歷史AR視覺(jué)藝術(shù)體驗(yàn)館的創(chuàng)新與研發(fā)

鄭童　張帆　馬蕾　劉承美

摘??要：時(shí)代的變遷賦予了當(dāng)代大學(xué)生不一樣的涵義，也給予了當(dāng)代大學(xué)生不一樣的生活和思想，追求的不同，享受生活的方式自然也不同?？萍疾粩嗟倪M(jìn)步，生活水平的不斷提高，人類惰性的潛能又被激發(fā)出來(lái)。現(xiàn)在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用AR技術(shù)，在歷史文化、旅游行業(yè)也存在AR體驗(yàn)館，例如坐落在臨海古城臺(tái)州府城的AR視界體驗(yàn)館，北京朝陽(yáng)規(guī)劃體驗(yàn)館。我希望沈陽(yáng)也能有這樣的體驗(yàn)館，利用AR技術(shù)讓我們體驗(yàn)沈陽(yáng)故宮的文化、918事變和沈陽(yáng)的重工業(yè)文化等，讓大家更好的接觸歷史、了解歷史，發(fā)展旅游業(yè)。

關(guān)鍵詞：AR;視覺(jué)藝術(shù);體驗(yàn)館

一、研究動(dòng)態(tài);

我們打算建立一個(gè)歷史AR體驗(yàn)館，這是一家用AR導(dǎo)覽系統(tǒng)感受沈陽(yáng)歷史文化的體驗(yàn)館。將傳統(tǒng)靜態(tài)陳列展示轉(zhuǎn)化為虛擬影像場(chǎng)景疊加現(xiàn)實(shí)世界的交互形式，其中還有AR問(wèn)答互動(dòng)游戲穿插。設(shè)計(jì)理念：通過(guò)增強(qiáng)實(shí)景，以AR技術(shù)呈現(xiàn)生動(dòng)有趣的視覺(jué)導(dǎo)覽效果，傳播沈陽(yáng)歷史文化。用互動(dòng)體驗(yàn)，問(wèn)答游戲環(huán)節(jié)充分建立參觀者與展覽內(nèi)容的互動(dòng)，提高參觀者體驗(yàn)AR導(dǎo)覽的趣味性。通過(guò)AR技術(shù)展現(xiàn)的虛擬環(huán)境深度接觸沈陽(yáng)故宮的文化，藝術(shù)與科技融為一體。讓我們沉浸在沈陽(yáng)歷史中，能夠“真實(shí)”的接觸故宮文物、918事變文化、沈陽(yáng)重工業(yè)文化等，感受歷史，還可以了解更多的歷史知識(shí)，最終達(dá)到了了解熟悉沈陽(yáng)的歷史文化，增強(qiáng)文化體驗(yàn)，讓大家更好的喜歡沈陽(yáng)這座歷史城市。

AR（Augmented?Reality）是一種全新的人機(jī)交互技術(shù)，利用這樣一種技術(shù)，可以模擬真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)景觀，它是以交互性和構(gòu)想為基本特征的計(jì)算機(jī)高級(jí)人機(jī)界面。使用者不僅能夠通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)感受到在客觀物理世界中所經(jīng)歷的"身臨其境"的逼真性，而且能夠突破空間、時(shí)間以及其它客觀限制，感受到在真實(shí)世界中無(wú)法親身經(jīng)歷的體驗(yàn)。擬解決問(wèn)題：

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的方式提供給參觀者，用戶不僅可以通過(guò)HMD看到文物的文字解說(shuō)，還能看到遺址上殘缺部分的虛擬重構(gòu)。

二、產(chǎn)品創(chuàng)新

1、我們采用最新的AR科技眼鏡將故宮歷史信息如珍貴老照片、視頻、三維動(dòng)畫(huà)等與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景"疊加"，使虛擬環(huán)境與現(xiàn)實(shí)環(huán)境存在于一個(gè)空間中，穿越歷史，感受發(fā)生在沈陽(yáng)故宮的那些歷史事件，“參與”其中，用以增強(qiáng)用戶的視覺(jué)沉浸感。

2、同時(shí)，我們還采用全息投影。讓大家進(jìn)入全息投影空間，全方位感受裸眼3D，看皇太極在故宮的那些事。全新的科技幫用戶打破虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界的阻隔，全面感知未來(lái)科技魅力。

3、對(duì)于app界面的開(kāi)發(fā)我們?cè)O(shè)計(jì)出賦予科技感加年代感的創(chuàng)新體驗(yàn)。

三、技術(shù)水平

為了實(shí)現(xiàn)虛擬信息和真實(shí)場(chǎng)景的無(wú)縫疊加，這就要求虛擬信息與真實(shí)環(huán)境在三維空間位置中進(jìn)行配準(zhǔn)注冊(cè)。這包括使用者的空間定位跟蹤和虛擬物體在真實(shí)空間中的定位兩個(gè)方面的內(nèi)容。而移動(dòng)設(shè)備攝像頭與虛擬信息的位置需要相對(duì)應(yīng)，這就需要通過(guò)跟蹤技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。跟蹤注冊(cè)技術(shù)首先檢測(cè)需要‘增強(qiáng)"的物體特征點(diǎn)以及輪廓，跟蹤物體特征點(diǎn)自動(dòng)生成二維或三維坐標(biāo)信息。跟蹤注冊(cè)技術(shù)的好壞直接決定著增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的成功與否，常用的跟蹤注冊(cè)方法有基于跟蹤器的注冊(cè)、基于機(jī)器視覺(jué)跟蹤注冊(cè)、基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的混合跟蹤注冊(cè)技術(shù)四種。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)顯示系統(tǒng)是比較重要的內(nèi)容，為了能夠得到較為真實(shí)的虛擬相結(jié)合的系統(tǒng)，使得實(shí)際應(yīng)用便利程度不斷提升，使用色彩較為豐富的顯示器是其重要基礎(chǔ)，在這一基礎(chǔ)上，顯示器包含頭盔顯示器和非頭盔顯示設(shè)備等相關(guān)內(nèi)容，透視式頭盔能夠?yàn)橛脩籼峁┫嚓P(guān)的逆序融合在一起的情境，這些系統(tǒng)在具體操作過(guò)程中，操作的原理和虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域中的沉浸式頭盔等內(nèi)容之間相似程度比較高級(jí)。其和使用者交互的接口及圖像等綜合在一起，使用更加真實(shí)有效的環(huán)境對(duì)其實(shí)施應(yīng)用微型攝像機(jī)的形式，拍攝外部環(huán)境圖像，使計(jì)算機(jī)圖像在得到有效處理的時(shí)候，可以和虛擬以及真實(shí)環(huán)境融合在一起，并且兩者之間的圖像也能夠得以疊加。光學(xué)透視頭盔顯示器可以在這一基礎(chǔ)上利用安裝在用戶眼前的半透半反光學(xué)合成器，充分和真實(shí)環(huán)境綜合在一起，真實(shí)的場(chǎng)景可以在半透鏡的基礎(chǔ)上，為用戶提供支持，并且滿足用戶的相關(guān)操作需要。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在應(yīng)用的時(shí)候，其目標(biāo)是使得虛擬世界的相關(guān)內(nèi)容，在真實(shí)世界中得到疊加處理，有效在算法程序的應(yīng)用基礎(chǔ)上，促使物體動(dòng)感操作有效實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前虛擬物體的生成是在三維建模技術(shù)的基礎(chǔ)上得以實(shí)現(xiàn)的，能夠充分體現(xiàn)出虛擬物體的真實(shí)感，在對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)動(dòng)感模型研發(fā)的過(guò)程中，需要能夠全方位和集體化對(duì)物體對(duì)象展示出來(lái)。虛擬物體生成的過(guò)程中，自然交互是其中比較重要的技術(shù)內(nèi)容，在具體實(shí)施的時(shí)候，對(duì)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的有效實(shí)施有效輔助，使信息注冊(cè)更好的實(shí)現(xiàn)，利用圖像標(biāo)記實(shí)時(shí)監(jiān)控外部輸入信息內(nèi)容，使得增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息的操作效率能夠提升，并且用戶在信息處理的時(shí)候，可以有效實(shí)現(xiàn)信息內(nèi)容的加工，提取其中有用的信息內(nèi)容。

2020年沈陽(yáng)化工大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目