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篇1

關(guān)鍵詞：贛文化；全息影像；信息資源；數(shù)據(jù)庫(kù)；管理系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）29-0013-02

The Research of Construction Technique for Holographic Database Based on Jiang Xi Culture

XIA Wang-sheng

（School of Animation and Digital Arts， Communication University of China， Beijing 100024， China）

Abstract： In today's rapid development of information technology， holographic projection image technology in culture and arts industry more widely， how collected holographic form information resources to effectively integrate and manage it is particularly important. Construction technique for holographic database based on Jiangxi culture can classify and integrate the collected holographic form resources， and realize reasonable storage and management to the Jiangxi cultural information resources， and improve the efficiency of the use of information resources.

Key words： Jiang Xi culture； holographic image； information resources； database； management system

贛文化是中國(guó)文化的重要組成部分，具有悠久的歷史和濃郁的民族特色?；谮M文化的全息影像數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)能夠把贛文化中的核心元素以立體全息影像的方式呈現(xiàn)出來(lái)，成為數(shù)字時(shí)代展現(xiàn)和發(fā)揚(yáng)中華民族文化的新方式。

全息投影技術(shù)是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像的記錄和再現(xiàn)的技術(shù)，本質(zhì)上是通過(guò)在空氣或者特殊的立體透明棱錐內(nèi)部形成立體的影像[1]。不同于平面銀幕投影僅能在二維介質(zhì)表面上顯示二維的圖像或視頻信息，全息影像投影通過(guò)透視、陰影等效果可以實(shí)現(xiàn)立體感的內(nèi)容，全息投影技術(shù)可以真正呈現(xiàn)3D形式的影像，可以從360°的任何角度來(lái)觀看影像的不同側(cè)面，實(shí)現(xiàn)文字、動(dòng)畫(huà)影像與虛擬現(xiàn)實(shí)等之間的完美融合，使得藝術(shù)創(chuàng)作作品的形態(tài)由靜止的平面走向動(dòng)態(tài)逼真的三維立體空間，對(duì)人們的視覺(jué)效果產(chǎn)生強(qiáng)力的沖擊和震撼效果，圖1中顯示的是江西儺文化全息視頻影像的一個(gè)畫(huà)面。

圖1 儺文化全息影像

基于贛文化的全息資源數(shù)據(jù)庫(kù)一個(gè)最基本的功能在于文化內(nèi)容數(shù)據(jù)化的整合與存儲(chǔ)，因此創(chuàng)建一個(gè)容納贛文化相關(guān)資料的數(shù)據(jù)資源庫(kù)是未來(lái)應(yīng)用于各種贛文化全息影像裝置的基礎(chǔ)。通過(guò)構(gòu)建的全息視頻資源庫(kù)可以將收集而來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)、整合和管理，實(shí)現(xiàn)在資源庫(kù)內(nèi)信息的存儲(chǔ)、檢索、查詢、展示等功能。

在資源庫(kù)中，把收集到的贛文化信息資源分為人文江西、紅色江西和綠色江西三部分，每部分又下設(shè)若干子類(lèi)，例如人文江西包括儺文化、陶瓷文化、茶文化等內(nèi)容[2]。從存儲(chǔ)格式上來(lái)分，資源庫(kù)的資源包括文字、音頻、圖像和全息視頻等四種形式的數(shù)據(jù)內(nèi)容。由于它們的物理狀態(tài)、文化表現(xiàn)形式、個(gè)體特性等因素各有其獨(dú)有的特點(diǎn)，因此在資源的保存和管理方法上也不盡相同。

1 需求分析

由于資源庫(kù)中包含大量的高精度圖像與全息視頻數(shù)據(jù)，信息量和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量都是非常大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此設(shè)計(jì)全息資源庫(kù)時(shí)與常見(jiàn)的文本數(shù)據(jù)庫(kù)不同，需要把大數(shù)據(jù)量的圖像和視頻信息單獨(dú)存儲(chǔ)，建立存儲(chǔ)的物理位置與邏輯位置之間的關(guān)系庫(kù)等[3]。

通過(guò)全息資源庫(kù)的人機(jī)接口可以進(jìn)行信息資源內(nèi)容的查詢檢索、調(diào)用、資源庫(kù)管理等功能，以及圖像、音頻和視頻的播放等功能。管理員可以對(duì)全息資源庫(kù)進(jìn)行增加資源、刪除資源和編輯資源等操作，以及具有普通數(shù)據(jù)庫(kù)中常用的維護(hù)功能。用戶可以通過(guò)系統(tǒng)界面來(lái)檢索和查詢自己感興趣的內(nèi)容，系統(tǒng)提供全面、清晰、有效、方便地查詢、瀏覽以及調(diào)用和觀看全息形式的視頻等操作。

2系統(tǒng)架構(gòu)

為了實(shí)現(xiàn)全息資源庫(kù)的各項(xiàng)功能，同時(shí)保證資源庫(kù)的方便靈活性和可擴(kuò)展性，系統(tǒng)采用了B/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)構(gòu)架。用戶主要通過(guò)WEB瀏覽器與服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互，通過(guò)通用的瀏覽器就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)資源庫(kù)的所有訪問(wèn)。這種系統(tǒng)構(gòu)架模式將實(shí)現(xiàn)資源庫(kù)的核心部分存于服務(wù)器上，使資源庫(kù)的發(fā)開(kāi)和維護(hù)以及使用更方便和具有通用性，具有較高的工作效率。系統(tǒng)構(gòu)架如圖2所示，它基本上由客戶端、服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)三層結(jié)構(gòu)組成。

圖2 資源庫(kù)系統(tǒng)構(gòu)架

資源庫(kù)系統(tǒng)可分為前臺(tái)與后臺(tái)兩個(gè)部分。前臺(tái)是指用戶可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)或接口程序進(jìn)行瀏覽，主要用于信息資源的檢索、查找和顯示內(nèi)容等工作，后臺(tái)是指管理人員對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行編輯操作和對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理工作，主要包括系統(tǒng)管理、信息資源的添加、刪除、修改以及管理前臺(tái)頁(yè)面的基本顯示等功能。

全息資源數(shù)據(jù)庫(kù)的后臺(tái)采用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，MySQL是一個(gè)精巧的SQL數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，并且是完全網(wǎng)絡(luò)化的跨平臺(tái)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)[4]，同時(shí)是具有客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。MySQL功能強(qiáng)大、使用簡(jiǎn)便、管理方便、運(yùn)行速度快、安全可靠性強(qiáng)，能夠?yàn)榻⑷①Y源庫(kù)和前端程序提供強(qiáng)大動(dòng)力。

3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

在全息資源庫(kù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是創(chuàng)建資源庫(kù)系統(tǒng)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)，在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和設(shè)過(guò)程中居于核心的地位。數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要規(guī)范化，這將便于日后的數(shù)據(jù)管理，可以防止數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的發(fā)生[5]。

基于贛文化相關(guān)信息資源的收集和整理，包括文字、圖像、音頻和全息視頻等資源，建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)表，同時(shí)避免數(shù)據(jù)的過(guò)度復(fù)雜和冗余。通過(guò)合理的分析，提取圖像、音頻和全息視頻特征信息，建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)表，最后還要?jiǎng)?chuàng)建全息視頻存儲(chǔ)的物理位置與邏輯位置之間的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)表等。

基于贛文化的全息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)大致由以下五個(gè)模塊構(gòu)成：

（1）全息資源數(shù)據(jù)資料庫(kù)。用來(lái)組織和保存全息視頻、圖像和音頻等資源數(shù)據(jù)，這是調(diào)用和播放全息信息的素材庫(kù)，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量是非常大的。

（2）資源特征數(shù)據(jù)庫(kù)。用來(lái)保存從全息視頻和圖像、音頻中提取的各種特征，把全息視頻的物理位置與邏輯位置之間建立聯(lián)系，本數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)與播放查詢模塊有緊密聯(lián)系。

（3）查詢與播放處理模塊。此模塊完成用戶不同方式的下的查詢和檢索功能，檢索出的全息視頻可以選擇調(diào)用并在全息投影設(shè)備上播放，此模塊是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的重點(diǎn)。

（4）用戶接口模塊。此模塊的開(kāi)發(fā)與播放系統(tǒng)中的硬件設(shè)備關(guān)系密切，管理全息投影播放、查詢輸入、查詢結(jié)果如何顯示等功能。

（5）資源數(shù)據(jù)管理模塊。管理員利用此模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中全息視頻、圖像和音頻資源的管理功能，包括增加、刪除和編輯資源，同時(shí)將同步編輯相應(yīng)的視頻特征數(shù)據(jù)庫(kù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

基于贛文化的全息資源庫(kù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)贛文化相關(guān)資源的收集、整合和存儲(chǔ)，并以三維全息影像的形式把贛文化所表達(dá)的內(nèi)容呈現(xiàn)給觀者，在展示空間中呈現(xiàn)出立體、清晰、多視角的帶有動(dòng)畫(huà)效果的三維影像，能夠讓觀者身心沉浸其中。

運(yùn)用全息資源庫(kù)技術(shù)一方面能對(duì)文化資源進(jìn)行數(shù)字化存儲(chǔ)，另一方面能以立體影像方式完整再現(xiàn)歷史文化，這對(duì)于文化遺產(chǎn)的傳承具有重要的意義。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)和全息技術(shù)的發(fā)展，它必將在文化和藝術(shù)的存儲(chǔ)與展現(xiàn)方面大放異彩。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉姣. 關(guān)于建設(shè)“沉浸式”全息化數(shù)字博物館的構(gòu)想[J]. 才智， 201（13）：330.

[2] 佟婷，宴紫昭. 從體驗(yàn)性角度淺析全息技術(shù)與非物質(zhì)文化結(jié)合的意義[J]. 電視研究，2015（8）：45.

[3] 李逸波. 多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

篇2

【關(guān)鍵詞】視聯(lián)網(wǎng)；虛擬現(xiàn)實(shí)；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)；接合自然；教學(xué)應(yīng)用

【中圖分類(lèi)號(hào)】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【論文編號(hào)】1009―8097（2011）04―0145―04

隨著科技的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)水平的提高，手機(jī)由于其功能強(qiáng)大，價(jià)格低廉的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于日常生活中，成為當(dāng)前信息傳遞的主要工具之一。良好的人機(jī)交互性直接影響著學(xué)習(xí)者對(duì)其所呈現(xiàn)信息的接受效率。帶有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)功能的智能手機(jī)將使人們的工作、學(xué)習(xí)與生活變得更加便捷也將會(huì)使學(xué)習(xí)更具意義。

一 相關(guān)定義

隨著遙感技術(shù)（Remote Sensing，RS）、地理信息系統(tǒng)（Geography information systems，GIS）和全球定位系統(tǒng)（Global positioning systems，GPS）的發(fā)展，及空間信息處理技術(shù)的不斷成熟，空間數(shù)據(jù)可視化已成為人們認(rèn)知空間的重要組成部分，多維和多時(shí)相數(shù)據(jù)信息及過(guò)程的顯示能有效地幫助用戶增強(qiáng)獲取空間信息能力。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）是運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)、各種顯示及控制等接口設(shè)備，在計(jì)算機(jī)上生成可交互的三維環(huán)境，以幫助用戶提供沉浸感覺(jué)的技術(shù)。VR比傳統(tǒng)的空間信息可視化更具沉浸感、交互感與想象感。強(qiáng)調(diào)在虛擬環(huán)境中的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官的完全浸入，將用戶拋離現(xiàn)實(shí)世界而完全沉浸于由計(jì)算機(jī)所控制的虛擬信息空間之中。

2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）是在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上，將計(jì)算機(jī)所生成的虛擬物體、虛擬場(chǎng)景等內(nèi)容疊加到現(xiàn)實(shí)情境之中，對(duì)當(dāng)前用戶所感知的真實(shí)情境進(jìn)行“擴(kuò)張”。隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展AR系統(tǒng)模型更具靈活性、真實(shí)感。

3 接合自然

接合自然（Articulated Naturality）是將虛擬對(duì)象與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行無(wú)縫結(jié)合，擺脫傳統(tǒng)的機(jī)械互動(dòng)，幫助用戶走出機(jī)房，擺脫鼠標(biāo)、鍵盤(pán)的束縛，使人們獲取信息的手段回歸自然。接合自然技術(shù)使AR的功能得到了加強(qiáng)與延伸，為AR在移動(dòng)終端設(shè)備中的應(yīng)用提供了技術(shù)支持，也使AR技術(shù)在人們的工作、學(xué)習(xí)與生活中得到了更廣泛的應(yīng)用。

二 “視聯(lián)網(wǎng)”支持的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)

以往的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)對(duì)顯示器配置以及虛擬對(duì)象制作技術(shù)要求較高，無(wú)法真正將現(xiàn)實(shí)環(huán)境與虛擬信息進(jìn)行實(shí)時(shí)高效的銜接。顆豆柏德公司作為全球領(lǐng)先的接合自然移動(dòng)服務(wù)供應(yīng)商，將視聯(lián)網(wǎng)（Articulated Naturality Web）技術(shù)植入手機(jī)，讓更多的用戶使用到這一先進(jìn)技術(shù)。視聯(lián)網(wǎng)所強(qiáng)調(diào)的是接合自然與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的完美接合，將空間數(shù)據(jù)可視化，通過(guò)手機(jī)屏幕呈現(xiàn)“增強(qiáng)”后的數(shù)字畫(huà)面，讓用戶有更深層次的體驗(yàn)。例如，用手機(jī)攝像頭拍攝天空，屏幕上會(huì)疊加一天的天氣情況。拍攝某一名勝古跡，就可以獲取相關(guān)信息等等?！耙暵?lián)網(wǎng)”支持的AR服務(wù)在豐富人們獲取信息方式的同時(shí)也使信息更具實(shí)時(shí)的互動(dòng)性與實(shí)用性。

1 功能特點(diǎn)

（1）現(xiàn)場(chǎng)性

“視聯(lián)網(wǎng)”支持的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用更具現(xiàn)場(chǎng)性。AR將虛擬對(duì)象與真實(shí)環(huán)境進(jìn)行自然融合，呈現(xiàn)給用戶一個(gè)真實(shí)的新環(huán)境，用戶所感知到的只有虛擬對(duì)象與現(xiàn)實(shí)世界相結(jié)合的唯一世界。用戶可以從各個(gè)角度，甚至可以進(jìn)入虛擬對(duì)象的內(nèi)部進(jìn)行觀察，使用戶更直觀地掌握和理解學(xué)習(xí)對(duì)象，更深刻的認(rèn)識(shí)和理解客觀事物的本質(zhì)及規(guī)律。AR系統(tǒng)更加強(qiáng)調(diào)現(xiàn)實(shí)世界的重要作用，將用戶在現(xiàn)實(shí)世界的存在性與其感官效果達(dá)到有效統(tǒng)一，使用戶沉浸感增強(qiáng)。

（2）開(kāi)放性

“視聯(lián)網(wǎng)”支持的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)更具開(kāi)放性。用戶通過(guò)支持AR功能的網(wǎng)絡(luò)平成信息共享。以SPRX mobile公司的Layar軟件為例，用戶將手機(jī)攝像頭拍攝某一圖書(shū)館，手機(jī)屏幕上就會(huì)呈現(xiàn)此圖書(shū)館的藏書(shū)信息。不僅如此，Wikitude世界瀏覽器，用戶除了能夠查看已有信息外，還可以通過(guò)Wikitude軟件編寫(xiě)、分享信息，并采用維基模式進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)，充分體現(xiàn)了Web3.0時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)資源共建與共享理念。[1]

（3）實(shí)時(shí)互動(dòng)性

“視聯(lián)網(wǎng)”支持的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)更具實(shí)時(shí)互動(dòng)性。AR系統(tǒng)要求當(dāng)用戶的位置和視線方向發(fā)生變化時(shí)，計(jì)算機(jī)所生成的虛擬對(duì)象也要實(shí)時(shí)地發(fā)生改變。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)按照用戶要求將系統(tǒng)所產(chǎn)生的三維虛擬對(duì)象或虛擬信息實(shí)時(shí)疊加到用戶所處的真實(shí)環(huán)境的視頻流當(dāng)中，此時(shí)虛擬對(duì)象隨著用戶周?chē)鎸?shí)場(chǎng)景而變化，使這種復(fù)合視覺(jué)效果變得更加完美與真實(shí)。同時(shí)，用戶可以在真實(shí)場(chǎng)景中與虛擬對(duì)象進(jìn)行交互。以手機(jī)為終端的AR交互方式更為自然。用戶利用手機(jī)攝像頭捕捉真實(shí)的動(dòng)態(tài)畫(huà)面，再通過(guò)陀螺儀和重力感應(yīng)識(shí)別等功能完成用戶動(dòng)作、方向和位置的改變，通過(guò)手機(jī)與周?chē)h(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)。

（4）實(shí)用性

“視聯(lián)網(wǎng)”支持的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)更具實(shí)用性。目前，谷歌、諾基亞、三星、iPhone多款手機(jī)都具有AR系統(tǒng)。[2]以iPhone上的TwittARound軟件為例，只需將攝像頭對(duì)準(zhǔn)天空就可以判斷當(dāng)前的天氣狀況。手機(jī)中的AR已經(jīng)被應(yīng)用于商業(yè)、游戲、旅游等領(lǐng)域。以智能手機(jī)代替昂貴的AR設(shè)備，使這一技術(shù)的應(yīng)用更廣泛。

2 關(guān)鍵技術(shù)

構(gòu)造一個(gè)AR系統(tǒng)需要解決很多的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，主要包括輸出技術(shù)、跟蹤和定位技術(shù)、界面與可視化技術(shù)以及標(biāo)定技術(shù)。[3]

（1）輸出技術(shù)

AR系統(tǒng)輸出單元呈現(xiàn)的是虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界合成的平面影像或者全息影像。AR系統(tǒng)通過(guò)輸入、分析、處理等一系列的流程把相關(guān)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換加工，最終要通過(guò)輸出單元進(jìn)行顯示，來(lái)反映出所表示的信息。而人腦所感知事物的信息，大部分來(lái)自視覺(jué)，視覺(jué)是人最主要的感覺(jué)通道。因此，AR系統(tǒng)中輸出技術(shù)甚為關(guān)鍵。AR系統(tǒng)輸出設(shè)備包括：頭箍顯示器、手持顯示器和投影顯示器。在移動(dòng)手機(jī)終端中所采用的顯示設(shè)備是手持顯示器。它屬于平面LCD顯示器的一種，使用捆綁的攝像機(jī)提供基于視頻透視的增強(qiáng)。手持顯示器充當(dāng)一個(gè)窗口或放大鏡，顯示用VR覆蓋的真實(shí)對(duì)象。而更先進(jìn)的是投影顯示器，即把所需的虛擬信息直接投影到真實(shí)對(duì)象上進(jìn)行增強(qiáng)，用戶通過(guò)手機(jī)屏幕進(jìn)行觀看。

（2）跟蹤和定位技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)積極有效的交互，并實(shí)現(xiàn)互通互聯(lián)的訪問(wèn)，AR系統(tǒng)需要進(jìn)行跟蹤和定位，準(zhǔn)確地獲取用戶的確切位置以及視域方向，以確定觀察點(diǎn)和虛擬生成的物體在三維場(chǎng)景中的準(zhǔn)確位置。目前在準(zhǔn)備好的室內(nèi)環(huán)境中能夠?qū)崿F(xiàn)較好的定位效果。當(dāng)用戶處于室外、移動(dòng)的環(huán)境中，AR利用移動(dòng)終端內(nèi)置的一系列傳感器。例如，相機(jī)、羅盤(pán)儀、GPS和慣性加速器等收集數(shù)據(jù)，跟蹤計(jì)算對(duì)象在戶外的實(shí)時(shí)位置，使用戶能夠與周?chē)腥せ蛴杏玫哪繕?biāo)物體進(jìn)行交互。

（3）界面與可視化技術(shù)

用戶能夠與AR系統(tǒng)進(jìn)行交互，并且能夠有效地將交互信息在顯示器上完美呈現(xiàn)，是許多研究人員正在考慮的問(wèn)題。在室外移動(dòng)的真實(shí)環(huán)境中與虛擬信息進(jìn)行實(shí)時(shí)交互存在困難，于是研究人員將目光轉(zhuǎn)向了智能手機(jī)軟件開(kāi)發(fā)來(lái)解決此類(lèi)問(wèn)題。

（4）標(biāo)定技術(shù)

“視聯(lián)網(wǎng)”支持的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)要進(jìn)行精確的定位就需要進(jìn)行大量測(cè)量與標(biāo)定。例如，手機(jī)攝像機(jī)參數(shù)、視域范圍、傳感器偏移、對(duì)象定位與變形等。在手機(jī)系統(tǒng)中采用LBS（基于位置的服務(wù)）來(lái)標(biāo)定用戶所在的地理空間位置并提供與其相關(guān)的各類(lèi)信息服務(wù)。常用的POI（Point of Interest）包括三個(gè)維度的信息：名稱、類(lèi)別與坐標(biāo)（精度、緯度）。系統(tǒng)利用手機(jī)自帶攝像頭定位虛擬對(duì)象的三維數(shù)據(jù)：GPS坐標(biāo)、數(shù)字羅盤(pán)測(cè)定的手機(jī)朝向 、加速器測(cè)量的設(shè)備與地面夾角度數(shù)。用戶需要通過(guò)這三個(gè)參數(shù)對(duì)顯示屏中真實(shí)景物與虛擬對(duì)象進(jìn)行標(biāo)注與修改，否則當(dāng)與其他用戶的這三個(gè)參數(shù)不匹配時(shí)，用戶所觀看的信息將產(chǎn)生偏移。

三 基于“視聯(lián)網(wǎng)”的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

目前，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)、游戲娛樂(lè)、醫(yī)療、軍事、商務(wù)、旅游、工業(yè)等方面。[4]過(guò)去由于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與設(shè)備成本較高，未被真正應(yīng)用與教學(xué)當(dāng)中。近年來(lái)隨著移動(dòng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，研發(fā)人員將手機(jī)作為AR系統(tǒng)應(yīng)用新平臺(tái)，結(jié)合“視聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)，使AR系統(tǒng)應(yīng)用更趨于平民化，也更具實(shí)用性。

以下筆者結(jié)合“視聯(lián)網(wǎng)”支持的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)特點(diǎn)闡述其在教學(xué)中的應(yīng)用：

1情境教學(xué)

“視聯(lián)網(wǎng)”支持的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)比以往的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)更具現(xiàn)實(shí)性與真實(shí)性。為教師進(jìn)行情景教學(xué)提供了更為真實(shí)的學(xué)習(xí)情境。情景教學(xué)是在教學(xué)過(guò)程中，教師有目的地引入或創(chuàng)設(shè)具有一定情緒色彩的，形象的、生動(dòng)的、具體的場(chǎng)景， 以此引起學(xué)生情感態(tài)度的體驗(yàn)，幫助學(xué)生深入了解學(xué)習(xí)內(nèi)容或?qū)W習(xí)對(duì)象。在情境教學(xué)過(guò)程中更注重情境性的創(chuàng)設(shè)，真實(shí)的活動(dòng)及文化背景利于學(xué)習(xí)者知識(shí)的獲得、應(yīng)用與情感的體驗(yàn)。當(dāng)學(xué)習(xí)者處于某一學(xué)習(xí)環(huán)境中時(shí)，虛擬信息就會(huì)通過(guò)手機(jī)推送給學(xué)習(xí)者有關(guān)信息將現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行增強(qiáng)，幫助情境創(chuàng)設(shè)。諾基亞“即指即現(xiàn)”功能是一種新型的手機(jī)信息服務(wù)。用戶將他們可接入互聯(lián)網(wǎng)的手機(jī)的攝像頭對(duì)準(zhǔn)實(shí)際的目標(biāo)物體后，手機(jī)顯示屏就會(huì)顯示與之關(guān)聯(lián)的數(shù)字內(nèi)容及服務(wù)。[5]目前，我國(guó)正在使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行圓明園重建。學(xué)習(xí)者通過(guò)手機(jī)此功能觀看虛實(shí)接合的影像，并可以將其存儲(chǔ)紀(jì)念。它將學(xué)習(xí)者置身于圓明園真實(shí)的環(huán)境中，再對(duì)環(huán)境進(jìn)行增強(qiáng)，不僅能幫助學(xué)生加強(qiáng)對(duì)歷史或建筑等相關(guān)知識(shí)的記憶，更能激發(fā)學(xué)習(xí)者的愛(ài)國(guó)熱情。

2 教育游戲

“視聯(lián)網(wǎng)”支持的AR教育游戲?yàn)轶w驗(yàn)式學(xué)習(xí)提供了良好的學(xué)習(xí)途徑。體驗(yàn)式學(xué)習(xí)是通過(guò)實(shí)踐參與認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)對(duì)象或?qū)W習(xí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)方式，注重教學(xué)媒體的可視、可聽(tīng)、可感與實(shí)時(shí)互動(dòng)。AR技術(shù)能夠?qū)ξ⒂^世界、自然環(huán)境等進(jìn)行模擬增強(qiáng)，通過(guò)智能手機(jī)終端實(shí)現(xiàn)與其進(jìn)行實(shí)時(shí)交互。AR功能的教育游戲可以讓不同地理位置的玩家，以虛擬身份共處于同一場(chǎng)景中進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)游戲。玩家通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)在虛擬的世界中樹(shù)立自己的身份與地位，引起學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，使教育游戲更具沉浸感?！耙暵?lián)網(wǎng)”支持的AR教育游戲不受動(dòng)作、性別、年齡、身份等特性的限制使此類(lèi)游戲吸引了更多的用戶， 利于群體資源共享與激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。[6]

3 活動(dòng)教學(xué)

活動(dòng)教學(xué)是指在實(shí)踐活動(dòng)中的教學(xué)，是在教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中構(gòu)建具有教育性、實(shí)踐性與創(chuàng)造性的主題活動(dòng)，以此為中心組成學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)，通過(guò)教師或團(tuán)隊(duì)成員之間的相互幫助，激勵(lì)學(xué)習(xí)者主動(dòng)參與、主動(dòng)實(shí)踐、主動(dòng)探索、主動(dòng)創(chuàng)造及資源分享，使問(wèn)題得到解決?；顒?dòng)教學(xué)效果不僅取決于活動(dòng)主題的選擇、活動(dòng)設(shè)計(jì)與組織，在過(guò)程進(jìn)行中，學(xué)習(xí)者能否及時(shí)便捷地獲取信息，也是影像活動(dòng)教學(xué)效果的關(guān)鍵因素?！耙暵?lián)網(wǎng)”支持的AR技術(shù)能夠及時(shí)獲取與分享學(xué)習(xí)資源。實(shí)時(shí)而又具有交互功能的信息系統(tǒng)在活動(dòng)學(xué)習(xí)過(guò)程中提高了信息的搜集、獲取、分享效率，有效提高了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率與熱情。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)將提供全新的搜索模式，以圖片代替文字自動(dòng)搜索，學(xué)習(xí)者用手機(jī)攝像頭照下某物體，程序?qū)Σ东@的圖片進(jìn)行分析識(shí)別后進(jìn)行搜索，豐富了信息搜索方式，提高信息搜索效率，幫助學(xué)習(xí)者即時(shí)拍攝獲取相關(guān)信息。利用“視聯(lián)網(wǎng)”支持的AR技術(shù)實(shí)時(shí)發(fā)表言論，在線的交流， 通過(guò)SekaiCamera 手機(jī)軟件，將學(xué)習(xí)者對(duì)某一事物的評(píng)論，圖片和動(dòng)畫(huà)等疊加到通過(guò)iPhone攝像頭捕獲的影像上，將自己公開(kāi)的言論顯示在真實(shí)的攝像當(dāng)中，激發(fā)學(xué)習(xí)者頭腦風(fēng)暴。

4 操作技能培訓(xùn)

AR使操作技能培訓(xùn)更具現(xiàn)實(shí)性與真實(shí)性?！耙暵?lián)網(wǎng)”支持的AR設(shè)備使學(xué)習(xí)者通過(guò)手持屏幕得到虛實(shí)疊加的模擬場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者融入角色，它比傳統(tǒng)的操作技能培訓(xùn)方式更具趣味性與實(shí)用性。通過(guò)陀螺儀和重力感應(yīng)技術(shù)判斷學(xué)習(xí)者的操作或地理位置的變化，改變屏幕顯示的內(nèi)容信息。例如，在醫(yī)學(xué)解剖課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)習(xí)者通過(guò)AR軟件將虛擬的生命體、機(jī)械器材與真實(shí)的場(chǎng)景相融合，通過(guò)拖動(dòng)或點(diǎn)擊屏幕認(rèn)識(shí)對(duì)象組成、解剖知識(shí)及器械操作等內(nèi)容，通過(guò)屏幕觀察試驗(yàn)結(jié)果影像，也可以將其作為視頻資料存儲(chǔ)便于的鞏固學(xué)習(xí)。AR使操作技能培訓(xùn)更加具有趣味性與安全性，同時(shí)也降低了實(shí)驗(yàn)成本。

四 展望

基于“視聯(lián)網(wǎng)”的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)給人們帶來(lái)更多的驚喜。目前，已有眾多AR軟件被應(yīng)用于智能手機(jī)當(dāng)中，雖然目前還沒(méi)有一款軟件是針對(duì)教育而開(kāi)發(fā)，但隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)教育關(guān)注度的提高，將會(huì)有優(yōu)質(zhì)的AR教育軟件問(wèn)世。AR手機(jī)終端由于其成本低、便攜帶以及實(shí)時(shí)交互等特點(diǎn)將成為未來(lái)教學(xué)的重要工具。

參考文獻(xiàn)

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Based on " Articulated Naturality Web " Augmented Reality in Teaching Research

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(Information Communication College, Xuzhou Normal University, Xuzhou, Jiangsu 221004,China)