基于城市級(jí)位置服務(wù)的移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

文/劉家齊

（西北大學(xué)現(xiàn)代學(xué)院，陜西西安 710069）

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)服務(wù)是一種全新的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)的處理模式，可以保障使用者借助該技術(shù)，在真實(shí)場(chǎng)景中與虛擬信息進(jìn)行交互，增強(qiáng)使用者對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的感知，同時(shí)更可以提供必要的交互技術(shù)。與常規(guī)的認(rèn)知方式相比，移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)具備更高的沉浸感，且應(yīng)用領(lǐng)域異常廣泛，幾乎可以與任何領(lǐng)域進(jìn)行結(jié)合，并提供全新的發(fā)展模式。使用者在使用過程中，可以對(duì)移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行自定義，以保障該技術(shù)更符合使用者自身的要求。在計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代，移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)僅需提供一部可攜智能設(shè)備或智能手機(jī)，便可以進(jìn)行相關(guān)操作。甚至在移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)使用中，使用者僅提供一部智能手機(jī)，無須額外的便攜設(shè)備，也可以體會(huì)到該技術(shù)帶來的便捷性。總之，移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)使一切觸手可及，讓所有的使用者與使用對(duì)象產(chǎn)生有效融合。

1.確?，F(xiàn)實(shí)技術(shù)與空間信息具有可視化的特征

對(duì)于移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)而言，其自身的宏觀定義為可視化信息技術(shù)。因此，在空間信息利用中，借助移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以保證當(dāng)前場(chǎng)景的可視化組成部分被有效地增強(qiáng)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)分支，因此在推進(jìn)過程中，它自身具有非常重要的基礎(chǔ)框架。例如，在移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，通過計(jì)算可視化信息系統(tǒng)、提供地圖可視化以及GIS可視化的特征，對(duì)于增強(qiáng)地理環(huán)境以及虛擬信息而言，具備獨(dú)特的使用優(yōu)勢(shì)。在空間信息中，可視化包含以下兩大部分。

其一，通過科學(xué)計(jì)算，可以將可視化效果應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)地形中。移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)以導(dǎo)航的形式，形成多功能地圖導(dǎo)航；而GIS借助相關(guān)的架構(gòu)，可以對(duì)虛擬地圖進(jìn)行制作、應(yīng)用，并在制作應(yīng)用完畢后，將二者進(jìn)行結(jié)合，以生成可交互式的移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)以用戶為中心，塑造逼真的地理環(huán)境，以保障用戶更好地認(rèn)知現(xiàn)有環(huán)境。在認(rèn)知過程中，該技術(shù)能吸收此地地理環(huán)境的文化特征。例如，在進(jìn)行第十四屆全國運(yùn)動(dòng)會(huì)時(shí)，西安當(dāng)?shù)赜瓉砹舜笠?guī)模的人流量。如何對(duì)如此大規(guī)模的人流量進(jìn)行有效的文化宣傳，以保障來訪者對(duì)西安特有的文化水平以及當(dāng)?shù)氐娜宋奶卣鳟a(chǎn)生深刻認(rèn)知，西安當(dāng)?shù)乇阈枰柚苿?dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。在相關(guān)的展覽館內(nèi)，使用者可以憑借智能手機(jī)掃描館內(nèi)所提供的二維碼，掃描完畢后，進(jìn)入虛擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。例如在乒乓球展示中，使用者可以掃描乒乓球館內(nèi)所提供的二維碼，下載應(yīng)用程序；在進(jìn)入應(yīng)用程序后，借助手機(jī)內(nèi)置的傳感器，可以模擬乒乓球發(fā)球動(dòng)作（見圖1），了解乒乓球發(fā)展歷史以及乒乓球發(fā)球的基本事項(xiàng)。而在參與過程中，使用者可以完成文化以及體育精神的滲透，形成滿意的使用體驗(yàn)。

其二，GIS以3S技術(shù)為核心，可以對(duì)使用者提供充分的表達(dá)模型，增加使用者對(duì)于相關(guān)模型以及平臺(tái)的有效互動(dòng)。在使用者使用相關(guān)技術(shù)時(shí)，GIS可以基于使用者的位置信息，進(jìn)行跟蹤、處理，以實(shí)現(xiàn)多種虛擬形式的集合，完成用戶對(duì)于真實(shí)環(huán)境的感知。例如，在使用移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，西安應(yīng)對(duì)參與全國第十四屆運(yùn)動(dòng)會(huì)的大量人群宣傳西安當(dāng)?shù)氐奈幕厣约皻v史構(gòu)成。因此，在相關(guān)展覽館內(nèi)，可設(shè)立“朝代時(shí)間線”。在使用者進(jìn)入相關(guān)領(lǐng)域后，移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以獲取使用者的地理位置并將其上傳至相關(guān)的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)中。使用者通過佩戴可攜式設(shè)備如VR眼鏡，便可以站立在虛擬的環(huán)境中。使用者在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中每走一步，其虛擬環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生相關(guān)變化。每5步代表一個(gè)朝代，滲透了西安當(dāng)?shù)氐奶厣＠纭?0朝說”，按照時(shí)間線的順序，依次排列為西周、秦、西漢、前趙、前秦、后秦、西魏、北周、隋、唐。使用者每前進(jìn)幾步，其VR眼鏡內(nèi)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)便將為其播放相關(guān)的朝代演變動(dòng)畫。使用者通過動(dòng)畫，能夠加強(qiáng)對(duì)于西安本土文化的認(rèn)知，提升對(duì)于西安文化古城的好感。

2.移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 顯示與交互技術(shù)

顯示與交互技術(shù)是移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，同時(shí)也是基礎(chǔ)技術(shù)環(huán)節(jié)。移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將虛擬的物體以及真實(shí)的環(huán)境同時(shí)輸出，通過計(jì)算機(jī)的配比，使用戶感知到真實(shí)存在的物體以及虛擬存在的相關(guān)動(dòng)畫。在研究分析中，虛擬物體以及真實(shí)環(huán)境主要取決于以下幾點(diǎn)。

其一，在虛擬物體以及真實(shí)環(huán)境中，虛擬物體的建模必須確保足夠逼真，以提升使用者的沉浸感。

其二，虛擬物體與現(xiàn)實(shí)物體之間的遮擋，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行設(shè)定，以保障使用者在觸摸某些遮擋時(shí)，可以激發(fā)二級(jí)的回饋。

其三，真實(shí)環(huán)境中的光照影響到使用者在使用移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)時(shí)，是否能夠更好地得到移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

2.2 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)使用的智能設(shè)備

目前，移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)常使用的顯示設(shè)備包含使用者的手機(jī)、平板電腦、個(gè)人電腦，以及可穿戴智能設(shè)備，如VR眼鏡、智能手表等。除個(gè)人電腦外，剩余設(shè)備均具備了可隨時(shí)移動(dòng)、處理能力優(yōu)等特色。因此，將它們用于移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以提供特殊的交互方式。

2.3 數(shù)據(jù)儲(chǔ)存與訪問

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)需要與當(dāng)?shù)氐奶厥猸h(huán)境進(jìn)行融合，以保障在后續(xù)使用中，能夠根據(jù)使用者的自身反饋，確保相關(guān)的使用范圍。例如，針對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)而言，移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)必須符合當(dāng)?shù)氐奶厣?。另外，在使用虛擬技術(shù)中需要注意相關(guān)事項(xiàng)；在處理大規(guī)模的數(shù)據(jù)包時(shí)，可以通過數(shù)據(jù)庫以及服務(wù)器，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮、發(fā)送。從使用者的角度來看，該系統(tǒng)可以完成及時(shí)訪問，以最少的精力最大限度地得到與之關(guān)聯(lián)的信息。

3.移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的文化傳播方向

3.1 城市宣傳官方網(wǎng)站

當(dāng)下，年輕人了解城市的途徑最先會(huì)想到的一定是網(wǎng)頁。傳統(tǒng)的網(wǎng)站都是以二維圖片加文字的形式進(jìn)行展示和交互的，這種形式需要網(wǎng)頁布局清晰、合理，才能夠使得第一次使用的用戶順暢地找到自己需要的內(nèi)容。然而隨著科技的進(jìn)步，不少大型網(wǎng)站通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將三維搭建模型引入后臺(tái)，頁面雖然簡約，但交互性卻更強(qiáng)。目前，我國國內(nèi)許多大型博物館的網(wǎng)頁就采用了這樣的技術(shù)，得到了很好的回應(yīng)，加強(qiáng)了用戶的體驗(yàn)感，對(duì)于一座城市的文化宣傳也起到了很好的促進(jìn)作用。

3.2 景點(diǎn)的介紹及工藝品展示

對(duì)于西安這座城市而言，“歷史名城”這四個(gè)字似乎是積淀下來的標(biāo)簽，隨身攜帶，秦漢唐文化讓這座城市有著更多想要告訴世界的內(nèi)容。在科技發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，這些歷史文化中能夠直觀地被看到、被觸摸的，就是代表著某些朝代、承載著某些故事的建筑以及文物。其實(shí)早在很多年前，我國對(duì)于經(jīng)典建筑就有了以建筑漫游向人們展示其中的建筑分部以及內(nèi)部造型結(jié)構(gòu)的形式。例如小雁塔的碑林博物館，對(duì)于中國古老建筑中“榫卯結(jié)構(gòu)”以三維動(dòng)畫形式進(jìn)行展示，利用移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，讓游客自由搭建。在很多博物館中，文物的介紹也會(huì)在可交互的大熒幕上展示，讓游客可以360度地觀看文物，這樣既可以觀察到在博物館櫥窗外無法觀察到的細(xì)節(jié)，也可以讓游客與文物進(jìn)行虛擬互動(dòng)，更好地推廣歷史文化（見圖2）。

3.3 手機(jī)導(dǎo)航定位系統(tǒng)

在城市的文化輸出中，交通地形地貌可以說是每個(gè)城市都有自己的特點(diǎn)。例如：重慶因道路起伏被譽(yù)為“山城”；新疆從一個(gè)地點(diǎn)到達(dá)另一個(gè)地點(diǎn)，經(jīng)常呈現(xiàn)出荒蕪遼闊的路況。西安也有著自己的城市交通狀況，方方正正的路線，讓人們行走在此，時(shí)不時(shí)地會(huì)發(fā)現(xiàn)周圍的景點(diǎn)和古建。來到陌生的城市，利用手機(jī)導(dǎo)航定位系統(tǒng)是現(xiàn)代人尋找目的地的最常用的方法，那么對(duì)于定位系統(tǒng)的豐富，是加強(qiáng)城市傳播范圍的很好的途徑。如今智能手機(jī)發(fā)展迅速，許多導(dǎo)航定位App也不斷地更新一些功能，能夠更好地讓使用者使用，不僅能準(zhǔn)確地找到自己需要到達(dá)的位置，還可以在路況的語音提示下，直接切入與目的地以及目的地周邊的環(huán)境景點(diǎn)等。

4.移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在文化傳播中的可行性

4.1 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬模型直觀可視性可提高文化傳播力度

快餐文化的沖擊是巨大的，且不可抗的。諸多城市的景區(qū)都有嘗試?yán)靡苿?dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)拓展旅游行業(yè)的宣傳性和功能性。上文提到該技術(shù)已經(jīng)可以與類似定位導(dǎo)航系統(tǒng)App相結(jié)合，因此，它不僅僅可以改變對(duì)某一個(gè)地點(diǎn)的宣傳，也可以對(duì)人們的衣食住行帶來較大影響。所謂數(shù)字旅游，單純的網(wǎng)絡(luò)瀏覽已經(jīng)無法滿足無限的視覺和體驗(yàn)需求，移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的融入，可以很好地規(guī)避常規(guī)旅游和數(shù)字旅游的不足。可視且可交互的三維立體模型作為該技術(shù)的主要承載物，不僅可以令數(shù)字旅游與常規(guī)旅游產(chǎn)生十分相似的體驗(yàn)感，而且可以讓游客以及造訪者更清楚地傳達(dá)相應(yīng)的文化內(nèi)涵和歷史內(nèi)涵，從而更好地宣傳本土文化。

4.2 信息共享對(duì)于文化傳播提供保障

我國自從改革開放以來，就十分重視文化學(xué)習(xí)和技術(shù)學(xué)習(xí)，互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代也讓各種信息得到了更好的共享。在文化傳播方面，我們只要會(huì)用手機(jī)就可以足不出戶地對(duì)地方風(fēng)土文化進(jìn)行了解。例如，坐落在西安市臨潼區(qū)的秦始皇兵馬俑，推出了相應(yīng)的尋寶游戲，在游戲中模擬秦始皇兵馬俑的景區(qū)現(xiàn)場(chǎng)，讓體驗(yàn)者進(jìn)行尋寶以及文物修復(fù)；同時(shí)對(duì)整個(gè)游戲交互的過程進(jìn)行匯總，將兵馬俑中的文化進(jìn)行輸出，能夠加深體驗(yàn)者的印象，并且迅速在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)分享體驗(yàn)樂趣，起到了文化傳播的作用。

5G網(wǎng)絡(luò)的到來，為VR技術(shù)的普及提供了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在VR虛擬現(xiàn)實(shí)的各種展示中，大量的三維模型和復(fù)雜的數(shù)據(jù)代碼應(yīng)運(yùn)而生。在展示過程中，立體模型對(duì)于網(wǎng)絡(luò)承載以及網(wǎng)絡(luò)速度提出了更高要求。我國5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)于移動(dòng)端的影響十分巨大，讓人們隨時(shí)隨地可以感受VR技術(shù)的魅力，給VR技術(shù)中3D網(wǎng)絡(luò)提供了不可缺少的保障。

5G網(wǎng)絡(luò)在移動(dòng)端呈現(xiàn)的最明顯的地方就是對(duì)于網(wǎng)絡(luò)速度的提升，此網(wǎng)絡(luò)目前是全世界網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的領(lǐng)軍和主流趨勢(shì)，它的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度與之前所有的網(wǎng)絡(luò)相比有著巨大的優(yōu)勢(shì)。再者，5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在傳送信息以及數(shù)據(jù)上具有強(qiáng)大的穩(wěn)定性，不會(huì)由于所處環(huán)境、場(chǎng)地或者其他原因的干擾而使得數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)誤差或者顯示不流暢等問題。這是因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)采用了當(dāng)下新科技即“高頻網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)”，這種技術(shù)相較之前的網(wǎng)絡(luò)傳輸形式，在傳輸性能上有著很大的提高。因此，5G網(wǎng)絡(luò)走進(jìn)移動(dòng)端，為VR技術(shù)更好地傳播文化提供了有力的保障。

5.結(jié)語

綜上所述，移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以使使用者結(jié)合VR等設(shè)備，在參觀以及體驗(yàn)當(dāng)?shù)靥厣?xiàng)目中，借助計(jì)算機(jī)處理性能，充分展現(xiàn)項(xiàng)目的全新發(fā)展活力，使當(dāng)?shù)匚幕玫饺姘l(fā)展。