增強現(xiàn)實交互技術(shù)在博物館中的應用

朱文元

摘 要 進入信息時代后，信息技術(shù)引發(fā)社會各領域的深刻變革，推動社會的發(fā)展。在文化領域，博物館是文化精神的傳承載體，擔負著收藏、教育的責任。將信息技術(shù)與博物館的參觀形式結(jié)合后，形成現(xiàn)實交互技術(shù)，拓展了博物館展覽的形式，豐富了文物的展覽內(nèi)容，提升了博物館展覽的趣味性，為人們提供綜合感官刺激，極大的提高了參觀的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)實交互技術(shù) 博物館 應用

博物館是今人了解古代文化、歷史等的重要途徑，是借助特定的物品、文字等載體實現(xiàn)文化傳播和繼承的重要載體。長期以來，博物館主要通過文字介紹和講解員解說兩種形式實現(xiàn)觀眾和展品之間的信息傳遞，形式單一，內(nèi)容枯燥，難以滿足人們多元化的參觀需要。近些年，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)實交互技術(shù)獲得極大的發(fā)展，實現(xiàn)對博物館展覽形式的豐富和拓展，是博物館發(fā)展的重要方向。

1 增強現(xiàn)實交互技術(shù)

增強現(xiàn)實交互技術(shù)是在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎上發(fā)展而來的，與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，也就是人們俗稱的VR技術(shù)相比，增強現(xiàn)實交互技術(shù)是借助計算機生成虛擬信息，與現(xiàn)實物理環(huán)境中的場景信息相融合，為人們營造虛擬與現(xiàn)實交融的環(huán)境，豐富了真實環(huán)境中的信息內(nèi)容，為人們提供更為完善的信息體驗。該技術(shù)被廣泛應用于模擬訓練、樣機開發(fā)等領域，實現(xiàn)對真實場景的強化，取得極好的輔助提升效果。

2 增強現(xiàn)實交互技術(shù)應用于博物館的意義

2.1 增強博物館展示的信息量

目前，增強現(xiàn)實技術(shù)在博物館中的應用主要通過智能手機或平板電腦等方式進行。借助特定的應用程度，觀眾可以對展覽中的內(nèi)容進行針對性搜索，獲取更多的信息量。如“中國兵馬俑”展覽中，展廳內(nèi)僅陳列部分的文物，其他文物尚未發(fā)掘或已經(jīng)遭受破壞，在展廳難以呈現(xiàn)，借助增強現(xiàn)實技術(shù)可以實現(xiàn)相關(guān)文物的3D或4D展示，極大的豐富了博物館展示的信息量，為人們了解歷史和文物背景提供極好的渠道。

2.2 提供現(xiàn)場學習體驗的機會

傳統(tǒng)的博物館文物展示以靜態(tài)展品或視頻資料為主，展覽形式較為單一，難以激發(fā)人們的參觀興趣，導致人們參觀的積極性不強。而增強現(xiàn)實交互技術(shù)可以對現(xiàn)實物品進行虛擬還原，如將恐龍骨架還原為栩栩如生的虛擬恐龍或還原建筑物的原始狀態(tài)，如圓明園等。這能夠增強展覽的趣味性，使參觀者產(chǎn)生身臨其境之感。

2.3 滿足個性化的參觀需要

在博物館中參觀時，人們的興趣點是有所差異的，并非所有人都對所有的展品感興趣，人們希望擺脫傳統(tǒng)的博物館展覽路線的限制，實現(xiàn)個性化的展覽。然而，由于博物館的展廳眾多，結(jié)構(gòu)復雜，人們無法實現(xiàn)自身的準確定位，確定參觀線路，這成為阻礙人們個性化參觀的主要問題。借助增強現(xiàn)實交互技術(shù)的應用能夠消除此問題，能夠?qū)⒂^者的位置進行跟蹤定位并自主確定最佳參觀路線，為人們的個性化參觀導航，滿足參觀者個性化參觀的需要。

3 博物館應用增強現(xiàn)實交互的關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 三維建模技術(shù)

博物館中的虛擬信息是以三維立體圖形的形式展現(xiàn)的，通過三維立體圖形和現(xiàn)實場景的完美契合，形成虛擬與現(xiàn)實交互的場景，滿足人們參觀的需要。在此過程中，需要借助3Dsmax等軟件制作三維模型，形成特定的數(shù)據(jù)文件。

3.2 室內(nèi)移動定位技術(shù)

目前，借助手機定位系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)手機用戶的戶外精確定位，滿足人們戶外定位、導航的需要。但是，在室內(nèi)環(huán)境下，GPS信號被建筑物遮擋，導致定位精度不足，亟需借助藍牙實現(xiàn)短距離的無線定位。此外，還應該考慮定位的能耗問題，盡可能的降低定位能耗，滿足人們參觀時長的需要。綜上，構(gòu)建以藍牙定位器、路由器和局域網(wǎng)為框架的定位環(huán)境，通過藍牙信號的發(fā)送，分析路由器接收到的信號強度，從而確定相對位置關(guān)系，借助分析軟件確定用戶位置，之后通過藍牙將位置信息發(fā)送給用戶，完成整個定位過程。

3.3 標志物的制作與識別技術(shù)

考慮到移動設備的儲存能力，無法將所有的信息儲存到設備當中。所以，需要在展廳內(nèi)設置特殊的標志物，通過對標志物的觸發(fā)完成相應的信息展示過程。該方面，主要借助二維碼實現(xiàn)，在展品附近張貼二維碼，用戶可以通過掃描二維碼獲取展品的相應信息及拓展信息的鏈接網(wǎng)址，從而便于人們進行信息的瀏覽。

3.4 三維跟蹤注冊技術(shù)

為了實現(xiàn)虛擬信息和真實場景的無縫疊加，這就要求虛擬信息與真實環(huán)境在三維空間位置中進行“配準”，即跟蹤注冊。而移動設備攝像頭與虛擬信息的位置需要相對應，這就涉及到跟蹤技術(shù)。跟蹤注冊技術(shù)需要先由真實場景確定虛擬場景和觀察者之間的關(guān)系，再通過正確的投影將虛擬物體投影到觀察者的視域范圍內(nèi)。常用的跟蹤注冊方法有四種：基于硬件的跟蹤注冊、基于機器視覺、基于無線網(wǎng)絡的和混合跟蹤注冊技術(shù)。在使用過程中，應該根據(jù)展館特點靈活選擇，確保虛擬模型與現(xiàn)實場景的完美融合，共同構(gòu)成生動的形態(tài)或景象。

4 結(jié)束語

總體來說，增強現(xiàn)實交互技術(shù)的應用是對博物館職能實現(xiàn)的補充，能夠為公眾了解和學習展品知識提供全新的途徑，為人們提供多元化的參觀形式，增強了展覽的信息感，豐富展品的信息量，滿足人們體驗學習和立體參觀的需要，是博物館未來發(fā)展的主流方向，應該在后續(xù)的發(fā)展中，不斷完善和改進增強現(xiàn)實交互技術(shù)，將被動參觀轉(zhuǎn)化為互動參觀，充分發(fā)揮了博物館的社會教育作用。

參考文獻

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作者單位

故宮博物院 北京市 100009