2021年4月17日
智能博物馆导览系统的研究与应用
| 随着全球经济的不断发展，人们生活水平的提高，人们对于休闲娱乐的需求也不断在提高，传统的旅游方式已经无法满足游客日益增长的游览需求。越来越多的人开始加入到文化旅游中来，文化旅游是一种更加多元化和内涵化的旅游方式，这种旅游方式有别于传统的旅游，游客不再单纯追求视觉和感官效果，转而追求获取更多的知识文化，陶冶情操，丰富自我的精神世界。另一方面，随着互联网技术的快速发展，互联网行业对其他传统行业造成了极大的冲击，越来越多的传统行业选择与互联网行业相结合，希望借助互联网的潮流得到更好的发展，博物馆行业也不例外。智能博物馆概念从某种意义上来说也是互联网技术与博物馆相结合的产物。目前国内大部分博物馆的展览方式还停留在古老的静态陈展方式，博物馆展品信息还需要有专业人±进行定期的维护更新，这就导致了博物馆内容更新的成本居高不下，进而影响了游客的游览体验。而且传统博物馆中的内容主要文字资料为主，游客在游览中往往会感到枯燥无味，无法提起兴趣。为此，一些较为大型的博物馆也设立了一些固定的展厅，播放相关的介绍宣传片的形式来吸引游客，但是效果并不是很好，因为送样的陈展方式还远远无法满足游客的游览需求。 针对目前传统博物馆中存在的问题，结合文物数字化，建立智能博物馆是一种有效的解决方案。文物数字化包含两方面的含义：一方面，通过现在的信息科学技术，将己有的博物馆文物资料转换成数字形式来存储，例如纸质的文献资料可从通过扫描或者人工录入的方式存储在磁盘上，文物的影像可Ｗ通过拍照レッ数码照片的形式存储，对于高要求的文物还可Ｗ使用三维建模的方式数字化，为文物的保护提供了极大的方便；另一方面，数字化还指通过互联网等技术，更巧的为游客展示文物的全貌－吸引游客，提升博物馆的服务水平。目前国内的一些大型博物馆，例如国家博物馆、浙江省博物馆、广东省博物馆等博物馆，通过结合微信公众号等方式为游客提供了最新的展览咨询及导览服务，一定程度上满足了游客的游览需求。但是，考虑到游客在游览博物馆时往往存在很大的盲目性，很多情况下无法游览到自身真正感兴趣的文物。—方面，由于这种游览方式主要依靠用户手动输入编码来获取文物资料；另一方面，并没有为游客提供＂导＂的功能，包括推荐文物的功能，实际上并没有智能的体现。因此，如何研巧并设计出一套智能博物馆导览系统成为了提高博物馆游客体验、打造高质量博物馆项目的关键问题。游客在博物馆中的游览过程是个非常复杂的过程，游客的游览行为受到多种因素的影响。每个游客有着不同背景知识及不同的偏好。早一些的导览系统研充主要集中在可穿戴设备上，但是由于无线互联网化及电子技术的飞速发展，越来越多的研究转移到了移动手机上的应用程序上来。国外比较有代表性的研究成果主要有ＣｙｂｅｒＧｕｉｄｅＷ，ｆｆｌＰＳＷ和加ｉｄｅＷ系统。ＣｙｂｅｒＧｕｉｄｅ是一项对手机服务十分有影响的研究成果。它建立了一个基于移动上下文感知的原型导览系统。利用游客当前的位置信息及游客游览的历史位置信息来为游客提供多种服务。作者还分别提出了适用于室内和室外的原型，来监测游客的位置和方向。ＨＩＰＳ（Ｈｙｐｅｒ－虹ｔｅｒａｃｔｉｏｎｗｉｔｈｉｎＰｈｙｓｉｃａｌＳｐａｃｅ）旨在开发一种新型的在物理空间导览中的交互模式。ＨＩＰＳ的研究集中在超互动（ｈｙｐｅｒ－ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）上，也就是如何使游客能够简单便捷地获取到所需的信息。它的主要研究成果在于高维空间下重叠上下文Ｗ及个性化的信息的研究。利用这项技术，游客在同时获得物理空间和相关信息空间的导览。ＨＥＰＳ系统使用了硬件基础设施和用户的ＰＤＡ通过无线通讯进巧服务。该系统己经在ＭｕｓｅｏＣｉｖｉｃｏ（意大利）博物馆投入使用。Ｇｕｉｄｅ系统是另一个较为成功的解决方案。是一个室外的导览系统，它可在游客游览兰卡斯将的时候为其提供导览服务。Ｇｕｉｄｅ系统针对游客的个人信息，结合移动计算技术和无线基础设施为游客提供服务。这项研巧是与相关领域的专家合作进行的，所在项目实施中能从专家的评估意见中获得专业的建议。目前国外的智能博物馆的代表性研巧主要有ＯｌｉｖｉｅｒｏＳｔｏｃｋ等人在２００６年提出的，Ｗ及ＬｏｒａＡｒｏｙｏ等人提出的ＣＨｎＰＥＡＣＨ（ＰｅｒｓｏｎａｌＥｘｐｅｒｉｅｎｃｅｗｉｔｈＡｃｔｉｖｅＣｕｌｔｕｒａｌＨｅｒｉｔａｇｅ）项目研究的主要目的是为游客提供智能用户界面为 用户提供各种量身定制服务从而为游客在游览博物馆的时候获得更有教育性、趣味性的博物馆游览体验。一方面，ＰＥＡＣＨ系统通过一些动画效果来吸引游客的注意力，提起游客的游览兴趣；另一方面，ＰＥＡＣＨ系统能够在手机终端上自动生成自适应的视频文档供游客欣赏；陈此之外，ＰＥＡＣＨ系统还能采集游客在游览过程中产生的交互信息Ｗ及游客的个人信息，并Ｗ此来为游客建立用户模型，从而在用户游览过程中提前为用户提供个性化的推荐和内容，使游客能够得到与其背景知识、需求和兴趣相关的展品信息。ＣＨＩＰ项目的研究内容主要是对数字化文化遗产的个性化浏览，自适应地为游客推荐展品，通过采集游客在使用系统】的历史数据，完善用户描述文件，Ｗ此提供个性化服务。 目前国内对智能博物馆的研究还在起步阶段，相关的研究相对较少。王柱等人提出了一种智能博物馆个性化导航技术。这种导航技术基于用户模型和文物模型，通过对游客历史游览信息的采集来完善用户模型，同时兼顾展品与游客的距离来进行导航。此外，周珊丹等人在２０１０年提出了一种智能博物馆环境下的个性化推荐算法。通过对游客春好程度的评价Ｗ及文物的历史评价来向游客进行评估。 智能博物馆导览系统的建设目标有： １．博物馆的自动导览目标 智能博物馆导览系统中最核屯、的功能模块就是导览功能。针对目前博物馆导览系统中交互性不强的问题，需要设计出能够引起游客兴趣的交互方式。同时，也需要尽量减少游客的操作，使得游客在游览过程中既能够感觉到有意思，又能感到方便和舒适。 ２．博物馆文物推荐目标 文物推荐功能也是只能博物馆导览系统的重要组成部分。文物推荐功能在游客游览博物馆过程中，为游客的游览提供了建议，发现潜在的游客可能感兴趣的文物，提供更佳的博物馆游览体验。 ３．博物馆活动信息发布目标 博物馆吸引游客的一大途径就是通过举办各种各样的活动，而这些活动信息却往往没有很好的传播途径。智能博物馆导览系统的移动应用程序能够为活动信息的发布提供一个平台，供游客查看。 ４．游客信息交流目标 目前己有一部分旅游网站的涌现，游客会在互联网上发布自己旅游的一些也得体会。针对这一需求，智能博物馆导览系统也为游客提供发言的平台，分享个人的游览体会。 智能博物馆导览系统的业务逻辑层由两部分组成：一部分的业务逻辑层存在于公共基础支撑层，使用Ｊａｖａ实现，主要负责为应用服务层提供ＡＰＩ调用接曰；另一部分存在于应用服务层，由于移动客户端是基于ｉＯＳ操作系统的应用程序，所Ｗ使用了基于Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ－Ｃ的ＣｏｃｏａＴｏｕｃｈＦｒａｍｅｗｏｒｋ进巧编写。这部分的业务 逻辑层的主要功能是处理与用户操作相关的逻漫Ｗ及调用服务器端的ＡＰＩ接口。在移动客户端的目标平台上，我们选择了苹果公司的ｉＯＳ操作系统，ｉＯＳ操作系统作为目前主流的移动操作系统，具有用户基数大、用户体验好等一些特点。所展示层方面使用了基于Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ－Ｃ的ＣｏｃｏａＴｏｕｃｈＦｒａｍｅｗｏｒｋ技术来实现。ＣｏｃｏａＴｏｕｃｈＦｒａｍｅｗｏｒｋ是ｉＯＳ平台上应用程序的开发框架，使用了基于ＭＶＣ（Ｍｏｄｅｌ－Ｗｅｗ－Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）的软件架构模式，并提供了大量的预定义ＵＩ组件供开发者使用，并且可＾＾Ｊｌ根据需要自定义ＵＩ组件，是仍８应用程序开发不可或缺的框架 文物导览模块 文物导览模块是移动端应用程序中重要的功能模块。文物导览模块提供两种方式，包括根据游客地理位置获取需要展示的相应文物信息Ｗ及根据游客扫码的二维码确定需要展示的相应文物信息。系统同时使用了ＧＰＳＷＩ技术和巧ｅａｃｏｎ蓝牙近场定位技术来实现文物自动导览功能。巧ｅａｃｏｎ是苹果公司提出的＂一种可レッ让附近手持电子设备检测到的一种新的低功耗、低成本信号传送器＂的一套可用于室内定位系统的协议ＷＵ。旧ｅａｃｏｎ协议基于蓝牙４．０技术，拥有蓝牙４．０的特性。是一种较为成熟的室内定位解决方案，并且目前主流的移动操作系统Ａｎｄｒｏｉｄ和ｉＯＳ对旧ｅａｃｏｎ协议都有着较好的支持。 系统通过获取到的旧ｅａｃｏｎ基站的信息来确定当前游客处于哪件文物附近。在部署设备时，我们在每一个文物的展览位置上放置一个旧ｅａｃｏｎ基站，每个基站中都写入了Ｈ个特别的字段，分别是ＵＵＩＤ，ｍａｊｏｒ及ｍｉｎｏｒ字段。ＵＵＩＤ是移动应用程序的标识符，用来确定旧ｅａｃｏｎ基站所属的移动应用程序。ｍａｊｏｒ和ｍｉｎｏｒ字段则用来确定某件特定的文物。一般来说，ｍａｊｏｒ表示一个大的范围，ｍｉｎｏｒ表示ｍａｊｏｒ下的一个小的范围。比如，可［＾１＞用ｍａｊｏｒ来表示博物馆，区分不同的博物馆，而ｍｉｎｏｒ则用来表示某个博物馆下的第几件文物。当游客手持移动设备接近某件文物村，系统就会将最近的旧ｅａｃｏｎ的ｍａｊｏｒ和ｍｉｎｏｒ发送给服务器端，获取相应的文物资料。扫描导览是指扫描二维码获取文物的资料，可Ｗ在二维码中存放能唯一标识文物的信息，比如文物的瓜或者是文物的名称，系统解析出信息后在从服务器端获取到相应的文物资料，展示给游客。 |