劉強 韓旭俊 段成浩

【摘 要】隨著AR技術(shù)的水平提高和應(yīng)用門檻的降低，AR技術(shù)已日漸普及，AR技術(shù)的虛實結(jié)合、實時交互和維度豐富的特點尤其適用于高校教材。本文以機械類教材為例，通過分析AR技術(shù)應(yīng)用與高校教材的優(yōu)勢和存在問題，提出對 AR技術(shù)在教材應(yīng)用的設(shè)計策略。

【關(guān)鍵詞】AR;機械;教材

中圖分類號： TP399-C1文獻標(biāo)識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）02-0065-002

隨著信息技術(shù)日新月異的發(fā)展，數(shù)字化浪潮給我們的生活帶來前所未有的改變，自魏晉時期便已出現(xiàn)的紙質(zhì)圖書也將順應(yīng)時代進行數(shù)字化升級。以機械類教材為例，其中大量出現(xiàn)的原件圖稿、機械結(jié)構(gòu)、裝配流程等內(nèi)容在傳統(tǒng)教材中只能以二維圖畫形式呈現(xiàn)，讀者閱讀時需自行“腦補”出立體結(jié)構(gòu)，無法直觀地將內(nèi)容呈獻給讀者。將AR技術(shù)加入到教材中，可將原來紙質(zhì)圖書無法承載的音視頻、三維圖形、動畫等內(nèi)容融合進教材，提升讀者的閱讀體驗。如何將AR技術(shù)與傳統(tǒng)紙質(zhì)教材真正結(jié)合起來，將圖書的內(nèi)容用更加直觀的方式呈現(xiàn)出來，是當(dāng)前出版從業(yè)人員需要思考的問題[1]。

1 AR技術(shù)應(yīng)用于紙質(zhì)教材

利用AR技術(shù)可以讓紙質(zhì)圖書呈現(xiàn)多媒體內(nèi)容并實現(xiàn)交互，現(xiàn)有技術(shù)條件下的AR圖書主要是通過智能手機、平板電腦等設(shè)備安裝AR APP，利用的攝像頭去掃描圖書上特定的圖片或標(biāo)識，在設(shè)備屏幕上將呈現(xiàn)與標(biāo)識匹配的多媒體信息，若呈現(xiàn)的內(nèi)容是三維模型，旋轉(zhuǎn)圖書時模型也隨之旋轉(zhuǎn)，讀者可從各個角度查看模型的全貌，并點擊屏幕進行互動。機械類教材的科學(xué)性、專業(yè)性、實踐性都很強， 涉及的知識和能力的范圍比較寬， 面對專業(yè)知識知識水平較低的讀者，AR技術(shù)是直觀呈現(xiàn)書中知識的不二選擇[2]。AR技術(shù)將虛擬的三維模型、動畫與傳統(tǒng)圖書很好的結(jié)合起來，目前已經(jīng)有多家出版將AR技術(shù)應(yīng)用于少兒科普圖書上，而專業(yè)教材方面還鮮有涉及。

2 AR技術(shù)在機械類教材中應(yīng)用的優(yōu)勢

2.1 更直觀的呈現(xiàn)方式

機械類教材中包含大量圖稿，圖稿質(zhì)量的高低很大程度上可以直接衡量該書的好壞，讀者對于圖稿的理解直接影響讀者對于知識理解的正確與否。借助AR技術(shù)讀者不必通過傳統(tǒng)的三視圖、軸測圖、照片等圖稿“腦補”教材中出現(xiàn)的原件或設(shè)備的全貌，通過掃描圖稿可以直接360°查看其三維模型;對于某些復(fù)雜設(shè)備的裝配圖，也不必去“腦補”空間結(jié)構(gòu)，直接掃描圖稿即可查看3D裝配動畫或視頻，這種直觀的呈現(xiàn)方式可以將晦澀難懂的專業(yè)知識用讀者喜聞樂見的形式表現(xiàn)出來，給讀者帶來極大便利，可激發(fā)學(xué)習(xí)興趣提高學(xué)習(xí)效率[3]。

2.2 更好的閱讀體驗

傳統(tǒng)紙質(zhì)教材是由作者向讀者單向傳遞信息，讀者只能被動接受并自行理解其中的內(nèi)容，而AR圖書可以通過APP實現(xiàn)作者與讀者的實時交流;借助模型交互技術(shù)，對于書中出現(xiàn)的模型、動畫，雙方可以借助APP通過直接操作三維模型的方式進行設(shè)備原理、裝配等內(nèi)容的演示交流[4]。

2.3 可隨時對教材的內(nèi)容進行擴充

傳統(tǒng)圖書出版之后如果要增加新內(nèi)容只能等教材再版時增加新內(nèi)容，借助AR技術(shù)，作者可以隨時將圖書的增改內(nèi)容上傳，讀者通過掃描圖書可以及時獲取圖書的新增內(nèi)容;對于一些新理論、新技術(shù)，教材出版時還沒有實際應(yīng)用案例，待實際案例出現(xiàn)后讀者直接掃描即可獲取相關(guān)案例信息，免去讀者頻繁查找資料之苦。

3 AR技術(shù)在機械類教材應(yīng)用中存在的問題

3.1 成本問題

去除紙質(zhì)圖書的成本之外，與之配套的AR APP的制作是一個龐大的工程，需要出版社、建模人員、藝術(shù)設(shè)計人員、交互技術(shù)研發(fā)人員等多方協(xié)同。因此，制作成本較高，圖書價格也比較高。除去金錢成本，時間成本也是不得不考慮的因素，建模、渲染、交互技術(shù)等都需要投入大量的時間，后期還需進行測試、優(yōu)化，導(dǎo)致整個周期較長。目前比較常見的采用AR技術(shù)的兒童趣味讀物，其售價遠高于同類的傳統(tǒng)圖書，但目前隨著技術(shù)的不斷成熟其成本正在逐漸下降[3]。

3.2 AR APP需長期維護

隨著智能終端系統(tǒng)的不斷升級和教材內(nèi)容的更新，APP需要隨之更新。紙質(zhì)教材的生命周期較長，在教材的銷售、使用期間和其后很長一段時間內(nèi)，都會有大量讀者持續(xù)使用，這就要求APP要持續(xù)的維護并提供技術(shù)支持。

3.3 讀者的認可度

雖然國內(nèi)已經(jīng)有多家出版社嘗試去做AR圖書，但是因為技術(shù)瓶頸和成本限制，大多是淺嘗輒止?？v觀市場上的AR圖書，質(zhì)量參差不齊，真正能夠?qū)崿F(xiàn)具有交互性AR體驗的少之又少。AR技術(shù)目前仍是新興技術(shù)，想要獲得讀者和教育機構(gòu)的廣泛認可仍有很長的路要走。

4 基于AR技術(shù)的機械類教材設(shè)計策略

AR技術(shù)與機械類教材的結(jié)合，為傳統(tǒng)教材轉(zhuǎn)型升級提供了一種新的可能。然而，通過前文分析，我們可以看到，我國AR技術(shù)應(yīng)用于機械類教材的出版尚存在諸多問題。要讓基于AR技術(shù)的機械類教材成為一種社會廣泛采納、師生喜聞樂見的教材形式，實現(xiàn)更大的經(jīng)濟價值和社會價值，相關(guān)出版單位應(yīng)有針對性地實施出版策略。

4.1 優(yōu)化閱讀體驗

4.1.1 營造多感官的閱讀體驗

作為最基礎(chǔ)和最直接的體驗方式，感官體驗是人類認識事物的主要途徑。在閱讀時，通過AR技術(shù)引入視覺、聽覺、觸覺等多種感官體驗，使讀者更真實、更直觀地感受書中描述的復(fù)雜機械原理，加深讀者對于相關(guān)理論、結(jié)構(gòu)的理解。因此，在AR機械類教材的設(shè)計中，要注重多感官的表達，不僅要考慮紙質(zhì)內(nèi)容與AR數(shù)字內(nèi)容的銜接、過渡，還要考慮從藝術(shù)性、三維制作、動畫設(shè)定、聲效控制和互動關(guān)系等方面實現(xiàn)圖書在視覺、聽覺、觸覺等感官體驗上的功能，為讀者營造虛實交融的閱讀體驗。在視覺上，應(yīng)利用AR技術(shù)突破原有的靜態(tài)的視覺表達方式，代之以動畫、視頻、豐富的三維模型來表達信息;從聽覺上，可以借助增強現(xiàn)實技術(shù)在書中植入真實、自然的聲音，以此賦予枯燥知識生命的活力，使讀者在閱讀時亦能感受到真實的氣息;在觸覺上，通過點觸交互帶來別樣的閱讀體驗。

4.1.2 完善交互設(shè)計

交互設(shè)計是指在人與產(chǎn)品、服務(wù)或系統(tǒng)之間創(chuàng)建一系列對話，這種對話可以是實體上的，也可以是情感上的。良好的交互設(shè)計擁有完善的對話機制，能夠滿足用戶多樣化的需求。AR技術(shù)應(yīng)用于機械類教材的信息架構(gòu)包括兩個層面，分別是現(xiàn)實世界的紙質(zhì)圖書內(nèi)所含信息和利用AR技術(shù)呈現(xiàn)的虛擬世界的信息。交互設(shè)計是連接現(xiàn)實世界與虛擬世界的橋梁，讀者借助AR技術(shù)由現(xiàn)實的信息世界進入虛擬的信息世界。AR圖書的對話機制是讀者通過智能移動設(shè)備和掃描行為與圖書進行交互，良好的設(shè)計能夠讓讀者流暢地參與對話過程。因此AR圖書若要在讀者和圖書之間創(chuàng)建流暢的對話，首先需要選擇合適的硬件與運行平臺，其次要創(chuàng)建利于讀者操作的交互界面，最后要注重內(nèi)容呈現(xiàn)的效果[5]。

4.2 提升內(nèi)容質(zhì)量

基于AR技術(shù)的機械類教材最終能否得到長期穩(wěn)定的讀者，最終還取決于其圖書質(zhì)量是否最大限度地滿足了讀者的要求。因此，一方面要保證圖書紙質(zhì)內(nèi)容的原創(chuàng)性和高質(zhì)量，另一方面，機械類教材本身非常嚴(yán)謹，虛擬內(nèi)容的設(shè)計在科學(xué)嚴(yán)謹?shù)某尸F(xiàn)內(nèi)容的前提下既要講求創(chuàng)意，也要符合讀者的閱讀和操作習(xí)慣。

4.3 提高編輯出版技術(shù)水平

出版產(chǎn)業(yè)每一次突破性的發(fā)展都得益于關(guān)鍵技術(shù)的革新。AR技術(shù)是紙質(zhì)出版物在新媒體信息技術(shù)方面的一個重要升級，是紙媒在數(shù)字時代創(chuàng)新發(fā)展的有效途徑，具有廣闊的想象和發(fā)展空間。因此，相關(guān)出版機構(gòu)應(yīng)加強關(guān)鍵技術(shù)的突破，推進其規(guī)?；瘧?yīng)用。首先，出版社編輯人員要及時更新觀念，不斷補充新知識，及時關(guān)注和了解有關(guān)新技術(shù)的動態(tài)。在對增強AR圖書進行編輯策劃時，編輯人員不僅要具有策劃紙質(zhì)內(nèi)容的功底，還要懂得如何設(shè)計數(shù)字媒體內(nèi)容，使紙質(zhì)書上的靜態(tài)圖文和增強現(xiàn)實內(nèi)容形成一個和諧有機的整體[1]。

5 結(jié)論

作為科學(xué)知識的重要載體，教材是廣大學(xué)生的良師益友，是有志青年走近科學(xué)、認知世界的橋梁。傳統(tǒng)利用陳述性文字進行知識傳達的方式，已經(jīng)難以滿足當(dāng)今科技時代背景下學(xué)生對知識的渴求。因此，當(dāng)前階段我們急需尋求一種新舊媒體優(yōu)勢融合的技術(shù)創(chuàng)新方法。AR技術(shù)應(yīng)用于教材能使學(xué)生在翻看實體書的同時，通過計算機或移動終端，將紙質(zhì)書與周邊環(huán)境和書內(nèi)的虛擬場景、角色融合在一起，并與書內(nèi)的內(nèi)容進行自然交互。這種新奇的閱讀體驗?zāi)軌驑O大地提升學(xué)生的閱讀興趣，以寓教于樂的方式對學(xué)生有效地進行知識傳播。

【參考文獻】

[1]張于.AR技術(shù)在少兒科普圖書的應(yīng)用及設(shè)計策略[J]. 科技傳播，2017，9（11）：86-87.

[2]劉潔.AR技術(shù)在醫(yī)學(xué)圖書中的應(yīng)用前景分析[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2017，卷缺失（17）：77-78.

[3]張世欽.基于AR技術(shù)的教育出版現(xiàn)狀與思考[J].科技與出版，2017，卷缺失（5）：85-89.

[4]蔡蘇，張晗.VR/AR教育應(yīng)用案例及發(fā)展趨勢[J].數(shù)字教育，2017，3（3）：1-10.

[5]張冠玉.AR技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)教育出版物的可行性分析[D].[出版地不詳]：北京印刷學(xué)院，2017.