基于移動增強現實的數字博物館應用分析

孟慶華

摘 要 增強現實技術是科學技術的產物，作為一種計算機生成的虛擬技術，在數字博物館中的應用，起到了良好的應用效果，能夠給用戶帶來真實的體驗感受。傳統的博物館管理技術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，科學技術發展迅速，博物館為了能夠得到良好的發展，必須要充分利用科學技術手段，促進博物館服務、管理各項技能的提升。

【關鍵詞】增強現實 博物館 Wi-Fi定位 系統功能

博物館是展現自然研究和文化遺產研究的重要場所，里面蘊含著大量的自然現象和人類生活資料，能夠滿足人們的歷史和了解自然的需求。隨著科學技術的發展，促進了博物館管理方法和管理手段的創新，使博物館向著數字信息建設的方向發展，使博物館建設向著數字化、網絡化智能化的方向發展，給人們獲取信息提供了良好的實踐平臺。

1 移動增強現實在數字博物館應用中的現狀分析

移動增強現實是新興領域，是基于虛擬現實而發展演變的，目前在數字博物館中有著一定程度的應用。在數字博物館中，數字展示可以對傳統展示進行拓展延伸，將虛擬和現實進行疊加，其展示效果得以增強。在數字博物館中的應用，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、結構等方面進行觀察，有助于增強人們的情感體驗。隨著移動增強現實技術的快速發展，在數字博物館中應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化，為人們呈現動畫展示。

2 相關技術概述

2.1 增強現實技術

增強現實技術是在虛擬現實技術的基礎上發展而來的，主要是將計算機信息系統生產的虛擬技術融入到真實的生活中，能夠給用戶帶來良好的體驗感受，對促進現實技術與虛擬技術的有效融合具有重要作用。隨著科學技術的發展，移動AR技術得到了快速的發展，被廣泛應用于數字博物館的建設中來，得到了良好的應用效果。增強現實技術主要表現在以下兩方面的內容：

2.1.1 實時交互

增強現實的交互式從精確的位置擴展到整個環境，從簡單的人面對屏幕交流發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 虛實結合

增強現實可以將顯示器屏幕擴展到真實環境，使計算機窗口與圖標疊映于現實對象，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當前任務或需要交互地改變其形狀和外觀，從而實現虛與實的結合。

2.2 Wi-Fi定位技術

近年來，Wi-Fi定位技術得到了迅速的發展，Wi-Fi網絡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，對位置服務的需求量呈現逐年上漲的發展趨勢。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，需要結合不同位置的信號特征，來進行信號數據的接收，實現對用戶的精確定位。

2.3 跟蹤注冊原理技術

跟蹤注冊原理技術在實際的應用過程中，主要是將虛擬信息融入到真實的環境中，需要通過目標物體識別來實現，能夠充分展現出目標物體的姿態。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，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，能夠對圖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 移動增強現實應用的體系框架

3.1 系統功能模塊劃分

在數字博物館系統中，系統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。手機終端能夠對無線AP進行網絡通訊功能，通過接受無線信號的形式，來對手機終端位置區域進行定位。根據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 系統架構設計

移動AR系統是當前博物館中應用最為廣泛的一種系統，能夠對移動終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點。為了滿足游客查詢信息的需求，設計了系統總體結構圖，如圖1所示。主要是由：移動智能終端、無線AP群組、遠程服務器和展品信息庫共同來構成，主要是用Wi-Fi定位來實現，能夠快速的確定移動終端上的位置。

系統識別模式的設計需要從遠程服務器端和手機端實時進行文物識別。其中遠程服務器端進行服務，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，將視頻信息傳輸到服務器上進行定位，能夠提高圖片上傳的時間，手機端可以與服務端直接進行通信，能夠將虛擬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 移動增強現實應用分析

Wi-Fi定位技術是數字化博物館中的一項重要技術，能夠有效的解決傳統博物館中存在的不足點，能夠為游客提供個性化的服務導覽功能。游客在進入到博物館之后，需要打開定位系統，即可實現定位。游客在進入導航模式后，結合游客的參觀路程，能夠實現實時定位。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來實現視頻采集功能，在Android Camera進行拍攝預覽，需要同時設置setPreview Callback來實現，通過onPreviewFrame接口，來實現對視頻數據信息的截取。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

定位模塊能夠實現對傳感器的啟停和數據信息的管理和傳遞，Wi-Fi定位是定位模塊中一項重要的技術，能夠實現對博物館環境的精確定位，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，對數據進行過濾來實現。

5 結論

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用額，符合博物館當前的發展現狀，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。并且移動增強現實數字博物館的使用，能夠將虛擬的文化信息通過現代化移動終端的形式展現給人們，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