景點(diǎn)智能3D識(shí)別及導(dǎo)覽系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)分析

王毅 常州工學(xué)院

景點(diǎn)智能3D識(shí)別及導(dǎo)覽系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)分析

王毅 常州工學(xué)院

本文主要簡(jiǎn)述如何使用Unity及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在移動(dòng)端上對(duì)旅游景區(qū)中的文物或古建筑進(jìn)行3D空間識(shí)別，識(shí)別成功后播放相應(yīng)對(duì)象的多媒體介紹信息。

Unity 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) 3D識(shí)別 景區(qū)智能導(dǎo)覽

1 文物3D識(shí)別功能介紹

該系統(tǒng)最終發(fā)布于Android和IOS系統(tǒng)中：在本系統(tǒng)中可以讓游客根據(jù)App中提示的文物或古建圖片，使用預(yù)裝的景區(qū)App相應(yīng)功能，對(duì)文物的立體外觀進(jìn)行掃描識(shí)別，當(dāng)文物特征點(diǎn)匹配成功后，可以彈出相關(guān)景點(diǎn)的介紹，如圖1所示。不同于常規(guī)導(dǎo)游App的主動(dòng)推送信息的方式，此種方式可以提高游客的參與度和增加娛樂性，使游客的實(shí)地體驗(yàn)感增強(qiáng)，此外也避免了在文物或古建周邊設(shè)立二維標(biāo)識(shí)牌的措施，從而最大程度上保護(hù)了文物的原樣和完整性。

2 系統(tǒng)開發(fā)分析

2.1 環(huán)境圖的制作

實(shí)現(xiàn)3D識(shí)別功能首先要使用Metaio SDK相關(guān)的Toolbox工具。然后開啟Toolsbox的3Dmap獲取功能，該功能要使用移動(dòng)設(shè)備完成（如：Iphone或Ipad），使用移動(dòng)設(shè)備對(duì)準(zhǔn)古建或者文物，并操縱其在周圍移動(dòng)。這樣一來，移動(dòng)設(shè)備就可以獲取場(chǎng)景中的文物、古建結(jié)構(gòu)的空間特征點(diǎn)，如圖2所示（圖右側(cè)為實(shí)際的環(huán)境，左側(cè)白點(diǎn)為提取的環(huán)境3D特征點(diǎn)）。使用Toolbox工具在提取3D特征點(diǎn)的注意事項(xiàng)是：

①提取對(duì)象最好是一定時(shí)期內(nèi)固定不變的物體。根據(jù)本次實(shí)際測(cè)試，樹木植物等，會(huì)產(chǎn)生空間變化的物體不適用來提取特征點(diǎn)，因?yàn)檫@些物體的表面特征會(huì)隨時(shí)間而改變。

②特征提取對(duì)象因該是一個(gè)含有豐富視覺信息（如：有紋路的表面）的物體，表面紋理豐富的物體便于特征點(diǎn)的相互定位。

③在增加特征時(shí)，應(yīng)盡量預(yù)測(cè)用戶會(huì)如何探索場(chǎng)景，并據(jù)此采集特征。如果游客會(huì)近距離對(duì)景物進(jìn)行觀看，那么也應(yīng)該在近距離對(duì)景物進(jìn)行掃描，以便添加細(xì)節(jié)部分的特征點(diǎn)，如果用戶希望從很多角度觀測(cè)場(chǎng)景，那么應(yīng)該從多角度提取文物、古建的3D環(huán)境圖的細(xì)節(jié)特征。

圖1 3D文物識(shí)別 界面

圖2 提取物體的3D特征點(diǎn)

2.2 3D環(huán)境圖的使用

當(dāng)Toolbox工具采集到足夠多的3D特征點(diǎn)后（對(duì)于一般的場(chǎng)景來說，幾百個(gè)特征就夠用了），將其保存為．3dmap格式文件，然后建立Android或IOS項(xiàng)目目錄，將．3dmap和metaio的腳本配置文件導(dǎo)入相應(yīng)的目錄即可。

當(dāng)用戶進(jìn)入景點(diǎn)附近后，首先由iBeacon藍(lán)牙功能對(duì)游客手機(jī)進(jìn)行信息推送，提示游客是否使用“3D識(shí)別功能”來對(duì)景點(diǎn)進(jìn)行掃描并獲取景點(diǎn)信息，如果不使用那么直接展示/不展示該景點(diǎn)信息，具體流程如圖3所示：

圖3 3D識(shí)別流程 圖