基于湖北特色旅游文化的AR虛擬數字化產品設計研究

曹世峰 武昌理工學院

AR虛擬數字化與旅游文化在應用和產品設計上的結合，是作為一種新的交互媒介和設計載體來進行數字化創意的設計運用。AR虛擬數字化技術又被稱為增強現實技術，是運用虛擬數字三維成像與現實場景無縫疊加的技術處理方式，將虛擬場景融入現實場景中，運用交互行為方式、AI人工智能識別技術、大數據及移動物聯技術開發的新穎的交互產品和數字體驗產品。AR數字化技術在湖北特色旅游文化傳播以及旅游文創產品設計上都有著具體的體現和運用，使之在文化傳播上更加具有互動性。

一、湖北特色旅游文化及現狀

湖北特色旅游文化較多，其中包含以武漢為中心的楚文化特色旅游文化、以武當山為中心的道教特色文化、以宜昌三峽為中心的三峽文化和以恩施為中心的土家族土司特色文化等。湖北特色旅游文化的區域和范圍非常廣泛，本文主要以湖北特色旅游文化中的典型代表和旅游場館作為切入點進行深入討論及研究。

湖北目前在各旅游場館及景點都采取了分流及限制入場人數等措施，但在很多旅游場館及景點仍然出現人群過度聚集的情況，一些場館還是不能很好地進行旅游文化及工藝藏品的展示，特別是大型的博物館、美術館等公益性文化性場館都有類似的問題。另外，對館藏品的了解其實也是湖北旅游文化的重要體現，但游客在觀展的時候缺少自主了解和互動了解的途徑，使得觀展所獲得的體驗感和滿意度不高，這也是目前湖北各大旅游場館中出現的突出問題。而AR虛擬技術及5G互聯網的普及給湖北旅游特色文化的傳播及工藝美術館藏品的展示提供了新的思路和途徑，給旅游的受眾群體帶來了新的文化體驗和互動方式。

二、AR增強現實技術

AR增強現實技術是屬于虛擬現實技術中的一種，其是一種將現實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術，這種技術的目標就是在屏幕上把虛擬世界套在現實世界并進行互動。AR增強現實技術的交互實現需要三維圖像技術、大數據、云計算、物聯網、人工智能技術等的支持與配套構成，基于融合媒體的設計方式進行使用和交互。AR增強現實技術包含三個特征：交互性、沉浸性、多維感知性。

（一）交互性

交互性體現在用戶可以使用移動設備和環境中的真實場景進行互動感應，極大地提高了用戶與現實場景的融合度，用戶可以獲得和真實世界同樣的感知，對現實中的藏品可以進行類似旋轉、點擊、選擇等交互操作，對旅游文化及工藝美術館藏品有著極大的展示及互動體驗功能。

（二）沉浸性

沉浸性是增強現實技術的另外一個特點，體現的是一種混合真實世界與虛擬世界的方式，在真實與虛擬中讓受眾介入交互環境中，具有一定的沉浸性體驗。AR技術整合了多項現代科技，對于一些現實生活中很難進入的環境或場景可以通過AR技術來實現，可以與場景中的實物進行疊加形成新的場景，而這種沉浸式的體驗也與真實環境一樣，貫穿真實與虛擬場景。而使用者在這種沉浸式體驗中可以獲得常規視覺難以達到的效果和感知，這也是AR增強現實技術的優勢之一。

（三）多維感知性

通常所說的多維感知一定是多個維度的，比如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺等。在增強現實技術創設的環境中，人們的感知維度不是單一的，而是多種感知的組合，在使用時除了視覺，還可以進行聽覺、觸覺等的感知，這種技術提高了用戶在進行交互體驗時的興趣和參與性，可以提高感知的效率和深度（如圖1）。

圖1 AR設計的多維感知

三、AR技術在湖北特色旅游文化展示及工藝美術館藏品觀展中的運用

湖北特色旅游文化及工藝美術館藏品很多，但由于展示空間的限制及館藏品的限制性展覽，都對湖北特色旅游文化的展示及工藝美術館藏品的觀展有一定的限制。如何更好地展示湖北特色旅游文化及工藝美術館藏品，在觀展規模限制的情況下更好地進行觀展和傳播文化，這是AR增強現實技術發揮其功用的具體體現。我們可以將特色文化及工藝美術館藏品運用虛擬技術和現實三維圖像的疊加技術進行互動設計，在大數據和5G網絡系統的支持下，通過移動設備實現展品的360度查看、放大細節、展品特色介紹等多種功能。

四、AR虛擬數字化設計及運用

AR增強現實技術可以運用的領域非常廣泛，除了可以運用在旅游文化領域，還可以運用在旅游文化創意產品設計、文物數字展示及修復、工藝美術藏品的數字化展示等方面。這種先進的數字虛擬技術可以給湖北特色旅游文化的發展帶來一些新的變化，同時也可以給游客提供即時性較強、新鮮有趣的互動體驗，從而讓湖北特色旅游文化擁有更大的魅力。

（一）AR數字化特色旅游文化創意產品設計

目前，旅游景點的文化創意產品已經成了一種潮流和時尚，湖北特色旅游文化中的博物館文化、楚文化、非物質文化遺產等都成了文化創意產品設計的焦點，但如何使眾多的文創產品能夠吸引消費者，除了常規的視覺傳達設計的視覺感知設計外，應該可以嘗試多維度文創設計思路。例如，在湖北省博物館的楚文化展示中，結合隨縣“曾侯乙墓”的歷史進行明信片、書簽、鼠標墊、鑰匙扣等文創產品設計時，除了在應用載體上絲印圖形圖像外（如圖2、圖3），還可以運用AR三維成像技術將圖形轉換為立體動態圖像，使用手機或者平板電腦等移動設備可以進行三維圖像的轉換并同時輸出聲音。同時，可以對其進行全方位的旋轉查看并伴有講解，從而讓消費者全面地了解“曾侯乙墓”的歷史和文化。

圖2 文創產品（彩繪虎座鳥架鼓）

圖3 文創產品（曾侯乙墓—編鐘）

另外，在文創產品中借助AR增強現實技術來實現產品的交互化和游戲化。在文創產品中，可以通過三維成像技術和動畫技術的相互組合，消費者在獲得虛擬圖像的同時，也有動畫場景融入增強現實的場景中，產生一種新的展示和互動效果，從而激發游客的購買興趣，增強他們的互動體驗感。

（二）AR虛擬文物展示設計

在湖北特色旅游文化場館的文物展示活動中，一些游客走馬觀花，對文化了解甚少，有些甚至都不知道此文物的來龍去脈。這種情況的出現主要是由于館藏品的展示方式和解讀方式還有待完善。如果借用AR虛擬文物展示設計的方式就可以很好地解決以上在展覽過程中遇到的問題。具體以湖北省博物館館藏文物“越王勾踐劍”為例，在進行此文物的展示時可以在展館醒目位置放置二維碼，游客掃碼識別后將在其移動設備上呈現出“越王勾踐劍”的全部三維圖像及文物講解，并可以進行交互，如點擊某個局部將放大并進行講解，真正做到了歷史特色文化的傳播。如果有什么疑問，可以運用AI人工智能的嵌入進行即時的答疑，從而給游客帶來更好的互動效果和傳播導向。

（三）AR數字化在工藝美術藏品修復中的運用

利用AR數字化技術手段可以將在挖掘、運輸、館藏中遺失、損壞的陶器、青銅器、瓷器、玉器、琺瑯器等工藝美術藏品進行修復。一方面，通過對器物三維位置信息和朝向數據的應用獲取物體的坐標信息，對文物的外形及斷裂缺失的殘口、紋理等進行數字修復；另一方面，通過AR數字成像處理技術，將視覺效果與館藏實物圖像重建，針對出土后長時間氧化造成的色彩脫落等問題，可以進行數字圖像的上色與增釉，并對容器進行適當的數字藝術加工，從而給游客帶來更好的三維視覺體驗。通過 AR 增強現實技術，將工藝美術藏品以虛擬與現實相結合的方式展現出來，使游客在參觀博物館之類的公共空間時，可以通過手機及其他設備了解器物原本的狀態及文化背景等內容，為大家節省了成本，從而實現了AR數字化工藝美術藏品修復設計。

AR增強現實技術運用它的優勢對實物進行實時的現場再現，不僅可以讓游客感受到工藝美術藏品的歷史年代感，還可以感受到當時的文化藝術氛圍。它是在虛實結合的情景中再現工藝美術藏品，不僅可以在原有實物上復原文物，而且操作簡單便捷，通過游客的參與定位系統，從而給游客帶來不一樣的虛擬視覺體驗。通過使用平板電腦、手機等可移動設備，充分運用移動終端手持式的成像交互系統，利用其攝像頭掃描功能和無線網絡對工藝美術藏品進行信息識別，最后將三維仿真的工藝美術藏品及場景進行實時在線匹配，并傳送至移動終端上，從而進行實景與工藝美術藏品的無縫結合，可以極大地增強工藝美術藏品的展示效果和文化傳播效果。

（四）AR數字化在旅游場館中的運用

旅游場館在整個湖北特色旅游文化中占有十分重要的地位，如湖北省博物館、武漢市博物館、湖北省美術館、首義紀念館、武漢市科技館、長江文明館等場館，在傳播湖北特色旅游文化中發揮了重要的作用。AR數字化與旅游場館的結合在增強場館功能性和互動性上有著重要的意義和作用。

首先，運用AR三維成像疊加技術和移動定位系統的結合，對湖北特色旅游場館的導向識別系統進行數字化運用，形成數字化、網絡化的導向識別系統，讓游客在場館內外都有方向指引。具體可以使用平板電腦、手機等可移動設備，利用增強現實App來實現嵌入效果，也可以將AR數字化效果呈現方式嵌入微信小程序，通過移動端的攝像頭掃描與現實場景進行層疊無縫對接，完成對現實場景的識別并提供方向指引圖標和語音提示。

其次，在場館內部的相關文物挖掘現場模型上，可以進行AR數字化圖像匹配，使游客在觀察挖掘現場的同時，實時進入AR增強現實的環境中，可以看到挖掘現場的不同功能與作用，并對此場景進行講解；再嵌入互動場景中，實現在動態影像中進入當時挖掘現場的場景，領略當時挖掘的驚心動魄和緊張氛圍。

五、結語

湖北特色旅游文化的AR虛擬數字化產品設計與運用，對于湖北特色旅游文化的發展及推廣無疑是非常重要的。基于湖北特色旅游文化背景下采用AR虛擬數字化技術進行數字化產品設計，來探討新時代、新環境視域下的特色旅游與文化發展，湖北特色旅游文化與AR增強現實技術融合的可能性，從數字化特色旅游文化創意產品設計、AR虛擬文物展示設計、AR數字化在工藝美術藏品修復中的運用、AR數字化在旅游場館中的運用四個方面來探討其設計運用的可能性，進一步研究其數字化產品運用方式與設計融合創新方法。依據湖北特色旅游文化運用場所的具體形式，結合AR增強現實技術并選擇合適的旅游文化元素符號和運用載體，將湖北特色旅游文化賦予數字化時代元素，從而使其更加具有時代認同感和文化傳承性。