基于AR技術(shù)的非遺產(chǎn)品交互媒體技術(shù)研究

陳輝

摘 要： AR技術(shù)主要將用戶周圍的現(xiàn)實(shí)情況跟計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的虛擬場(chǎng)景有機(jī)融合在一起，增強(qiáng)用戶對(duì)于真實(shí)存在現(xiàn)實(shí)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，AR技術(shù)讓情景更加逼真，利用觸覺、聽覺、視覺等交互行為，獲得環(huán)境和用戶的自然交互，能夠被普遍應(yīng)用在文化、娛樂、教育、醫(yī)療、工業(yè)等行業(yè)，因此，對(duì)于AR技術(shù)的研究，對(duì)于推動(dòng)各行各業(yè)的發(fā)展非常有意義。針對(duì)此現(xiàn)狀，在分析AR技術(shù)的特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域以及技術(shù)的成熟度的基礎(chǔ)上，對(duì)“平度大澤山天柱山魏碑”的核心內(nèi)容及開發(fā)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，提出AR技術(shù)的“平度大澤山天柱山魏碑”開發(fā)技術(shù)路線，技術(shù)實(shí)現(xiàn)，交互性多媒體開發(fā)策略。該研究對(duì)于AR技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用有積極意義。

關(guān)鍵詞： AR技術(shù)； 非遺產(chǎn)品； 交互媒體； 虛擬場(chǎng)景

中圖分類號(hào)： TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2017）22?0116?03

Abstract： The AR technology mainly makes users′ surrounding circumstances organically fused with the virtual scenes produced by computers to enhance users′ understanding of the realistic existence. The AR technology makes the scene seem more vivid， by which natural interaction between users and environment can be obtained by means of interactive behaviors such as touch， hearing and vision. The AR technology can be widely applied in the fields of culture， entertainment， education， medicine and industry. Therefore， research on the AR technology has great significance in promoting the development of all walks of life. In view of this， the core content and development situation of "Dazeshan Tianzhu stela of Northern Wei dynasty in Pingdu" were analyzed after analyzing the characteristics， application field and maturity of the AR technology. A technology development route， technology realization， and development strategy of interactive multimedia of "Dazeshan Tianzhu stela of Northern Wei dynasty in Pingdu" are proposed based on the AR technology. The research has positive significance for further application of the AR technology.

Keywords： AR technology； non?heritage product； interactive media； virtual scene

0 引 言

AR是VR一個(gè)非常重要的分支部分。AR疊加虛擬信息到用戶的真實(shí)情景中，呈現(xiàn)出人們需要的信息在真實(shí)環(huán)境中以交互和實(shí)時(shí)的方式，提高用戶的感知能力。AR不僅將VR的基本特點(diǎn)繼承了，還注重協(xié)調(diào)和增強(qiáng)真實(shí)場(chǎng)景，所以其具有比VR應(yīng)用更加廣泛的領(lǐng)域。當(dāng)前，已經(jīng)普遍應(yīng)用AR技術(shù)。本文以ARToolkit為開發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了一種基于AR的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)“平度大澤山天柱山魏碑”資源開發(fā)研究，重點(diǎn)針對(duì)系統(tǒng)具體需求與AR技術(shù)的特點(diǎn)討論了其交互界面的設(shè)計(jì)。

1 “平度大澤山天柱山魏碑”的核心內(nèi)容及開發(fā)

現(xiàn)狀

“平度大澤山天柱山魏碑”在整個(gè)山東非常出名，是中國的一項(xiàng)文化財(cái)富。由于鄭羲去世后的謚號(hào)為鄭文公，所以該碑文名稱為：“魏故中書令秘書監(jiān)鄭文公之碑”，簡(jiǎn)稱鄭文公碑。鄭道昭是一位著名的書法家，曾在北魏最負(fù)盛名，由其親筆寫的魏碑體，主要突出體現(xiàn)了我國書法由隸書到楷書的轉(zhuǎn)變，因此該碑文至今都是書法家致力推薦的。于1988年5月份，平度市天柱山石刻列為國務(wù)院公布的第三批全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位，成為青島市惟一的全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位。從現(xiàn)有的文獻(xiàn)資料來看，少有見到利用數(shù)字技術(shù)和現(xiàn)代科技手段對(duì)“平度大澤山天柱山魏碑”進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的案例研究，也未查閱到有關(guān)利用AR技術(shù)手段對(duì)“平度大澤山天柱山魏碑”進(jìn)行一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)和運(yùn)營的實(shí)踐活動(dòng)。

2 AR技術(shù)的“平度大澤山天柱山魏碑”開發(fā)技

術(shù)路線

AR系統(tǒng)一般是由一組實(shí)時(shí)工作、密切相連的軟件系統(tǒng)和硬件部分一起協(xié)同完成，主要形式分為三種：視頻，光學(xué)透視式和Monitor?Based。AR系統(tǒng)整體特征是：將虛擬物體定位添加在3D空間中；達(dá)到交互性；虛擬和真實(shí)世界的信息集成。當(dāng)前，AR技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到文化旅游、ICH、工程、游戲娛樂、影視動(dòng)漫、醫(yī)療、建筑、軍事、教育等領(lǐng)域。以AR技術(shù)為基礎(chǔ)的ICH開發(fā)技術(shù)路線如圖1所示。

3 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

采用Painter tool SAI工具來繪制文化標(biāo)簽的繪制過程，主要對(duì)“平度大澤山天柱山魏碑”，以及周圍的刻石繪本當(dāng)作AR實(shí)時(shí)跟蹤對(duì)象，在該軟件中可以實(shí)現(xiàn)多媒體技術(shù)的整合應(yīng)用，并且可以利用擴(kuò)展功能來實(shí)現(xiàn)XML格式的圖像進(jìn)行標(biāo)志性語言的描述，最終實(shí)現(xiàn)跟蹤目標(biāo)對(duì)象采用多媒體技術(shù)來儲(chǔ)存信息。本文采用的案例中依據(jù)非遺產(chǎn)品的故事設(shè)計(jì)，一共繪制了22張的繪本圖像當(dāng)作系統(tǒng)跟蹤的文本標(biāo)志，并且令文本標(biāo)簽的大小為880×503像素，為了確保標(biāo)識(shí)圖像的最終跟蹤信息不丟棄，將繪本完成的繪制文件完成之后就需要轉(zhuǎn)換成PDF格式進(jìn)行繪制文本。endprint

實(shí)現(xiàn)對(duì)于非文化物質(zhì)遺產(chǎn)內(nèi)容的數(shù)字化處理，制作數(shù)字動(dòng)畫和三維模型都是通過第三方軟件lava/ads max實(shí)施的。最后實(shí)現(xiàn)數(shù)字影像是在軟件Adobue frem.iere CS6/After EffectsCS4上根據(jù)“平度大澤山天柱山魏碑”內(nèi)容，對(duì)于此案例的開發(fā)過程中，主要對(duì)于碑文上的文字進(jìn)行數(shù)字化處理：環(huán)境造型設(shè)計(jì)、三維場(chǎng)景設(shè)計(jì)、碑文三維動(dòng)畫表現(xiàn)和數(shù)字影像設(shè)計(jì)創(chuàng)作，總共包括鄭羲的生平事跡和著述、碑上的漢字書法的三維情節(jié)動(dòng)畫、石碑建筑三維模型。

集成AR技術(shù)整體上在Vuforia SDK、Android SDK，Unity3D集成的開發(fā)環(huán)境下通過C#工具達(dá)到集成虛實(shí)融合技術(shù)，到最后采用軟件的后綴功能來實(shí)現(xiàn)，其開發(fā)工具具體如圖2所示。

4 交互性多媒體開發(fā)策略

本節(jié)主要對(duì)如何開發(fā)和應(yīng)用“平度大澤山天柱山魏碑”ICH進(jìn)行分析，依據(jù)CDIM開發(fā)模型和ARCDIS系統(tǒng)原型。

4.1 文化數(shù)字化植入開發(fā)模式分析

依據(jù)上文對(duì)于“平度大澤山天柱山魏碑”ICH相關(guān)內(nèi)容的分析。下文對(duì)于“平度大澤山天柱山魏碑”ICH開發(fā)模式的構(gòu)件，“平度大澤山天柱山魏碑”ICH的文化數(shù)字化設(shè)計(jì)開發(fā)模式的表示如圖3所示。

在開發(fā)的整個(gè)過程里，首先分析“平度大澤山天柱山魏碑”ICH資源，對(duì)植入主體和植入客體進(jìn)行分析，分析植入文化數(shù)字的適應(yīng)性與匹配性。本文分植入主體為三個(gè)大的類型：第一個(gè)類型包括各種種類在內(nèi)的故事繪本、工藝品、紀(jì)念品的文化創(chuàng)意產(chǎn)品；第二種類型為以書畫和詩詞為主的文化藝術(shù)展品；第三個(gè)類型為以文化遺產(chǎn)景觀為主的實(shí)體建筑。在分析創(chuàng)新“平度大澤山天柱山魏碑”ICH的過程中，制作三維模型、數(shù)字影像、數(shù)字動(dòng)畫等形態(tài)的文化內(nèi)容的創(chuàng)作與討論以“平度大澤山天柱山魏碑”以及相關(guān)的文化藝術(shù)作品代表的文化內(nèi)容，依據(jù)紀(jì)念品、工藝品等文化創(chuàng)意作品，以及文化藝術(shù)產(chǎn)品和實(shí)體建筑景觀，通過AR技術(shù)集成手段，利用實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用開發(fā)ARCDIS系統(tǒng)原型，最終達(dá)到“平度大澤山天柱山魏碑”文化景觀中ICH相應(yīng)的體驗(yàn)服務(wù)，AR體現(xiàn)文化藝術(shù)作品和文化創(chuàng)業(yè)作品。AR文化創(chuàng)意產(chǎn)品主要是指通過AR技術(shù)植入文化數(shù)字所形成的包括嚴(yán)肅游戲、傳說故事繪本、紀(jì)念品、手工工藝品等文化產(chǎn)品。文化藝術(shù)作品的AR詮釋與展示是指在“平度大澤山天柱山魏碑”景區(qū)中所存放的書籍、各類詩詞、各類書畫等相關(guān)的作者著作以及敘述的大致內(nèi)容可以采用數(shù)字化來展示。

4.2 應(yīng)用策略

由于ARCDIS系統(tǒng)的原先設(shè)計(jì)主要根據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)中的視覺三維注冊(cè)與跟蹤的途徑進(jìn)行設(shè)計(jì)，在正式開發(fā)時(shí)一定要將相應(yīng)的文化標(biāo)簽設(shè)置好，采用計(jì)算機(jī)三維視覺技術(shù)以及追蹤技術(shù)來獲取目標(biāo)物。在以開發(fā)和設(shè)計(jì)“平度大澤山天柱山魏碑”三個(gè)種類的產(chǎn)品體系中，以ARCDIS系統(tǒng)為基礎(chǔ)，能夠?qū)⑷齻€(gè)種類的場(chǎng)景設(shè)置好，也能夠交叉應(yīng)用在三個(gè)不一樣的應(yīng)用場(chǎng)景中，例如在開發(fā)AR “平度大澤山天柱山魏碑”的嚴(yán)肅游戲、紀(jì)念品、工藝品、故事繪本等文化產(chǎn)品時(shí)，可以設(shè)置互動(dòng)體驗(yàn)區(qū)在“平度大澤山天柱山魏碑”文化景區(qū)中，在互動(dòng)體驗(yàn)區(qū)時(shí)，利用配置高清DV攝像機(jī)和大屏幕顯示設(shè)備，在PC平臺(tái)進(jìn)行相關(guān)展示，提供不同于智能平板電腦和智能手機(jī)的ICH數(shù)字化互動(dòng)體驗(yàn)效果。這種應(yīng)用的方法，一方面可以提高游客旅游時(shí)的觀光時(shí)間，當(dāng)游客在景區(qū)旅游時(shí)，又可以讓游客體驗(yàn)和解讀“平度大澤山天柱山魏碑”ICH的文化的互動(dòng)性和趣味性更加深刻，還能讓“平度大澤山天柱山魏碑”書法文化景觀的文化旅游主題獲得更好的體現(xiàn)。利用AR技術(shù)來解釋文化藝術(shù)作品，并將其更好地展示在大屏幕上或者其他地方，以便于風(fēng)景區(qū)旅游來的人更好地欣賞文化藝術(shù)作品的內(nèi)涵，讓游客更好地欣賞其外形之美的同時(shí)，理解其內(nèi)在精神。將AR技術(shù)運(yùn)用在“平度大澤山天柱山魏碑”的實(shí)體景觀里面，可以將一些文化的標(biāo)簽設(shè)置出來，并向游客的智能手機(jī)推送“平度大澤山天柱山魏碑”的ICH數(shù)字化內(nèi)容。這樣游客可以更好地利用手中的電子設(shè)備欣賞和體驗(yàn)實(shí)體和虛幻結(jié)合的文化盛宴。

5 結(jié) 論

綜上所述，采用AR技術(shù)對(duì)于非遺產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)多媒體交互技術(shù)的開發(fā)，是一種涉及多個(gè)領(lǐng)域，多個(gè)學(xué)科以及多業(yè)態(tài)交叉與融合的數(shù)字文化產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新開發(fā)模式。本文從分析民間文學(xué)類ICH開發(fā)現(xiàn)狀和困境出發(fā)，以國家級(jí)ICH“平度大澤山天柱山魏碑”為例，根據(jù)CDIM的理論，在資源分析后，分析了之前開發(fā)模式缺陷。同時(shí)分析了現(xiàn)有的開發(fā)模式的操作過程，即在“平度大澤山天柱山魏碑” ICH物質(zhì)媒介載體中，插入文化多媒體，并植入數(shù)字化文化創(chuàng)意產(chǎn)品，并以此進(jìn)行實(shí)例來開發(fā)，在ARCDIS系統(tǒng)原型上，并探討了此實(shí)例的系統(tǒng)目標(biāo)、運(yùn)作流程、技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法，并做了測(cè)試在智能手機(jī)上。

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