孟慶華

摘 要 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物，作為一種計(jì)算機(jī)生成的虛擬技術(shù)，在數(shù)字博物館中的應(yīng)用，起到了良好的應(yīng)用效果，能夠給用戶帶來(lái)真實(shí)的體驗(yàn)感受。傳統(tǒng)的博物館管理技術(shù)存在著信息量少和導(dǎo)覽方式簡(jiǎn)單等缺點(diǎn)，無(wú)法促進(jìn)人機(jī)的交互使用。近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，博物館為了能夠得到良好的發(fā)展，必須要充分利用科學(xué)技術(shù)手段，促進(jìn)博物館服務(wù)、管理各項(xiàng)技能的提升。

【關(guān)鍵詞】增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) 博物館 Wi-Fi定位 系統(tǒng)功能

博物館是展現(xiàn)自然研究和文化遺產(chǎn)研究的重要場(chǎng)所，里面蘊(yùn)含著大量的自然現(xiàn)象和人類生活資料，能夠滿足人們的歷史和了解自然的需求。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了博物館管理方法和管理手段的創(chuàng)新，使博物館向著數(shù)字信息建設(shè)的方向發(fā)展，使博物館建設(shè)向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化智能化的方向發(fā)展，給人們獲取信息提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。

1 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在數(shù)字博物館應(yīng)用中的現(xiàn)狀分析

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是新興領(lǐng)域，是基于虛擬現(xiàn)實(shí)而發(fā)展演變的，目前在數(shù)字博物館中有著一定程度的應(yīng)用。在數(shù)字博物館中，數(shù)字展示可以對(duì)傳統(tǒng)展示進(jìn)行拓展延伸，將虛擬和現(xiàn)實(shí)進(jìn)行疊加，其展示效果得以增強(qiáng)。在數(shù)字博物館中的應(yīng)用，可以通過(guò)三維模型將博物館進(jìn)行展示，使人們能夠從全方位角度對(duì)博物館布局、結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行觀察，有助于增強(qiáng)人們的情感體驗(yàn)。隨著移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的快速發(fā)展，在數(shù)字博物館中應(yīng)用的視覺效果明顯增強(qiáng)；交互流程和交互方式可以得到進(jìn)一步優(yōu)化，為人們呈現(xiàn)動(dòng)畫展示。

2 相關(guān)技術(shù)概述

2.1 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，主要是將計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)生產(chǎn)的虛擬技術(shù)融入到真實(shí)的生活中，能夠給用戶帶來(lái)良好的體驗(yàn)感受，對(duì)促進(jìn)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與虛擬技術(shù)的有效融合具有重要作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)AR技術(shù)得到了快速的發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于數(shù)字博物館的建設(shè)中來(lái)，得到了良好的應(yīng)用效果。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要表現(xiàn)在以下兩方面的內(nèi)容：

2.1.1 實(shí)時(shí)交互

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的交互式從精確的位置擴(kuò)展到整個(gè)環(huán)境，從簡(jiǎn)單的人面對(duì)屏幕交流發(fā)展到將自己融合于周圍的空間與對(duì)象中，與人們當(dāng)前的活動(dòng)自然而然地成為一體。

2.1.2 虛實(shí)結(jié)合

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可以將顯示器屏幕擴(kuò)展到真實(shí)環(huán)境，使計(jì)算機(jī)窗口與圖標(biāo)疊映于現(xiàn)實(shí)對(duì)象，由眼鏡凝視或手勢(shì)指點(diǎn)進(jìn)行操作，讓三維物體在用戶的全景視野中根據(jù)當(dāng)前任務(wù)或需要交互地改變其形狀和外觀，從而實(shí)現(xiàn)虛與實(shí)的結(jié)合。

2.2 Wi-Fi定位技術(shù)

近年來(lái)，Wi-Fi定位技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)遍布生活中的各個(gè)角落，能夠?yàn)槿藗兲峁┝己玫奈恢梅?wù)，對(duì)位置服務(wù)的需求量呈現(xiàn)逐年上漲的發(fā)展趨勢(shì)。傳播定位和指紋定位是Wi-Fi定位的主要形式，其中三角定位是傳播定位的重要形式，需要是根據(jù)移動(dòng)終端，來(lái)對(duì)已知參考點(diǎn)進(jìn)行定位，運(yùn)用幾何知識(shí)法來(lái)計(jì)算出目標(biāo)位置。而指紋定位法，需要結(jié)合不同位置的信號(hào)特征，來(lái)進(jìn)行信號(hào)數(shù)據(jù)的接收，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的精確定位。

2.3 跟蹤注冊(cè)原理技術(shù)

跟蹤注冊(cè)原理技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，主要是將虛擬信息融入到真實(shí)的環(huán)境中，需要通過(guò)目標(biāo)物體識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)，能夠充分展現(xiàn)出目標(biāo)物體的姿態(tài)。首選需要對(duì)真實(shí)的場(chǎng)景信息進(jìn)行定位，需要通過(guò)建立虛擬物體和真實(shí)場(chǎng)景的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，將跟蹤注冊(cè)原理搜集到的變換模型融入到真實(shí)的場(chǎng)景中去，能夠?qū)D像參照模板中的特征點(diǎn)進(jìn)行合理檢測(cè)，對(duì)跟蹤注冊(cè)的過(guò)程進(jìn)行合理的定位和跟蹤。

3 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的體系框架

3.1 系統(tǒng)功能模塊劃分

在數(shù)字博物館系統(tǒng)中，系統(tǒng)功能模塊主要包括終端定位、路線導(dǎo)航、文物信息識(shí)別等功能。手機(jī)終端能夠?qū)o(wú)線AP進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊功能，通過(guò)接受無(wú)線信號(hào)的形式，來(lái)對(duì)手機(jī)終端位置區(qū)域進(jìn)行定位。根據(jù)智能手機(jī)中的電子羅盤傳感器來(lái)對(duì)方向信息進(jìn)行定位，能夠快速的幫助游客找尋到自己所需的信息。在一些特定的文物或場(chǎng)景位置，通過(guò)終端攝像頭達(dá)到將實(shí)物、場(chǎng)景和3D虛擬物體疊加到同一畫面的展示效果，給用戶帶來(lái)良好的視覺享受，感受到實(shí)時(shí)和逼真的互動(dòng)體驗(yàn)效果。主要分為視頻采集模塊、定位模塊等。

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

移動(dòng)AR系統(tǒng)是當(dāng)前博物館中應(yīng)用最為廣泛的一種系統(tǒng)，能夠?qū)σ苿?dòng)終端的特征進(jìn)行有效的識(shí)別，主要是借助Wi-Fi來(lái)進(jìn)行，通過(guò)信號(hào)ID來(lái)對(duì)游客的位置進(jìn)行定位，能夠提高游客查找的時(shí)間，提高了展品的識(shí)別率，具有準(zhǔn)確性高和體驗(yàn)感強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。為了滿足游客查詢信息的需求，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。主要是由：移動(dòng)智能終端、無(wú)線AP群組、遠(yuǎn)程服務(wù)器和展品信息庫(kù)共同來(lái)構(gòu)成，主要是用Wi-Fi定位來(lái)實(shí)現(xiàn)，能夠快速的確定移動(dòng)終端上的位置。

系統(tǒng)識(shí)別模式的設(shè)計(jì)需要從遠(yuǎn)程服務(wù)器端和手機(jī)端實(shí)時(shí)進(jìn)行文物識(shí)別。其中遠(yuǎn)程服務(wù)器端進(jìn)行服務(wù)，需要對(duì)信息的位置進(jìn)行定位，通過(guò)打開手機(jī)攝像頭，能夠進(jìn)行快速的定位，對(duì)文物程序和視頻圖像進(jìn)行識(shí)別，將得到的文物信息，展現(xiàn)在手機(jī)屏幕上。手機(jī)端實(shí)時(shí)進(jìn)行識(shí)別主要是指，需要使用智能手機(jī)，將視頻信息傳輸?shù)椒?wù)器上進(jìn)行定位，能夠提高圖片上傳的時(shí)間，手機(jī)端可以與服務(wù)端直接進(jìn)行通信，能夠?qū)⑻摂M文物信息直接在手機(jī)屏幕上顯示出來(lái)，能夠滿足多用戶同時(shí)在線的需求。

4 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用分析

Wi-Fi定位技術(shù)是數(shù)字化博物館中的一項(xiàng)重要技術(shù)，能夠有效的解決傳統(tǒng)博物館中存在的不足點(diǎn)，能夠?yàn)橛慰吞峁﹤€(gè)性化的服務(wù)導(dǎo)覽功能。游客在進(jìn)入到博物館之后，需要打開定位系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)定位。游客在進(jìn)入導(dǎo)航模式后，結(jié)合游客的參觀路程，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)定位。游客可以運(yùn)用移動(dòng)終端，對(duì)展品信息的具體位置進(jìn)行定位，滿足游客與虛擬文物之間進(jìn)行交換，幫助游客更加生動(dòng)的了解歷史。

4.1 視頻采集模塊

視頻采集模塊分為拍攝照片和實(shí)時(shí)取景兩方面的功能，需要通過(guò)android來(lái)實(shí)現(xiàn)視頻采集功能，在Android Camera進(jìn)行拍攝預(yù)覽，需要同時(shí)設(shè)置setPreview Callback來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)onPreviewFrame接口，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻數(shù)據(jù)信息的截取。同時(shí)，視頻采集模塊中，也支持ios，主要是運(yùn)用MPMoviePlayerController來(lái)進(jìn)行視頻播放，作為視頻播放開發(fā)的控制類，里面蘊(yùn)含著大量的視頻播放功能。

4.2 定位模塊

定位模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)傳感器的啟停和數(shù)據(jù)信息的管理和傳遞，Wi-Fi定位是定位模塊中一項(xiàng)重要的技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)博物館環(huán)境的精確定位，能夠確保文物定位的準(zhǔn)確性。需要通過(guò)移動(dòng)終端來(lái)進(jìn)行Wi-Fi信號(hào)的接收，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾來(lái)實(shí)現(xiàn)。

5 結(jié)論

本文主要是針對(duì)移動(dòng)增強(qiáng)和Wi-Fi信號(hào)進(jìn)行定位，移動(dòng)增強(qiáng)在博物館中的應(yīng)用額，符合博物館當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀，能夠滿足博物館的功能需求，有效的解決了博物館存在的復(fù)雜地理現(xiàn)象，幫助游客快速的進(jìn)行信息的定位和查找，對(duì)提高文物識(shí)別的速度具有重要作用。并且移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)數(shù)字博物館的使用，能夠?qū)⑻摂M的文化信息通過(guò)現(xiàn)代化移動(dòng)終端的形式展現(xiàn)給人們，具有良好的實(shí)時(shí)性，對(duì)達(dá)到良好的展覽效果起到了積極的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]陳剛.智慧博物館——數(shù)字博物館發(fā)展新趨勢(shì)[J].中國(guó)博物館，2013（04）：2-9.

[2]師丹青.手機(jī)的新應(yīng)用——基于移動(dòng)終端的博物館數(shù)字化升級(jí)[J].裝飾，2013（01）：33-36.

[3]申繼平.基于互聯(lián)網(wǎng)+的博物館公共服務(wù)數(shù)字化建設(shè)[J].軟件產(chǎn)業(yè)與工程，2015（04）：52-56.

[4]田蕊，龔惠玲，陳朝暉，楊琳.基于移動(dòng)技術(shù)的國(guó)外博物館新型傳播模式對(duì)圖書館服務(wù)的啟示[J].情報(bào)資料工作，2012（05）：89-92.

作者單位

萬(wàn)達(dá)信息股份有限公司 上海市 200040