基于城市級位置服務的移動增強現實

文/劉家齊

（西北大學現代學院，陜西西安 710069）

移動增強現實服務是一種全新的互聯網技術，通過計算機的處理模式，可以保障使用者借助該技術，在真實場景中與虛擬信息進行交互，增強使用者對當地環境的感知，同時更可以提供必要的交互技術。與常規的認知方式相比，移動增強現實技術具備更高的沉浸感，且應用領域異常廣泛，幾乎可以與任何領域進行結合，并提供全新的發展模式。使用者在使用過程中，可以對移動增強現實技術進行自定義，以保障該技術更符合使用者自身的要求。在計算機硬件技術快速發展的時代，移動增強現實技術僅需提供一部可攜智能設備或智能手機，便可以進行相關操作。甚至在移動增強現實技術使用中，使用者僅提供一部智能手機，無須額外的便攜設備，也可以體會到該技術帶來的便捷性。總之，移動增強現實技術使一切觸手可及，讓所有的使用者與使用對象產生有效融合。

1.確保現實技術與空間信息具有可視化的特征

對于移動增強現實技術而言，其自身的宏觀定義為可視化信息技術。因此，在空間信息利用中，借助移動增強現實技術，可以保證當前場景的可視化組成部分被有效地增強。增強現實技術是虛擬現實技術的一個分支，因此在推進過程中，它自身具有非常重要的基礎框架。例如，在移動增強現實技術中，通過計算可視化信息系統、提供地圖可視化以及GIS可視化的特征，對于增強地理環境以及虛擬信息而言，具備獨特的使用優勢。在空間信息中，可視化包含以下兩大部分。

其一，通過科學計算，可以將可視化效果應用于現實地形中。移動增強現實技術以導航的形式，形成多功能地圖導航；而GIS借助相關的架構，可以對虛擬地圖進行制作、應用，并在制作應用完畢后，將二者進行結合，以生成可交互式的移動增強現實系統。移動增強現實技術以用戶為中心，塑造逼真的地理環境，以保障用戶更好地認知現有環境。在認知過程中，該技術能吸收此地地理環境的文化特征。例如，在進行第十四屆全國運動會時，西安當地迎來了大規模的人流量。如何對如此大規模的人流量進行有效的文化宣傳，以保障來訪者對西安特有的文化水平以及當地的人文特征產生深刻認知，西安當地便需要借助移動增強現實系統。在相關的展覽館內，使用者可以憑借智能手機掃描館內所提供的二維碼，掃描完畢后，進入虛擬增強現實系統。例如在乒乓球展示中，使用者可以掃描乒乓球館內所提供的二維碼，下載應用程序；在進入應用程序后，借助手機內置的傳感器，可以模擬乒乓球發球動作（見圖1），了解乒乓球發展歷史以及乒乓球發球的基本事項。而在參與過程中，使用者可以完成文化以及體育精神的滲透，形成滿意的使用體驗。

其二，GIS以3S技術為核心，可以對使用者提供充分的表達模型，增加使用者對于相關模型以及平臺的有效互動。在使用者使用相關技術時，GIS可以基于使用者的位置信息，進行跟蹤、處理，以實現多種虛擬形式的集合，完成用戶對于真實環境的感知。例如，在使用移動增強現實技術中，西安應對參與全國第十四屆運動會的大量人群宣傳西安當地的文化特色以及歷史構成。因此，在相關展覽館內，可設立“朝代時間線”。在使用者進入相關領域后，移動增強現實技術可以獲取使用者的地理位置并將其上傳至相關的計算機處理系統中。使用者通過佩戴可攜式設備如VR眼鏡，便可以站立在虛擬的環境中。使用者在現實環境中每走一步，其虛擬環境也會產生相關變化。每5步代表一個朝代，滲透了西安當地的特色。例如“10朝說”，按照時間線的順序，依次排列為西周、秦、西漢、前趙、前秦、后秦、西魏、北周、隋、唐。使用者每前進幾步，其VR眼鏡內的虛擬現實技術便將為其播放相關的朝代演變動畫。使用者通過動畫，能夠加強對于西安本土文化的認知，提升對于西安文化古城的好感。

2.移動增強現實服務的關鍵技術

2.1 顯示與交互技術

顯示與交互技術是移動增強現實的關鍵技術領域，同時也是基礎技術環節。移動增強現實技術可以將虛擬的物體以及真實的環境同時輸出，通過計算機的配比，使用戶感知到真實存在的物體以及虛擬存在的相關動畫。在研究分析中，虛擬物體以及真實環境主要取決于以下幾點。

其一，在虛擬物體以及真實環境中，虛擬物體的建模必須確保足夠逼真，以提升使用者的沉浸感。

其二，虛擬物體與現實物體之間的遮擋，需要根據當地的實際情況進行設定，以保障使用者在觸摸某些遮擋時，可以激發二級的回饋。

其三，真實環境中的光照影響到使用者在使用移動增強現實技術時，是否能夠更好地得到移動增強現實技術。

2.2 移動增強現實技術使用的智能設備

目前，移動增強現實技術常使用的顯示設備包含使用者的手機、平板電腦、個人電腦，以及可穿戴智能設備，如VR眼鏡、智能手表等。除個人電腦外，剩余設備均具備了可隨時移動、處理能力優等特色。因此，將它們用于移動增強現實技術，可以提供特殊的交互方式。

2.3 數據儲存與訪問

移動增強現實系統需要與當地的特殊環境進行融合，以保障在后續使用中，能夠根據使用者的自身反饋，確保相關的使用范圍。例如，針對部分數據而言，移動增強現實系統必須符合當地的特色。另外，在使用虛擬技術中需要注意相關事項；在處理大規模的數據包時，可以通過數據庫以及服務器，對數據進行壓縮、發送。從使用者的角度來看，該系統可以完成及時訪問，以最少的精力最大限度地得到與之關聯的信息。

3.移動增強現實技術的文化傳播方向

3.1 城市宣傳官方網站

當下，年輕人了解城市的途徑最先會想到的一定是網頁。傳統的網站都是以二維圖片加文字的形式進行展示和交互的，這種形式需要網頁布局清晰、合理，才能夠使得第一次使用的用戶順暢地找到自己需要的內容。然而隨著科技的進步，不少大型網站通過虛擬現實技術，將三維搭建模型引入后臺，頁面雖然簡約，但交互性卻更強。目前，我國國內許多大型博物館的網頁就采用了這樣的技術，得到了很好的回應，加強了用戶的體驗感，對于一座城市的文化宣傳也起到了很好的促進作用。

3.2 景點的介紹及工藝品展示

對于西安這座城市而言，“歷史名城”這四個字似乎是積淀下來的標簽，隨身攜帶，秦漢唐文化讓這座城市有著更多想要告訴世界的內容。在科技發展的現代社會，這些歷史文化中能夠直觀地被看到、被觸摸的，就是代表著某些朝代、承載著某些故事的建筑以及文物。其實早在很多年前，我國對于經典建筑就有了以建筑漫游向人們展示其中的建筑分部以及內部造型結構的形式。例如小雁塔的碑林博物館，對于中國古老建筑中“榫卯結構”以三維動畫形式進行展示，利用移動增強現實技術，讓游客自由搭建。在很多博物館中，文物的介紹也會在可交互的大熒幕上展示，讓游客可以360度地觀看文物，這樣既可以觀察到在博物館櫥窗外無法觀察到的細節，也可以讓游客與文物進行虛擬互動，更好地推廣歷史文化（見圖2）。

3.3 手機導航定位系統

在城市的文化輸出中，交通地形地貌可以說是每個城市都有自己的特點。例如：重慶因道路起伏被譽為“山城”；新疆從一個地點到達另一個地點，經常呈現出荒蕪遼闊的路況。西安也有著自己的城市交通狀況，方方正正的路線，讓人們行走在此，時不時地會發現周圍的景點和古建。來到陌生的城市，利用手機導航定位系統是現代人尋找目的地的最常用的方法，那么對于定位系統的豐富，是加強城市傳播范圍的很好的途徑。如今智能手機發展迅速，許多導航定位App也不斷地更新一些功能，能夠更好地讓使用者使用，不僅能準確地找到自己需要到達的位置，還可以在路況的語音提示下，直接切入與目的地以及目的地周邊的環境景點等。

4.移動增強現實技術在文化傳播中的可行性

4.1 移動增強現實技術的虛擬模型直觀可視性可提高文化傳播力度

快餐文化的沖擊是巨大的，且不可抗的。諸多城市的景區都有嘗試利用移動增強現實技術拓展旅游行業的宣傳性和功能性。上文提到該技術已經可以與類似定位導航系統App相結合，因此，它不僅僅可以改變對某一個地點的宣傳，也可以對人們的衣食住行帶來較大影響。所謂數字旅游，單純的網絡瀏覽已經無法滿足無限的視覺和體驗需求，移動增強現實技術的融入，可以很好地規避常規旅游和數字旅游的不足。可視且可交互的三維立體模型作為該技術的主要承載物，不僅可以令數字旅游與常規旅游產生十分相似的體驗感，而且可以讓游客以及造訪者更清楚地傳達相應的文化內涵和歷史內涵，從而更好地宣傳本土文化。

4.2 信息共享對于文化傳播提供保障

我國自從改革開放以來，就十分重視文化學習和技術學習，互聯網時代也讓各種信息得到了更好的共享。在文化傳播方面，我們只要會用手機就可以足不出戶地對地方風土文化進行了解。例如，坐落在西安市臨潼區的秦始皇兵馬俑，推出了相應的尋寶游戲，在游戲中模擬秦始皇兵馬俑的景區現場，讓體驗者進行尋寶以及文物修復；同時對整個游戲交互的過程進行匯總，將兵馬俑中的文化進行輸出，能夠加深體驗者的印象，并且迅速在網絡平臺分享體驗樂趣，起到了文化傳播的作用。

5G網絡的到來，為VR技術的普及提供了網絡環境。在VR虛擬現實的各種展示中，大量的三維模型和復雜的數據代碼應運而生。在展示過程中，立體模型對于網絡承載以及網絡速度提出了更高要求。我國5G網絡對于移動端的影響十分巨大，讓人們隨時隨地可以感受VR技術的魅力，給VR技術中3D網絡提供了不可缺少的保障。

5G網絡在移動端呈現的最明顯的地方就是對于網絡速度的提升，此網絡目前是全世界網絡技術的領軍和主流趨勢，它的網絡傳輸速度與之前所有的網絡相比有著巨大的優勢。再者，5G網絡通信技術在傳送信息以及數據上具有強大的穩定性，不會由于所處環境、場地或者其他原因的干擾而使得數據傳輸出現誤差或者顯示不流暢等問題。這是因為5G網絡采用了當下新科技即“高頻網絡傳輸技術”，這種技術相較之前的網絡傳輸形式，在傳輸性能上有著很大的提高。因此，5G網絡走進移動端，為VR技術更好地傳播文化提供了有力的保障。

5.結語

綜上所述，移動增強現實技術可以使使用者結合VR等設備，在參觀以及體驗當地特色項目中，借助計算機處理性能，充分展現項目的全新發展活力，使當地文化得到全面發展。