歷史AR視覺藝術體驗館的創新與研發

鄭童　張帆　馬蕾　劉承美

摘??要：時代的變遷賦予了當代大學生不一樣的涵義，也給予了當代大學生不一樣的生活和思想，追求的不同，享受生活的方式自然也不同。科技不斷的進步，生活水平的不斷提高，人類惰性的潛能又被激發出來。現在很多領域都有應用AR技術，在歷史文化、旅游行業也存在AR體驗館，例如坐落在臨海古城臺州府城的AR視界體驗館，北京朝陽規劃體驗館。我希望沈陽也能有這樣的體驗館，利用AR技術讓我們體驗沈陽故宮的文化、918事變和沈陽的重工業文化等，讓大家更好的接觸歷史、了解歷史，發展旅游業。

關鍵詞：AR;視覺藝術;體驗館

一、研究動態;

我們打算建立一個歷史AR體驗館，這是一家用AR導覽系統感受沈陽歷史文化的體驗館。將傳統靜態陳列展示轉化為虛擬影像場景疊加現實世界的交互形式，其中還有AR問答互動游戲穿插。設計理念：通過增強實景，以AR技術呈現生動有趣的視覺導覽效果，傳播沈陽歷史文化。用互動體驗，問答游戲環節充分建立參觀者與展覽內容的互動，提高參觀者體驗AR導覽的趣味性。通過AR技術展現的虛擬環境深度接觸沈陽故宮的文化，藝術與科技融為一體。讓我們沉浸在沈陽歷史中，能夠“真實”的接觸故宮文物、918事變文化、沈陽重工業文化等，感受歷史，還可以了解更多的歷史知識，最終達到了了解熟悉沈陽的歷史文化，增強文化體驗，讓大家更好的喜歡沈陽這座歷史城市。

AR（Augmented?Reality）是一種全新的人機交互技術，利用這樣一種技術，可以模擬真實的現場景觀，它是以交互性和構想為基本特征的計算機高級人機界面。使用者不僅能夠通過虛擬現實系統感受到在客觀物理世界中所經歷的"身臨其境"的逼真性，而且能夠突破空間、時間以及其它客觀限制，感受到在真實世界中無法親身經歷的體驗。擬解決問題：

增強現實的方式提供給參觀者，用戶不僅可以通過HMD看到文物的文字解說，還能看到遺址上殘缺部分的虛擬重構。

二、產品創新

1、我們采用最新的AR科技眼鏡將故宮歷史信息如珍貴老照片、視頻、三維動畫等與現實場景"疊加"，使虛擬環境與現實環境存在于一個空間中，穿越歷史，感受發生在沈陽故宮的那些歷史事件，“參與”其中，用以增強用戶的視覺沉浸感。

2、同時，我們還采用全息投影。讓大家進入全息投影空間，全方位感受裸眼3D，看皇太極在故宮的那些事。全新的科技幫用戶打破虛擬世界和現實世界的阻隔，全面感知未來科技魅力。

3、對于app界面的開發我們設計出賦予科技感加年代感的創新體驗。

三、技術水平

為了實現虛擬信息和真實場景的無縫疊加，這就要求虛擬信息與真實環境在三維空間位置中進行配準注冊。這包括使用者的空間定位跟蹤和虛擬物體在真實空間中的定位兩個方面的內容。而移動設備攝像頭與虛擬信息的位置需要相對應，這就需要通過跟蹤技術來實現。跟蹤注冊技術首先檢測需要‘增強"的物體特征點以及輪廓，跟蹤物體特征點自動生成二維或三維坐標信息。跟蹤注冊技術的好壞直接決定著增強現實系統的成功與否，常用的跟蹤注冊方法有基于跟蹤器的注冊、基于機器視覺跟蹤注冊、基于無線網絡的混合跟蹤注冊技術四種。

增強現實技術顯示系統是比較重要的內容，為了能夠得到較為真實的虛擬相結合的系統，使得實際應用便利程度不斷提升，使用色彩較為豐富的顯示器是其重要基礎，在這一基礎上，顯示器包含頭盔顯示器和非頭盔顯示設備等相關內容，透視式頭盔能夠為用戶提供相關的逆序融合在一起的情境，這些系統在具體操作過程中，操作的原理和虛擬現實領域中的沉浸式頭盔等內容之間相似程度比較高級。其和使用者交互的接口及圖像等綜合在一起，使用更加真實有效的環境對其實施應用微型攝像機的形式，拍攝外部環境圖像，使計算機圖像在得到有效處理的時候，可以和虛擬以及真實環境融合在一起，并且兩者之間的圖像也能夠得以疊加。光學透視頭盔顯示器可以在這一基礎上利用安裝在用戶眼前的半透半反光學合成器，充分和真實環境綜合在一起，真實的場景可以在半透鏡的基礎上，為用戶提供支持，并且滿足用戶的相關操作需要。

增強現實技術在應用的時候，其目標是使得虛擬世界的相關內容，在真實世界中得到疊加處理，有效在算法程序的應用基礎上，促使物體動感操作有效實現。當前虛擬物體的生成是在三維建模技術的基礎上得以實現的，能夠充分體現出虛擬物體的真實感，在對增強現實動感模型研發的過程中，需要能夠全方位和集體化對物體對象展示出來。虛擬物體生成的過程中，自然交互是其中比較重要的技術內容，在具體實施的時候，對現實技術的有效實施有效輔助，使信息注冊更好的實現，利用圖像標記實時監控外部輸入信息內容，使得增強現實信息的操作效率能夠提升，并且用戶在信息處理的時候，可以有效實現信息內容的加工，提取其中有用的信息內容。

2020年沈陽化工大學創新創業訓練項目