基于移動增強現實的交互式游戲應用研究

周世明 石佩佩

（長春建筑學院，吉林 長春 130000）

1 概述

近年來，在各種新興技術不斷發展的背景下，我國的互聯網技術、大數據技術、人工智能等在社會層面得到了快速的發展，并得到了廣泛的應用。在此背景下，Mobile Augmented Reality技術逐漸的成為虛擬現實技術的研究方向。從其特點來看，該技術著重的強調虛擬場景在真實世界中的應用。通過將虛擬世界的現實場景的模擬，更好的增強用戶的體驗效果。

混合現實的概念最初是由Paul Milgram等人在1994年提出，主要設置為真實的環境和虛擬的環境兩個方面的內容，將二者進行交叉性的融合，形成虛擬現實連續體的概念。在傳統的虛擬現實系統中，主要是在充分的發揮計算機技術優勢的基礎之上，通過用戶對虛擬環境的創設，并結合一定的外部設備和虛擬的環境進行有效的結合，從而形成一種環境的模擬和構建。在這種場景中，用戶所處的環境和構建的場景是兩種完全獨立的。

在移動增強現實的系統中，用戶可以根據自身的需求，對于虛擬的環境和真實的環境進行及時的調整和同步。從移動增強現實的特點來看，雖然其充分的結合了虛擬現實和增強現實技術的優勢，并不簡單的是兩種技術的簡單結合。在增強現實中，需要依托一定的真實世界作為基礎，利用其他的虛擬現實技術和圖像處理技術等，將一些虛擬性的事物和模型疊加到用戶的視覺域中，從而形成一個較為科學的空間，達到對現實增強的效果。

2 基于虛擬現實、增強現實及移動增強現實的交互式教育類游戲應用及對比

2.1 基于虛擬現實的教育類游戲

在虛擬現實中，需要充分的發揮和結合計算機技術的優勢，利用其中的仿真系統達到構建虛擬世界的目的。在該系統中，能夠對各種真實的場景進行虛擬化的模式，實現多源信息的融合、交互式信息互動的目的，從而更好的增強用戶的視覺體驗效果。虛擬現實主要強調的是通過對環境、感知、自然技能等多方面的模擬和感知，構建一個完善的三維場景。在該場景中，還包括了對人的知覺、嗅覺等多方面的感知情感的表達，在自然的技能方面主要包括了頭部的轉動、手部的動作等內容，從而更好的控制計算機系統，完成相關的指示和操作任務，并在完成了最終的任務之后，將相關的信息傳輸和反饋給用戶。

在教育行業中，虛擬現實技術的應用有效的促進了教育質量的提升，對于整個教育行業的發展也產生了巨大的推動作用。從其積極作用來看，有效的改變了學生在課堂上的地位。在傳統的教育活動中，學生多是進行被動性的學習，在教師的引導下開展的一系列內容的學習。然而，在虛擬現實技術的應用中，便可以通過對學習場景的模擬和構建，達到“自主學習”的效果。學習者能夠根據自身的需求，有效的調整和搜集相關的信息，更好的提高自身的能力。

根據相關的調查和研究發現：很多的高校加大了對虛擬技術在教育行業中的應用的研究。并在此背景下，建立了一系列的科研實驗室。目前在虛擬現實技術方面的游戲開發主要有兩大類，一類是在桌面游戲的基礎上形成的各種虛擬現實的游戲開發，另外一類是頭戴式設備所形成的一系列的虛擬游戲的開發。

2.2 基于增強現實的教育類游戲

在增強現實技術中，主要強調的是通過虛擬世界和現實世界的完美結合，從而更好的提升用戶的視覺體驗效果的一種技術。在該技術的研發和使用過程中，也同樣的需要充分的發揮計算機技術的優勢，利用其仿真模擬的功能，實現對虛擬世界的真實疊加，產生一種超現實的視覺體驗。在增強現實技術的應用中，著重的強調是虛擬世界和真實世界的結合，并將兩種場景進行疊加和補充。從其內容來看，在增強現實中，主要包括了三維建模、實時視頻、注冊、場景融合等多方面的內容。因其互動性強、真實感強的優勢被廣泛的應用到了娛樂、銷售和教育行業中。在醫療行業中，該技術也得到了一定程度的應用。比如：在中醫針灸的學習中。當使用者帶上頭盔之后，便可以清楚的看到一些虛擬性的人體骨骼和其內部的經脈走向。另外，在結合人機互動優勢的基礎之上，學生在練習的過程中，便可以感受到其中真實的情景，從而更好的提升學生的實踐能力。

虛擬現實技術在教育游戲中的應用需要具備三個主要的特點，即虛實結合性、實時交互性和沉浸性。唯有此，才能夠更好的發揮該技術的優勢，有效的提升游戲的體驗效果。比如：在進行物理中分子運動、引力、磁場等方面的內容的講授中，充分的發揮虛擬現實技術的優勢，便可以讓學生產生一種身臨其境的感覺。增強學生對各種知識的感知和認識，加強印象。在實驗的過程中，通過教師講解的要點，快速的完成實驗，有效的提升學生的成就感，提高學生的學習積極性。

2.3 基于移動增強現實技術的教育類游戲

移動增強現實技術主要強調的是充分的發揮計算機技術的優勢，將一些虛擬性的信息有效的和現實的世界進行融合的疊加，使得虛擬世界和真實的世界能夠在同個場景和空間的畫面中形成交流和互動，構建一個虛實共存的場景。從移動增強現實的虛擬信息和場景的特點來看，這主要是根據用戶的相關需求和真實場景的特點所進行的虛擬和延伸。從其積極作用來看，能夠讓用戶對相關的內容有著更加深刻的認知和理解。

從移動增強現實的特點來看，主要包括虛實性、實時性、三維注冊的特點。在虛實性方面主要指的是通過對虛擬場景和真實場景的疊加和融合，有效的提升場景的真實性的特點。在為用戶構建了一個更加真實的場景之后，更好的提升用戶的體驗效果的一種特點。

在實時性方面，主要指的是各種信息交流和互動的及時性。該技術的出現，有效的改變了在傳統的信息交互方式中過分的依賴于鼠標和鍵盤的方式。在此過程中，數字化的信息不再是簡答的呈現，更是在充分的融合了用戶的實時環境的基礎上所形成的信息交流方式。

總體來看，在科學技術不斷發展的背景下，相關的工作人員需要充分的認識到移動增強現實技術、虛擬現實技術、增強現實技術的優勢，進行合理的運用。在教育行業中，發揮上述技術的優勢，能夠為用戶構建一個虛擬性的信息交互世界，更好的提升用戶的游戲體驗效果，增強學習的樂趣。在今后的工作中，相關的工作人員仍需要加強不斷的研究，根據教育的要求和相關的任務，充分的發揮技術的優勢，有效的提升教育的質量和效果。