邸臻炜

摘 要：为改变传统的纸质旅游导览图信息表达单调、无交互等问题，文章分析了与纸质旅游览相关的增强现实关键技术，简述纸质导览图与增强现实技术相结合的优势，提出一种基于增强现实的旅游导览增强表达方案。并以梧州旅游导览图为例完成AR旅游导览系统，结果表明该方案能够达到增强纸质导览图信息表达的目的。

关键词：增强现实；旅游导览图；EasyAR

随着手机终端技术和移动通信网络技术的发展，电子导航、旅游APP的全面应用，旅游行业中传统纸质的旅游导览图或宣传册劣势凸显。这类传统旅游导览图受版面限制，信息量不够丰富；资讯单向，缺乏交互性；数据更新困难，信息滞后。因此需要寻求一种有效方式，使纸质导览图满足用户的新型需求，重新焕发活力，为旅游城市或景区提升品牌形象，增强人们对景区的认知体验和审美体验。增强现实技术的发展为纸质旅游导览图的多样化表达及交互提供了可能。本文通过研究增强现实关键技术基础上，分析纸质导览图与增强现实技术相结合的优势，提出一种基于增强现实的AR旅游导览图方案。

1 增强现实技术

增强现实（Augmented Reality简称AR），是一种将真实环境与虚拟信息相融合，从而达到为真实环境提供信息扩充和增强的技术[1]。这类扩充和增强的信息可以是三维虚拟物体也可以是文字、音频和视频等多媒体信息，并支持与客户的交互。可以说AR技术在真实环境和虚拟信息之间搭起一个桥梁，扩展了人们对现实世界的感知和交互能力，这也是人机交互技术发展的重要方向。国内外许多学者对增强现实进行了相关的探索和应用。对关键技术研究与应用主要集中在图像识别、三维注册和虚实结合方面。

图像识别技术指根据事物的色彩、纹理、外形等不同的特征，在场景中将目标识别出来，一般分为全局特征与局部特征两类。全局特征识别方法通过对比待识别事物与库中图集的吻合度来识别目标，但受遮挡、光照、缩放和角度等因素影响较大，适用范围受限。局部特征识别方法即使用事物的局部特征点或边进行描述，是待识别事物的特征集与库中图集的特征集相匹配的过程。即使有小部分特征点不能匹配，也可以达到有效识别。由于增强现实应用场景中光照、视角变化较大，局部特征识别方法更为适用。

三维注册技术目的是为了使现实真实场景与虚拟信息无缝融合，即要找到虚拟信息在真实场景中的正确位置，并在显示设备上叠加和实时显示。在增强现实系统的研究中，主要分为基于视觉的注册方法与基于传感器的注册方法。基于视觉的注册算法是利用计算机视觉的相关技术计算场景图像和摄像头的位置和方向参数，实现三维场景到二维空间的转换。基于传感器的注册方法主要通过传感器来确定用户在真实场景中所处位置及朝向来实现跟踪注册。

当虚拟信息与真实场景配准后，为提高增强现实的真实感，需要将虚拟物体与真实场景相整合，即虚实融合技术。主要目标是实现虚拟物体的遮挡、光照和阴影与真实场景相一致。例如比较真实物体与虚拟物体的深度信息，从而正确处理虚拟物体的遮挡情形；实时检测真实场景的光照环境，为虚拟物体增加趋于真实的阴影。

2 AR技术在纸质旅游导览图的应用分析

放置在景区、酒店的纸质的旅游导览图虽然越来越少人问津，但各旅游部门却从未放弃这块阵地。因为传统纸质宣传品仍有电子产品无法取代的优势：一是信息的宏观性、整体性。与电子产品相比，导览图可在一个版面提供完整概括性的景区描述，不需要频繁的单击超链、页面跳转。二是轻便易携带，宣传途径简单。可利用在景点排队、酒店办理入住的零散时间随意取阅。三是适用人群广，使用简便。从孩童到老年人都可在纸质宣传品中获取信息。基于以上原因，纸质旅游导览图是无法完全被取替的。因此需要寻求一种有效方式，既能发挥原有优势，又能进行信息扩展与交互、增加生动性、互动性，使纸质旅游导览图能物尽其用，重新焕发活力。本文认为将增强现实技术应用于纸质旅游导览图中对导览的多样化表达及交互是非常适宜的。

AR技术可增强导览的真实感。回顾人机交互界面的发展，从命令行界面到图形用户界面，然后是多媒体界面、虚拟现实界面，都存在着与现实环境隔离的问题，这与人类自然感知外部世界的习惯方式是冲突的。而增强现实技术弥补了这个问题的缺陷。且对旅游导览本身而言，让游客身临其境也是导览的主要目的之一。

使导览信息立体化。增强现实技术的优越性在于将真实场景与虚拟信息相结合，在平面的导览图中融合虚拟场景，能使导览信息立体化。

使纸质导览图增加实时交互性。增强现实技术的另一重要特点是能与真实环境同步，并与用户产生交互，给人以体验感和现场感。同时，这种多感官整合的方式，也能增加用户的新鲜感，趣味性。

智能手持移动终端的普及，百万像素以上摄像头，重力、磁力传感器和陀螺仪等硬件条件的提升，为AR旅游导览系统提供了一个普及的平台。

3 AR旅游导览系统的原型实现

目前在增强现实领域使用较为广泛的软件工具包有ARToolKit，Vuforia，EasyAR。ARToolKit最初是由华盛顿大学人机接口技术实验室开发的，是基于C语言及OpenGL的增强现实系统开发工具包[2]，因其源代码的开放性使用者众多。但ARToolKit的标识模板必须由黑或白色封闭的矩形框构成，在本课题中会严重影响导览图的美观度。而Vuforia是商业化收费的成熟AR SDK。EasyAR是国内投入应用的免费AR SDK，其识别兼容性、稳定性和反应速度有较好表现，因此本课选择了国内研发的EasyAR开发AR旅游导览系统。

AR旅游导览系统建设主要步骤如下：（1）用EasyAR引擎的标识技术添加自定义Marker；（2）使用3Ds Max完成景点地标的模型创建；（3）导入Unity3D平台，进行场景搭建及UI界面制作；（4）采用C#语言完成动作脚本编辑，构建AR跟踪、识别、渲染功能入口；（5）从Unity3D导出Eclipse工程文件，生成类库.jar；（6）在Eclipse中构建基于安卓的AR应用程序工程；（7）完成以上工作后即可发布应用程序，安装在手机终端进行测试应用。

4 结束语

本文探討了增强现实技术运用于纸质导览图的应用优势及意义，并初步完成了增强实现技术与纸质导览图结合的AR旅游导览系统。该系统实现了虚拟扩展信息的显示、旋转和缩放，但还存在许多应改进的地方：例如可增加实际地理位置信息、导航等。总体来说，AR旅游导览系统改善了纸质导览图信息表达单一、缺乏交互的问题，达到增强信息表达的目的。

参考文献

[1]王璞.移动增强现实技术在图书馆中的应用研究[J].图书与情报，2014（1）：96-100.

[2]李江.基于ARToolKit的增强现实技术在恐龙博物馆中的应用研究[D].西南交通大学，2010.

[3]陈靖，王聪.增强现实研究进展与核心技术[J].信息技术与标准化，2012（6）：35-37.

[4]申军岭，姜国华，晃建刚.增强现实三维注册中标识点匹配算法研究与改进[J].测控技术，2013，31（12）：120-123.

[5]张露.移动多平台跨平台开发工具集的设计与实现[D].华中科技大学，2013.

[6]杨丹.基于ARToolKit增强现实交互场景的研究[D].沈阳工业大学，2012.