基于华南教育历史的增强现实情景还原研究与开发.pdf
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1、2023.44商情引言随着科技的发展,增强现实(AR)技术逐渐成为当代文化旅游领域的热门应用。AR 技术通过叠加虚拟信息于现实环境,提供更丰富的互动体验,为游客带来更加沉浸式的旅游体验。文章目的在于探讨在华南教育历史题材上使用 AR 技术的可行性及 AR 应用实现路径,以期为相关领域的研究和实践提供参考。1、粤北华南教育历史现状分析1.1 粤北华南教育历史概况粤北华南教育历史始于日军侵华战争,抗战爆发后,沿海一带中高等院校无奈中止办学,大量青年面临失学问题,我国的教育事业遭受极大冲击。在民族危机加重时,华南地区中高等院校纷纷内迁抵粤北,成为如今知名中高等院校的根脉所在,粤北地区成为华南教育的圣
2、地。战时内迁的高校在粤北大地传播了新思想和新文化,对抗战时期高等教育的恢复发展及专业人才的培养,以及对粤北地区的政治、经济、文化和社会发展,都产生了积极深远的影响1 2 。1.2 粤北华南教育历史研学基地发展现状近年来,推动省内文化题材创新发展。2019 年,广东省政府建设华南教育历史研学基地,如韶关浈江犁市大村、韶关乐昌市坪石和清远连州等。基地建设旨在弘扬粤港澳共同历史,推动文旅融合、乡村振兴。韶关学院利用地缘优势,与华南理工大学等高校合作,打造研学交流平台,开展南粤古驿道和华南教育历史文化研学活动,扩大华南教育历史在社会的宣传和影响。1.3 粤北华南教育历史面临的创新挑战粤北华南教育历史见
3、证了抗战时期高校救亡图存、延续教育火种的历程,其红色资源具有深远历史意义。在建设研学基地时,其红色资源的传承与弘扬主要面临的挑战包括但不限于:1)如何融合新兴技术如 VR、AR、AI 等提高游客体验这是建设粤北华南教育历史研学基地时需要考虑的重要问题之一。利用新技术的优势提升游客体验,可以使游客更好地了解粤北华南教育历史的文化特色和历史价值,增加游客的参观体验,进一步吸引更多游客前来参观。2)实现红色教育资源创新3,解决产品同质化及承载红色文化、地域特色有限4等问题,虽然粤北华南教育历史具有丰富的红色资源,但现有的产品存在单一同质现象,难以体现其独特的品牌特色和文化价值。因此,在建设研学基地时
4、要注意对红色教育资源进行创新,研发有特色的产品与游览线路,以展现其独特的历史魅力和地域特色。3)应对旅游需求多样化,关注市场化背景下游客对产品品质和服务的高要求5。在市场化的背景下,游客对于旅游产品的品质和服务要求越来越高。因此,在建设研学基地时,应紧跟旅游市场的需求变化,注重提升游客的满意度,尽力满足游客的各种需求,促进研学基地的可持续发展。2、增强现实的研究2.1 概述增强现实(Augmented Reality,简称 AR)是人们在虚拟技术与现实世界不断融合的过程中诞生的技术,是人们追求更高品质生活的产物。它能够在日常生活中通过文字、图像、声音、三维模型等方式补充现实,从人的感官角度增强
5、人对现实的印象,并且能将人的注意力集中在某一个焦点。2.2 增强现实的技术特点(1)虚实结合;AR 技术不同于虚拟现实,它没有完整的取代其环境。增强现实技术的发展注重系统协调性强调,虚拟现实融合技术能够展现真实世界。将虚拟信息与现时信息进行交替补充,也实现虚拟现实发展和交互体验。(2)实时交互;AR 技术需要实时地跟踪现实世界中的物体和位置,并将虚拟信息与其对齐和融合;这使得增强现实应用具有实时性和交互性,用户可以与虚拟信息进行实时交互。(3)三维注册;AR 技术可以根据需要,实时跟踪摄像机状态,计算摄像机影像位置及角度,然后定位出虚拟图像中的真实注册位基于华南教育历史的增强现实情景还原研究与
6、开发侯誉龙1陈垠吉2林苗真2(1.韶关学院信息工程学院,2.韶关学院教师教育学院)【摘要】粤北华南教育历史是一段堪与西南联大相媲美的抗战时期救亡图存的教育史。华南教育历史研学项目的建设对于传承先辈们的崇高精神具有重大意义。本文以增强现实(AR)技术为切入点,旨在应对华南教育历史研学基地建设中所面临的创新挑战。本文详细探讨了 AR 产品开发过程中的技术选型、虚拟资源准备以及增强现实场景实现的技术细节,为华南教育历史研学基地的建设提供有益的参考。【关键词】华南教育历史 增强现实 红色旅游 旅游开发教研探索85商情2023.44置,以此实现虚拟世界和真实世界的自然融合。2.3 文旅行业增强现实应用现
7、状国内外均有将增强现实技术用于娱乐、教育、文化、旅游的案例,例如娱乐行业中,游戏 Pokemon Go 在推出之后就在在全球范围内,掀起了一波新的游戏热潮,并带动了增强现实技术的快速普及。该游戏通过 AR 技术、地理信息技术、3D 建模等技术结合了真实世界和虚拟游戏场景,为玩家带来了宛若真实的游戏体验。玩家需要在现实场景中走动,寻找并捕抓虚拟的“精灵”。通过其独特的玩法和社交设计,该游戏吸引了众多玩家的参与和关注。PokemonGo 的成功凸显了增强现实技术的应用前景。除游戏领域,增强现实技术还在其他领域得到了广泛的应用。例如,文化旅游行业中,北京故宫博物馆就在多方面应用 AR 技术提高游客体
8、验,北京故宫博物院官方微信小程序中就通过 AR 技术实现故宫内部游览路线的实景导览导航,实现了对太和门、铜狮、太和殿内景图、铜鹤、铜龟、太和脊兽等 6 大重点文物的 AR 讲解。观众可以在故宫内通过小程序的 AR 实景实时探路,解锁瑞兽三维模型,获得更“立体”的参观体验。此外,北京故宫博物馆还将 AR 技术应用在文化创意产品之中,例如故宫博物院的头部产品 故宫日历,该倡导国宝日读,走进无数读者心中,已成经典。故宫日历 每年都以生肖为主题,选取与生肖相关的文物,利用了 AR 技术,让读者能够通过手机扫描日历上的二维码,观看文物的 3D 模型和动画效果,以此展示故宫的历史文化和艺术魅力。此外,使用
9、 AR 技术数字化复原圆明园也有相关研究,探讨了 AR 技术在虚拟复原上的适用性和适用方式。以上案例均证明了 AR 技术在文化旅游行业具有一定的应用价值。2.4AR 产品的开发重点2.4.1 虚拟资源的设计与制作在设计增强现实产品时,应认识到增强现实仅是一种技术手段,其目的是为产品内容提供服务。在进行增强现实技术产品设计时,应当以提高互动性、增强趣味性、加深拓展性为原则6,将关注点放在产品内容上,尤其是虚拟资源的设计与制作。虚拟资源的设计与制作在 AR 产品开发过程中具有关键作用,它直接影响到产品的整体质量和用户体验。出色的虚拟资源能够为用户带来更丰富的视觉效果,增加沉浸感和互动性,从而使产品
10、在市场中脱颖而出。2.4.2 虚实融合效果的实现增强现实技术的主要逻辑为 AR 识别通过摄像头采集现实实时视频;将采集到的视频流数字化成图像,然后通过上文的特征点检测、特征点描述子生成、特征点匹配等一系列处理,找到识别标识物(即在项目实体文旅产品中所设计的一些图形、图案);识别出标识物后,以标识物作为参考,确定要生成的动画在 AR 环境中的位置和方向,并确定提前存入手机中的标识图的位置;标识物中的标识符号与预设的目标图进行匹配;程序根据标识物位置调整动画(3D模型等虚拟信息)位置;动画(3D 模型等虚拟信息)被渲染进视频流,并根据读取的用户所做的动作对动画做出相应智能调整(转动、放大等),实现
11、以上功能,达到虚实结合的效果,是 AR 产品的开发重点。2.5 在华南教育历史题材中运用 AR 技术的可行性在技术方面,增强现实技术已经发展到成熟阶段,并且拥有大量可用的 SDK 和开发工具。这些技术和工具能够满足开发增强现实应用的高质量的三维建模、实时图像跟踪、虚拟场景渲染等技术需求,这为在华南教育历史题材上运用增强现实技术提供了必要的条件。这些技术具备高度的可定制性,因此可以根据不同的需求和场景设计出各种形式的增强现实应用,以满足不同软件需求。在内容方面,华南教育历史资源丰富,拥有许多动人的场景和故事,这为虚拟复原和再现提供了丰富的素材。例如,可以虚拟还原华南教育历史遗存遗址上的校园风貌,
12、或者情景再现华南教育历史的教学场景以及“诗音漫步”等故事佳话。通过增强现实技术将现实环境、历史场景和文化氛围融为一体,游客得以更好地理解和体验当时的历史背景和文化氛围。这将创造出更加真实、生动、有趣和受欢迎的旅游体验。综合以上所述,在华南教育历史题材上运用 AR 技术具有很高的可行性。这种应用将为游客带来全新的互动体验,增加游客的参与感、好奇心和探索欲望,能够有效地解决了华南教育历史面临的一些创新难题。2.6 基于 AR 的华南教育历史产品设计思路2.6.1 注重精神内涵,活化先师精神与文化要素相关的旅游在全体旅游活动中占有重要地位,因此要将文化作为文化旅游产品的设计核心7。年轻人群是红色旅游
13、的主流群体,并且年轻人群对于红色文创产品更看重其精神内涵和文化属性8。所以在进行基于增强现实的华南研学基地设计时,应当把握住粤北华南教育历史的精神内涵和文化内核,将该设计核心使用运用在设计中。2.6.2 结合实地情况,提取有利资源资源条件是在对增强现实旅游产品设计时的核心要素,该资源条件指用于产品设计资源的时空差异性和异质性,具备技术易融的时空差异性、异质性特征的人文旅游资源更适合增强现实产品开发9。华南教育历史资源具备时空差异性,但要充分发挥其价值,还需进行实地考察,寻找适合 AR 形式的创新资源,如历史人物、故事情节、地理景观等。2.6.3 融合多样手法,增强艺术表现在进行增强现实技术产品
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