基于移動增強現(xiàn)實的數(shù)字博物館應(yīng)用分析

孟慶華

摘 要 增強現(xiàn)實技術(shù)是科學技術(shù)的產(chǎn)物，作為一種計算機生成的虛擬技術(shù)，在數(shù)字博物館中的應(yīng)用，起到了良好的應(yīng)用效果，能夠給用戶帶來真實的體驗感受。傳統(tǒng)的博物館管理技術(shù)存在著信息量少和導覽方式簡單等缺點，無法促進人機的交互使用。近年來，科學技術(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技術(shù)手段，促進博物館服務(wù)、管理各項技能的提升。

【關(guān)鍵詞】增強現(xiàn)實 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)研究的重要場所，里面蘊含著大量的自然現(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。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，促進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踐平臺。

1 移動增強現(xiàn)實在數(shù)字博物館應(yīng)用中的現(xiàn)狀分析

移動增強現(xiàn)實是新興領(lǐng)域，是基于虛擬現(xiàn)實而發(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)字展示可以對傳統(tǒng)展示進行拓展延伸，將虛擬和現(xiàn)實進行疊加，其展示效果得以增強。在數(shù)字博物館中的應(yīng)用，可以通過三維模型將博物館進行展示，使人們能夠從全方位角度對博物館布局、結(jié)構(gòu)等方面進行觀察，有助于增強人們的情感體驗。隨著移動增強現(xiàn)實技術(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；交互流程和交互方式可以得到進一步優(yōu)化，為人們呈現(xiàn)動畫展示。

2 相關(guān)技術(shù)概述

2.1 增強現(xiàn)實技術(shù)

增強現(xiàn)實技術(shù)是在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，主要是將計算機信息系統(tǒng)生產(chǎn)的虛擬技術(shù)融入到真實的生活中，能夠給用戶帶來良好的體驗感受，對促進現(xiàn)實技術(shù)與虛擬技術(shù)的有效融合具有重要作用。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，移動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，得到了良好的應(yīng)用效果。增強現(xiàn)實技術(shù)主要表現(xiàn)在以下兩方面的內(nèi)容：

2.1.1 實時交互

增強現(xiàn)實的交互式從精確的位置擴展到整個環(huán)境，從簡單的人面對屏幕交流發(fā)展到將自己融合于周圍的空間與對象中，與人們當前的活動自然而然地成為一體。

2.1.2 虛實結(jié)合

增強現(xiàn)實可以將顯示器屏幕擴展到真實環(huán)境，使計算機窗口與圖標疊映于現(xiàn)實對象，由眼鏡凝視或手勢指點進行操作，讓三維物體在用戶的全景視野中根據(jù)當前任務(wù)或需要交互地改變其形狀和外觀，從而實現(xiàn)虛與實的結(jié)合。

2.2 Wi-Fi定位技術(shù)

近年來，Wi-Fi定位技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)接入點遍布生活中的各個角落，能夠為人們提供良好的位置服務(wù)，對位置服務(wù)的需求量呈現(xiàn)逐年上漲的發(fā)展趨勢。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)移動終端，來對已知參考點進行定位，運用幾何知識法來計算出目標位置。而指紋定位法，需要結(jié)合不同位置的信號特征，來進行信號數(shù)據(jù)的接收，實現(xiàn)對用戶的精確定位。

2.3 跟蹤注冊原理技術(shù)

跟蹤注冊原理技術(shù)在實際的應(yīng)用過程中，主要是將虛擬信息融入到真實的環(huán)境中，需要通過目標物體識別來實現(xiàn)，能夠充分展現(xiàn)出目標物體的姿態(tài)。首選需要對真實的場景信息進行定位，需要通過建立虛擬物體和真實場景的形式來實現(xiàn)，將跟蹤注冊原理搜集到的變換模型融入到真實的場景中去，能夠?qū)D像參照模板中的特征點進行合理檢測，對跟蹤注冊的過程進行合理的定位和跟蹤。

3 移動增強現(xiàn)實應(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、路線導航、文物信息識別等功能。手機終端能夠?qū)o線AP進行網(wǎng)絡(luò)通訊功能，通過接受無線信號的形式，來對手機終端位置區(qū)域進行定位。根據(jù)智能手機中的電子羅盤傳感器來對方向信息進行定位，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景位置，通過終端攝像頭達到將實物、場景和3D虛擬物體疊加到同一畫面的展示效果，給用戶帶來良好的視覺享受，感受到實時和逼真的互動體驗效果。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

移動AR系統(tǒng)是當前博物館中應(yīng)用最為廣泛的一種系統(tǒng)，能夠?qū)σ苿咏K端的特征進行有效的識別，主要是借助Wi-Fi來進行，通過信號ID來對游客的位置進行定位，能夠提高游客查找的時間，提高了展品的識別率，具有準確性高和體驗感強的優(yōu)點。為了滿足游客查詢信息的需求，設(shè)計了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。主要是由：移動智能終端、無線AP群組、遠程服務(wù)器和展品信息庫共同來構(gòu)成，主要是用Wi-Fi定位來實現(xiàn)，能夠快速的確定移動終端上的位置。

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

4 移動增強現(xiàn)實應(yīng)用分析

Wi-Fi定位技術(shù)是數(shù)字化博物館中的一項重要技術(shù)，能夠有效的解決傳統(tǒng)博物館中存在的不足點，能夠為游客提供個性化的服務(wù)導覽功能。游客在進入到博物館之后，需要打開定位系統(tǒng)，即可實現(xiàn)定位。游客在進入導航模式后，結(jié)合游客的參觀路程，能夠?qū)崿F(xiàn)實時定位。游客可以運用移動終端，對展品信息的具體位置進行定位，滿足游客與虛擬文物之間進行交換，幫助游客更加生動的了解歷史。

4.1 視頻采集模塊

視頻采集模塊分為拍攝照片和實時取景兩方面的功能，需要通過android來實現(xiàn)視頻采集功能，在Android Camera進行拍攝預覽，需要同時設(shè)置setPreview Callback來實現(xiàn)，通過onPreviewFrame接口，來實現(xiàn)對視頻數(shù)據(jù)信息的截取。同時，視頻采集模塊中，也支持ios，主要是運用MPMoviePlayerController來進行視頻播放，作為視頻播放開發(fā)的控制類，里面蘊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重要的技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對博物館環(huán)境的精確定位，能夠確保文物定位的準確性。需要通過移動終端來進行Wi-Fi信號的接收，對數(shù)據(jù)進行過濾來實現(xiàn)。

5 結(jié)論

本文主要是針對移動增強和Wi-Fi信號進行定位，移動增強在博物館中的應(yīng)用額，符合博物館當前的發(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雜地理現(xiàn)象，幫助游客快速的進行信息的定位和查找，對提高文物識別的速度具有重要作用。并且移動增強現(xiàn)實數(shù)字博物館的使用，能夠?qū)⑻摂M的文化信息通過現(xiàn)代化移動終端的形式展現(xiàn)給人們，具有良好的實時性，對達到良好的展覽效果起到了積極的促進作用。

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作者單位

萬達信息股份有限公司 上海市 200040