第37卷 第6期 福 建 电 脑 Vol. 37 No.6
2021年6月
Journal of Fujian Computer
Jun. 2021
———————————————
本文得到2017年度丽水市公益性技术应用研究计划项目(No.2017GYX22)、浙江省自然科学基金项目(No.LY17F020003)资助。王梅亮，男，1970年生，主要研究领域为数字媒体、计算机视觉和信息系统管理。E-mail: ****************。叶秋，女，1976年生，主要研究领域为多媒体技术教育。E-mail:****************。卢韬全，男，1987年生，主要研究领域为信息系统管理与规划设计。E-mail:****************。
王梅亮1 叶秋2 卢韬全3
1
lol童话(丽水学院 浙江 丽水 323000)
2
(缙云县职业中等专业学校 浙江 丽水 321400)
3
(丽水广播电视大学 浙江 丽水 323000)
摘 要 随着旅游业的日益发展，旅游者在旅游过程中需要一些新的旅游形式来提升旅游兴趣。增强现实技术的出现将为旅游景点的文化表达带来新的表现方式。本文利用AR 增强现实技术，以仙都鼎湖峰景点为例，研究和开发通过扫描识别图片的方法呈现出虚拟景点传统民间故事的应用系统，让旅游者利用智能手机等便携式终端就可以体验到将虚拟场景叠加到真实场景中并演绎出景点民间故事的魅力，同时还可以通过交互获取景点的文化知识。以此拓宽传统旅游的表现方式，激活了景点文化的内涵，提高了旅游者的旅游兴趣，提升了旅游景点的吸引力和竞争力。 关键词 AR 技术；旅游景点；民间故事；Unity3D 中图法分类号 TP399 DOI:10.16707/jki.fjpc.2021.06.007
Research on AR Presentation System of Folk Tales in Tourist Attractions
WANG Meiliang 1, YE Qiuqun 2,3, LU Taoquan 3
工作调动申请1
(Lishui University, Lishui, China, 323000)
2 (Jinyun Vocational Middle School, Lishui, China, 321400)
3
(Lishui Radio and Television University, Lishui, China, 323000)
Abstract With the increasing development of tourism, tourists need some new forms of tourism to enhance their interest in tourism. The emergence of augmented reality (AR) technology will bring new ways of expression to the cultural expression of tourist attractions. Taking DingHuFeng scenery as an example, this paper uses AR technology to study and develop a traditional folk story application system which uses scanning recognition images to present virtual scenic spots. As a result, tourists can use smart phones and other portable terminal to experience superposition of virtual scene and real scene and deduce the charm of scenic spots folk tales. At the same time, other cultural knowledge of scenic spots can be acquired through interaction. In this way, the expression of traditional tourism can be broadened, the connotation of scenic spot culture can be act
ivated, the tourism interest of tourists can be improved, and the attraction and competitiveness of scenic spots can be enhanced.
Keywords AR Technology; Tourist Attractions; Folk Tales; Unity3D
1引言
当前，随着我国人民生活水平的不断提高，旅
刘语熙图片游已经成为现代人日常的一种休闲方式。与此同时，人们对旅游景点提供的服务质量和智能旅游方式等的要求越来越高，各旅游景点吸引游客的竞争日益激烈。如何挖掘景点的特文化，展现景点独
26 王梅亮等：旅游景点民间故事AR呈现系统研究第6期
特的历史风貌和人文风情等便成了旅游企业和旅游管理部门急需考虑的问题。近几年，随着虚拟现实技术、增强现实技术等数字技术的快速发展和推广应用，尤其是AR（Augmented Reality）增强现实技术可以将真实世界与虚拟世界相融合，让游客利用手机等便携终端就可以在真实与虚拟的环境中进行交互，极大地增强了用户体验感。因此在旅游景点中利用AR等新的数字科技为游客构建独特、新颖的旅游方式，提高游客的体验感，满足游客获得更多的旅游知识，已经成为旅游景区和景点提高竞争力、吸引游客的一种有效方法。
2研究意义
2.1提高旅游兴趣
随着人们生活水平的提高，几乎每户都有私家车。为了游玩的方便和随心所欲，人们喜欢以自驾游的方式进行旅游。但由于自驾游没有导游的讲解，游客在景点游览过程中，无法了解景点的文化及传说故事等，导致游玩兴趣的缺失，出现走马观花等程序化的旅游，或仅拍照打卡，留下索然无味的旅游体验。如果利用AR技术将旅游景区中的各著名景点的民间传说故事等文化以三维模型或动画等方式展现出来，就可以让游客有更多的旅游兴趣，增加他们的二次旅游机会。
2.2弥补远景游览缺陷
游客在旅游过程中，往往会遇到许多只能远观不能近距离游览的景点。如仙都5A级风景区的核心景点鼎湖峰是一座170米高的状如春笋的独立山峰，峰顶710平方米呈凹形，下雨积水成一片湖，故称为鼎湖，相传是轩辕皇帝炼丹升天的地方。但是游客登不上这个峰顶去进行近距离游览，只能远观，大大降低了游客对该核心景点文化的体验。此时可引入AR 技术手段，将不能近距离游览的景点通过构建逼真的虚拟场景展示给游客观赏和体验。
2.3提升景点文化价值
在著名的旅游景点中，往往深藏着许多当地广泛传播的民间故事等赋有民族智慧的文化，或在该景点曾经发生的故事。若没有导游讲解，游客将无法知道这些故事。如果将AR 技术与传统文化相结合，使它们以数字化形式生动而形象地呈现出来，效果将比语言、文字、图片、实物等方式更让游客有互动感与参与感，更能深刻了解这些景点文化。2.4增加景点收入
近几年，游客到景点旅游购买文创纪念品已成为在旅游过程中的“必备消费”。在旅游景区，将各著名景点通过AR增强现实技术设计、创造出生动展现景点民间传说故事的AR应用程序APP，并应用在文创产品中，然后推荐给游客使用。这不仅无形地对景点文化进行了宣传，提高景点的知名度，而且还可以增加景点的附加收人。
3国内外研究现状
近年来，AR 技术在国外虽然得到迅速发展，但在整体上应用水平还不高，尤其是旅游业，还处于初级阶段，并没有得到充足的应用[1]。随着近几年AR 产业的迅速发展，国外旅游景点对于增强现实的研究与尝试也越来越全面。早在2005 年，国外就有人提出在旅游领域进行虚拟场景与现实场景结合的互动方式十分实用[2]。后来有人研究了在旅游场景中引入移动式增强现实技术存在的技术问题后，也表示AR 增强了游客体验[3]。Chen K 等在2014 年表示，未来智能手机或其他AR 设备的普及，将在很大程度上推进AR旅游的发展[4]。
在国内，近几年才开始将AR增强现实技术应用于旅游行业。目前，AR增强现实技术在旅游中的应用水平及研究层次还处于初级阶段，主要集中在游客体验、场景复原和AR 导览等方面。在旅游场景复原方面，具有代表性的便是AR技术在圆明园数字景观重现中的应用[5]。此外，孔凯在陕西历史遗迹虚拟展示中利用增强现实技术进行研究和实现[6]。在AR导览方面，邸臻炜提出了增强现实技术在纸质旅游导览图的应用思路和实现方法[7]。
总之，国内关于AR 增强现实技术在旅游景点中的应用虽然近年来有了迅速的发展，但对于旅游景点文化展现方面的应用研究较少，对景点文化的挖掘比如景点民间故事展现等方面还不够深入。
4系统的关键技术
4.1系统的技术框架
AR增强现实系统的工作流程一般是首先获取真实场景的信息；然后对获取的真实场景信息进行跟踪识别并生成对应的虚拟场景，同时与真实场景进行融合；最后在用户显示端集中呈现出来，并通过交互界面与用户进行交互。AR增强现实系统技
2021年福建电脑27
古文术框架如图1所示。
图1 增强现实系统技术框架图
4.2 AR系统的关键技术
（1）图像识别技术。主要根据识别对象的外形、彩和纹理等不同特征，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对象与库中图集的吻合度来识别目标。局部特征识别方法使用识别对象的局部特征点或边进行描述。这种识别方法即使有小部分特征点不能匹配，也可以达到有效识别，因此本文采用局部特征识别方法来实现AR功能。
（2）注册追踪技术。在AR系统中需要先将虚拟空间与现实空间进行三维坐标的注册，确定两者的相对位置和方位。然后根据使用者的当前视角重新建立空间坐标系，使得虚拟场景可以呈现到真实环境中已设定好的准确位置，进行虚拟场景与现实场景的完美融合。该技术主要分为基于计算机视觉和基于硬件传感器的注册追踪技术。为了游客使用方便，本文采用基于计算机视觉的跟踪注册技术。
（3）虚实融合技术。将所要呈现的虚拟模型、动画等内容，利用智能手机等设备投影到显示区域，让游客在显示端中同时看到虚拟物体与现实场景的叠加，将虚拟与现实进行视觉上的有机结合，并处理好实时交互过程中光与影一致性等问题。
（4）人机交互技术。在AR 技术的应用还需要具备一些人机交互的功能。游客在旅游景点的民间故事
呈现系统中观看时，还需要对系统进行各种操作，如显示景点文字介绍，以及退出系统等人机交互操作。目前常用的AR人机交互技术主要有：眼球追踪、语音识别交互、手势交互、触屏交互等。触屏交互是最常见的交互方式。本文采用在智能手机上利用触屏交互来实现游客与AR呈现系统之间的交互功能。
5系统的设计与实现
本文以仙都鼎湖峰景点为例，研究利用AR增强现实技术在游客智能手机上呈现黄帝在鼎湖峰顶上炼丹升天的民间故事。
当前在增强现实领域使用较为广泛的软件工具包有Vuforia、WebAR和Easy AR。本文选择EasyAR 来开发AR景点故事呈现系统。该系统实现的主要目标是：游客通过扫码在手机上安装AR 景点故事呈现系统的App后，打开App用手机相机扫描鼎湖峰景点附近指示牌上印好的AR识别图片，或扫描在景点门票上印制的识别图片，就可以在手机屏幕上看到黄帝在鼎湖峰炼丹升天的三维虚拟动画。这时在界面上选择“介绍”按钮，屏幕上弹出关于鼎湖峰及该故事的介绍，让用户亲切感受鼎湖峰景点民间传统文化。需要完成以下工作。
5.1 AR系统素材制作
5.1.1识别图片制作
首先通过photoshop等工具设计和制作一张用于AR识别的图片。该图片设计时尽量融入该景点的元素，具有景点特征，以便实现精确识别。鼎湖峰景点民间故事AR呈现系统识别图片如图2所示。
图2 鼎湖峰景点民间故事AR呈现系统识别图片
5.1.2模型及动画制作
AR呈现系统中的模型分为场景模型和角模型，具体根据景点民间故事呈现的需要来制作。本系统需要制作的场景模型是鼎湖峰顶部的模型，角模型有黄帝和炼丹炉。可以利用Maya等三维动画软件将故事动画制作完成后导入Unity3D中来完成故事情节动画的设计制作。对于黄帝从鼎湖峰顶升天等一些比较简单的动画，也可以在Unity3D的动画编辑器中直接完成制作。另外，本系统中还需制作炼丹时火焰等的特效，可以利用Unity3D中的粒子特效完成。鼎湖峰上黄帝炼丹升天故事的场景和人物模型及动画效果如图3所示。
图3 黄帝在鼎湖峰顶炼丹升天故事的模型和动画效果图
28 王梅亮等：旅游景点民间故事AR呈现系统研究第6期刘些宁焉栩嘉
5.2 AR呈现系统实现
5.2.1注册获取EasyAR密钥
利用EasyAR工具包开发AR系统。首先在上注册一个账户，然后登录下载用于特定虚拟现实开发引擎的AR开发插件SDK，同时申请一个秘钥key。本系统采用针对Unity开发引擎并通过扫描单张图片来开发AR系统的EasyAR SDK。
5.2.2 AR呈现系统的实现
系统采用在Unity3D虚拟现实开发引擎中利用EasyAR插件进行开发。具体开发的流程如下：（1）准备工作完成后，在Unity中创建一个用于AR呈现系统的工程项目。将下载的EasyAR SDK 插件的package文件导入工程中。在Assets中创建一个场景。然后将识别的图片导入StreamingAssets 文件夹中。并将密钥key复制粘贴在EasyAR SDK License Key中。
（2）更改捕获摄像机的Clear Flags属性为纯Solid Color。将资源目录下的EasyAR_ImageTra cker-1及ImageTarget加入场景中。选择ImageTar get，在其Inspector属性面板中Image File Source 栏输入识别图片的路径和文件名称。
（3）将需要展示的模型倒入工程中，再使用Unity的动画编辑器为黄帝的炼丹升天故事创建动画。然后将所有需要展示的模型设成ImageTarget 的子物体。再根据需要完成UI界面设计，如该景点“介绍”和“退出”系统按钮，以及介绍景点的文本框。
（4）交互功能设计。这里主要是通过点击屏幕上的“介绍”按钮来实现介绍鼎湖峰景点的一些基本介绍信息，再点击一下又会隐藏该介绍信息。另外还有一个可以实现退出系统的按钮交互功能。关键脚本如下：
public GameObject Picture; //定义用于显示景点介绍的图片框控件变量picture
private bool flag=false; //定义用于逻辑判断的变量flag;
void Start()
{
Picture.SetActive(false);
}
public void OnUI() // “介绍”按钮的脚本设计
{
if (flag == false)
{
Picture.SetActive(true);
flag = !flag;
}
else
{
Picture.SetActive(false);
flag = !flag;
}
public void Onquit() // “退出”按钮的脚本设计
{
Application.Quit();
}
}
（5）导出apk文件。首先选择Android发布平台，然后选择Player Settings，将其中Package Name 改
杨千霈 屈中恒为前面注册时设定的。最后点击Build发布文件，即可得到用于安装在Android智能手机上的运行安装程序。在手机上将该程序安装生成AR系统的App，再运行该应用程序，扫描上述制作好的识别图片即可在手机屏幕上呈现出鼎湖峰黄帝炼丹升天民间故事。同时还可以与屏幕上的按钮进行交互，实现显示景点介绍和退出系统等功能。具体AR呈现效果如图4所示。
图4 鼎湖峰黄帝炼丹升天民间故事手机AR呈现效果图
参考文献
[1] 远方.AR（增强现实）“活化”景点文化项目研究--以故宫角楼文
化为例[硕士学位论文].江西财经大学，南昌,2020
[2] 张加勉.解读故宫一座宫殿的历史和建筑.北京：当代中国出版
社,2009
[3] 王冠.基于Android 系统和手机平台的增强现实的研究与应用[硕士
学位论文].北京工业大学，北京,2012
[4] 石刚.增强现实中跟踪注册算法研究[硕士学位论文].苏州大学，苏
州,2011
[5] 邹汝栋.岳麓书院立体书及增强现实展示设计与实践[硕士学位论
文].湖南大学，长沙,2017
[6] 孔凯.增强现实技术在陕西历史遗迹虚拟展示中的应用研究[硕士学
位论文].西安理工大学，西安,2018
[7] 邸臻炜.增强现实技术在纸质旅游导览图的应用.科技创新与应
用,2017(4):287
发布评论