基于空間計(jì)算技術(shù)的歷史街區(qū)智能導(dǎo)覽設(shè)計(jì)

摘要：文章針對(duì)歷史街區(qū)數(shù)字導(dǎo)覽導(dǎo)航績(jī)效、文化呈現(xiàn)方式與游客高效認(rèn)知需求的矛盾，探究空間計(jì)算技術(shù)應(yīng)用下歷史街區(qū)數(shù)字導(dǎo)覽實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)導(dǎo)航與街區(qū)高效文化認(rèn)知的新方式。采用設(shè)計(jì)構(gòu)想以實(shí)踐驗(yàn)證的技術(shù)路線，以空間計(jì)算核心技術(shù)為依據(jù)提出設(shè)計(jì)策略，開發(fā)一款基于空間計(jì)算的智能導(dǎo)覽應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)歷史街區(qū)內(nèi)精準(zhǔn)實(shí)景導(dǎo)航與虛實(shí)互動(dòng)的街區(qū)文化認(rèn)知。

關(guān)鍵詞：空間計(jì)算歷史街區(qū)導(dǎo)覽設(shè)計(jì)古街文化

歷史街區(qū)作為歷史文化遺產(chǎn)保護(hù)體系的重要組成部分，因承載著獨(dú)特的歷史風(fēng)貌與人文內(nèi)涵而成為重要旅游資源。導(dǎo)覽系統(tǒng)作為游客與歷史街區(qū)的信息媒介不僅能夠提供便捷的旅游指南，還能有效提升游客對(duì)街區(qū)文化內(nèi)涵的理解與認(rèn)知。然而，隨著游客文旅要求的不斷提升，數(shù)字導(dǎo)覽在格局復(fù)雜的歷史街區(qū)內(nèi)，使用傳統(tǒng)的定位導(dǎo)航難以滿足游客高效便捷的尋路需求，此外，歷史照片與文字語(yǔ)音講解易限制游客感知街區(qū)歷史風(fēng)貌與人文內(nèi)涵。隨著空間計(jì)算技術(shù)的不斷成熟，實(shí)時(shí)的空間位置計(jì)算與在現(xiàn)實(shí)世界中無(wú)縫融合虛擬信息，為人們帶來(lái)了定位導(dǎo)航與文化認(rèn)知的新方式。那么，將空間計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于歷史街區(qū)的導(dǎo)覽系統(tǒng)，是否能成為優(yōu)化歷史街區(qū)導(dǎo)覽體驗(yàn)的新思路？本文通過空間計(jì)算技術(shù)，以塞上老街歷史街區(qū)為實(shí)例，設(shè)計(jì)出能夠在街巷環(huán)境下精準(zhǔn)定位導(dǎo)航、虛實(shí)融合呈現(xiàn)傳統(tǒng)街景與手勢(shì)互動(dòng)感知人文內(nèi)涵的智能導(dǎo)覽系統(tǒng)。

一、歷史街區(qū)的文化價(jià)值

歷史街區(qū)指各級(jí)政府核定公布能較完整體現(xiàn)傳統(tǒng)建筑格局和文化風(fēng)貌的區(qū)域，集中記錄著城市歷史演進(jìn)軌跡，是城市傳統(tǒng)生活場(chǎng)景與時(shí)代文化氛圍的人文再現(xiàn)與時(shí)空標(biāo)識(shí)，是城市文化傳承最直觀、最典型的場(chǎng)景寫照。在空間形態(tài)方面，作為傳統(tǒng)古城的空間延續(xù)，歷史街區(qū)既保留著古城街巷制的格局，又隨著文旅開發(fā)演變出新的結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)出層層積淀的復(fù)合型空間形態(tài)，形成獨(dú)特的文化漫步空間。在歷史風(fēng)貌方面，傳統(tǒng)街景的風(fēng)貌往往具有文化特色與審美價(jià)值，是游客感受地域文化的核心資源。在人文內(nèi)涵方面，歷史街區(qū)的人文屬性是區(qū)別于其他旅游資源的重要標(biāo)志，街區(qū)內(nèi)承載著居民的地域生活方式、風(fēng)俗禮儀與價(jià)值觀念，集中體現(xiàn)著當(dāng)?shù)爻鞘猩畹莫?dú)特性。

二、歷史街區(qū)數(shù)字導(dǎo)覽現(xiàn)狀分析

隨著數(shù)字旅游的興盛，數(shù)字導(dǎo)覽大量應(yīng)用于歷史街區(qū)中。通過手機(jī)APP、微信公眾號(hào)、掃描景區(qū)二維碼等方式為游客提供全方位的導(dǎo)游。在定位導(dǎo)航方面，現(xiàn)有歷史街區(qū)數(shù)字導(dǎo)覽主要采用北斗和GPS定位技術(shù)，通過信號(hào)傳輸來(lái)測(cè)量導(dǎo)覽設(shè)備與各衛(wèi)星的距離而獲取用戶位置信息。在呈現(xiàn)歷史風(fēng)貌與人文內(nèi)涵方面，主要通過展示街區(qū)街道建筑、人物活動(dòng)的歷史照片，配以文字介紹和語(yǔ)音解說等手段提供導(dǎo)覽，如圖1。游客根據(jù)需求選擇游覽線路后，導(dǎo)覽系統(tǒng)通過GPS定位技術(shù)引導(dǎo)游客尋找街內(nèi)歷史景點(diǎn)。通過歷史照片結(jié)合語(yǔ)音講解幫助游客了解街區(qū)歷史風(fēng)貌與人文價(jià)值。

伴隨游客文旅需求的不斷升級(jí)，歷史街區(qū)的數(shù)字導(dǎo)覽相關(guān)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)的同時(shí)也存在一些問題。第一，在傳統(tǒng)街巷格局的復(fù)雜狹窄環(huán)境下，游客依靠數(shù)字導(dǎo)覽的GPS定位系統(tǒng)難以精準(zhǔn)便捷的定位導(dǎo)航，在街巷中使用二維地圖的路線指引存在較高的認(rèn)知負(fù)荷，難以高效找到目標(biāo)景點(diǎn)。第二，隨著社會(huì)變遷，歷史街區(qū)的傳統(tǒng)街景不斷在城市更新中喪失，雖然數(shù)字導(dǎo)覽通過歷史照片能夠提供視覺參考，但難以生動(dòng)還原傳統(tǒng)街景的歷史形態(tài)，束縛游客對(duì)街區(qū)歷史風(fēng)貌的感知。第三，歷史街區(qū)的人文內(nèi)涵作為傳統(tǒng)地域民俗與價(jià)值觀念的集中體現(xiàn)，現(xiàn)有數(shù)字導(dǎo)覽通過文字說明與語(yǔ)音講解的單向傳遞方式，游客難以對(duì)街區(qū)人文內(nèi)涵產(chǎn)生深刻感受，限制游客對(duì)街區(qū)深層次的文化認(rèn)知。

三、空間計(jì)算概念與關(guān)鍵技術(shù)

空間計(jì)算技術(shù)（以下簡(jiǎn)稱空間計(jì)算）是一種以空間為基礎(chǔ)的計(jì)算范式，整合了虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、混合現(xiàn)實(shí)（MR）等特點(diǎn)，其核心是將虛擬信息與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行融合，使用戶能在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中進(jìn)行虛擬操作和感知?？臻g計(jì)算概念最早在2003年由麻省理工學(xué)院的Simon Green-wold在論文中首次提出，將空間計(jì)算定義為人與機(jī)器的交互，其中機(jī)器保留并操縱真實(shí)對(duì)象和空間的參照物?？臻g計(jì)算作為繼桌面計(jì)算與移動(dòng)計(jì)算后的下一代計(jì)算范式，正在重塑我們與數(shù)字世界的互動(dòng)方式，為各個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)創(chuàng)新的機(jī)會(huì)。在教育領(lǐng)域，空間計(jì)算為學(xué)生創(chuàng)造更具互動(dòng)性和沉浸感的學(xué)習(xí)環(huán)境。通過虛實(shí)融合，學(xué)生可以在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中看到虛擬的歷史場(chǎng)景再現(xiàn)，使歷史內(nèi)容更具感染力。在博物館領(lǐng)域，空間計(jì)算豐富了博物館展覽互動(dòng)形式，觀眾通過隔空交互對(duì)虛擬文物進(jìn)行自由旋轉(zhuǎn)和縮放，直觀地理解文物的細(xì)節(jié)，為文化傳承和知識(shí)傳播帶來(lái)全新體驗(yàn)，促進(jìn)博物館展覽轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向參與的文化互動(dòng)。

在空間計(jì)算賦能各領(lǐng)域的進(jìn)程中，空間感知、三維重建與用戶感知作為核心技術(shù)發(fā)揮著重要作用?？臻g感知賦予了機(jī)器局部環(huán)境的空間大小、位置以及人與物之間復(fù)雜空間關(guān)系的理解能力，使機(jī)器能夠精確定位自身在空間中的位置，以及把握周圍物體的相對(duì)位置和動(dòng)態(tài)變化。三維重建實(shí)現(xiàn)了數(shù)字內(nèi)容在物理世界中的精確投影和渲染，從而將虛擬信息與現(xiàn)實(shí)環(huán)境無(wú)縫融合。用戶感知是空間計(jì)算中實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的重要環(huán)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)用戶手勢(shì)、語(yǔ)音等信息的捕捉與分析，其中，隔空手勢(shì)交互突破了二維屏幕，用戶能夠與虛擬信息進(jìn)行自然易用的三維交互，提供更具創(chuàng)意性的參與互動(dòng)方式。

四、空間計(jì)算智能導(dǎo)覽設(shè)計(jì)策略

針對(duì)現(xiàn)有歷史街區(qū)數(shù)字導(dǎo)覽中傳統(tǒng)定位方式無(wú)法滿足游客高效導(dǎo)航需求、導(dǎo)覽內(nèi)容呈現(xiàn)形式限制游客高效認(rèn)知街區(qū)歷史風(fēng)貌與人文內(nèi)涵的問題。結(jié)合空間計(jì)算的核心技術(shù)，依據(jù)空間感知、三維重建、用戶感知三個(gè)方面提出空間感知實(shí)現(xiàn)實(shí)景導(dǎo)航、虛實(shí)融合呈現(xiàn)歷史風(fēng)貌、隔空手勢(shì)交互解讀人文內(nèi)涵的設(shè)計(jì)策略。構(gòu)建出歷史街區(qū)智能導(dǎo)覽體驗(yàn)，為游客提供高效便捷的導(dǎo)航體驗(yàn)與虛實(shí)融合場(chǎng)景中雙向互動(dòng)認(rèn)知街區(qū)文化的新方式。

（一）利用空間感知實(shí)現(xiàn)街區(qū)實(shí)景導(dǎo)航

在歷史街區(qū)中數(shù)字導(dǎo)覽依靠GPS定位系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)射與接收易出現(xiàn)范圍偏差，而空間感知能夠賦予機(jī)器感知周圍環(huán)境位置關(guān)系的理解能力，利用空間計(jì)算設(shè)備的硬件捕捉街巷空間信息，從而精確地獲取人與機(jī)器在街巷中位置、方向與速度，實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)的空間導(dǎo)航。具體有三個(gè)流程：第一步是建圖，將街道、牌坊等視覺特征明顯且穩(wěn)定的歷史遺產(chǎn)建筑進(jìn)行點(diǎn)云掃描與采集紋理圖像，并將此類地標(biāo)建筑信息特征儲(chǔ)存在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中作為導(dǎo)航的參考點(diǎn)；第二步是識(shí)別，通過空間計(jì)算設(shè)備的攝像頭、激光雷達(dá)與深度傳感器對(duì)街巷中的環(huán)境進(jìn)行識(shí)別，匹配系統(tǒng)庫(kù)中的點(diǎn)云數(shù)據(jù)與紋理圖像信息得到設(shè)備在街巷中的相對(duì)位置；第三步是定位，通過數(shù)據(jù)融合不斷比較當(dāng)前位置與地標(biāo)信息，對(duì)定位結(jié)果進(jìn)行平滑處理，及時(shí)調(diào)整設(shè)備的位置估計(jì)，減少定位誤差的波動(dòng)。此外，平面地圖的路線指引帶給游客較高的認(rèn)知負(fù)荷，而空間感知將導(dǎo)航信息與街景進(jìn)行三維化的實(shí)景融合，將半透明的導(dǎo)航信息疊加在街區(qū)實(shí)景中，符合空間感的實(shí)景導(dǎo)航有利于提高導(dǎo)航信息的易讀性。在三維導(dǎo)航界面的視覺風(fēng)格方面，應(yīng)該采用與歷史街區(qū)環(huán)境相契合的色彩方案，避免使用過于鮮艷或現(xiàn)代感強(qiáng)烈的色彩，以免破壞歷史氛圍；在內(nèi)容呈現(xiàn)方面，清晰標(biāo)注歷史建筑和文化景點(diǎn)，設(shè)計(jì)引導(dǎo)符號(hào)吸引用戶前往參觀，在導(dǎo)航界面的適當(dāng)位置，融入街區(qū)的業(yè)態(tài)信息與旅游服務(wù)豐富游客的導(dǎo)覽體驗(yàn)。在可視效率方面，由于空間計(jì)算設(shè)備提供全景視野，應(yīng)將內(nèi)容信息聚焦于站立時(shí)的自然平視的90度視角，導(dǎo)航信息的虛擬形態(tài)應(yīng)與現(xiàn)實(shí)中的引導(dǎo)標(biāo)志相似，給予游客導(dǎo)航的自然感受。在空間感知的定位導(dǎo)航與三維化的實(shí)景導(dǎo)航中，游客不僅能夠獲得精度更高的導(dǎo)航體驗(yàn)，更會(huì)體驗(yàn)到真實(shí)場(chǎng)景與虛擬導(dǎo)航信息相結(jié)合的創(chuàng)意導(dǎo)航服務(wù)，提升游客街區(qū)漫步感受。

（二）利用三維重建打造虛實(shí)融合展示系統(tǒng)

歷史街區(qū)在社會(huì)變遷中不斷流失的傳統(tǒng)街景氛圍，依靠數(shù)字導(dǎo)覽的二維照片呈現(xiàn)將限制游客感知其歷史風(fēng)貌，而三維重建能夠?qū)崿F(xiàn)單個(gè)物體的小規(guī)模重構(gòu)與城市層次的大規(guī)?？臻g復(fù)刻，并保持良好的模型精細(xì)度與準(zhǔn)確嵌入，實(shí)現(xiàn)虛擬物體與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的無(wú)縫融合，通過虛擬空間賦予文化景觀生命力，為游客提供生動(dòng)的歷史街區(qū)的傳統(tǒng)風(fēng)貌感知。具體有以下三個(gè)流程：第一步是場(chǎng)景采集，將預(yù)放置虛擬物體的街區(qū)場(chǎng)景進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集，結(jié)合算法將點(diǎn)云連接成三角形網(wǎng)格，形成物體的表面形狀并生成初步的三維模型。第二步是紋理映射，通過圖像匹配與投影將紋理信息映射到三維模型上，優(yōu)化紋理分辨率、色彩和光照效果與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景相符。第三步是模型優(yōu)化，使用網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法減少模型的三角形數(shù)量，去除冗余數(shù)據(jù)與提高渲染效率，進(jìn)行虛擬物體與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的碰撞檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)虛擬物體的精準(zhǔn)嵌入。此外，為了深化游客對(duì)于街區(qū)歷史風(fēng)貌的感知，使虛擬場(chǎng)景體驗(yàn)自然化，應(yīng)在虛擬場(chǎng)景中的呈現(xiàn)內(nèi)容方面，應(yīng)選取具有街區(qū)最具代表性和吸引力的場(chǎng)景風(fēng)貌進(jìn)行重現(xiàn)；在內(nèi)容觸發(fā)方面，當(dāng)游客來(lái)到特定區(qū)域時(shí)，虛擬布景根據(jù)游客前進(jìn)路線逐漸“激活”，引發(fā)接觸的自然感，在街區(qū)聲景方面，將街區(qū)市井聲音應(yīng)根據(jù)游客位置和視角動(dòng)態(tài)調(diào)整音源強(qiáng)度與方向，提供與視覺位置相匹配的聽覺體驗(yàn)，增強(qiáng)聽感上的真實(shí)性和層次感。通過三維重建，構(gòu)建虛實(shí)融合的歷史風(fēng)貌呈現(xiàn)方式，將不可見的街區(qū)特色形態(tài)、歷史事件虛實(shí)融合呈現(xiàn)，使游客深刻感知街區(qū)傳統(tǒng)風(fēng)貌。

（三）利用隔空手勢(shì)交互解讀街區(qū)文化

歷史街區(qū)的人文內(nèi)涵作為地域民俗與價(jià)值觀念的集中體現(xiàn)，依靠單向傳遞的文字說明與語(yǔ)音講解將限制游客對(duì)街區(qū)深層次的文化認(rèn)知，而用戶感知中的隔空手勢(shì)交互通過對(duì)手勢(shì)信息的精準(zhǔn)捕捉和分析，從而提供雙向互動(dòng)的具身參與體驗(yàn)。具體有以下三個(gè)流程，第一步是手勢(shì)數(shù)據(jù)采集，利用深度攝像頭、紅外傳感器等設(shè)備硬件捕捉用戶手部的位置、形狀、運(yùn)動(dòng)軌跡等數(shù)據(jù)；第二步是手勢(shì)特征提取，利用圖像處理算法在捕獲的數(shù)據(jù)中識(shí)別手勢(shì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)與關(guān)節(jié)位置等信息。第三步是感知手勢(shì)分類，將提取到的特征與預(yù)先定義的手勢(shì)模型進(jìn)行匹配，確定用戶的手勢(shì)類并做出相應(yīng)反饋。此外，為達(dá)到游客主動(dòng)參與的交互式旅程與街區(qū)文化雙向互動(dòng)和充分認(rèn)知，在隔空手勢(shì)交互的文化適應(yīng)性方面，提取歷史場(chǎng)景中街區(qū)文化的符號(hào)象征點(diǎn)并與交互手勢(shì)相融合，通過手勢(shì)操作觸發(fā)反饋文化內(nèi)容；在手勢(shì)交互的動(dòng)作方面，街區(qū)文化解讀的交互手勢(shì)應(yīng)基于人體的自然動(dòng)作習(xí)慣，避免使用過于抽象或模糊的手勢(shì)，提高交互的效率和自然度。通過隔空手勢(shì)交互來(lái)解讀街區(qū)人文內(nèi)涵，深化游客與虛擬文化場(chǎng)景參與度，能夠?qū)蜗蛐畔⒔邮辙D(zhuǎn)向?yàn)殡p向互動(dòng)，拓寬游客與歷史文化街區(qū)的接觸點(diǎn)，以趨近自然的三維交互方式實(shí)現(xiàn)街區(qū)深層次的文化認(rèn)知。

五、呼和浩特塞上老街智能導(dǎo)覽設(shè)計(jì)實(shí)踐

塞上老街發(fā)源于明代，是呼和浩特城市發(fā)展變遷的歷史縮影，是唯一保存完好能體現(xiàn)歸綏舊城風(fēng)貌的街道，承載著旅蒙晉商的傳統(tǒng)手工藝文化。然而，因社會(huì)變遷與城市更新，街巷內(nèi)空間肌理斷裂，古城風(fēng)貌消散嚴(yán)重，人文內(nèi)涵感知困難，游客難以通過塞上老街現(xiàn)有導(dǎo)覽系統(tǒng)感知街區(qū)文化內(nèi)核。依據(jù)空間計(jì)算智能導(dǎo)覽的設(shè)計(jì)構(gòu)想進(jìn)行實(shí)踐，搭建空間計(jì)算開發(fā)環(huán)境，進(jìn)行街區(qū)點(diǎn)云掃描與界面導(dǎo)航設(shè)計(jì)，構(gòu)建綏舊城的虛實(shí)融合商貿(mào)街景，設(shè)置解讀銀匠手工藝的隔空手勢(shì)交互動(dòng)作，為塞上老街游客提供高效便捷的街巷定位導(dǎo)航、歸綏風(fēng)貌感知與傳統(tǒng)銀飾手工藝?yán)斫?，?yàn)證策略可行性。（一）街區(qū)空間導(dǎo)航與界面設(shè)計(jì)以塞上老街街區(qū)為實(shí)踐對(duì)象，進(jìn)行街區(qū)空間點(diǎn)云布局掃描與空間導(dǎo)航界面設(shè)計(jì)。首先，利用的三維掃描設(shè)備，根據(jù)塞上老街建筑分布規(guī)劃掃描路線，使用激光雷達(dá)設(shè)備掃描街巷線路，獲取街巷三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入點(diǎn)云處理軟件，進(jìn)行去噪、濾波、配準(zhǔn)處理，使用建圖算法與采集到的街景紋理圖像生成塞上老街的三維地圖，如圖2。其次，在三維地圖中標(biāo)注街景、建筑、標(biāo)志物的特征點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的位置信息，當(dāng)游客在塞上老街中移動(dòng)時(shí)，空間計(jì)算設(shè)備可以通過實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)與三維地圖進(jìn)行匹配，確定游客的位置和周圍環(huán)境的信息。

最后，進(jìn)行空間導(dǎo)航的界面設(shè)計(jì)，提取街內(nèi)環(huán)境色彩元素，設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)路標(biāo)相似形態(tài)的虛擬導(dǎo)航圖標(biāo)用于線路指引，降低透明度以避免導(dǎo)航過程中遮擋游客視野，根據(jù)游客自然平視角度，設(shè)計(jì)導(dǎo)航信息聚焦于90度視角范圍內(nèi)，并在不同的光照條件與可視角度下，對(duì)導(dǎo)航界面進(jìn)行測(cè)試，確保良好的可讀性和視覺效果，如圖3。

（二）歸綏傳統(tǒng)街景虛實(shí)融合街景設(shè)計(jì)

在塞上老街智能導(dǎo)覽的街區(qū)歷史風(fēng)貌感知功能中，以塞上老街主干道為載體心，構(gòu)建虛實(shí)融合的街景效果，為游客提供歸綏傳統(tǒng)街景風(fēng)貌與氛圍。首先，依據(jù)歸綏舊城的歷史資料和圖片，歸納傳統(tǒng)街景中招幌樣式的特色形態(tài)與懸掛方式，提取歸綏舊城中銀匠的手工藝制作場(chǎng)景與流程，收集歸綏舊城中居民交談的特色方言與商販叫賣等市井聲景，作為傳統(tǒng)街景風(fēng)貌感知的依據(jù)；其次，利用激光雷達(dá)對(duì)塞上老街主干道中預(yù)放置虛擬物體的地點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集，在建模軟件Blender中完成歸綏傳統(tǒng)商貿(mào)街景中招幌、牌匾、銀匠手工藝場(chǎng)景等三維模型制作，將場(chǎng)景的點(diǎn)云數(shù)據(jù)與虛擬物體的三維模型導(dǎo)入U(xiǎn)nreal Engine引擎軟件中進(jìn)行程序開發(fā)，對(duì)場(chǎng)景與模型的虛實(shí)融合進(jìn)行測(cè)試，確保模型嵌入的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性；最后，根據(jù)游客的前進(jìn)路線，虛擬布景自動(dòng)逐漸“激活”，營(yíng)造虛實(shí)融合接觸的自然感，設(shè)置街區(qū)聲景可根據(jù)游客的位置和視角，動(dòng)態(tài)調(diào)整音源的強(qiáng)度和方向，在虛擬銀匠手工藝場(chǎng)景中設(shè)置交互提示，引導(dǎo)游客參與利用隔空手勢(shì)解讀街區(qū)文化，如圖4。

（三）街區(qū)民俗工藝解讀的手勢(shì)交互設(shè)計(jì)

街區(qū)民俗工藝解讀的手勢(shì)交互設(shè)計(jì)。在歷史街區(qū)的人文內(nèi)涵文化認(rèn)知功能中，以街區(qū)中的銀飾制作工藝為對(duì)象，通過設(shè)置游客參與的隔空手勢(shì)交互，強(qiáng)化游客對(duì)塞上老街人文內(nèi)涵的認(rèn)知深度。提取銀飾制作流程，查閱歷史文獻(xiàn)中關(guān)于傳統(tǒng)打銀工藝的記載，提取銀匠制作時(shí)捶打銀料、銀胚塑形、雕刻花紋以及查看銀飾的四個(gè)主要步驟，根據(jù)流程總結(jié)制作工藝的文化解讀要點(diǎn)；下載Rokid空間計(jì)算套裝的UXR2.0 SDK，根據(jù)SDK提供的握拳、捏合、隔空點(diǎn)擊、手掌這四種手勢(shì)進(jìn)行識(shí)別設(shè)置，將工藝流程的四個(gè)制作步驟分別與四種手勢(shì)進(jìn)行對(duì)應(yīng)結(jié)合。當(dāng)游客做出握拳手勢(shì)，上下?lián)]動(dòng)模擬銀匠捶打銀料得到銀胚；游客做出捏合手勢(shì)，可以增大或減小銀坯的體積，模仿現(xiàn)實(shí)中銀匠用鉗子等工具對(duì)銀坯進(jìn)行夾合；游客做出隔空點(diǎn)擊手勢(shì)；可以選擇不同類型的銀坯雕刻工具，點(diǎn)擊刻刀圖標(biāo)，演繹銀飾刃刻的技藝畫面，點(diǎn)擊銼刀圖標(biāo)，出現(xiàn)打磨弧面等銀飾修整技藝畫面；游客做出手掌張開手勢(shì)，手掌中展現(xiàn)經(jīng)過制作的虛擬銀飾。根據(jù)自然行為的手勢(shì)設(shè)計(jì)，確保游客在手勢(shì)操作時(shí)符合人體自然動(dòng)作習(xí)慣。設(shè)置手勢(shì)動(dòng)作的明確的視覺反饋效果，做出手勢(shì)后對(duì)應(yīng)的工具或銀料會(huì)出現(xiàn)高亮顯示、顏色變化、動(dòng)態(tài)效果等，為不同的手勢(shì)動(dòng)作和制作步驟添加不同的音效，如錘擊銀料的聲音與刃刻的細(xì)微聲音等，聲音大小與頻率根據(jù)手勢(shì)的力度和動(dòng)作的強(qiáng)度進(jìn)行變化，如圖5。

六、結(jié)語(yǔ)

此次研究依據(jù)空間計(jì)算核心技術(shù)提出利用空間感知實(shí)現(xiàn)街區(qū)實(shí)景導(dǎo)航、利用三維重建打造虛實(shí)融合展示系統(tǒng)、利用隔空手勢(shì)交互解讀街區(qū)文化的設(shè)計(jì)策略，并依據(jù)設(shè)計(jì)策略將空間計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于歷史街區(qū)智能導(dǎo)覽的實(shí)踐中，驗(yàn)證了策略可行性?？臻g計(jì)算智能導(dǎo)覽在定位導(dǎo)航方面，通過實(shí)際街景的三維虛擬軌跡導(dǎo)航有利于為游客提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確導(dǎo)航指引，使導(dǎo)航過程更加自然易感知，在歷史風(fēng)貌與人文內(nèi)涵認(rèn)知方面，為游客提供了生動(dòng)的街區(qū)歷史風(fēng)貌感知方式，能夠讓游客在虛實(shí)融合呈現(xiàn)中沉浸式感知傳統(tǒng)街景與氛圍，不再受限于傳統(tǒng)導(dǎo)覽方式的單向性信息獲取，而是以自然交互的方式使游客主動(dòng)探索街區(qū)的人文內(nèi)涵，為游客提供了一個(gè)可高效尋路、街景再現(xiàn)與文化互動(dòng)的歷史街區(qū)導(dǎo)覽設(shè)計(jì)方案。

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