基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬校園手機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)研究

童可

摘 要 基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬校園手機(jī)app項(xiàng)目研究基于對(duì)國(guó)內(nèi)外增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的研究應(yīng)用的基礎(chǔ)上，提出新的期望與方向。期望我們能把我們的校園建設(shè)、學(xué)校歷史、人文關(guān)懷等方面直接融入我們的生活，也是把戶外增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和用戶需求結(jié)合起來(lái)。通過(guò)這款基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的手機(jī)應(yīng)用，拿出手機(jī)掃描校園建筑，就可以重現(xiàn)建筑遺址，追溯校園的歷史故事，查看別人在此地留下的留言合影。針對(duì)校內(nèi)師生，可以通過(guò)這款手機(jī)應(yīng)用來(lái)查看校車還有多久到達(dá)，掃描食堂時(shí)還可以獲知有哪些美味可口的飯菜。針對(duì)外來(lái)游客，通過(guò)這款手機(jī)應(yīng)用可以獲知想去地方的路線，最近的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)在哪里等等。

關(guān)鍵詞 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) 虛擬校園 手機(jī)應(yīng)用 遺址重現(xiàn) 校園歷史文化

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0前言

隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展近年來(lái)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為人機(jī)接口和仿真工具，被稱為21世紀(jì)最具應(yīng)用前景的三大技術(shù)之一，受到的關(guān)注日益廣泛。近年來(lái)，隨著移動(dòng)設(shè)備計(jì)算能力增強(qiáng)和對(duì)網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境的關(guān)注、對(duì)戶外增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和支持分布式協(xié)同操作增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的研究明顯增加。國(guó)外已有許多增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的案例，但國(guó)內(nèi)對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究任處在起步階段。針對(duì)這種現(xiàn)狀，本研究就是將移動(dòng)設(shè)備與對(duì)戶外增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，利用一個(gè)手機(jī)app應(yīng)用，將鏡頭對(duì)準(zhǔn)校園某個(gè)建筑物，就可以重現(xiàn)建筑遺址，追溯校園的歷史故事，查看別人在此地留下的留言合影，或者他人關(guān)于這個(gè)建筑的評(píng)價(jià)會(huì)浮現(xiàn)在畫面之上。通過(guò)這款基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的手機(jī)應(yīng)用，針對(duì)校內(nèi)師生拿出手機(jī)掃描校園車站點(diǎn)，可以通過(guò)這款手機(jī)應(yīng)用來(lái)查看校車還有多久到達(dá)；掃描食堂時(shí)還可以獲知有哪些美味可口的飯菜。針對(duì)外來(lái)游客，通過(guò)這款手機(jī)應(yīng)用可以獲知想去地方的路線，最近的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)在哪里等等。

1增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的科學(xué)依據(jù)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供的信息增加用戶對(duì)現(xiàn)實(shí)世界感知的技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，并將計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體、場(chǎng)景或系統(tǒng)提示信息疊加到真實(shí)場(chǎng)景中。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)提供了在一般情況下，不同于人類可以感知的信息。它不僅展現(xiàn)了真實(shí)世界的信息，而且將虛擬的信息同時(shí)顯示出來(lái)，兩種信息相互補(bǔ)充、疊加。同沉浸式的虛擬現(xiàn)實(shí)相比，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)不但應(yīng)用的場(chǎng)合廣泛，而且更加安全。

2增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

人們對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的研究是從1990年代初期開(kāi)始，當(dāng)時(shí)需要昂貴的硬件設(shè)備。初期主要實(shí)現(xiàn)方式采用HMD（Head Mounted Display）。隨著個(gè)人電腦的性能不斷改進(jìn)，2007年左右AR的概念開(kāi)始逐漸的在專門的研究者之外流傳開(kāi)來(lái)?，F(xiàn)在小型照相設(shè)備的高解析度化，以及各種Sensor的發(fā)展，移動(dòng)設(shè)備上也可以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。HMD設(shè)備的進(jìn)化，越來(lái)越接近實(shí)用。

計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)領(lǐng)域的先驅(qū)者Ivan Sutherland和他在哈佛大學(xué)及猶他州州立大學(xué)的學(xué)生就共同開(kāi)發(fā)出了最早的AR系統(tǒng)模型，它提出Ultimate Display（終極顯示）一詞，用來(lái)描述計(jì)算機(jī)圖形的顯示系統(tǒng)，可以追蹤人的頭部以更新顯示，讓用戶猶如置身于虛擬現(xiàn)實(shí)中，所以，他被認(rèn)為是現(xiàn)代虛擬現(xiàn)實(shí)的先驅(qū)。此后，從70年代至80年代，在美國(guó)空軍基地阿姆斯特朗實(shí)驗(yàn)室、NASA艾姆斯研究中心和北卡羅來(lái)納大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室中，都有少數(shù)研究人員從事AR系統(tǒng)的研究。到了90年代，波音公司研究人員曾經(jīng)開(kāi)發(fā)出試驗(yàn)性的AR系統(tǒng)，用以在工人組裝線路時(shí)提供輔助。近十年中，硬件價(jià)格的急劇降低使AR系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的價(jià)格降到可以接受的水平，從而帶動(dòng)了新一輪AR系統(tǒng)研究的高潮。從1998年起，全世界AR系統(tǒng)的研究者每年都要召開(kāi)一次會(huì)議，交流最新的研究成果。

3基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用

當(dāng)你想知道今天的天氣情況的時(shí)候，還是在聽(tīng)新聞聯(lián)播之后的天氣預(yù)報(bào)嗎？當(dāng)你想知道哪輛公車可以回家的時(shí)候，還是要挨個(gè)公交站牌去找尋么？當(dāng)你想認(rèn)識(shí)一個(gè)漂亮mm的時(shí)候，還是要鼓起勇氣跑上前去跟她搭訕嗎？當(dāng)你在街上游蕩，想找到一家吃晚餐的地方的時(shí)候，你還是查完大眾點(diǎn)評(píng)查谷歌地圖嗎？如果現(xiàn)在有一種技術(shù)，可以讓你想知道天氣的時(shí)候，直接仰望蒼穹；想知道公車信息的時(shí)候，直接去問(wèn)公車；想知道m(xù)m信息的時(shí)候，直接掃描mm本人；想找附近吃飯的地方時(shí)，直接攝像頭環(huán)繞周邊……會(huì)不會(huì)聽(tīng)上去有點(diǎn)離譜呢？其實(shí)這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的非常成熟了，就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)。新的技術(shù)，將徹底打破互聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)實(shí)的界限，那就是現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)。

這項(xiàng)技術(shù)將在不久的將來(lái)使我們的生活發(fā)生徹底的改變?；ヂ?lián)網(wǎng)將降臨現(xiàn)實(shí)世界。此次基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬校園手機(jī)app項(xiàng)目研究基于再對(duì)國(guó)內(nèi)外增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的研究應(yīng)用的基礎(chǔ)上，提出新的期望與方向。期望我們能把我們的校園建設(shè)、學(xué)校歷史、人文關(guān)懷等方面直接融入我們的生活。也是把戶外增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和用戶需求結(jié)合起來(lái)。通過(guò)這款基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的手機(jī)應(yīng)用，拿出手機(jī)掃描校園建筑，就可以重現(xiàn)建筑遺址，追溯校園的歷史故事，查看別人在此地留下的留言合影。針對(duì)校內(nèi)師生，可以通過(guò)這款手機(jī)應(yīng)用來(lái)查看校車還有多久到達(dá)，掃描食堂時(shí)還可以獲知有哪些美味可口的飯菜。針對(duì)外來(lái)游客，通過(guò)這款手機(jī)應(yīng)用可以獲知想去地方的路線，最近的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)在哪里等等。

參考文獻(xiàn)

[1] Brian Fling。移動(dòng)應(yīng)用的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[M].馬晶慧，譯.電子工業(yè)出版社，2010.

[2] 曹倩.實(shí)驗(yàn)互動(dòng)裝置藝術(shù)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

[3] 方興，蔡新元，楊雪松，等.數(shù)字化設(shè)計(jì)藝術(shù)[M].武漢理工大學(xué)出版社，2004.

[4] 王正盛，陳征.VRP11虛擬現(xiàn)實(shí)編輯器標(biāo)準(zhǔn)教程[M].印刷工業(yè)出版社，2011.

[5] 鐘玉琢.多媒體計(jì)算機(jī)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社，2009.