增强现实交互技术在博物馆中的应用

朱文元

摘 要 进入信息时代后，信息技术引发社会各领域的深刻变革，推动社会的发展。在文化领域，博物馆是文化精神的传承载体，担负着收藏、教育的责任。将信息技术与博物馆的参观形式结合后，形成现实交互技术，拓展了博物馆展览的形式，丰富了文物的展览内容，提升了博物馆展览的趣味性，为人们提供综合感官刺激，极大的提高了参观的质量。

【关键词】现实交互技术 博物馆 应用

博物馆是今人了解古代文化、历史等的重要途径，是借助特定的物品、文字等载体实现文化传播和继承的重要载体。长期以来，博物馆主要通过文字介绍和讲解员解说两种形式实现观众和展品之间的信息传递，形式单一，内容枯燥，难以满足人们多元化的参观需要。近些年，随着信息技术的发展，现实交互技术获得极大的发展，实现对博物馆展览形式的丰富和拓展，是博物馆发展的重要方向。

1 增强现实交互技术

增强现实交互技术是在虚拟现实技术的基础上发展而来的，与虚拟现实技术，也就是人们俗称的VR技术相比，增强现实交互技术是借助计算机生成虚拟信息，与现实物理环境中的场景信息相融合，为人们营造虚拟与现实交融的环境，丰富了真实环境中的信息内容，为人们提供更为完善的信息体验。该技术被广泛应用于模拟训练、样机开发等领域，实现对真实场景的强化，取得极好的辅助提升效果。

2 增强现实交互技术应用于博物馆的意义

2.1 增强博物馆展示的信息量

目前，增强现实技术在博物馆中的应用主要通过智能手机或平板电脑等方式进行。借助特定的应用程度，观众可以对展览中的内容进行针对性搜索，获取更多的信息量。如“中国兵马俑”展览中，展厅内仅陈列部分的文物，其他文物尚未发掘或已经遭受破坏，在展厅难以呈现，借助增强现实技术可以实现相关文物的3D或4D展示，极大的丰富了博物馆展示的信息量，为人们了解历史和文物背景提供极好的渠道。

2.2 提供现场学习体验的机会

传统的博物馆文物展示以静态展品或视频资料为主，展览形式较为单一，难以激发人们的参观兴趣，导致人们参观的积极性不强。而增强现实交互技术可以对现实物品进行虚拟还原，如将恐龙骨架还原为栩栩如生的虚拟恐龙或还原建筑物的原始状态，如圆明园等。这能够增强展览的趣味性，使参观者产生身临其境之感。

2.3 满足个性化的参观需要

在博物馆中参观时，人们的兴趣点是有所差异的，并非所有人都对所有的展品感興趣，人们希望摆脱传统的博物馆展览路线的限制，实现个性化的展览。然而，由于博物馆的展厅众多，结构复杂，人们无法实现自身的准确定位，确定参观线路，这成为阻碍人们个性化参观的主要问题。借助增强现实交互技术的应用能够消除此问题，能够对参观者的位置进行跟踪定位并自主确定最佳参观路线，为人们的个性化参观导航，满足参观者个性化参观的需要。

3 博物馆应用增强现实交互的关键技术分析

3.1 三维建模技术

博物馆中的虚拟信息是以三维立体图形的形式展现的，通过三维立体图形和现实场景的完美契合，形成虚拟与现实交互的场景，满足人们参观的需要。在此过程中，需要借助3Dsmax等软件制作三维模型，形成特定的数据文件。

3.2 室内移动定位技术

目前，借助手机定位系统能够实现手机用户的户外精确定位，满足人们户外定位、导航的需要。但是，在室内环境下，GPS信号被建筑物遮挡，导致定位精度不足，亟需借助蓝牙实现短距离的无线定位。此外，还应该考虑定位的能耗问题，尽可能的降低定位能耗，满足人们参观时长的需要。综上，构建以蓝牙定位器、路由器和局域网为框架的定位环境，通过蓝牙信号的发送，分析路由器接收到的信号强度，从而确定相对位置关系，借助分析软件确定用户位置，之后通过蓝牙将位置信息发送给用户，完成整个定位过程。

3.3 标志物的制作与识别技术

考虑到移动设备的储存能力，无法将所有的信息储存到设备当中。所以，需要在展厅内设置特殊的标志物，通过对标志物的触发完成相应的信息展示过程。该方面，主要借助二维码实现，在展品附近张贴二维码，用户可以通过扫描二维码获取展品的相应信息及拓展信息的链接网址，从而便于人们进行信息的浏览。

3.4 三维跟踪注册技术

为了实现虚拟信息和真实场景的无缝叠加，这就要求虚拟信息与真实环境在三维空间位置中进行“配准”，即跟踪注册。而移动设备摄像头与虚拟信息的位置需要相对应，这就涉及到跟踪技术。跟踪注册技术需要先由真实场景确定虚拟场景和观察者之间的关系，再通过正确的投影将虚拟物体投影到观察者的视域范围内。常用的跟踪注册方法有四种：基于硬件的跟踪注册、基于机器视觉、基于无线网络的和混合跟踪注册技术。在使用过程中，应该根据展馆特点灵活选择，确保虚拟模型与现实场景的完美融合，共同构成生动的形态或景象。

4 结束语

总体来说，增强现实交互技术的应用是对博物馆职能实现的补充，能够为公众了解和学习展品知识提供全新的途径，为人们提供多元化的参观形式，增强了展览的信息感，丰富展品的信息量，满足人们体验学习和立体参观的需要，是博物馆未来发展的主流方向，应该在后续的发展中，不断完善和改进增强现实交互技术，将被动参观转化为互动参观，充分发挥了博物馆的社会教育作用。

参考文献

[1]李文霞，司占军，顾翀.增强现实技术在博物馆中的应用研究[J].电脑知识与技术，2014（01）：160-162.

[2]生枫凯.虚拟现实技术在博物馆展示设计中的应用概述[J].自然科学：文摘版，2016（03）：00283.

[3]虞晶怡.博物馆光场夜-虚拟现实技术的最新应用[J].科学教育与博物馆，2016，2（05）：377-383.

[4]王希凝，黄海燕.基于虚拟现实技术的博物馆展示设计[J].大众文艺，2014（01）：76-77.

作者单位

故宫博物院 北京市 100009