1 緒論

如今，隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，人類已經(jīng)步入了信息化的時代，借助互聯(lián)網(wǎng)的力量進(jìn)行發(fā)展已成為傳統(tǒng)行業(yè)發(fā)展的大勢所趨。博物館的信息化建設(shè)也在不斷發(fā)展，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的博物館正在逐漸形成，博物館新穎的展示方式和管理方法不斷創(chuàng)新，互聯(lián)網(wǎng)將成為博物館的發(fā)展方向。傳統(tǒng)的博物館通常采用玻璃柜加說明牌的方式對展品進(jìn)行展示，這種方法陳舊單一，解說內(nèi)容有限。在這種形式下，參觀者通常進(jìn)行走馬觀花式地參觀，對展品不能產(chǎn)生深入的了解與互動。而增強現(xiàn)實技術(shù)恰恰能夠擴展展品的介紹內(nèi)容，同時能夠為參觀者帶來全新的互動體驗，使參觀者能夠沉浸其中，對展品產(chǎn)生更多的了解，進(jìn)而更好地發(fā)揮博物館進(jìn)行文化傳承與教育大眾的職能。增強現(xiàn)實是在虛擬現(xiàn)實的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新興技術(shù)，它比虛擬現(xiàn)實更加接近現(xiàn)實。增強現(xiàn)實具有虛實結(jié)合、實時交互和三維配準(zhǔn)的特點，它能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬內(nèi)容與真實場景無縫結(jié)合，不僅能為參觀者提供關(guān)于展品的文字介紹，還能夠疊加圖像、配樂、語音說、視頻以及三維模型等信息，進(jìn)而把以靜態(tài)為主的參觀方式轉(zhuǎn)變?yōu)槎喔泄倩訁⑴c的動態(tài)參觀方式。目前智能手機和平板電腦等移動設(shè)備都具有高像素的內(nèi)置攝像頭，并且集成了 GPS 定位器、傳感器和無線局域網(wǎng)卡等高速的網(wǎng)路設(shè)備。移動設(shè)備的高速發(fā)展為增強現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)提供了必要的技術(shù)支持和設(shè)備支持。
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2 文獻(xiàn)綜述

2.1 增強現(xiàn)實技術(shù)概要

從宏觀的角度解釋了 AR 與虛擬環(huán)境和真實環(huán)境的關(guān)系，將真實環(huán)境和虛擬環(huán)境看作連續(xù)體的兩端，其間的部分稱作混合現(xiàn)實。在混合現(xiàn)實中靠近真實環(huán)境的部分稱之為增強現(xiàn)實，靠近虛擬環(huán)境的部分稱之為增強虛境。由此可見，增強現(xiàn)實比虛擬現(xiàn)實更加接近于現(xiàn)實。虛擬現(xiàn)實創(chuàng)建了一個完全虛擬的，與現(xiàn)實割裂的世界。無論在場景還是物體方面，虛擬現(xiàn)實創(chuàng)建的都是虛擬的內(nèi)容，而增強現(xiàn)實將虛擬的信息疊加到現(xiàn)實世界中，創(chuàng)建了一個虛實結(jié)合的世界。在增強現(xiàn)實中，場景中的某些部分是存在于在現(xiàn)實中的。1997 年，Azuma 提了增強現(xiàn)實的三大特點，即虛實結(jié)合、實時交互與三維配準(zhǔn)。在增強現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)設(shè)的場景中，虛擬物體以三維立體形式呈現(xiàn)。通過增強現(xiàn)實技術(shù)，用戶能夠真實地體驗到疊加在真實環(huán)境中的虛擬信息，如圖片、文字、聲音、視頻和動畫等等。同時，用戶能夠在真實的環(huán)境中與虛擬的三維物體進(jìn)行互動。1998 年，Tobias 等人將增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在可穿戴設(shè)備上，開發(fā)了新型圖導(dǎo)航系統(tǒng)。在此階段，支撐增強現(xiàn)實技術(shù)的運行平臺和顯示設(shè)備都比較笨重，并且系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。從 2000 年開始，人們在這兩大設(shè)備上進(jìn)行了更多的研究。

2.2 增強現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用

目前，增強現(xiàn)實技術(shù)正處于蓬勃發(fā)展的階段。2015 年 10 月 17 日，AWE Asia 世界增強現(xiàn)實博覽會首次在我國舉辦，為期兩天的交流盛會在我國西安順利開展。來自美國、德國、英國等多個國家，包括 Google、微軟、Intel、高通在內(nèi)的五十多家國內(nèi)外知名企業(yè)共展出 500 多種增強現(xiàn)實技術(shù)最新的應(yīng)用及產(chǎn)品，國際增強現(xiàn)實協(xié)會主席奧瑞.因巴爾、 原 Metaio 中華區(qū)負(fù)責(zé)人辛俊儀、Wikitude CMO Andy Gstoll 等四十多位國內(nèi)外知名行業(yè)領(lǐng)軍人物進(jìn)行了發(fā)言,為促進(jìn) AR/VR技術(shù)與不同行業(yè)的融合共同努力。本次博覽會加深了我國 AR 行業(yè)與各大傳統(tǒng)工商業(yè)之間的交流，向公眾展示了當(dāng)今世界最先進(jìn)的智能可穿戴設(shè)備、人機交互技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(shù)的最前沿應(yīng)用。

3 增強現(xiàn)實戲曲博物館輔助導(dǎo)覽實例開發(fā) ................. 23

3.1 開發(fā)工具介紹................. 23 
3.2 實物識別（以“戲臺模型”為例）................. 25 
3.3 多層圖片交互設(shè)計與開發(fā)（以“清代水上戲臺欣賞”為例） .............. 27
4 應(yīng)用研究 .................. 33
4.1 試驗問卷的編制 .................... 33
4.2 試驗實施 ............. 35 
4.3 試驗數(shù)據(jù)分析與評價 ............. 35 
5 研究總結(jié)與建議..................................... 41
5.1 研究總結(jié) ......... 41
5.2 研究不足與建議 ........ 42

4 應(yīng)用研究

4.1 試驗問卷的編制

基于移動設(shè)備與增強現(xiàn)實技術(shù)的博物館輔助導(dǎo)覽系統(tǒng)開發(fā)完成后對本系統(tǒng)進(jìn)行了實證研究。邀請參觀志愿者實地參觀戲曲博物館，之后填寫系統(tǒng)使用滿意度調(diào)查問卷，并對參觀者和講解員進(jìn)行訪談來了解他們對本系統(tǒng)的使用滿意度。在各種信息技術(shù)接受模型中，Davis 的經(jīng)典技術(shù)接受模型（TAM）被普遍認(rèn)為是較為簡潔，且具有強大解釋力和影響力的研究理論。Davis的技術(shù)接受模型指出，影響使用者接受技術(shù)的兩大主要因素是感知有用性和感知易用性。Davis 從用戶的角度提出，用戶的使用行為由其行為意向決定，而行為意向受使用者對技術(shù)的使用態(tài)度和感知有用性的共同影響，而使用態(tài)度又由感知有用性和感知易用性共同決定，同時感知易用性又在一定程度上影響感知有用性。TAM 技術(shù)接受模型如圖 4-1 所示。

4.2 試驗實施

本次試驗共有 33 名學(xué)生志愿者作為被試對象，將 33 名參加試驗的志愿者分為四個小組，每組大約有 8 名志愿者由志愿講解員帶領(lǐng)參與試驗，每組試驗時間大約持續(xù) 80 分鐘。第一階段 5 分鐘，由試驗人員為參觀志愿者介紹 Aurasma 軟件的基本操作步驟和本增強現(xiàn)實輔助導(dǎo)覽系統(tǒng)的使用方法。第二階段 60 分鐘，由志愿講解員帶領(lǐng)參觀志愿者借助本增強現(xiàn)實輔助導(dǎo)覽系統(tǒng)參觀本校戲曲博物館。第三階段 15 分鐘，由參觀志愿者填寫調(diào)查問卷。筆者在對調(diào)查問卷進(jìn)行分析之后，根據(jù)問卷信息選取了一定的訪談對象，對博物館志愿講解員和一些同學(xué)開展了進(jìn)一步的訪談，以便進(jìn)一步獲取有用信息。

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5 研究總結(jié)與建議

5.1 研究總結(jié)

本研究在經(jīng)過大量的文獻(xiàn)研究之后，分析了研究背景與研究意義，歸納了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀指出增強現(xiàn)實技術(shù)在博物館領(lǐng)域的研究空缺，回顧了增強現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展演變過程，指出了增強現(xiàn)實技術(shù)的原理，總結(jié)了增強現(xiàn)實技術(shù)的特點及其在教育等領(lǐng)域中的應(yīng)用，并結(jié)合博物館教育相關(guān)理論指出增強現(xiàn)實技術(shù)在博物館相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用，提出本研究的主要內(nèi)容。接著，本文采用 Aurasma 第三方開發(fā)平臺進(jìn)行了基于移動設(shè)備的增強現(xiàn)實博物館輔助導(dǎo)覽系統(tǒng)的開發(fā)。該系統(tǒng)在跟蹤注冊方面不僅采用了基于標(biāo)記的跟蹤定位方式，同時采用了基于無標(biāo)記（實物自然特征）的跟蹤定位方式，以文字解說、圖片、視頻等多種多媒體形式對本校戲曲博物館進(jìn)行輔助講解，以多個案例介紹了多層交互設(shè)計與開發(fā)的具體過程。

5.2 研究不足與建議

由于研究時間和筆者的開發(fā)能力有限，對增強現(xiàn)實技術(shù)和博物館教育方面的理解和認(rèn)識還存在不足，因此所開發(fā)的基于移動設(shè)備和增強現(xiàn)實技術(shù)的博物館輔助導(dǎo)覽系統(tǒng)在技術(shù)方面尚且存在許多不足之處，在試驗設(shè)計方面也有待提高。本研究存在的不足之處主要有以下幾個方面：該 AR 系統(tǒng)基于第三方開發(fā)平臺 Aurasma 開發(fā),在功能設(shè)計方面要受到 Aurasma 平臺的限制,比如不能單獨添加音頻資料，因此，今后要努力盡可能地開發(fā)出獨立的 AR 應(yīng)用程序。在試驗設(shè)計方面，本研究采用的是實證研究方法，，沒有設(shè)計對照組，總的來說試驗過程不夠嚴(yán)謹(jǐn)，今后在研究過程中應(yīng)考慮采用準(zhǔn)實驗研究方法開展相關(guān)試驗研究�？傮w來說，本次研究是對移動設(shè)備、增強現(xiàn)實和博物館教育進(jìn)行的一次初次探索，增強現(xiàn)實技術(shù)今后將結(jié)合云計算、大數(shù)據(jù)等更多高新科技繼續(xù)發(fā)展，期待增強現(xiàn)實技術(shù)在今后的工作和生活中得到更加廣泛的應(yīng)用。

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參考文獻(xiàn)（略）

本文編號：145887