张敬斋 ZHANG Jing-zhai
（徐州工业职业技术学院，徐州 221000）
（Xuzhou College of Industrial Technology，Xuzhou 221000，China）
摘要： 本文提出了如何利用“增强现实技术”对徐州汉文化景点进行保护与展示研究的意义，探讨了基于“增强现实技术”的徐州龟山汉墓景点保护与展示的研究思路与方法并给出了具体的研究方案，为徐州汉文化景点的保护与展示提出参考。
Abstract： This paper puts forward the significance of the protection and exhibition of the scenic spots of Han Dynasty culture in Xuzhou by Augmented Reality Technique, discusses the ideas and methods to research the protection and exhibition of the scenic spots of Han Dynasty culture in Xuzhou based on Augmented Reality Technique and puts forward the specific research plan to provide the reference of the scenic spots of Han Dynasty culture in Xuzhou.
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关键词 ： 增强现实；汉文化；景点；保护与展示
Key words： Augmented Reality；Han Dynasty culture；scenic spots；protection and exhibition
中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）34-0234-02
项目来源：本文系徐州市科技情报研究课题研究课题《基于增强现实技术的徐州汉文化景点保护与展示研究》（项目编号：111508864999021705）研究成果。
作者简介：张敬斋（1970-），男，江苏徐州人，硕士，徐州工业职业技术学院副教授，中国传媒大学访问学者，研究方向为计算机软件技术、多媒体实用技术。
0 引言
随着移动终端和个人数码设备越来越智能化，增强现实（Augmented Reality简称AR）的载体普及化程度提高。目前大多数手持移动终端都内置了百万像素以上的摄像头，并集成了如：蓝牙无线接口和WIFI、3G等高速无线通信功能。在一些高端的移动设备中，还内置了与通信基站协同工作的GPS定位设备。这些条件为AR提供了一个平民化使用平台。本文提出了基于增强现实技术的徐州汉文化旅游保护与展示方案。这套方案的使用，可使用户快捷方便地了解徐州龟山汉墓景区汉文化人文历史、实时旅游信息和旅游服务等。楚汉风韵，作为著名的千年帝都，徐州是两汉文化的发源地，这里有“彭祖故国、刘邦故里、项羽故都”之称。徐州作为国际旅游城市，传统的旅游方式及游客游览体验亟待升级。
随着高新科技的发展，移动终端的普及化智能化，以及创意产业与旅游业的完美结合，高科技化的旅游体验方式进入人们的视野。本文主要阐述增强现实在旅游活动中的技术应用，通过该方案的实施与应用，游客可以了解到更多的徐州龟山汉墓景区旅游信息，能看到早已消逝的各个时期徐州龟山汉墓景区原貌，能亲身体验到古时的徐州汉文化风情，能和徐州名人旧事产生交流交互等全新的旅游体验。本文旨在研究如何运用高新科技技术——增强现实技术，构建徐州国际旅游品牌新形象。
1 “增强现实技术”的概念
增强现实（Augmented Reality简称AR），是一种将虚拟物体与真实的环境相结合，以达到为真实的场景环境提供信息扩展和增强的技术。随着通信技术的发展，人类的交流方式也有了根本性的改变。AR是一个相对较新的研究领域，是人机界面技术发展的重要方向。同以往的技术相比，它有着显而易见的特点和优势：
①真实性。AR的优越性体现在让虚拟世界中的物体与真实环境相结合。操作过程中没有隔离感，环境变成幻境的必要部分。②实时互动性。AR的最大意义是与真实环境的实时同步，并能与用户产生真实可信的交互。它让虚拟现实成为过去，给人们以真实的体验感和现场感。③实用性。AR的应用领域也是非常的广泛，从人类的日常生活信息辅助到工业产品演示说明、从科普知识展示到军事演练模拟，它可以渗透到各个领域并发挥出举足轻重的作用。④普及性。随着移动终端和个人数码设备越来越智能化，AR的载体普及化程度提高。
2 基于“增强现实技术”汉文化景点保护与展示的意义
2.1 研究目的 人类的文化遗产是前人智慧的结晶，是全人类宝贵的物质精神财富，但是由于自然灾害、战争甚至后人自己人为的破坏都对文化遗产有着不同程度的破坏，甚至有些都已经完全遗失，因此必须利用一定的科学手段和艺术手法来进行修复和复原。近年来，随着数字化手段的兴起，新兴的考古数字博物馆、文物复原系统等手段的应用，对文物的展示、修复和复原起着不小的作用，为文物古迹的保护提供了一个很好的平台。
AR具有实时的虚拟场景与真实场景融合的特点，因此，增强现实技术在在文物保护与展示方面有着得天独厚的优势。
2.2 研究意义 AR具有虚实融合、实时交互、三维配准的特征，运用AR技术的文物展示方式，不仅仅要为参观者提供有关展示物的简单的文字信息，而且还要对展品诠释以详细的文字资料、图象资料、配乐、语音解说、视频和三维模型等信息，进而把参观者对文物的实时交互变为了可能。用户可以通过移动终端、计算机进入虚实融合的环境并能操纵系统中的对象并与虚拟展示物进行交互，把以“静态”为主的参观方式，转变为多感官互动的“动态”参观方式。AR在文物展示方面有巨大的发展潜力。运用AR的文物展示具有以下意义：
①提高文物的展出率与展出效果。尽管收藏于徐州龟山汉墓景区各类文物数量颇大，种类很多，由于技术、环境等因素的限制，能够展出呈现在游客面前的展品有限，而且展品的更换效率较低，游客缺乏游览的兴趣，而AR技术的应用，则能将所有藏品制成3D文物模型，展示文物原貌，供观众零距离的观摩与研究，激发人们的参观兴趣。②提高文物保护技术手段。在徐州龟山汉墓景区文物当中存在大量的易损文物，即便人工修复后仍然很难长期用于研究与展示，而利用AR技术则能较好的解决这一难题，预先展示文物修复后的原貌并对修复中的环节进行预演，有利于延长文物寿命。③突破时空限制充分发挥文物的价值。徐州龟山汉墓景区位于山体内部，大量文物因条件限制，目前不可移动，而AR技术能模拟地展示尚未挖掘或已经湮灭了的遗址、遗存。④整合并共享文物资源。徐州龟山汉墓景区文物展示长期沿用“通柜、实物加说明牌”的陈列手段，简单介绍藏品的年代和用途，难以使观众了解藏品的内涵，不能更好地激发游客的兴趣。AR技术能够更加全面、生动地展示文物，使文物脱离地域限制，真正成为全人类可以“拥有”的文化遗产。
3 “基于增强现实技术”汉文化景点展示与保护方案
3.1 专业软件 基于增强现实技术的软件有很多，如ARToolKit、Coin3D和MR Platform等。国内外很多公司进行了这方面的研究，国内的英狮科技，触角科技，威亚视讯等都在研发增强现实技术软件，AR专业软件支持图像识别、位置捕捉、自动三维注册等多种技术能力，协助用户将增强现实技术运用到各行业之中。
3.2 移动终端 随着计算机与通信技术的发展，建设增强现实技术网络资源库是一个重要的发展方向。多年前，Keith等人曾提出增强现实系统网络化的构想图，通过GPS、无线接入网络可以将增强现实教学资源库连上因特网（如图1所示）。现在，这种构想已经变成现实。触角科技开发了一种基于Flash技术的增强现实Web方案，该方案无需软件安装和插件下载，为Web用户提供基于增强现实的服务。基于web的增强现实技术通过与网络技术的结合，可以方便地实现远程教学、模拟实验、增强技术游戏以及产品展示等增强现实交互体验。
游客可以利用智能手机通过GPS技术、手机摄像头和移动AR软件结合在一起，组成一个全新的观察世界的技术系统。移动终端是AR应用的一个发展趋势，应用灵活，使用方面。移动增强现实关键技术有传感器技术、显示技术和三维注册技术等几个方面。将移动设备（如PDA）和智能手机作为增强现实技术的新载体，将其与增强现实技术相结合，较之于头盔显示器（删D）的AR系统而言，在灵知性、移动性、安全性等方面具有较多的技术优势。
4 建设方案
为完成基于增强现实技术的徐州汉文化景点体验分析，本文设计了一款以徐州龟山汉墓汉文化景点保护与展示系统，该系统基于增强现实技术，融合了多种技术要素、功能要素以及情感要素。该系统的旅游展示路线为南北两条甬道。通过基于增强现实技术的数字旅游设计徐州龟山汉墓汉文化景点保护与展示系统，既能够欣赏到 8 处景点的风景，又能够了解到甬道设计施工精度之谜、星宿分布图之谜、刘注前殿未解之谜及壸门之谜的历史及文化内涵。
南北两条甬道是徐州龟山汉墓的标志性建筑，以南北两条甬道为旅游地的旅游设计通过增强现实技术将徐州龟山汉墓的最新宣传片加载到真实场景中，可以让旅游者在对两条甬道参观时对徐州龟山汉墓形成一个初步的认识。
功能上，该系统包括两部分，第一部分为数字导航部分，通过数字地图和实时的地理位置信息，引导旅游者的旅游路线，路线中包括南北甬道、刘注前殿、星宿分布图、壸门，在地图中分别以该建筑的图片显示，同时，旅游者的位置以小红球的方式实时显示在地图上，当旅游者位置走近某一景点时，该景点便会激活，旅游者便可以进入相应的介绍界面以及增强现实界面；第二部分为增强现实旅游体验部分，在每一处景点位置，旅游者都可以通过切换基于增强现实技术的数字旅游系统进入增强现实界面，通过该部分可以与预先放置于景点中的标记进行增强现实互动，将虚拟信息与现实世界进行互动，互动内容包括视频、声音、3D模型等等，通过互动，旅游者可以获取相应的旅游地的历史文化信息，从而形成旅游认知。
5 结语
本文根据增强现实技术特点，分析徐州汉文化景区保护与展示的现状、研究目的及意义，同时借鉴国内外文化景区保护与展示的经验，提出基于增强现实技术的徐州汉文化景区保护与展示方案。
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