基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電子書(shū)分析
——以“AR涂涂樂(lè)”為例

孫錦 王慧君

實(shí)踐案例

基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電子書(shū)分析
——以“AR涂涂樂(lè)”為例

孫錦 王慧君

（河南大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，河南 開(kāi)封 475004）

從“虛擬現(xiàn)實(shí)”到“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界的結(jié)合，“神筆馬良”不再是傳說(shuō)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)不斷被應(yīng)用到社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，改變著人們的生產(chǎn)生活方式，應(yīng)用此技術(shù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的電子書(shū)也給傳統(tǒng)紙質(zhì)圖書(shū)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。本文在對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)特點(diǎn)及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中應(yīng)用進(jìn)行闡述的基礎(chǔ)上，以“AR涂涂樂(lè)”3D互動(dòng)圖書(shū)為例，從增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電子書(shū)的特點(diǎn)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與技術(shù)實(shí)現(xiàn)等方面做了較為詳細(xì)的分析，以期為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電子書(shū)的研究和應(yīng)用提供借鑒。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)；電子書(shū)；AR涂涂樂(lè)

隨著互聯(lián)網(wǎng)普及，信息全球化勢(shì)不可當(dāng)?？茖W(xué)的不斷發(fā)展推動(dòng)著技術(shù)的變革，將虛擬情境與現(xiàn)實(shí)結(jié)合起來(lái)的想法引起了人們的關(guān)注。早在20世紀(jì)60年代，美國(guó)就開(kāi)始研究增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，隨著國(guó)外研究高潮的不斷迭起，我國(guó)的部分高校、研究所也加入研究中并取得成果，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)始被越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)并逐漸得到重視。2011年《地平線報(bào)告》中就已提到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和基于游戲的學(xué)習(xí)，并預(yù)測(cè)其會(huì)對(duì)教育領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響[1]。截至2017年3月，在中國(guó)知網(wǎng)中以“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”為主題詞進(jìn)行專業(yè)學(xué)術(shù)檢索，檢索到2000余篇期刊文章和672篇博碩論文，從2010年開(kāi)始文獻(xiàn)數(shù)量呈現(xiàn)快速上升趨勢(shì)，且多數(shù)研究分布于計(jì)算機(jī)和教育領(lǐng)域，可見(jiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在未來(lái)教育中將發(fā)揮重要作用，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)正在成為教育領(lǐng)域教學(xué)研究的一大熱點(diǎn)。

一、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其特點(diǎn)

（一）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)[2]（Augmented Reality,簡(jiǎn)稱AR）是近年來(lái)隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的新技術(shù)，是虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,簡(jiǎn)稱VR)中的一個(gè)分支，涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互技術(shù)、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等多個(gè)領(lǐng)域。

眾多專家學(xué)者研究增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，并結(jié)合特定研究范疇對(duì)其下定義。北卡羅來(lái)納大學(xué)的羅納德?阿祖瑪（Ronald Azuma）教授將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)歸納為虛擬與現(xiàn)實(shí)融合、即時(shí)互動(dòng)和三維注冊(cè)三部分內(nèi)容；保羅?米爾格拉姆(Paul Milgram)和岸野文郎(Fumio Kishino)提出了現(xiàn)實(shí)—虛擬現(xiàn)實(shí)連續(xù)體，他們將真實(shí)環(huán)境和虛擬環(huán)境分別作為連續(xù)體的兩端，位于它們中間的被稱為“混合實(shí)境”。其中靠近真實(shí)環(huán)境的是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，靠近虛擬環(huán)境的則是擴(kuò)增虛境[3]。以上的定義中均提到了虛擬與現(xiàn)實(shí)的結(jié)合，由此認(rèn)為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是指將現(xiàn)實(shí)世界中難以體驗(yàn)到的實(shí)體信息（視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等），通過(guò)模擬仿真等技術(shù)將其疊加到現(xiàn)實(shí)世界，從而被人類所感知，達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)環(huán)境的沉浸式體驗(yàn)[4]。其中仿真技術(shù)將計(jì)算機(jī)等專業(yè)設(shè)備作為基礎(chǔ)工具，調(diào)用提前制作完成的系統(tǒng)模型使物體以虛擬形式呈現(xiàn)，達(dá)到高度還原效果。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在此技術(shù)基礎(chǔ)上將虛擬物體與真實(shí)場(chǎng)景結(jié)合，旨在達(dá)到視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等全方位感官的增強(qiáng)，使用戶沉浸其中，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)實(shí)的交互。

（二）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)為用戶提供了完全虛擬的環(huán)境，而增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)將虛擬環(huán)境融入周圍現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)體驗(yàn)，具備虛實(shí)結(jié)合、交互性強(qiáng)、效果立體化的特點(diǎn)。

1.虛實(shí)結(jié)合

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)將虛擬與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合，使用戶可以直接感知。與虛擬現(xiàn)實(shí)不同，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)將真實(shí)存在的場(chǎng)景與疊加在場(chǎng)景上的虛擬化物體結(jié)合，經(jīng)過(guò)光學(xué)投影等一系列技術(shù)處理實(shí)現(xiàn)真實(shí)場(chǎng)景中融入虛擬立體圖形的效果，為使用者帶來(lái)沉浸式體驗(yàn)。虛實(shí)結(jié)合是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心特征，也是能夠反映其本質(zhì)的獨(dú)具特色的特征。

2.交互性強(qiáng)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互，使用此技術(shù)的人通過(guò)操控移動(dòng)設(shè)備中的識(shí)別標(biāo)志，顯示設(shè)備上就會(huì)對(duì)應(yīng)出現(xiàn)虛擬物體，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了人、機(jī)器和界面的有機(jī)結(jié)合。用戶向計(jì)算機(jī)輸入指令，計(jì)算機(jī)進(jìn)行后臺(tái)處理后將結(jié)果輸出，用戶即可觀看到結(jié)果。通過(guò)人的操縱還可以變換界面呈現(xiàn)效果，更強(qiáng)調(diào)了人機(jī)互動(dòng)的這一過(guò)程，交互性在其中也有明顯的體現(xiàn)。

3.效果立體化

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)特定設(shè)備或物體識(shí)別特定標(biāo)志，虛擬物體接收繪制信息從而呈現(xiàn)出立體化物體，其中主要是依據(jù)不同的識(shí)別標(biāo)志，根據(jù)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的位置，將預(yù)先做好的立體效果疊加到現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中即可。這種立體化效果將抽象的平面內(nèi)容更加直觀地以立體化形式呈現(xiàn)出來(lái)，變抽象為具體，方便人們理解。

二、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用

目前，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)已在軍事、醫(yī)學(xué)、商業(yè)、教育、航海訓(xùn)練等領(lǐng)域開(kāi)始了嘗試性應(yīng)用并取得了一定成效。教育與AR技術(shù)的結(jié)合為學(xué)習(xí)者創(chuàng)設(shè)空間立體材料的同時(shí)推動(dòng)了技術(shù)與教學(xué)的深度融合，使其無(wú)論作為教學(xué)內(nèi)容還是作為教學(xué)工具都能促進(jìn)知識(shí)的吸收內(nèi)化，帶來(lái)教育領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展[5]。目前，AR技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（一）基于AR的課堂教學(xué)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)教育應(yīng)用以情境學(xué)習(xí)理論與沉浸理論為理論基礎(chǔ)[6]，以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)知識(shí)的獲取與吸收，強(qiáng)調(diào)個(gè)人體驗(yàn)的重要性?；贏R技術(shù)的課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)利用AR技術(shù)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，將學(xué)習(xí)資源疊加到真實(shí)情境中進(jìn)行教學(xué)，使用AR教具變抽象經(jīng)驗(yàn)為具體經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)個(gè)人真實(shí)體驗(yàn)建構(gòu)知識(shí)體系，達(dá)到知識(shí)的理解內(nèi)化效果。例如考夫曼（Kaufman）教授在教學(xué)過(guò)程中利用名為Construct 3D的AR教具將復(fù)雜抽象的空間幾何圖形以三維立體形式呈現(xiàn)，他指出，AR教具的運(yùn)用在提高師生興趣的同時(shí)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，對(duì)于學(xué)習(xí)效果的提升也是顯而易見(jiàn)的[7]；蔡蘇等人以增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境為基礎(chǔ)提供了基于AR課堂教學(xué)的典型案例[8]，為基于AR的課堂教學(xué)提供了范本，隨著技術(shù)的推進(jìn)，AR技術(shù)普及課堂近在眼前。

（二）基于AR的技能培訓(xùn)

基于AR的技能培訓(xùn)，為高校學(xué)生，特別是技術(shù)導(dǎo)向相關(guān)專業(yè)的學(xué)生開(kāi)展工作實(shí)踐提供了便捷直觀的操作指導(dǎo)。工程專業(yè)的學(xué)生可以使用AR技術(shù)識(shí)別零部件，模擬組裝專業(yè)設(shè)備；相關(guān)人體教學(xué)AR應(yīng)用可以幫助深刻理解人的身體構(gòu)造，在醫(yī)學(xué)培訓(xùn)中推廣此類應(yīng)用有利于提高認(rèn)知的準(zhǔn)確度。AR頭盔、谷歌眼鏡等可穿戴技術(shù)的出現(xiàn)也為技能培訓(xùn)提供了物質(zhì)條件和設(shè)備基礎(chǔ)。

（三）基于AR的移動(dòng)學(xué)習(xí)

AR技術(shù)應(yīng)用于移動(dòng)手持設(shè)備中，將手機(jī)鏡頭獲取的現(xiàn)實(shí)信息傳送至計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)反饋的附加信息對(duì)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行補(bǔ)充和擴(kuò)張，滿足了隨時(shí)隨地個(gè)性化學(xué)習(xí)的需要。移動(dòng)學(xué)習(xí)突破了空間局限，能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)學(xué)習(xí)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與移動(dòng)設(shè)備固有特點(diǎn)相結(jié)合，將虛擬物體呈現(xiàn)于真實(shí)世界中，為移動(dòng)學(xué)習(xí)實(shí)踐提供技術(shù)支持，推動(dòng)了探究性學(xué)習(xí)的發(fā)展[9]。除此之外，多人使用具備AR技術(shù)的移動(dòng)設(shè)備模擬部分學(xué)習(xí)環(huán)境，分角色扮演并在已創(chuàng)設(shè)的情境中開(kāi)展交互活動(dòng)，提高學(xué)習(xí)參與度的同時(shí)增強(qiáng)了學(xué)習(xí)者的問(wèn)題解決能力。

（四）AR教學(xué)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)

隨著AR研究的推進(jìn)和技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)產(chǎn)品被設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出來(lái)。謝爾頓（Shelton）等人利用AR教具講授九大行星，使位于立體空間的行星真實(shí)地出現(xiàn)在眼前，提高了教學(xué)互動(dòng)和教學(xué)效果[10]。AR教育游戲的出現(xiàn)與寓教于樂(lè)理念相契合，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，如早教游戲《熊貓博士》，兒童可迅速將自我角色融入，建立與其他動(dòng)物的互動(dòng)聯(lián)系，在合作交流中探索世界。除此之外，AR卡片、AR電子書(shū)的出現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)紙質(zhì)書(shū)籍帶來(lái)了挑戰(zhàn)，AR電子書(shū)利用攝像機(jī)標(biāo)定、三維注冊(cè)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)的結(jié)合[11]，例如實(shí)現(xiàn)與恐龍互動(dòng)的I Dinosaur（《恐龍》）書(shū)籍[12]，以及新開(kāi)發(fā)的用于兒童認(rèn)物識(shí)字的“AR涂涂樂(lè)”等。

三、以“AR涂涂樂(lè)”為例分析增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電子書(shū)

AR技術(shù)應(yīng)用于教育領(lǐng)域并設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出一系列促進(jìn)教與學(xué)的學(xué)習(xí)產(chǎn)品，其中典型產(chǎn)品當(dāng)屬AR電子書(shū)?！癆R涂涂樂(lè)”就是一款新開(kāi)發(fā)、具備代表性的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電子書(shū)，在此主要從增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電子書(shū)的特點(diǎn)、紙質(zhì)圖書(shū)設(shè)計(jì)、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)及三維模型設(shè)計(jì)等方面對(duì)“AR涂涂樂(lè)”進(jìn)行分析。

（一）“AR涂涂樂(lè)”的特點(diǎn)

“AR涂涂樂(lè)”是針對(duì)學(xué)齡前兒童設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一款增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電子書(shū)，手持終端學(xué)習(xí)者通過(guò)涂鴉、掃描、跟讀、互動(dòng)等完成識(shí)字認(rèn)物的學(xué)習(xí)。此款A(yù)R電子書(shū)需要紙質(zhì)書(shū)籍與移動(dòng)終端（手機(jī)、平板等）結(jié)合使用，手機(jī)掃描書(shū)本上的二維碼下載安裝應(yīng)用程序（APP），打開(kāi)軟件激活后即可開(kāi)始學(xué)習(xí)。從紙質(zhì)書(shū)籍使用角度，學(xué)習(xí)者可根據(jù)自己的喜好進(jìn)行涂鴉，發(fā)揮想象力將物體的線條和輪廓涂上顏色，家長(zhǎng)依據(jù)其表現(xiàn)為學(xué)習(xí)者打分并將空心星星涂色，書(shū)本上配圖旁的文字可供學(xué)習(xí)者識(shí)別閱讀。從APP使用角度，學(xué)習(xí)者打開(kāi)軟件選擇相應(yīng)書(shū)籍即可進(jìn)入學(xué)習(xí)。將手機(jī)攝像頭對(duì)準(zhǔn)紙質(zhì)書(shū)籍上的圖片，正確識(shí)別后移動(dòng)端屏幕上出現(xiàn)圖片中物體的立體化效果，點(diǎn)擊屏幕可與三維物體進(jìn)行互動(dòng)，比如點(diǎn)亮蠟燭、打開(kāi)車門等。

（二）整體設(shè)計(jì)

“AR涂涂樂(lè)”通過(guò)在移動(dòng)設(shè)備上下載APP，掃描紙質(zhì)書(shū)籍標(biāo)識(shí)后出現(xiàn)立體三維圖形實(shí)現(xiàn)交互式學(xué)習(xí)。對(duì)這款增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電子書(shū)的整體設(shè)計(jì)分析從紙質(zhì)圖書(shū)設(shè)計(jì)與制作、APP設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)及三維模型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)三方面來(lái)具體闡述。

1.紙質(zhì)圖書(shū)的設(shè)計(jì)與制作

“AR涂涂樂(lè)”配套使用的紙質(zhì)圖書(shū)針對(duì)學(xué)齡前兒童特征設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。學(xué)齡前兒童注意力不能夠長(zhǎng)時(shí)間集中，相對(duì)于文字學(xué)習(xí)更傾向于閱讀圖文并茂式學(xué)習(xí)材料。針對(duì)其學(xué)習(xí)特點(diǎn)，“AR涂涂樂(lè)”紙質(zhì)圖書(shū)中字體設(shè)計(jì)比較大，采取少字?jǐn)?shù)、大行距模式，圖畫(huà)設(shè)計(jì)色彩鮮艷，對(duì)比度高。頁(yè)面中印制有動(dòng)漫人物或動(dòng)物等圖形的輪廓，兒童可以根據(jù)自己的喜好填充顏色，這個(gè)顏色決定了立體效果圖中物體的顏色，有利于激發(fā)孩子的想象力，提高動(dòng)手能力。書(shū)中中英漢字結(jié)合，符合雙語(yǔ)教學(xué)目標(biāo)。每一頁(yè)右下角設(shè)置有以星星為代表的評(píng)價(jià)模塊，家長(zhǎng)可以根據(jù)孩子的表現(xiàn)為五顆星涂色打分，如圖1所示。

圖1 紙質(zhì)圖書(shū)

增強(qiáng)電子書(shū)在特定位置會(huì)有識(shí)別標(biāo)志的出現(xiàn)，以便用移動(dòng)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行掃描。書(shū)中圖案的布局也經(jīng)過(guò)精心編排，需要與呈現(xiàn)的三維模型相對(duì)應(yīng)，將紙質(zhì)圖書(shū)與立體圖形以最優(yōu)化布局呈現(xiàn)出來(lái)，發(fā)揮最大虛實(shí)結(jié)合效果。

在紙質(zhì)圖書(shū)的制作過(guò)程中，主要是利用Photoshop和Adobe Illustrator軟件對(duì)圖畫(huà)進(jìn)行制作和編輯，將制作完成的圖畫(huà)印制出來(lái)并裝訂成冊(cè),且保證書(shū)本紙質(zhì)較厚，不易折壞或磨損。

2.應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電子書(shū)是將紙質(zhì)圖書(shū)中的識(shí)別標(biāo)志與移動(dòng)設(shè)備中的攝像掃描對(duì)應(yīng)起來(lái)從而實(shí)現(xiàn)立體化效果的過(guò)程。針對(duì)此案例，移動(dòng)終端支持平板電腦、手機(jī)等，ios系統(tǒng)及Android系統(tǒng)均可。整個(gè)過(guò)程通過(guò)移動(dòng)設(shè)備的攝像頭捕捉圖書(shū)中的標(biāo)記，識(shí)別圖案，根據(jù)圖案搜索出服務(wù)器中已制作好的三維立體圖形，將三維立體模型與圖書(shū)中的圖案融合起來(lái)，將活靈活現(xiàn)的場(chǎng)景呈現(xiàn)在移動(dòng)設(shè)備屏幕上，并且可以操作屏幕中的立體模型，實(shí)現(xiàn)多角度呈現(xiàn)、放大縮小等動(dòng)畫(huà)效果。

在APP圖標(biāo)設(shè)計(jì)上，呈現(xiàn)出立體化小恐龍拿鉛筆的圖片，生動(dòng)形象。點(diǎn)擊圖標(biāo)打開(kāi)此軟件，主頁(yè)面色彩搭配和諧，動(dòng)漫人物和小動(dòng)物對(duì)應(yīng)著幾本書(shū)呈現(xiàn)在屏幕上，兒童可以根據(jù)已購(gòu)買的圖書(shū)選擇對(duì)應(yīng)的模塊進(jìn)入學(xué)習(xí)，“分享”圖標(biāo)可將此軟件推薦給更多人，“團(tuán)隊(duì)”和“更多”是對(duì)這款軟件的開(kāi)發(fā)背景及同類增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電子書(shū)的介紹。

點(diǎn)擊進(jìn)入掃描頁(yè)面后，會(huì)出現(xiàn)掃描框，這也就是標(biāo)志掃描的地方，一般距離圖書(shū)20—40厘米，在光照適中并穩(wěn)定的環(huán)境下對(duì)準(zhǔn)紙質(zhì)圖書(shū)中的識(shí)別標(biāo)志進(jìn)行掃描。左下角支持中英文轉(zhuǎn)化，可選擇語(yǔ)言類型，右上角的相機(jī)按鈕可以在出現(xiàn)立體三維圖形的同時(shí)截取畫(huà)面，留下神奇瞬間，如圖2所示。

AR應(yīng)用程序采用ActionScript 3.0為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，F(xiàn)LARToolKit作為跟蹤類庫(kù)，Papervision3D作為三維框架，3D MAX和Collada分別作為模型制作和轉(zhuǎn)換調(diào)用[13]。ActionScript 3.0是一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，為程序?qū)崿F(xiàn)奠定互聯(lián)網(wǎng)編程基礎(chǔ)，結(jié)合FLARToolKit增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)開(kāi)源庫(kù)，利用Papervision3D將3D效果引入Flash平臺(tái)，使用3D MAX制作出逼真的立體三維動(dòng)畫(huà)。后期聲音的制作需要使用Adobe Audition工具輔助實(shí)現(xiàn)。

圖2 掃描頁(yè)面

3.三維模型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

三維模型主要利用3D MAX及Unity等軟件進(jìn)行前期制作，采用位圖貼圖的方式，為模型的各個(gè)角度圖片上色，同時(shí)由于模型的調(diào)用需在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行，為提高其調(diào)用速率，在保證模型逼真度的前提下要進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲嚎s處理以減小文件的大小。圖書(shū)中的識(shí)別標(biāo)志與攝像裝置結(jié)合的瞬間將提前制作好的存儲(chǔ)在云端的三維模型調(diào)用呈現(xiàn)，現(xiàn)實(shí)與模擬融合在一起，給學(xué)習(xí)者以真實(shí)感，如圖3所示。

圖3 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)效果

四、結(jié)語(yǔ)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用為教與學(xué)提供了新思路，作為其代表性產(chǎn)品，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電子書(shū)突破了紙質(zhì)書(shū)籍的局限，為學(xué)習(xí)者提供模擬真實(shí)的直觀學(xué)習(xí)材料，促進(jìn)了知識(shí)的獲取與吸收?！癆R涂涂樂(lè)”通過(guò)移動(dòng)終端簡(jiǎn)單便捷的掃描即可將平面化物體“躍然紙上”，多種互動(dòng)形式激發(fā)了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，使其在與立體化“伙伴”交流中學(xué)習(xí)知識(shí)、認(rèn)識(shí)世界。當(dāng)然，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電子書(shū)處于發(fā)展階段，不論是3D模型的逼真度還是互動(dòng)效果都存在不足，需要在后期的研究及制作中進(jìn)一步完善。隨著智慧課堂和數(shù)字化學(xué)習(xí)的推進(jìn)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電子書(shū)作為新興學(xué)習(xí)媒體將會(huì)對(duì)課堂環(huán)境、教學(xué)模式乃至教育領(lǐng)域帶來(lái)顛覆性影響。

[1]地平線報(bào)告[R].上海：SHANGHAI EDUCATION，2011．

[2]趙超.界面設(shè)計(jì)——從人機(jī)關(guān)系走向人際關(guān)系[J].裝飾，2002，(4)：20.

[3]張萍.基于虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)的軟件界面設(shè)計(jì)研究[D].湖南：湖南師范大學(xué)，2010.

[4]姚遠(yuǎn).增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用技術(shù)研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2006.

[5]王德宇，宋述強(qiáng)，陳震.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校創(chuàng)客教育中的應(yīng)用[J].中國(guó)電化教育，2016，(10)：112-115.

[6]胡智標(biāo).增強(qiáng)教學(xué)效果 拓展學(xué)習(xí)空間——增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2014，(2)：106-112.

[7]Kaufmann,H.The potential of augmented reality in dynamic geometry education[C]//12th International Conference on Geometry and Graphics,Salvador,Brazil，August 6-10，2006：35-49.

[8]蔡蘇，宋倩，唐瑤.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境的架構(gòu)與實(shí)踐[J].中國(guó)電化教育，2011，(8)：114-119.

[9]程志，金義富.基于手機(jī)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)及其移動(dòng)學(xué)習(xí)應(yīng)用[J].電化教育研究，2013，(2)：66-69.

[10]Shelton B,Hedley N.Using Augmented Reality for Teaching Earth-Sun Relationships to Undergraduate Geography Students [C]//Augmented Reality Toolkit.The First IEEE International Workshop,Darmstadt,Germany，September 29，2002：1-8.

[11]韓存齊.無(wú)標(biāo)識(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電子書(shū)系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D].武漢：華中師范大學(xué)，2014.

[12]蕭冰，王茜.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在兒童科普讀物中的應(yīng)用研究[J].科技與出版，2014，(12)：108-110.

[13]許山杉.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電子書(shū)的開(kāi)發(fā)[D].上海：華東師范大學(xué)，2011.

（責(zé)任編輯 喬磊）

An Analysis of Electronic Books Based on Augmented Reality Technology—A Case Study of the AR School

SUN Jin,WANG Huijun
(School of Education,Henan University,Kaifeng,Henan,China 475004)

The development of technology from Virtual Reality (VR) to Augmented Reality (AR)makes the combination of the real world and the virtual world a reality,which makes the "Legend Painter Ma Liang" no longer a legend.The AR technology has been increasingly used in various fields of the society,changing people’s way of life.E-books developed on the basis of the AR technology have brought challenges to the traditional paper books.Based on the analyses of the characteristics of the AR technology and its use in education,this paper took the 3D interactive books used in the AR School as an example to elaborate on the AR e-books regarding their characteristics,product design,and technology realization etc.It is hoped that the results of the study may offer some references for the research on and the application of the AR e-books.

Augmented reality technology;E-book;AR school

G4

A

2096-0069（2017）03-0061-05

2017-04-11

2017年度教師教育課程改革研究項(xiàng)目“農(nóng)村中小學(xué)教師網(wǎng)絡(luò)研修的現(xiàn)實(shí)困境與突破路徑”（2017-JSJYYB-012）

孫錦（1993— ），女，河南開(kāi)封人，河南大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院教育技術(shù)學(xué)研究生，主要研究方向?yàn)樾畔⒒虒W(xué)；王慧君（1966— ），女，河南新鄉(xiāng)人，河南大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院教授，博士，教育技術(shù)學(xué)碩士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)榻處熃逃?、信息技術(shù)與課程整合。