基于AR技術(shù)的通信行業(yè)信息系統(tǒng)用戶教育模式

文/戴越 李靜

（1.中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)云南有限公司 云南省昆明市 650000）

（2.昆明長(zhǎng)水國(guó)際機(jī)場(chǎng) 云南省昆明市 650000）

1 前言

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Augmented Reality，簡(jiǎn)稱AR），也叫混合現(xiàn)實(shí)，是一種在最近幾年得到充分發(fā)展和特別關(guān)注的技術(shù)，它能夠?qū)⑻摂M的數(shù)字化信息與真實(shí)生活中的信息相結(jié)合，從而讓用戶體驗(yàn)到在真實(shí)世界中的時(shí)間空間中，難以直接體驗(yàn)到的信息（例如圖像信息、聲音信息、味覺(jué)信息等）。AR技術(shù)通過(guò)電腦技術(shù)，模擬仿真后將信息提供用戶，讓用戶感官可以感知到這些虛擬的信息疊加在真實(shí)的信息之上，從而實(shí)現(xiàn)超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。因?yàn)锳R技術(shù)在用戶感知方面獨(dú)特效果，在教育領(lǐng)域，已有了較多的AR技術(shù)實(shí)踐成功經(jīng)驗(yàn)[1]。虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境就是指基于AR技術(shù)的教學(xué)方法，它的理論基礎(chǔ)揭示了學(xué)習(xí)是刺激—反應(yīng)（S-R）聯(lián)結(jié)公式，刺激引發(fā)反應(yīng)從而完成學(xué)習(xí)。在AR技術(shù)提供的學(xué)習(xí)模式中，學(xué)習(xí)者與環(huán)境互動(dòng)，并且得到快速的反饋結(jié)果，再根據(jù)反饋結(jié)果引發(fā)下一步的操作，形成知識(shí)和反應(yīng)的鏈接關(guān)系[2]。從已有的AR實(shí)踐成果來(lái)看，在教育界新技術(shù)已經(jīng)體現(xiàn)出了良好的適應(yīng)性和效能比。將AR技術(shù)應(yīng)用于通信行業(yè)解決信息化系統(tǒng)管理問(wèn)題，是一種突破性的研究。

2 通信行業(yè)信息系統(tǒng)管理現(xiàn)狀

通信行業(yè)信息化系統(tǒng)眾多，各系統(tǒng)由不同開(kāi)發(fā)商進(jìn)行開(kāi)發(fā)，各系統(tǒng)采用的架構(gòu)也各不相同。以用戶信息管理為例，各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)均在自己架構(gòu)下有著自己的用戶管理體系，存在用戶數(shù)據(jù)分散、規(guī)則與標(biāo)準(zhǔn)不一致、授權(quán)獨(dú)立、維護(hù)成本高以及安全審計(jì)等風(fēng)險(xiǎn)。隨著通信行業(yè)信息化的不斷發(fā)展，整體系統(tǒng)用戶群越來(lái)越龐大，公司內(nèi)崗位分工越來(lái)越復(fù)雜，員工角色的權(quán)限劃分也越來(lái)越敏感，因用戶信息不準(zhǔn)確導(dǎo)致的問(wèn)題風(fēng)險(xiǎn)也越發(fā)突出。

2.1 信息化系統(tǒng)管理難點(diǎn)

通過(guò)抽樣調(diào)研統(tǒng)計(jì)，通信行業(yè)大部分系統(tǒng)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了IT固化的用戶管理機(jī)制。在信息保存、查詢、調(diào)度等方面表現(xiàn)均較好。主要的管理難點(diǎn)在于用戶信息本身在錄入系統(tǒng)時(shí)的準(zhǔn)確度上。因?yàn)闃I(yè)務(wù)的多樣性，造成各系統(tǒng)擁有各自的用戶信息管理模塊，通常的用戶信息管理維護(hù)都主要通過(guò)人工錄入的方式進(jìn)行。而人工處理，容易發(fā)生錯(cuò)誤，導(dǎo)致信息不一致，從而影響了后續(xù)整個(gè)用戶信息的管理和使用。

2.2 AR技術(shù)運(yùn)用于通信行業(yè)信息系統(tǒng)用戶教育的開(kāi)發(fā)原則

傳統(tǒng)情況上，通信行業(yè)的系統(tǒng)管理員在解決用戶信息管理問(wèn)題時(shí)，主要是從提高信息化系統(tǒng)的操作體驗(yàn)、自動(dòng)校驗(yàn)、提升系統(tǒng)穩(wěn)定性等技術(shù)手段入手，但是效果一般都比較差。經(jīng)常是投入了較高的開(kāi)發(fā)資源和實(shí)踐成本后，存在對(duì)實(shí)際提升不明顯或者根本沒(méi)有效果的情況。

導(dǎo)致通信行業(yè)信息化系統(tǒng)用戶管理困境的一個(gè)核心問(wèn)題，其實(shí)出在了使用者本身對(duì)業(yè)務(wù)管理要求的不了解。而解決這個(gè)問(wèn)題最好的辦法是能夠更有效的教育使用者本身，快速提高使用者對(duì)管理規(guī)則的理解，從而從根本上提升用戶信息管理的水平。

AR技術(shù)是突破目前困局的有力方法?；贏R技術(shù)的特點(diǎn)[3]，本文提出了可應(yīng)用于通信行業(yè)信息化系統(tǒng)的AR教育模式基礎(chǔ)理論和開(kāi)發(fā)模式。

3 基于AR技術(shù)的通信行業(yè)信息系統(tǒng)教育模式基礎(chǔ)理論

3.1 情景認(rèn)知原則

情景認(rèn)知既感情與景色。在漢語(yǔ)詞典的基本釋義是：在一定時(shí)間內(nèi)各種情況的相對(duì)的或結(jié)合的境況。而情景學(xué)習(xí)，在教育界并不陌生，甚至是一種主流的教育界學(xué)習(xí)方式。它是由美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的讓·萊夫（Jean Lave）教授于1990年前后提出的一種學(xué)習(xí)方式[4]。情境學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)，就是把學(xué)習(xí)定義為是基于差異資源的一種社會(huì)中的實(shí)踐，不僅限于個(gè)體意義的建構(gòu)[5]。

情景學(xué)習(xí)是把學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中，自然的融合知識(shí)學(xué)習(xí)和自我意識(shí)的過(guò)程。主要的學(xué)習(xí)目標(biāo)集中在學(xué)習(xí)身份和角色含義，將生活中的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)認(rèn)知緊密結(jié)合，讓學(xué)習(xí)者體驗(yàn)到學(xué)以致用的學(xué)習(xí)感知。由此，突破了傳統(tǒng)的書(shū)本式學(xué)習(xí)中的去自我、輕情景的難點(diǎn)。要求學(xué)習(xí)和使用必須緊密結(jié)合，而不是分布在不同的時(shí)間和空間。

3.2 視覺(jué)傳達(dá)原則

在信息化系統(tǒng)的使用過(guò)程中，使用者多數(shù)都是通過(guò)視覺(jué)來(lái)接收和分辨信息的。根據(jù)心理學(xué)測(cè)定結(jié)果，進(jìn)入人類大腦的信息約有85%來(lái)自眼睛，有10%來(lái)自耳朵，其余5%來(lái)自人的其他器官[6]。因此，提升信息化系統(tǒng)教育（傳遞信息）能力，主要的傳達(dá)信息途徑就是視覺(jué)感官，要把視覺(jué)傳達(dá)的規(guī)律作為一個(gè)重要的設(shè)計(jì)原則。

確保視覺(jué)傳達(dá)的有效性，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的因素：一是符合用戶習(xí)慣，即人本化設(shè)計(jì)。視覺(jué)的傳達(dá)應(yīng)符合用戶使用的習(xí)慣和人類身體的本能，如閱讀習(xí)慣是從上而下，從左而右。二是必須是美觀的。符合用戶審美觀點(diǎn)的設(shè)計(jì)才能讓用戶更有效的接收需要表達(dá)的含義。三是耦合周邊條件，每一種設(shè)計(jì)不能獨(dú)立的存在，必須要充分考慮到用戶特征、業(yè)務(wù)特點(diǎn)和使用場(chǎng)景等各種因素。

3.3 構(gòu)建主義原則

構(gòu)建主義的學(xué)習(xí)觀認(rèn)為，學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)生，是一個(gè)自我構(gòu)建知識(shí)的過(guò)程。學(xué)生在學(xué)習(xí)中應(yīng)該主動(dòng)的去追尋和構(gòu)建知識(shí)，而不是依賴于被動(dòng)的接受知識(shí)。學(xué)生對(duì)于接受的外部信息，要根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)、特點(diǎn)進(jìn)行主動(dòng)的選擇、優(yōu)化和加工，最終形成一套適合自己認(rèn)知的個(gè)人知識(shí)，或者通常稱為“成為自己的理解”。

構(gòu)建主義的教學(xué)觀認(rèn)為，教育者提供的教學(xué)，應(yīng)是一個(gè)因材施教的過(guò)程。教學(xué)對(duì)于教育者，應(yīng)該要考慮學(xué)生自身的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，而不是簡(jiǎn)單直接的把知識(shí)填鴨式的輸出給學(xué)生。正確的教學(xué)方式應(yīng)該基于學(xué)生原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，把新知識(shí)作為原有知識(shí)的發(fā)散點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生基于自己的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，主動(dòng)去學(xué)習(xí)和建構(gòu)新的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)。教學(xué)過(guò)程中，需要注重知識(shí)的轉(zhuǎn)換過(guò)程，既需要教師和學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間，能夠針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行探索，在探索中共同交流、學(xué)習(xí)，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的轉(zhuǎn)換。

信息化系統(tǒng)中，把使用者劃分為學(xué)習(xí)者，而AR教育模塊則成為成為了教育者。用戶是是知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者，AR教育模塊則在用戶學(xué)習(xí)的過(guò)程中，主要起到組織、幫助、指導(dǎo)和加強(qiáng)的作用。系統(tǒng)所提供的提示是用戶主動(dòng)建構(gòu)意義的對(duì)象；功能設(shè)計(jì)是用來(lái)創(chuàng)設(shè)情境、進(jìn)行人機(jī)協(xié)作式學(xué)習(xí)和對(duì)話交流。最終目的是鼓勵(lì)用戶自主學(xué)習(xí)，自主研究，從而打破傳統(tǒng)的系統(tǒng)與用戶之間的關(guān)系。

4 基于AR技術(shù)的通信行業(yè)信息系統(tǒng)用戶教育的開(kāi)發(fā)模式

4.1 開(kāi)發(fā)工具

目前通信行業(yè)普遍在推行降本增效的理念，同時(shí)也在強(qiáng)調(diào)自主研發(fā)和核心能力掌控。因此通信行業(yè)內(nèi)部自行研發(fā)AR教育模塊是必選模式。但目前AR核心技術(shù)門(mén)檻較高，而通信行業(yè)普遍的IT研發(fā)能力尚較初級(jí)，因此選用成熟的，輕量級(jí)的AR制作工具進(jìn)行開(kāi)發(fā)制作，是符合通信行業(yè)現(xiàn)狀的開(kāi)發(fā)模式。

輕量級(jí)AR制作工具是指不需要開(kāi)發(fā)者具有編程基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)時(shí)不需要接觸AR技術(shù)的核心代碼，只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的編程，甚至界面內(nèi)進(jìn)行圖形化的拖拉、設(shè)置等操作，就能夠完成AR作品的制作工具[7]。這些工具一般由成熟的AR業(yè)內(nèi)開(kāi)發(fā)人員設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)功能核心。工具所能提供的能力范圍根據(jù)其版本和開(kāi)發(fā)者的設(shè)計(jì)而定，一般可以滿足絕大多數(shù)的AR使用場(chǎng)景?，F(xiàn)今國(guó)內(nèi)外有大量可用的AR開(kāi)源庫(kù)和軟件開(kāi)發(fā)工具包（Software Development Kit，簡(jiǎn)稱SDK）。如國(guó)外開(kāi)發(fā)的AR開(kāi)發(fā)平臺(tái)如蘋(píng)果公司的ARkit，谷歌公司的 Tango；國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的AR開(kāi)發(fā)平臺(tái)，如免的EasyAR、HiAR，騰訊公司的QQ-AR等，都可以為通信行業(yè)的AR開(kāi)發(fā)人員提供簡(jiǎn)便開(kāi)發(fā)途徑。

4.2 設(shè)計(jì)策略

根據(jù)通信行業(yè)信息化系統(tǒng)的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)和從業(yè)人員情況，本文提出了功能設(shè)計(jì)策略，更好的契合AR教育模塊的使用場(chǎng)景。

4.2.1 以自主探索為主的主動(dòng)式學(xué)習(xí)模式

AR教學(xué)模塊功能設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)去預(yù)估用戶行為。在功能開(kāi)發(fā)時(shí)，注重情景的設(shè)計(jì)，控制用戶行為，引導(dǎo)用戶主動(dòng)參與。利用AR技術(shù)，讓用戶通過(guò)明顯的指示，實(shí)際操作。在做中學(xué)習(xí)，在做中獲得知識(shí)，在做中加深記憶，從而獲得更好的用戶引導(dǎo)和教育效果。

4.2.2 以手機(jī)平臺(tái)為載體的移動(dòng)式支撐模式

AR技術(shù)需要一個(gè)載體作為用戶的使用媒介。在目前的手機(jī)終端高速發(fā)展的時(shí)代背景中，手機(jī)終端作為一個(gè)通用普遍，且?guī)缀醺采w所有人群的平臺(tái)，非常適合作為AR教學(xué)模塊的載體[8]。手機(jī)平臺(tái)主要的操作系統(tǒng)為谷歌公司推出的安卓以及蘋(píng)果公司的IOS系統(tǒng)，都是成熟可靠的手機(jī)端操作系統(tǒng)，基于此的軟件開(kāi)發(fā)已經(jīng)得到大量的實(shí)踐應(yīng)用，行業(yè)內(nèi)有大量的技術(shù)積累，降低了技術(shù)門(mén)檻，有益于AR技術(shù)的開(kāi)發(fā)落地。

4.2.3 以視覺(jué)演示為主的演示式引導(dǎo)模式

AR技術(shù)具備真實(shí)世界與虛擬信息的集成、實(shí)時(shí)交互、在三維尺度空間中添加虛擬對(duì)象的特點(diǎn)。在信息化系統(tǒng)用戶教育引導(dǎo)中應(yīng)有效發(fā)揮。AR教學(xué)模塊可以采用投屏、界面效果增強(qiáng)等方式，將系統(tǒng)的使用規(guī)則和操作方法，展現(xiàn)成演示式的引導(dǎo)，包括但不限于三維模型、圖片、視頻、文字，在此基礎(chǔ)上在加入動(dòng)態(tài)交互元素，使用戶的交互感和沉浸感更強(qiáng)。

5 結(jié)語(yǔ)

目前，相比于傳統(tǒng)信息化系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的用戶教育和引導(dǎo)方式，AR技術(shù)的應(yīng)用可以突破性的提升用戶自主學(xué)習(xí)的能力，降低信息化系統(tǒng)的學(xué)習(xí)使用成本，提升用戶感知和信息化支撐水平，解決目前存在的信息化系統(tǒng)管理困境。但是在通信行業(yè)公司中，對(duì)AR技術(shù)的技術(shù)積累和概念推廣水平都較低。特別是對(duì)于信息化系統(tǒng)的管理員和規(guī)劃人員，仍局限于傳統(tǒng)的技術(shù)框架和支撐認(rèn)知，自主開(kāi)發(fā)AR相關(guān)技術(shù)的困難較大，門(mén)檻較高。在行業(yè)內(nèi)，AR技術(shù)也仍然屬于前沿技術(shù)，成熟可用，特別是開(kāi)源免費(fèi)的資源較少，且受兼容性、網(wǎng)絡(luò)限制等原因較難取得與使用，而且AR教育模塊屬于增值服務(wù)，難以直觀的對(duì)比經(jīng)濟(jì)效益和管理效益。不過(guò)得益于其推廣成功后的理想效果預(yù)估，AR教育模塊的建立仍或?qū)⒊蔀橥ㄐ判袠I(yè)信息化系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的熱點(diǎn)。