100 تا 200 تنظیم شد.
3.2. تست برای مسئله غیرعادی و میزان همپوشانی
Canon EF24–70 mm F/2.8L II USM برای عکسبرداری استفاده شد. جدول 1 رابطه بین فاصله کانونی دوربین و موقعیت آن را نشان می دهد (ارائه شده با استفاده از علامت مقیاس در GigaPan)، که با توجه به فیلد کالیبره شده نمایش داده شده در شکل 4 الف تعیین شد. از آنجایی که میدان کالیبره شده در یک فضای داخلی قرار داشت، ISO اندازه دیافراگم و سرعت شاتر به ترتیب 800، F10 و 1/30 تنظیم شدند. میز 1نشان می دهد که مقدار علامت مقیاس بهینه در فواصل کانونی متفاوت است. به طور خاص، مقادیر بهینه علامت مقیاس برای فواصل کانونی 24، 35 و 70 میلی متر به ترتیب 105، 100 و 80 بود. اگر دوربین در یک مقدار علامت مقیاس کوچکتر قرار می گرفت، میله معیار در تصویر گرفته شده در چرخش جهت عقربه های ساعت GigaPan به سمت چپ تغییر می کند. اگر دوربین در یک مقدار علامت در مقیاس بزرگتر قرار می گرفت، میله معیار در تصویر به سمت راست تغییر می کند.
اثرات فاصله کانونی، علامت مقیاس و نرخ همپوشانی بر کیفیت دوخت بیشتر مورد بررسی قرار گرفت. یک عکسبرداری آزمایشی در میدان خارج از ساختمان علوم و مهندسی هوانوردی دانشگاه فنگ چیا با استفاده از 27 ترکیب فاصله کانونی، علامت مقیاس و نرخ همپوشانی انجام شد. دو سطح از نرخ همپوشانی برای نیمنمونهگیری در نظر گرفته شد، یعنی سطح 1 (50%) و سطح 2 (25% و 75%). بنابراین از سه نرخ همپوشانی (25 درصد (کم)، 50 درصد (متوسط)، و 75 درصد (بالا)) و دو فاصله کانونی (24 و 35 میلی متر) استفاده شد. جدول 2خطای دوخت به دست آمده با استفاده از این ترکیبات پارامتر را نشان می دهد. RMSE میانگین RMSE تمام دوخت های نقطه کراوات را در یک پانوراما نشان می دهد. با فاصله کانونی 24 میلی متر، کیفیت دوخت در مقیاس 105 برای همه نرخ های همپوشانی بالاترین بود، و RMSE 2.56 برای نرخ همپوشانی 25٪، 2.45 برای نرخ همپوشانی 50٪، و 2.15 برای نرخ همپوشانی 75٪ بود. . اگر فاصله کانونی 35 میلی متر و مقدار علامت مقیاس 100 بود، RMSE برای نرخ همپوشانی 25% 2.56، برای 50% همپوشانی 2.69 و برای 75% همپوشانی 2.15 بود. علاوه بر این، مرکز نوری دوربین زمانی که مقدار علامت مقیاس 55 یا 33 با فاصله کانونی 24 یا 35 میلیمتر بود، بیشترین فاصله را از محور چرخشی GigaPan داشت که منجر به بالاترین RMSE و در نتیجه ضعیفترین کیفیت دوخت شد. نتایج تیراندازی آزمایشی ( جدول 2) با موقعیت های علامت مقیاس توصیه شده در جدول 1 مطابقت داشتند. بر این اساس، وجود گریز از مرکز به شدت با کیفیت دوخت پانوراما مرتبط بود. با توجه به بارگذاری پردازش، مدت زمان (1) زمان ثبت، (2) درجه دوره دوخت و (3) تعداد تصاویر با نرخ همپوشانی متفاوت 3 دقیقه، کوتاه و 60 برای 25٪، 6 دقیقه، وسط است. و 105 برای 50% و 16 دقیقه طولانی و 273 برای 75% به ترتیب.
شکل 5 نتایج دوخت را با فاصله کانونی 24 میلی متر، نرخ همپوشانی 25 درصد و مقادیر علامت مقیاس 10، 55، و 105 به تصویر می کشد. جدول 3 تعداد نقاط پیوند و میانگین RMSE را نشان می دهد. شکل 5 الف پانوراما را نشان می دهد. شکل 5 B-D نماهای بزرگنمایی شده از ناحیه مشخص شده توسط کادر قرمز را در پانورامای تولید شده با استفاده از مقادیر مختلف علامت مقیاس برای مقایسه کیفیت دوخت و برای تأیید تأثیر موقعیت علامت مقیاس بر نتیجه دوخت نشان می دهد. شکل 5 B, C دارای جابجایی و تاری است، در حالی که نتیجه در شکل 5 D واضح و برتر است. نتایج تیراندازی آزمایشی ( جدول 2 و شکل 5) به دست آمده با استفاده از موقعیتهای علامت مقیاس توصیه شده در جدول 1 نشان میدهد که تعداد نقاط پیوند با کیفیت دوخت همبستگی مثبت داشت و خروج از مرکز بیشتر با RMSE بزرگتر همراه بود.
3.3. مورد واقعی مزارع بادی خشکی
تصاویر از بالا به پایین و از چپ به راست گرفته شد. هر تصویر با تصاویر مجاور خود 50% همپوشانی داشت. علامت مقیاسی که دوربین در آن قرار گرفت مطابق با جدول 1 تعیین شد . نقاط مشخصه از ناحیه همپوشانی استخراج شد و متعاقباً برای دوخت تصویر با نقاط کراوات مطابقت داده شد. هنگامی که دوخت برای پانوراما کامل شد، Autopano کیفیت دوخت هر نقطه گره را به رنگ ارائه می کند ( شکل 6). سبز نشان دهنده RMSE کمتر از 5 پیکسل (دوخت با کیفیت بالا) است. نارنجی نشان دهنده RMSE بین 5 تا 10 پیکسل (کیفیت متوسط) است. و قرمز نشان دهنده RMSE بزرگتر از 10 پیکسل است که نشان می دهد نقطه اتصال تنظیم یا حذف شده است. اگر سوژه عکاسی شیشه ای، سطحی با رنگ ثابت، یا جسمی فاقد ویژگی های متمایز باشد، عکس فاقد نقاط مشخصه برای استخراج است و در نتیجه نقاط گره خوردن کمی یا حتی نادرست است. در نتیجه، مداخله انسانی ممکن است برای تنظیم و افزودن نقاط پیوند جدید ضروری باشد. ما نقاط کراواتی که نادرست تطبیق داده شده بودند را کشیدند تا آنها را تصحیح کنیم، نقاط ویژگی جدید استخراج کردیم یا قسمتهای ناهمسان را تا زمانی که همه بخیهها با کیفیت بالا (سبز) شوند را به هم دوختیم. اگر اصلاح کامل بود، تصاویر برای کاهش یا حذف مسیرهای حرکت و تاری و خروجی پانورامای کامل نهایی ارائه شده است. سپس پانوراماها برای سفارشی سازی کاربردی به Panotour وارد شدند.
شکل 7 مکان هایی را نشان می دهد که تصاویر پانوراما در آنها گرفته شده است. تصویربرداری از ایستگاه A شروع شد و در امتداد بلوار توربین بادی تا ایستگاه F در مجموع شش ایستگاه ادامه یافت. کیفیت دوخت به دست آمده در هر ایستگاه و پانورامای مربوطه به ترتیب در جدول 4 و شکل 8 ارائه شده است. طبق جدول 4 ، ایستگاه A ( شکل 8 الف) کوچکترین انحراف استاندارد RMSE را داشت. یعنی کیفیت دوخت در کل پانوراما در مقایسه با سایر ایستگاه ها مشابه باقی ماند. با این حال، میانگین RMSE بالاتر از سایر ایستگاه ها بود. ایستگاه های C و D ( شکل 8C، D) کمترین میانگین RMSE را داشتند، که نشان می دهد پانورامای آنها بالاترین کیفیت کلی دوخت را در بین تمام ایستگاه ها دارد. علاوه بر این، تعداد نقاط کراوات متناسب با کیفیت دوخت و معکوس با RMSE متناسب بود. بنابراین، افزایش تعداد نقاط اتصال می تواند به طور موثر کیفیت دوخت را بهبود بخشد. تعداد نقاط کراوات نیز با آب و هوا و تعداد ویژگی های سوژه در محل تیراندازی مرتبط بود. طبق طبقهبندی RMSE Autopano، تمام پانورامای تولید شده در این مطالعه از کیفیت بالایی برخوردار بودند و همه RMSEهای آنها نیاز اولیه (کمتر از پنج پیکسل) را پس از تصحیح دستی برآورده کردند.
پانورامای همه ایستگاهها قبل از وارد شدن به Panotour برای ایجاد پلتفرم تور مجازی در Autopano دوخته شد ( شکل 8 ). برای اطمینان از اینکه کاربران می توانند در هر زمان در یک تجربه سفر شرکت کنند و می توانند از تجربه خود با فناوری های چندرسانه ای بدون وقفه توسط عوامل خارجی بیاموزند، طراحی پلت فرم با در نظر گرفتن ساختار ترکیبی و اطلاعات مرتبط در مورد توربین های بادی آغاز شد. پلت فرم ( شکل 9) با توابع مختلف با استفاده از Panotour طراحی شد. رابطه بین ایستگاه ها مطابق با مسیر تور برای اهداف یادگیری در طول تور تنظیم شد. هنگامی که کاربران وارد محیط توسعه یافته یک ایستگاه می شوند، ابتدا به یک تفسیر گفتاری مانند مقدمه ای بر تاریخچه بلوار توربین بادی Gaomei یا دستورالعمل های ناوبری برای سکو گوش می دهند. صدا با صدای عملکرد توربین بادی به پایان می رسد تا اعتبار تور مجازی را افزایش دهد. فلش سبز در شکل 9یک رابط است که به پانورامای ایستگاه بعدی منتهی می شود. این فلش ها کاربران را قادر می سازد تا به صورت مجازی از ایستگاه ها یک به یک بازدید کنند، گویی واقعاً در امتداد بلوار توربین بادی قدم می زنند. با یک هدست VR ساده، کاربران می توانند محیط VR را به سادگی با کلیک بر روی حالت VR در نوار کنترل و بازدید از وب سایت در تلفن خود مشاهده کنند ( شکل 9 F). با این حال، میدان دید ثابت است و از شش ایستگاه پانوراما (ایستگاه های A تا F) عکس می گیرد. شرکت کنندگان فقط می توانند با زاویه افقی 360 درجه از این ایستگاه های پانوراما مرور کنند. اگر شرکت کنندگان بخواهند به ایستگاه های دیگر حرکت کنند، دو رویکرد وجود دارد. ابتدا باید روی کانکتورها کلیک کنید (به عنوان مثال، فلش های سبز در شکل 9 )، یا روی نقطه در شکل 7 کلیک کنید.. پس از آن، میدان دید (یعنی منطقه سبز در شکل 7 ) بلافاصله توسط کاربر تغییر می کند.
شکل 10 صحنه ایستگاه اصلی (ایستگاه A) را نشان می دهد. تعامل با نماد 1 کاربران را به معرفی ویژگی های توربین بادی، از جمله سازنده، نوع ژنراتور برق، مدل، ظرفیت نصب شده، قطر پره و وزن کل می رساند. این مقدمه برای ارائه یک نمای کلی از توربین های بادی در پارک است ( شکل 11 ). نماد 2 دکمه ای است که یک ویدیو آموزشی را فعال می کند که مفهوم توربین بادی را نشان می دهد. یک ویدیوی تصویری برای هر یک از پنج ایستگاه تهیه شد ( جدول 5). ویدئوی ایستگاه A عملکرد یک توربین بادی را ارائه می دهد. که برای ایستگاه B جزئیات حمل و نقل برق. که برای ایستگاه C ساخت پایه مبتنی بر گرانش را توصیف می کند. که برای ایستگاه D یک نمای کلی از ساخت توربین بادی و حمل و نقل برق ارائه می دهد. و برای ایستگاه E پایه مونوپیل برای توربین های بادی دریایی را معرفی می کند. این ویدئوها در خدمت آشنایی کاربران با اصول مربوط به ساخت و بهره برداری از توربین های بادی بود ( شکل 12 ). نماد 3 در شکل 10نوار کنترلی را نشان می دهد که با آن کاربران می توانند سطح بزرگنمایی را تنظیم کنند، به ایستگاه قبلی یا بعدی سفر کنند یا حالت VR را روشن کنند. نماد 4 یک نقشه کوچک است که موقعیت فعلی آنها و جهتی را که در طول مسیر در حال حرکت هستند به کاربران می گوید. کاربران همچنین می توانند برای سفر به یک ایستگاه خاص روی نماد ایستگاه کلیک کنند. علامت متقاطع در هدست واقعیت مجازی که (چند ثانیه) به کانکتورها برای مرور چندین ایستگاه پانوراما (به عنوان مثال، فلش های سبز در شکل 9 ) و فیلم ها (به عنوان مثال، نماد 2 در شکل 10 ) اشاره می کند، می تواند با این عملکردهای سفارشی شده تعامل داشته باشد. .
4. بحث
توسعه علم و فناوری اطلاعات جغرافیایی با کارتوگرافی و ژئومدیا (از جمله چند رسانه ای) یکی از موضوعات مهم در حوزه GIS است. این جهت نشان میدهد که استفاده از اشکال مختلف مانند متن، عکاسی، تصاویر، انیمیشن، ویدئو، صدا، موسیقی، محیط مجازی (مثلاً مدلهای سه بعدی)، بازیهای رایانهای و موارد دیگر برای تجسم یا تجسم زمین مفید است [ 44 ]. این دستاوردهای ارائه شده در این مطالعه با موضوعات مورد علاقه (به عنوان مثال، پتانسیل اطلاعاتی ژئومدیا، ژئومدیا برای کارتوگرافی، مواد کارتوگرافی برای ساخت و ساز و بازسازی در فضای مجازی) در شماره ویژه Cartography و Geomedia همبستگی بالایی دارد. در حالی که با نتایج موجود برای VR مقایسه می شود (به عنوان مثال، مراجع [ 1 ، 2، 3 ]) و تحولات پانوراما (مثلاً، مراجع [ 22 ، 23 ، 24 ])، مشارکت های ما نه تنها یک پلت فرم تور مجازی برای تجسم فضایی و تعاملی ایجاد کرد، بلکه کیفیت داده ها را با دو عامل اصلی در چند عامل بررسی کرد. عکسبرداری پانورامای ردیف (یعنی نرخ همپوشانی و موضوع غیرعادی). علاوه بر این، تجسم محیط بیرون برای مزارع بادی خشکی و سایت گردشگری به دلیل پیچیدگی و تخصص آن به ندرت در ادبیات مشاهده می شود. بنابراین، خوانندگان می توانند این مقاله را به عنوان یکی از مراجع توسعه نقشه کشی، ژئومدیا، و ژئوبیشوال سازی در نظر بگیرند.
از دیدگاه فنی در این مطالعه، یک عکس در فضای باز می تواند تحت تاثیر شرایط مختلف قرار گیرد. این عوامل باعث می شود که جابجایی همان هدف باعث خطای دوخت شود. به طور دقیقتر، الگوریتم SIFT نمیتواند مکان ثابت را برای یک هدف بین تصاویر مختلف همپوشانی پیدا کند. به عنوان مثال، دوخت تصویر نیاز به شناسایی نقاط پیوند بین تصاویر دارد. با این حال، یک سوژه عکاسی متحرک ممکن است باعث ایجاد شکاف یا مسیرهای حرکتی در تصویر دوخته شده شود. در این تحقیق سوژه های متحرک شامل ابرها و پره های توربین بادی می باشد. مشکلات ناشی از حرکت ابر با تنظیم حالت عکاسی روی تنظیمات ردیف به پایین و سپس تنظیم کمی تصاویر در Autopano حل شد. برای مشکلات ناشی از چرخش پره های توربین، قبل از استفاده از GigaPan برای عکاسی پانوراما خودکار، تصاویر حاوی تیغه ها به صورت دستی گرفته شده اند (از همان زاویه دید و ابزار در عکاسی دستی و خودکار استفاده شده است). در دوخت تصویر، تصاویر گرفته شده با استفاده از GigaPan که حاوی چرخش تیغه بودند، با تصاویر ثبت شده دستی مربوطه جایگزین شدند تا تطابق نادرست نقطه کراوات کاهش یابد و در نتیجه میزان موفقیت در دوخت تصویر افزایش یابد. علاوه بر این، نور پس زمینه مشکل بود زیرا روز عکسبرداری آفتابی بود. بنابراین، ما چندین عکس در هر ایستگاه گرفتیم و تصاویر را در Autopano رندر کردیم تا انحراف رنگی را به حداقل برسانیم. تصاویر گرفته شده با استفاده از GigaPan که حاوی چرخش تیغه بودند با تصاویری که به صورت دستی گرفته شده بودند جایگزین شدند تا تطابق نادرست نقاط اتصال کاهش یابد و در نتیجه میزان موفقیت در دوخت تصویر افزایش یابد. علاوه بر این، نور پس زمینه مشکل بود زیرا روز عکسبرداری آفتابی بود. بنابراین، ما چندین عکس در هر ایستگاه گرفتیم و تصاویر را در Autopano رندر کردیم تا انحراف رنگی را به حداقل برسانیم. تصاویر گرفته شده با استفاده از GigaPan که حاوی چرخش تیغه بودند با تصاویری که به صورت دستی گرفته شده بودند جایگزین شدند تا تطابق نادرست نقاط اتصال کاهش یابد و در نتیجه میزان موفقیت در دوخت تصویر افزایش یابد. علاوه بر این، نور پس زمینه مشکل بود زیرا روز عکسبرداری آفتابی بود. بنابراین، ما چندین عکس در هر ایستگاه گرفتیم و تصاویر را در Autopano رندر کردیم تا انحراف رنگی را به حداقل برسانیم.
از منظر تجسم و مبتنی بر برنامه، عملکرد نمای خیابان Google Maps به عموم مردم امکان می دهد تا جاذبه های گردشگری محبوب را کشف کنند. با این حال، همه مکان ها تحت پوشش این عملکرد نیستند. پلت فرم ساخته شده برای مزارع بادی خشکی که در این مطالعه ایجاد شده است، تصاویر پانوراما با کیفیت بالا، معرفی دقیق عملکردهای توربین بادی، و ویدئوهایی که فناوری توربین بادی را نشان می دهد، ارائه می دهد. این ادغام بین پانوراما و معرفی توربین های بادی می تواند یادگیری در مورد انرژی باد را تسریع کند. از دیدگاه توریستی، اطلاعات ویژگی ها و ویدئوهای ارائه شده برای کاربران عمومی مناسب است. از منظر مهندسی عمران، نصب و ساخت توربینهای بادی شامل مراحل مختلف کار است و برای تعیین اینکه کدام روشها، تجهیزات و ماشین آلات متناسب با محیط اطراف استفاده می شود. به عنوان مثال، توربین ارائه شده درشکل 11 دارای قطر 70.7 متر است که نیاز به انتخاب دقیق جرثقیل و ابزار حمل و نقل برای نصب مطابق با محیط اطراف محل ساخت و ساز دارد. پلت فرم پیشنهادی فرصتهایی را برای دانشآموزان و فراگیران فراهم میکند تا برنامههای ساخت و ساز جامع را تمرین کنند. بنابراین، این پلت فرم می تواند به طور مستقیم برای ارتقای سایت گردشگری و نیروگاه های بادی خشکی مورد استفاده قرار گیرد یا برای آموزش مهندسی گسترش بیشتری یابد.
یک توربین بادی متوسط عمر مفید 25 سال دارد و توسط متخصصان راه اندازی و نگهداری می شود. سازمان جهانی باد مجموعه ای از استانداردهای آموزشی را برای تکنسین های تعمیر و نگهداری توربین های بادی ایجاد کرده است تا شایستگی حرفه ای کارآموزان را تقویت کند. با این حال، انجام تمرینات بدنی فشرده و در مقیاس بزرگ در یک مزرعه بادی دور از ساحل دشوار است. بنابراین، پانورامای ساختار داخلی توربینهای بادی میتواند در پلت فرم پیشنهادی گنجانده شود تا تکنسینهای تعمیر و نگهداری با اطلاعات داخلی، تجهیزات و روشهای تعمیر و نگهداری مربوط به توربینهای بادی آشنا شوند. علاوه بر این، توربینهای بادی دائماً در معرض بارهای جانبی باد قرار میگیرند که وقتی به پایه شمع منتقل میشوند، باعث تنش یا فشار محوری مکرر آن میشوند. به طور بالقوه منجر به کج شدن سازه پی می شود. زاویه شیب بیش از 0.5 درجه، پایداری عملیاتی یک توربین بادی را تضعیف می کند.45 ]. بر این اساس، عکاسی نقطه ثابت ممکن است به صورت منظم یا نامنظم برای مستندسازی زاویه شیب توربینهای بادی برای تحلیلهای مهندسی بعدی انجام شود.
5. نتیجه گیری ها
پیشرفت در فناوری اطلاعات (به عنوان مثال، چند رسانه ای و رایانش ابری) و مهندسی ارتباطات (به عنوان مثال، ایجاد شبکه های 5G) باعث پیشرفت های جدیدی در گردشگری شده است. مردم اکنون می توانند بدون محدود شدن توسط عوامل خارجی (مثلاً همه گیر COVID-19، آب و هوا، یا امور مالی) در تجربه های واقعی سفر مجازی شرکت کنند و از این تجربیات دانش کسب کنند. در این مطالعه، از یک ابزار پانورامای چند ردیفه و یک دوربین بازتابی تک لنز برای ثبت تصاویر استفاده شد که سپس به صورت پانوراما دوخته شدند. یک پلت فرم سفر مبتنی بر چند رسانه ای با این تصاویر پانوراما و مجهز به عملکردهای تعاملی ایجاد شد. این پلتفرم به کاربران امکان می دهد تصاویر پانوراما را به صورت 360 درجه مشاهده کنند. کیفیت دوخت پانوراما برای بهینه سازی تجربه مشاهده تجزیه و تحلیل و بهبود یافت.
نتایج نشان میدهد که کیفیت تصویر پانوراما تحتتاثیر نرخ همپوشانی، موقعیت نسبی بین دوربین و GigaPan، روشنایی و تعداد نقاط اتصال شناساییشده قرار دارد. از آنجایی که تصاویر در یک محیط بیرونی گرفته شده اند، آب و هوا عامل اصلی تاثیر مستقیم بر نتیجه عکاسی بود. گرفتن عکس در یک روز آفتابی و بدون ابر می تواند کارهای بعدی پردازش تصویر را ساده کند. علاوه بر این، نرخ همپوشانی بالاتر با RMSE کمتر و خطاهای دوخت کمتر همراه بود، با این فرض که دوربین در موقعیت مناسب قرار گرفته بود. به طور متوسط، زمان مورد نیاز برای عکسبرداری به ازای 25 درصد افزایش نرخ همپوشانی دو برابر می شود. بنابراین، نه تنها کیفیت دوخت، بلکه زمان مورد نیاز برای عکسبرداری و پردازش تصویر بعدی نیز ملاحظات کلیدی است. نرخ همپوشانی بهینه باید با توجه به عملکرد تجهیزات و هدف این تصاویر برای بهینه سازی نتایج انتخاب شود. در این مطالعه پانوراما برای شش ایستگاه تولید شد. تمام نتایج دوخت دارای میانگین RMSE کمتر از پنج پیکسل بودند. انرژی باد در سالهای اخیر در تایوان مورد توجه توسعه قرار گرفته است. توجه فزاینده ای به توسعه فناوری و پرورش استعدادها در زمینه های مرتبط شده است. پلتفرم چندرسانه ای پیشنهادی به افراد محصور در خانه های خود امکان می دهد در تجربیات سفر و یادگیری در مورد توربین های بادی شرکت کنند. انرژی باد در سالهای اخیر در تایوان مورد توجه توسعه قرار گرفته است. توجه فزاینده ای به توسعه فناوری و پرورش استعدادها در زمینه های مرتبط شده است. پلتفرم چندرسانه ای پیشنهادی به افراد محصور در خانه های خود امکان می دهد در تجربیات سفر و یادگیری در مورد توربین های بادی شرکت کنند. انرژی باد در سالهای اخیر در تایوان مورد توجه توسعه قرار گرفته است. توجه فزاینده ای به توسعه فناوری و پرورش استعدادها در زمینه های مرتبط شده است. پلتفرم چندرسانه ای پیشنهادی به افراد محصور در خانه های خود امکان می دهد در تجربیات سفر و یادگیری در مورد توربین های بادی شرکت کنند.
به طور خلاصه، مشارکت در این مطالعه نه تنها عملیات تولید چندرسانهای را برای تجسمهای فضایی در نظر میگیرد، بلکه گزینههای فنی را با نرخ همپوشانی و موضوع غیرعادی برای بهبود کیفیت دادهها آزمایش میکند. چارچوب پیشنهادی همچنین می تواند برای نقشه برداری تصاویر پانوراما چند ردیفه برای کاربران و موارد مختلف مورد استفاده قرار گیرد. تحقیقات آتی میتواند کاربردهای این پلتفرم را به ساختار داخلی توربینهای بادی یا توربینهای بادی فراساحلی بسط دهد تا تجربیات متنوع سفر VR در سکو را افزایش دهد و علاقه عمومی به توربینهای بادی را افزایش دهد. از سوی دیگر، پلتفرم مبتنی بر تور مجازی ساخته شده توسط تصاویر پانوراما در این مطالعه هنوز هندسه دو بعدی را ارائه می دهد که باعث می شود اندازه گیری دقیق محدود باشد.46 , 47 , 48 , 49 ] برای تولید یک تور مجازی سه بعدی واقعی می توان در آینده کاوش کرد.
بدون دیدگاه