基于城市级位置服务的移动增强现实

文/刘家齐

（西北大学现代学院，陕西西安 710069）

移动增强现实服务是一种全新的互联网技术，通过计算机的处理模式，可以保障使用者借助该技术，在真实场景中与虚拟信息进行交互，增强使用者对当地环境的感知，同时更可以提供必要的交互技术。与常规的认知方式相比，移动增强现实技术具备更高的沉浸感，且应用领域异常广泛，几乎可以与任何领域进行结合，并提供全新的发展模式。使用者在使用过程中，可以对移动增强现实技术进行自定义，以保障该技术更符合使用者自身的要求。在计算机硬件技术快速发展的时代，移动增强现实技术仅需提供一部可携智能设备或智能手机，便可以进行相关操作。甚至在移动增强现实技术使用中，使用者仅提供一部智能手机，无须额外的便携设备，也可以体会到该技术带来的便捷性。总之，移动增强现实技术使一切触手可及，让所有的使用者与使用对象产生有效融合。

1.确保现实技术与空间信息具有可视化的特征

对于移动增强现实技术而言，其自身的宏观定义为可视化信息技术。因此，在空间信息利用中，借助移动增强现实技术，可以保证当前场景的可视化组成部分被有效地增强。增强现实技术是虚拟现实技术的一个分支，因此在推进过程中，它自身具有非常重要的基础框架。例如，在移动增强现实技术中，通过计算可视化信息系统、提供地图可视化以及GIS可视化的特征，对于增强地理环境以及虚拟信息而言，具备独特的使用优势。在空间信息中，可视化包含以下两大部分。

其一，通过科学计算，可以将可视化效果应用于现实地形中。移动增强现实技术以导航的形式，形成多功能地图导航；而GIS借助相关的架构，可以对虚拟地图进行制作、应用，并在制作应用完毕后，将二者进行结合，以生成可交互式的移动增强现实系统。移动增强现实技术以用户为中心，塑造逼真的地理环境，以保障用户更好地认知现有环境。在认知过程中，该技术能吸收此地地理环境的文化特征。例如，在进行第十四届全国运动会时，西安当地迎来了大规模的人流量。如何对如此大规模的人流量进行有效的文化宣传，以保障来访者对西安特有的文化水平以及当地的人文特征产生深刻认知，西安当地便需要借助移动增强现实系统。在相关的展览馆内，使用者可以凭借智能手机扫描馆内所提供的二维码，扫描完毕后，进入虚拟增强现实系统。例如在乒乓球展示中，使用者可以扫描乒乓球馆内所提供的二维码，下载应用程序；在进入应用程序后，借助手机内置的传感器，可以模拟乒乓球发球动作（见图1），了解乒乓球发展历史以及乒乓球发球的基本事项。而在参与过程中，使用者可以完成文化以及体育精神的渗透，形成满意的使用体验。

其二，GIS以3S技术为核心，可以对使用者提供充分的表达模型，增加使用者对于相关模型以及平台的有效互动。在使用者使用相关技术时，GIS可以基于使用者的位置信息，进行跟踪、处理，以实现多种虚拟形式的集合，完成用户对于真实环境的感知。例如，在使用移动增强现实技术中，西安应对参与全国第十四届运动会的大量人群宣传西安当地的文化特色以及历史构成。因此，在相关展览馆内，可设立“朝代时间线”。在使用者进入相关领域后，移动增强现实技术可以获取使用者的地理位置并将其上传至相关的计算机处理系统中。使用者通过佩戴可携式设备如VR眼镜，便可以站立在虚拟的环境中。使用者在现实环境中每走一步，其虚拟环境也会产生相关变化。每5步代表一个朝代，渗透了西安当地的特色。例如“10朝说”，按照时间线的顺序，依次排列为西周、秦、西汉、前赵、前秦、后秦、西魏、北周、隋、唐。使用者每前进几步，其VR眼镜内的虚拟现实技术便将为其播放相关的朝代演变动画。使用者通过动画，能够加强对于西安本土文化的认知，提升对于西安文化古城的好感。

2.移动增强现实服务的关键技术

2.1 显示与交互技术

显示与交互技术是移动增强现实的关键技术领域，同时也是基础技术环节。移动增强现实技术可以将虚拟的物体以及真实的环境同时输出，通过计算机的配比，使用户感知到真实存在的物体以及虚拟存在的相关动画。在研究分析中，虚拟物体以及真实环境主要取决于以下几点。

其一，在虚拟物体以及真实环境中，虚拟物体的建模必须确保足够逼真，以提升使用者的沉浸感。

其二，虚拟物体与现实物体之间的遮挡，需要根据当地的实际情况进行设定，以保障使用者在触摸某些遮挡时，可以激发二级的回馈。

其三，真实环境中的光照影响到使用者在使用移动增强现实技术时，是否能够更好地得到移动增强现实技术。

2.2 移动增强现实技术使用的智能设备

目前，移动增强现实技术常使用的显示设备包含使用者的手机、平板电脑、个人电脑，以及可穿戴智能设备，如VR眼镜、智能手表等。除个人电脑外，剩余设备均具备了可随时移动、处理能力优等特色。因此，将它们用于移动增强现实技术，可以提供特殊的交互方式。

2.3 数据储存与访问

移动增强现实系统需要与当地的特殊环境进行融合，以保障在后续使用中，能够根据使用者的自身反馈，确保相关的使用范围。例如，针对部分数据而言，移动增强现实系统必须符合当地的特色。另外，在使用虚拟技术中需要注意相关事项；在处理大规模的数据包时，可以通过数据库以及服务器，对数据进行压缩、发送。从使用者的角度来看，该系统可以完成及时访问，以最少的精力最大限度地得到与之关联的信息。

3.移动增强现实技术的文化传播方向

3.1 城市宣传官方网站

当下，年轻人了解城市的途径最先会想到的一定是网页。传统的网站都是以二维图片加文字的形式进行展示和交互的，这种形式需要网页布局清晰、合理，才能够使得第一次使用的用户顺畅地找到自己需要的内容。然而随着科技的进步，不少大型网站通过虚拟现实技术，将三维搭建模型引入后台，页面虽然简约，但交互性却更强。目前，我国国内许多大型博物馆的网页就采用了这样的技术，得到了很好的回应，加强了用户的体验感，对于一座城市的文化宣传也起到了很好的促进作用。

3.2 景点的介绍及工艺品展示

对于西安这座城市而言，“历史名城”这四个字似乎是积淀下来的标签，随身携带，秦汉唐文化让这座城市有着更多想要告诉世界的内容。在科技发展的现代社会，这些历史文化中能够直观地被看到、被触摸的，就是代表着某些朝代、承载着某些故事的建筑以及文物。其实早在很多年前，我国对于经典建筑就有了以建筑漫游向人们展示其中的建筑分部以及内部造型结构的形式。例如小雁塔的碑林博物馆，对于中国古老建筑中“榫卯结构”以三维动画形式进行展示，利用移动增强现实技术，让游客自由搭建。在很多博物馆中，文物的介绍也会在可交互的大荧幕上展示，让游客可以360度地观看文物，这样既可以观察到在博物馆橱窗外无法观察到的细节，也可以让游客与文物进行虚拟互动，更好地推广历史文化（见图2）。

3.3 手机导航定位系统

在城市的文化输出中，交通地形地貌可以说是每个城市都有自己的特点。例如：重庆因道路起伏被誉为“山城”；新疆从一个地点到达另一个地点，经常呈现出荒芜辽阔的路况。西安也有着自己的城市交通状况，方方正正的路线，让人们行走在此，时不时地会发现周围的景点和古建。来到陌生的城市，利用手机导航定位系统是现代人寻找目的地的最常用的方法，那么对于定位系统的丰富，是加强城市传播范围的很好的途径。如今智能手机发展迅速，许多导航定位App也不断地更新一些功能，能够更好地让使用者使用，不仅能准确地找到自己需要到达的位置，还可以在路况的语音提示下，直接切入与目的地以及目的地周边的环境景点等。

4.移动增强现实技术在文化传播中的可行性

4.1 移动增强现实技术的虚拟模型直观可视性可提高文化传播力度

快餐文化的冲击是巨大的，且不可抗的。诸多城市的景区都有尝试利用移动增强现实技术拓展旅游行业的宣传性和功能性。上文提到该技术已经可以与类似定位导航系统App相结合，因此，它不仅仅可以改变对某一个地点的宣传，也可以对人们的衣食住行带来较大影响。所谓数字旅游，单纯的网络浏览已经无法满足无限的视觉和体验需求，移动增强现实技术的融入，可以很好地规避常规旅游和数字旅游的不足。可视且可交互的三维立体模型作为该技术的主要承载物，不仅可以令数字旅游与常规旅游产生十分相似的体验感，而且可以让游客以及造访者更清楚地传达相应的文化内涵和历史内涵，从而更好地宣传本土文化。

4.2 信息共享对于文化传播提供保障

我国自从改革开放以来，就十分重视文化学习和技术学习，互联网时代也让各种信息得到了更好的共享。在文化传播方面，我们只要会用手机就可以足不出户地对地方风土文化进行了解。例如，坐落在西安市临潼区的秦始皇兵马俑，推出了相应的寻宝游戏，在游戏中模拟秦始皇兵马俑的景区现场，让体验者进行寻宝以及文物修复；同时对整个游戏交互的过程进行汇总，将兵马俑中的文化进行输出，能够加深体验者的印象，并且迅速在网络平台分享体验乐趣，起到了文化传播的作用。

5G网络的到来，为VR技术的普及提供了网络环境。在VR虚拟现实的各种展示中，大量的三维模型和复杂的数据代码应运而生。在展示过程中，立体模型对于网络承载以及网络速度提出了更高要求。我国5G网络对于移动端的影响十分巨大，让人们随时随地可以感受VR技术的魅力，给VR技术中3D网络提供了不可缺少的保障。

5G网络在移动端呈现的最明显的地方就是对于网络速度的提升，此网络目前是全世界网络技术的领军和主流趋势，它的网络传输速度与之前所有的网络相比有着巨大的优势。再者，5G网络通信技术在传送信息以及数据上具有强大的稳定性，不会由于所处环境、场地或者其他原因的干扰而使得数据传输出现误差或者显示不流畅等问题。这是因为5G网络采用了当下新科技即“高频网络传输技术”，这种技术相较之前的网络传输形式，在传输性能上有着很大的提高。因此，5G网络走进移动端，为VR技术更好地传播文化提供了有力的保障。

5.结语

综上所述，移动增强现实技术可以使使用者结合VR等设备，在参观以及体验当地特色项目中，借助计算机处理性能，充分展现项目的全新发展活力，使当地文化得到全面发展。