褚飞　时新　熊小倩

摘要 新兴技术的产生与发展对各行各业产生了重要的影响，如何在新时代纸质地图中寻求到生存与发展方向成为一个重要的议题。增强现实（Augmented Reality）是将现实世界与虚拟信息结合起来的一种技术，通过对人的感受进行模拟和再输出，提供超越真实世界感受的体验。文章通过文献检索、专家访谈和案例分析等研究方法，分析了AR技术在城市交通地图中应用的优势及存在的问题，提出了具体的设计策略与方法。

关键词 增强现实;城市交通地图;设计策略

中图分类号 TP391.9文献标识码 A文章编号 2096-8949（2022）09-0005-03

引言

随着社会的进步与科技的发展，越来越多的新兴技术融入人们的生活中，便民利民的同时也体現了从前存在于书本上的一些科学技术并非是遥不可及的。现如今，AR技术已经广泛运用到军事、医疗、建筑等多个领域，利用其高速计算能力以及较强的模拟仿真效果将虚拟信息叠加至真实世界中，从而达到对现实世界的增强效果。将传统地图无法有效传递的信息通过该技术进行图像化展示，将会在一定程度上解决现已存在的问题。

1 城市交通地图的发展现状

谷歌地图、高德地图、百度地图等盛行，互联网、数字化测图技术与GPS导航大行其道的时代，各类的电子地图、虚拟地理环境等新型地图层出不穷。尽管各类纸质地图具有使用便捷、携带方便、无需外设等优点。但是，相对在数字技术应用于测绘领域之前，纸质地图的制作周期长、更新困难，是纸质地图为人诟病的重要原因。即使美国汽车协会（AAA）印制的拥有七十年以上发展历史的TripTik（螺旋芯活页彩色地图手册）等纸质指南材料的适用性也被人提出了质疑。不容置疑的发展大趋势，电子地图的出现，纸质地图的占有率直线下降。交通线路图作为城市交通旅游地图中的一类，虽然地图信息相对简单，但是随着城市的发展，交通类型的多样化、线路的不断增长，枢纽站的交通换乘模式日益复杂，交通线路为导向的城市旅游图已成为重要的地图类型，且地图的平面信息正向立体复杂信息过渡。

2 AR技术应用于地图的优势

2.1 虚实结合，内容更为丰富

传统地图只是单纯地通过文字来传递信息，使用者在浏览时可能会感到枯燥，且由于纸质地图篇幅有限，文字信息的字数也会受到限制，无法准确描述出一些较复杂地点的实际情况，譬如城市内交通枢纽站、店铺较多的商业区、道路复杂的景区等。而AR技术则可以通过设计平台搭建出整个场景，便于使用者了解到该地点的整体结构以及布局。如应用到轻轨站当中，使用者便可以通过AR界面提前查询各个出口的具体位置与对应的信息，有效缩短出行时间[1]。此外，AR技术还可以补充纸质地图无法表述的信息，将文字转化为图像，通过App展现到使用者面前，将虚拟世界与现实世界联系起来。

宜家推出过的一款App就运用到了AR功能，消费者可以通过App将商品“搬到”家中，还可以根据自己的喜好改变产品的材质与颜色，便于消费者依据现有的居住空间对各产品进行选择搭配。该App对于产品的尺寸也进行了标注，并且消费者可以通过拖动产品，多角度观察产品细节。将虚拟的家具放置到现实生活场景中模拟家具摆放效果，也在一定程度上让消费者感受到设计的乐趣。AR技术本质便是虚实结合，把虚拟信息带入现实世界中，不再拘泥于平面与真实环境，使App整体涵盖的内容更加丰富。

2.2 多维呈现，视觉效果新颖

通常，人们难以将二维信息与三维世界联系起来，详细的文字信息依旧会让使用者在现实世界中感到迷茫。传统纸质地图提供的只是附着于纸面的文字信息，难以将信息实体化展现。而AR技术是将使用者“投放”到虚拟场景当中，将二维信息通过AR技术转化为三维使其可视化，也可以说AR功能是对地图上文字信息的解释，辅助使用者理解文字内容[2]。

高德地图现已支持AR导航功能，该功能便是将二维与三维相结合。即使身处于一个完全陌生的环境当中，也可以帮助使用者成功到达目的地。在开启AR导航之后，AR场景会与传统的平面地图同时在移动终端上的左右两侧分别呈现，更方便使用者理解导航内容，也可以依据需求切换至经典模式。相较于传统平面地图，高德地图AR导航功能可以让使用者更快速地获取传统导航所传递的信息，省去平面地图在脑内加工成三维图像的复杂过程，进一步节省时间成本。如高德地图二维与三维界面相搭配，在同一显示器中将信息多维度呈现打破常规，为使用者提供不同寻常的使用与视觉感受。

2.3 定时更新，升级简单快捷

相较于纸质地图的批次印制更新方式，运用数字技术的地图开发团队通过AR设计平台，完成背景、线路和场景等信息视觉化工作，因此地图信息的迭代更新快捷。开发人员在搭建完毕虚拟场景后，需要将其与现实场景在同一个画面中融合，虚拟场景中模型的精细度以及与现实的贴合程度，可以随着设计人员对模型的细化而持续优化，也便于团队定期对App进行更新，不断完善各功能，保证App运行时的流畅程度，提供最佳使用感受。使用者则可以通过互联网进行地图信息的及时更新，保证数字地图具有很好的时效性。

3 AR技术运用在地图中的问题

3.1 AR视觉效果与线路功能关系问题

大部分的使用者是通过移动终端使用该技术，但也是局限于移动终端当中，AR地图本质上是源于现实世界的具体场景，后通过移动终端向人们搭建一个虚拟场景，通过镜头以及屏幕中的界面让使用者看到一个似是现实却又不是现实的世界[3]。所以，这对于建模的水平要求相对较高，若模型搭建不够精细，使用时的视觉效果以及视觉感受就会大打折扣。为增加场景真实感，还需要注意该虚拟空间的光源是否一致，现实世界中的光线是复杂的，因此在渲染的虚拟物体应当尽量贴合现实当中的光照效果。且搭建场景是以还原真实场景为主，可以参照现实模拟其光影效果。

此外，整个界面的布局也需要设计者慎重考虑后进行设计。通常情况下，使用界面复杂或辅助功能较多会让使用者失去耐心，且视觉效果较差，而过于简洁则有可能出现找不到某某功能的情况，界面的美观性也会受到影响。因此，应当充分考虑如何在不影响整体效果的情况下，合理安排地图中各个图标的位置，并且考虑除部分基础功能外，其他辅助功能是否需要保留等一系列问题。

3.2 移动设备不同系统之间适应性问题

目前市场上AR技术的运营大多需要移动终端进行配合，但会因不同使用者的移动终端版本不同而出现安卓系统与苹果系统不兼容的问题。并且随着时间推移，会有部分使用者在最初时是可以正常使用该技术，一段时间后便会出现AR地图界面故障或出现网络问题等[4]。虽然AR技术具有增强现实、便于理解、提示功能多样化等优势，但是要创建一个AR地图所消耗资源是较多的，并且软件开发也需要技术人员后续对其进行维护与不断完善，而整个制作环节又比较复杂。目前，目前室内地图很多还是需要依靠人工进行建模，会浪费很多人力物力，虽然现在已有快速室内建模的方法，但仍然存在构建结果不准确的问题。

4 AR交通线路图的设计策略

4.1 有选择地增加AR技术及辅助功能

应在纸质地图的基础上，适当地加入AR技术，结合地图的具体内容选择与其相配适的AR形式，而不是一味地去添加。虽然AR技术的使用成本较低，但其开发成本较高以及后续完善更新的工作量较大，所以不应大范围地去使用AR技术，而是有选择地在换乘站点或是人流量较大的站点支持使用AR地图功能。可换乘其他线路的站点多为轨道交通枢纽，站内结构复杂且乘客在换乘线路时步行距离也较长，如若出现走错方向或是迷路等状况，可以说是多走“冤枉路”的同时又浪费了时间，AR地图的投入使用，就会有效避免此类情况的出现。当使用者在人流量较大的站点时，向站务人员询问路线或是就该站的平面地图查阅具体的位置信息均不便，此时AR地图功能则显得十分有必要。

选择性的支持AR地图功能，更是大大减少了开发团队的工作量，更有余力的去解决技术方面的问题，因App版本较低而移动终端版本较高所导致的App系统不兼容等问题也可以快速有效地解决。减少搭建场景的数量也有利于开发团队对现有的模型进行细化深入，也能够及时对使用者反馈的一些影响App运行的相关问题进行解决，迅速修复漏洞，对其及时更新升级，提供最佳视觉效果与使用舒适感。

另外，还可以依据使用者的具体需求设计出不同模式，譬如添加全局模式或是引导模式。当使用者选择全局模式时，可以查看整个空间，定位使用者在整个空间中的具体位置，并且以平面地图和AR地图两种形式进行展示。全局模式可以让使用者站在“上帝视角”了解自身所处的位置、环境布局和可供选择的通行路线，方便其根据自身需求进行选择，提高信息获取效率。全局模式大多用于整个行程的前期，譬如出行前对路线的查询与规划，AR功能则会更加清晰准确地向使用者展示整个行程的具体情况。

引导模式主要是引导使用者从当前所处的位置到目标地点。使用者所关注的主要信息包括距离信息、时间信息和位置信息。其中，距离信息和时间信息帮助使用者了解到整个行程的概况，而位置信息有助于使用者获取具体的地理位置信息。预先将相关信息提供给使用者，可以让其在使用过程中不会产生迷茫感或是对App规划的路线持怀疑态度，使用者对App的信任程度也至关重要。在身处复杂环境无法找到目的地的情况下，使用者就可以通过选择引导模式来解决问题，此时AR功能可以很好地解决步行场景中使用者难以将真实场景与地图对应的问题[5]。AR地图的引导功能以定位功能和路线引导功能为主。其中，定位功能帮助使用者确定自己的位置和方向，路线指引可以帮助使用者快速规划出行路线并进行指引，到达目的地。如身处多个通道交汇处时，由于环境复杂且四周差异较小，引导功能就可以将地图路线与真实环境匹配，帮助使用者顺利到达目的地。

4.2 合理设计AR界面与功能

多数人在整理移动终端中的应用图标时所考虑的不外乎观感、实用、效用这三个因素，由此可见视觉的舒适感与功能的实用性非常重要。视觉效果直接影响了该App在使用者心中的最初印象，使用功能则决定使用者是否会在下一次有需求时再次选择该App。所以App如何让使用者有一种美观舒适的感觉需要设计者去认真思考安排，同时可以在App内加入本地的代表性建筑、美食、文化形象等，设计出一套特色图标，向使用App的外地游客展示城市的文化底蕴，一定程度上也起到了旅游宣传的作用。

在使用功能方面，整体AR界面应当以地图场景为主，其余功能宜简不宜多，因为使用者选择使用AR地图，主要是为了更加便捷地查询到理想路线，除搜索目的地位置、路线规划、方向指引之外，并不需要太多其他功能。界面内的图标设计也不宜过大，否则易出现遮挡画面、影响AR展示效果等問题。应当在不影响正常使用的前提下，尽量精简图标的数量，将主要功能的图标进行适当放大，辅助功能的图标适当减小，节省AR界面空间的同时还可以形成大小对比，相对较大的图标不仅清晰还能够引起使用者的注意，起到提示的作用，同时便于老年人使用。

在使用该技术时，使用者往往会将注意力集中在手机里的AR界面上，但是App的使用场景则多为人流量较大的轻轨站，如果没有及时注意，极易碰撞到行人或障碍物。在使用界面顶部设置色彩醒目的提示前方出现障碍物功能，或是在路线引导时用不同颜色标记前方是否可通行，就会有效避免意外的发生，还可以另外设置手机震动加强提示。此外，在部分特殊地点增加探索周围环境的功能，让使用者可以通过App查询到附近的酒店、餐厅、公交车站的位置信息，以所处站点为中心，获取一定范围内的兴趣点信息。与常规导航的查询方式不同，周围环境的探索是以地理位置的实时动态为基础进行信息查询，为使用者提供基于时间和地点的实时信息服务[6]。例如，使用者希望查询轻轨站附近可就餐的餐厅位置，就可以使用AR地图自动搜索附近一定范围内的餐厅，并查询当前位置到餐厅的距离以及餐厅的具体信息，如推荐菜肴、用餐环境、餐厅评分等等，甚至可以添加提前预约座位的功能。AR地图作为一种基于使用者实时位置的功能，应当保证使用者可以及时获得准确信息为前提。

检索发现部分现有的AR地图已加入简单的交互设计，通过触控、手势、语音等与虚拟环境进行交互，让用户充分感受AR交互的乐趣，但可能因技术方面的问题导致效果不理想。尽管融入交互设计可以提升用户沉浸感、增添趣味性、实时反馈等，但并不适用该文所述的情况，具体使用情况大多是路线查询，方便快捷地获取行程相关实时信息，即使身处较为复杂的环境当中也可以通过AR引导到达目标地点[7-8]。

5 结语

传统纸质地图的优势是可以将城市交通线路一次性完整展现出来，但是所传递的信息量有限，人们获取有效信息仅限于站点位置与数量等，且无法做到将立体空间完整呈现。随着现代科学技术的发展，尤其虚拟现实、人工智能、大数据等新一代信息技术，AR等技术应用越来越多地融入人们的日常生活中，并不断扩大和延伸，由此可见新兴技术的运用已是不可回避的趋势。将AR技术应用到城市轨道交通等线路地图当中，不但有利于使用者查询站点各出口位置与具体信息，而且能将站点相关的商业等配套信息整合在一起，增加了场景的真实感，并给使用者带来新奇的体验，为人们提供更加丰富的认知与体验。新技术的运用，不仅激活了“旧”地图的功能，而且给地图增添了全新的属性，让人们对数字化时代的地图产生了全新的认识。工程技术和创意设计的有效结合，二维向三维的升级，并适当结合实时信息要素，甚至可以创造全新的事物，推动数字化的全面转型和社会的进步。

参考文献

[1]朱利娅， 时新， 王子涵， 等. 虚拟现实内容平台发展策略研究[J]. 无线互联科技， 2021（23）： 69-71.

[2]侯晓宁， 郭健， 李爱光， 等. 增强现实电子地图应用模式研究[J]. 测绘科学技术学报， 2016（6）： 639-643.

[3]廖静雯， 郭园， 曾语梓， 等. 交互理念下的商业广场景观人性化设计[J]. 住宅与房地产， 2020（27）： 50-51.

[4]张美， 章立. 面向旅游体验的AR交互模式应用研究[J]. 包装工程， 2019（2）： 191-195.

[5]徐俊波， 吕宏武， 高子晗. 基于增强现实的智能交互式地图构建方法研究[J]. 自动化应用， 2020（10）： 75-77+82.

[6]陈俊， 时新， 李顺龙， 等. 虚拟现实技术应用场景中虚拟与真实边界的研究[J]. 电脑编程技巧与维护， 2021（7）： 152-154.

[7]郭园， 时新， 郭晨旭， 等. 基于计算机视觉的桌椅人机适应性应用研究[J]. 裝饰， 2019（12）： 84-87.

[8]张国永. 增强地理环境的虚实融合制图认知与方法研究[D]. 中国科学院大学（中国科学院空天信息创新研究院）， 2021.

收稿日期：2022-03-18

作者简介：褚飞（2000—），女，本科，研究方向：产品设计、交互设计。

基金项目：2021年重庆交通大学大学生创新创业训练计划“重庆市交通轨道智慧型活地图创意设计”（202110618093），重庆市青少年创新人才培养雏鹰计划“智能景观装置创新设计与交互体验分析”（CY210710）。