2021年10月7日

基于增强现实技术的景区智能导览系统研究

作者 导览管理员

增强现实技术又被称为AR,是将虚拟信息与真实场景结合,把虚拟物体、场景文字等与真实场景叠加,使用户对真实世界有更强烈的感知,也称为混合现实,是在虚拟现实的基础上发展起来的新技术。此技术于 20 世纪 60 年代开始出现,发展至今,该技术的应用范围得到进一步改进,可以应用在 IPAD、智能手机等移动终端中,它已经真正融入生活的方方面面。近年来,随着生活质量的提高,旅游已经成为人们节假日生活的重要休闲方式。而景区传统的导览方式主要是以导游讲解为主,但是,专业从业人员讲解的传统形式已经难以满足人们的需求。随着大数据、数字化和移动技术的发展,智慧旅游将虚拟物体与旅游信息资源融合到实景中,以增强现实为技术核心,为旅游产业发展提供巨大助力。而设计智能景区的导览系统,不仅可以使人们更好地了解旅游景点的历史脉络、文化传承,还可以使游客体验更加丰富,增强旅游沉浸性。因此,基于增强现实的智能导览系统研究具有重要的现实意义。本智能导览系统结合贵州省铜仁市梵净山景区真实情况,基于 Unity3D 引擎和 Vuforia 进行开发。使用本导览系统,实现用户视野中实景与多媒体导览信息智能融合,能够提升旅游的体验感,对梵净山景区数字化保护和展示有着重要的意义,从而提高游客对景区文化知识的认知与感悟。

一、基于增强现实的智能景区导览系统特点

(一)虚实结合

虚实结合是把现实世界场景信息与虚拟世界场景信息进行叠加,AR 只是给真实环境提供信息的补充,并不是取代真实的环境。如在景区导览系统中叠加解说、三维模型等,进而将传统的以静态为主的旅游方式转变为主动参与互动的模式。在景区游览过程中,通过AR技术能够帮助游客获得更加丰富的信息化、智能化、交互式体验,增加对景区信息和文化的理解与感知。

(二)实时交互

在景区导览中,通过AR 系统提供的交互接口设备,可以实时地进行人机交互。使游客在旅游中获得互动感,将AR技术应用到景区导览系统中能够获得更多的信息。而交互方式有点选、旋转、拖动、增强现实标识物扫描、动画播放、音频播放、文字图片现实等功能。在信息获取上具有很强的时效性,能够使游客主动选择信息,而不是被动接收信息。在场景中运用智能手机在景区环境互动,不仅能在实景中游览,还能和虚拟场景,增加体验感。

(三)三维跟踪注册

跟踪是系统在真实场景中根据目标位置的变化,来实时获取传感器位姿,并按照使用者视角重新建立空间坐标系,将虚拟场景渲染到真实环境中准确位置的过程。三维注册定位,是虚拟场景准确定位到真实环境中的过程,是将计算机产生的虚拟物体在真实物体上进行实时精准的定位。

二、智能景区导览系统开发流程

(一)Vuforia简介

Vuforia 能够与 Unity3D 很好地兼容并实现开发功能,它是高通公司推出的针对移动设备开发的工具包。Vuforia能够很好实现对物体、图片、标识物进行追踪,也可以将3D模型叠加到真实场景中,叠加虚拟信息,增强交互性和趣味性,为游客提供定位和导航服务。

(二)系统框架设计

以梵净山景区增强现实智能导览系统为例,系统开发框架如图 1 所示。

三、智能景区导览系统设计

一)系统功能

景区功能包括为游客提供景区介绍的相关信息,场景管理、增强现实、动画等资源管理、导航四个功能模块。参观过程中包括景区讲解语音、图片、模型、视频动画,交互方式有点选、旋转、拖动、增强现实标识物扫描、动画播放、音频播放、文字图片现实等交互功能。

(二)系统设计实现

导览系统开发,首先需要到景区进行图像采集,制作图像识别数据库,并对资源进行分类和管理。运用 Vuforia 进行开发时要先进行云环境设置,首先需要在 Vuforia 官网注册开发者账号,并获得 license key,接下来创建用于存放和管理标识物的,根据景区实际需求,从多个角度对标识物进行拍摄,然后上传到数据库安装实际需要选择识别图。最后从高通平台上下载数据库,这样识别库就建立好了。

(三)系统总体设计

在调研的基础上,针对梵净山景区特点,为其设计了梵净山智能导览系统。如封底图1 所示。在识别库创建模块,多角度采集景点图像,上传识别库,生成UnityPackage资源包。游客对于比较感兴趣的景点可以用手机跟踪识别,实现增强现实的效果。

四、结语

为了研究梵净山智能景区自动导览系统,设计了增强现实自动导览系统总体框架,提出了使用3DMAX、Unity、Vuforia 来实现增强现实导览系统的开发,设计了移动终端增强现实自动导览系统的总体设计,开发了智能导览系统。实验表明,该方法是开发移动增强现实导览系统的最佳解决方案。本导览系统实现了预期的功能,不仅可以为游客提供导览信息,显示多模式的虚实叠加功能如三维模型、动画、视频、文字等,为参观者带来了丰富的交互性体验如虚拟按钮、缩放、漫游等,解决了标志物识别准确率较低、受光线、物体遮挡影响较大、容易跟踪失败等问题,能够快速实现场景、视频等增强现实技术的叠加效果。智能导览的使用,更丰富了导览信息,也让游客能够更好地体验和解读文化景点。

 

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