基于AR技術的非遺產品交互媒體技術研究

陳輝

摘 要： AR技術主要將用戶周圍的現實情況跟計算機產生的虛擬場景有機融合在一起，增強用戶對于真實存在現實的進一步認識，AR技術讓情景更加逼真，利用觸覺、聽覺、視覺等交互行為，獲得環境和用戶的自然交互，能夠被普遍應用在文化、娛樂、教育、醫療、工業等行業，因此，對于AR技術的研究，對于推動各行各業的發展非常有意義。針對此現狀，在分析AR技術的特點、應用領域以及技術的成熟度的基礎上，對“平度大澤山天柱山魏碑”的核心內容及開發現狀進行分析，提出AR技術的“平度大澤山天柱山魏碑”開發技術路線，技術實現，交互性多媒體開發策略。該研究對于AR技術的進一步應用有積極意義。

關鍵詞： AR技術； 非遺產品； 交互媒體； 虛擬場景

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 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一個非常重要的分支部分。AR疊加虛擬信息到用戶的真實情景中，呈現出人們需要的信息在真實環境中以交互和實時的方式，提高用戶的感知能力。AR不僅將VR的基本特點繼承了，還注重協調和增強真實場景，所以其具有比VR應用更加廣泛的領域。當前，已經普遍應用AR技術。本文以ARToolkit為開發平臺，實現了一種基于AR的非物質文化遺產“平度大澤山天柱山魏碑”資源開發研究，重點針對系統具體需求與AR技術的特點討論了其交互界面的設計。

1 “平度大澤山天柱山魏碑”的核心內容及開發

現狀

“平度大澤山天柱山魏碑”在整個山東非常出名，是中國的一項文化財富。由于鄭羲去世后的謚號為鄭文公，所以該碑文名稱為：“魏故中書令秘書監鄭文公之碑”，簡稱鄭文公碑。鄭道昭是一位著名的書法家，曾在北魏最負盛名，由其親筆寫的魏碑體，主要突出體現了我國書法由隸書到楷書的轉變，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院公布的第三批全國重點文物保護單位，成為青島市惟一的全國重點文物保護單位。從現有的文獻資料來看，少有見到利用數字技術和現代科技手段對“平度大澤山天柱山魏碑”進行產業化開發的案例研究，也未查閱到有關利用AR技術手段對“平度大澤山天柱山魏碑”進行一定規模的產業化開發和運營的實踐活動。

2 AR技術的“平度大澤山天柱山魏碑”開發技

術路線

AR系統一般是由一組實時工作、密切相連的軟件系統和硬件部分一起協同完成，主要形式分為三種：視頻，光學透視式和Monitor?Based。AR系統整體特征是：將虛擬物體定位添加在3D空間中；達到交互性；虛擬和真實世界的信息集成。當前，AR技術已經應用到文化旅游、ICH、工程、游戲娛樂、影視動漫、醫療、建筑、軍事、教育等領域。以AR技術為基礎的ICH開發技術路線如圖1所示。

3 技術實現

采用Painter tool SAI工具來繪制文化標簽的繪制過程，主要對“平度大澤山天柱山魏碑”，以及周圍的刻石繪本當作AR實時跟蹤對象，在該軟件中可以實現多媒體技術的整合應用，并且可以利用擴展功能來實現XML格式的圖像進行標志性語言的描述，最終實現跟蹤目標對象采用多媒體技術來儲存信息。本文采用的案例中依據非遺產品的故事設計，一共繪制了22張的繪本圖像當作系統跟蹤的文本標志，并且令文本標簽的大小為880×503像素，為了確保標識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換成PDF格式進行繪制文本。endprint

實現對于非文化物質遺產內容的數字化處理，制作數字動畫和三維模型都是通過第三方軟件lava/ads max實施的。最后實現數字影像是在軟件Adobue frem.iere CS6/After EffectsCS4上根據“平度大澤山天柱山魏碑”內容，對于此案例的開發過程中，主要對于碑文上的文字進行數字化處理：環境造型設計、三維場景設計、碑文三維動畫表現和數字影像設計創作，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動畫、石碑建筑三維模型。

集成AR技術整體上在Vuforia SDK、Android SDK，Unity3D集成的開發環境下通過C#工具達到集成虛實融合技術，到最后采用軟件的后綴功能來實現，其開發工具具體如圖2所示。

4 交互性多媒體開發策略

本節主要對如何開發和應用“平度大澤山天柱山魏碑”ICH進行分析，依據CDIM開發模型和ARCDIS系統原型。

4.1 文化數字化植入開發模式分析

依據上文對于“平度大澤山天柱山魏碑”ICH相關內容的分析。下文對于“平度大澤山天柱山魏碑”ICH開發模式的構件，“平度大澤山天柱山魏碑”ICH的文化數字化設計開發模式的表示如圖3所示。

在開發的整個過程里，首先分析“平度大澤山天柱山魏碑”ICH資源，對植入主體和植入客體進行分析，分析植入文化數字的適應性與匹配性。本文分植入主體為三個大的類型：第一個類型包括各種種類在內的故事繪本、工藝品、紀念品的文化創意產品；第二種類型為以書畫和詩詞為主的文化藝術展品；第三個類型為以文化遺產景觀為主的實體建筑。在分析創新“平度大澤山天柱山魏碑”ICH的過程中，制作三維模型、數字影像、數字動畫等形態的文化內容的創作與討論以“平度大澤山天柱山魏碑”以及相關的文化藝術作品代表的文化內容，依據紀念品、工藝品等文化創意作品，以及文化藝術產品和實體建筑景觀，通過AR技術集成手段，利用實現和應用開發ARCDIS系統原型，最終達到“平度大澤山天柱山魏碑”文化景觀中ICH相應的體驗服務，AR體現文化藝術作品和文化創業作品。AR文化創意產品主要是指通過AR技術植入文化數字所形成的包括嚴肅游戲、傳說故事繪本、紀念品、手工工藝品等文化產品。文化藝術作品的AR詮釋與展示是指在“平度大澤山天柱山魏碑”景區中所存放的書籍、各類詩詞、各類書畫等相關的作者著作以及敘述的大致內容可以采用數字化來展示。

4.2 應用策略

由于ARCDIS系統的原先設計主要根據計算機技術中的視覺三維注冊與跟蹤的途徑進行設計，在正式開發時一定要將相應的文化標簽設置好，采用計算機三維視覺技術以及追蹤技術來獲取目標物。在以開發和設計“平度大澤山天柱山魏碑”三個種類的產品體系中，以ARCDIS系統為基礎，能夠將三個種類的場景設置好，也能夠交叉應用在三個不一樣的應用場景中，例如在開發AR “平度大澤山天柱山魏碑”的嚴肅游戲、紀念品、工藝品、故事繪本等文化產品時，可以設置互動體驗區在“平度大澤山天柱山魏碑”文化景區中，在互動體驗區時，利用配置高清DV攝像機和大屏幕顯示設備，在PC平臺進行相關展示，提供不同于智能平板電腦和智能手機的ICH數字化互動體驗效果。這種應用的方法，一方面可以提高游客旅游時的觀光時間，當游客在景區旅游時，又可以讓游客體驗和解讀“平度大澤山天柱山魏碑”ICH的文化的互動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。利用AR技術來解釋文化藝術作品，并將其更好地展示在大屏幕上或者其他地方，以便于風景區旅游來的人更好地欣賞文化藝術作品的內涵，讓游客更好地欣賞其外形之美的同時，理解其內在精神。將AR技術運用在“平度大澤山天柱山魏碑”的實體景觀里面，可以將一些文化的標簽設置出來，并向游客的智能手機推送“平度大澤山天柱山魏碑”的ICH數字化內容。這樣游客可以更好地利用手中的電子設備欣賞和體驗實體和虛幻結合的文化盛宴。

5 結 論

綜上所述，采用AR技術對于非遺產品實現多媒體交互技術的開發，是一種涉及多個領域，多個學科以及多業態交叉與融合的數字文化產業的創新開發模式。本文從分析民間文學類ICH開發現狀和困境出發，以國家級ICH“平度大澤山天柱山魏碑”為例，根據CDIM的理論，在資源分析后，分析了之前開發模式缺陷。同時分析了現有的開發模式的操作過程，即在“平度大澤山天柱山魏碑” ICH物質媒介載體中，插入文化多媒體，并植入數字化文化創意產品，并以此進行實例來開發，在ARCDIS系統原型上，并探討了此實例的系統目標、運作流程、技術實現方法，并做了測試在智能手機上。

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