1 緒論

如今，隨著計(jì)算機(jī)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(shí)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(duì)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(duì)展品不能產(chǎn)生深入的了解與互動(dòng)。而增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)恰恰能夠擴(kuò)展展品的介紹內(nèi)容，同時(shí)能夠?yàn)閰⒂^者帶來全新的互動(dòng)體驗(yàn)，使參觀者能夠沉浸其中，對(duì)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(qiáng)現(xiàn)實(shí)是在虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)更加接近現(xiàn)實(shí)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)具有虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)交互和三維配準(zhǔn)的特點(diǎn)，它能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬內(nèi)容與真實(shí)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?dòng)參與的動(dòng)態(tài)參觀方式。目前智能手機(jī)和平板電腦等移動(dòng)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(dòng)設(shè)備的高速發(fā)展為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)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(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)概要

從宏觀的角度解釋了 AR 與虛擬環(huán)境和真實(shí)環(huán)境的關(guān)系，將真實(shí)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(shí)。在混合現(xiàn)實(shí)中靠近真實(shí)環(huán)境的部分稱之為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，靠近虛擬環(huán)境的部分稱之為增強(qiáng)虛境。由此可見，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)比虛擬現(xiàn)實(shí)更加接近于現(xiàn)實(shí)。虛擬現(xiàn)實(shí)創(chuàng)建了一個(gè)完全虛擬的，與現(xiàn)實(shí)割裂的世界。無論在場景還是物體方面，虛擬現(xiàn)實(shí)創(chuàng)建的都是虛擬的內(nèi)容，而增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)將虛擬的信息疊加到現(xiàn)實(shí)世界中，創(chuàng)建了一個(gè)虛實(shí)結(jié)合的世界。在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中，場景中的某些部分是存在于在現(xiàn)實(shí)中的。1997 年，Azuma 提了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的三大特點(diǎn)，即虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)交互與三維配準(zhǔn)。在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，用戶能夠真實(shí)地體驗(yàn)到疊加在真實(shí)環(huán)境中的虛擬信息，如圖片、文字、聲音、視頻和動(dòng)畫等等。同時(shí)，用戶能夠在真實(shí)的環(huán)境中與虛擬的三維物體進(jìn)行互動(dòng)。1998 年，Tobias 等人將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)行平臺(tái)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?cè)谶@兩大設(shè)備上進(jìn)行了更多的研究。

2.2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

目前，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(qiáng)現(xiàn)實(shí)博覽會(huì)首次在我國舉辦，為期兩天的交流盛會(huì)在我國西安順利開展。來自美國、德國、英國等多個(gè)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(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)最新的應(yīng)用及產(chǎn)品，國際增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)協(xié)會(huì)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(huì)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(jī)交互技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的最前沿應(yīng)用。

3 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)戲曲博物館輔助導(dǎo)覽實(shí)例開發(fā) ................. 23

3.1 開發(fā)工具介紹................. 23 
3.2 實(shí)物識(shí)別（以“戲臺(tái)模型”為例）................. 25 
3.3 多層圖片交互設(shè)計(jì)與開發(fā)（以“清代水上戲臺(tái)欣賞”為例） .............. 27
4 應(yīng)用研究 .................. 33
4.1 試驗(yàn)問卷的編制 .................... 33
4.2 試驗(yàn)實(shí)施 ............. 35 
4.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與評(píng)價(jià) ............. 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(yàn)問卷的編制

基于移動(dòng)設(shè)備與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的博物館輔助導(dǎo)覽系統(tǒng)開發(fā)完成后對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)證研究。邀請(qǐng)參觀志愿者實(shí)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(duì)參觀者和講解員進(jìn)行訪談來了解他們對(duì)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(qiáng)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(duì)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(shí)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(yàn)實(shí)施

本次試驗(yàn)共有 33 名學(xué)生志愿者作為被試對(duì)象，將 33 名參加試驗(yàn)的志愿者分為四個(gè)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(yàn)，每組試驗(yàn)時(shí)間大約持續(xù) 80 分鐘。第一階段 5 分鐘，由試驗(yàn)人員為參觀志愿者介紹 Aurasma 軟件的基本操作步驟和本增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(duì)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(duì)象，對(duì)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(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在博物館領(lǐng)域的研究空缺，回顧了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展演變過程，指出了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的原理，總結(jié)了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)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(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(tái)進(jìn)行了基于移動(dòng)設(shè)備的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)博物館輔助導(dǎo)覽系統(tǒng)的開發(fā)。該系統(tǒng)在跟蹤注冊(cè)方面不僅采用了基于標(biāo)記的跟蹤定位方式，同時(shí)采用了基于無標(biāo)記（實(shí)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(duì)本校戲曲博物館進(jìn)行輔助講解，以多個(gè)案例介紹了多層交互設(shè)計(jì)與開發(fā)的具體過程。

5.2 研究不足與建議

由于研究時(shí)間和筆者的開發(fā)能力有限，對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)和博物館教育方面的理解和認(rèn)識(shí)還存在不足，因此所開發(fā)的基于移動(dòng)設(shè)備和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(yàn)設(shè)計(jì)方面也有待提高。本研究存在的不足之處主要有以下幾個(gè)方面：該 AR 系統(tǒng)基于第三方開發(fā)平臺(tái) Aurasma 開發(fā),在功能設(shè)計(jì)方面要受到 Aurasma 平臺(tái)的限制,比如不能單獨(dú)添加音頻資料，因此，今后要努力盡可能地開發(fā)出獨(dú)立的 AR 應(yīng)用程序。在試驗(yàn)設(shè)計(jì)方面，本研究采用的是實(shí)證研究方法，，沒有設(shè)計(jì)對(duì)照組，總的來說試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)研究方法開展相關(guān)試驗(yàn)研究�？傮w來說，本次研究是對(duì)移動(dòng)設(shè)備、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和博物館教育進(jìn)行的一次初次探索，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)今后將結(jié)合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等更多高新科技繼續(xù)發(fā)展，期待增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(hào)：145887