博物馆承担着传播文化和文明的责任，人们通过对博物馆的参观，能够对当地历史、文化等进行快速了解。传统博物馆展示展品一般通过玻璃柜结合说明牌的方式，由于该方法单一，仅能对有限的内容进行解说，导致参观者不能很好地了解展品的内涵，缺乏对展品的深入了解，尤其是缺乏与展品的互动，使用户体验受到影响。信息化时代背景下，多元化的传播方式，不断创新的技术环境，极大推动了博物馆文化传播的创造力和生命力，使得博物馆的数字化步伐呈现出巨大的突破。将AR技术应用到博物馆展品导览中，使展示内容得到拓展，参观人员能够和展品进行互动，将全新的互动体验提供给参观人员，切实提升用户体验感受，使参观人员能够更加沉浸、深入地了解展品，提高用户获取信息的效率，以此充分发挥博物馆的文化传承、教育大众等功能作用。

 

一、AR技术应用分析

 

 

（一）AR技术简介

 

AR（Augmended Reality），即增强现实技术。AR技术是利用摄像设备对真实场景标记物进行识别，或者是利用传感器设备对真实场景的物体运动进行跟踪，通过空间定位注册技术把图像、文字、3D动画等计算机虚拟信息与现实场景进行三维的配准，利用显示设备显示虚拟结合的信息，从而使人机交互得到实现。事实上，AR技术利用计算机虚拟技术和现实场景相叠加，实现了对真实场景的补充，增强了人们对现实世界在触觉、听觉及视觉等方面的体验。

 

 

（二）AR技术特点

 

1.虚拟世界信息与真实世界信息集成

 

 

虚拟现实下，计算机对虚拟世界进行创造，使用者在虚拟环境中对周围现实环境无法感知。AR技术利用设备使真实环境与影像叠加，让使用者对讯息进行获取，实现了虚拟信息与真实信息的集成与交融。AR技术的核心是能够反映真实世界。

 

 

2.实现实时交互

 

人机实现及时交互是AR技术的重要特点。基于便捷性，人们迫切要求能够基于屏幕等媒介与事物进行互动，同时，事物能够基于用户指令及时进行变化或提供信息。AR技术实现了人机实时交互，提高了用户体验。

 

 

3.基于真实世界的三维空间对虚拟物体进行定位

 

基于识别真实场景的图像或者是物体，并进行跟踪定位，利用计算机处理技术将虚拟信息与真实场景信息相融合。AR技术是基于真实世界的三维空间定位虚拟物体，从而能够使定位虚拟物体的范围扩大，提高了虚拟物体创建的自由度。

 

 

（三）AR技术类型

 

1.利用计算机屏幕进行显示的AR技术

 

摄像设备对真实世界的图像、视频等进行摄取，图像或者视频被输入进计算机，和计算机的图形系统合成虚拟场景，然后在计算机屏幕显示器进行显示（图1）。通过计算机的屏幕，用户能够对AR场景图片或视频进行观看。利用计算机屏幕进行显示的AR技术较简单，缺乏互动性，用户不能体会到沉浸感。

 

图1 利用计算机屏幕显示的AR技术原理图

 

 

2.利用光学透视显示的AR技术

 

利用光学透视显示的AR技术要求使用对用户的视觉以及触觉体验高的设备进行显示，比如眼镜式显示器等，利用和用户身体的贴近使其视觉沉浸感提高。不同于计算机屏幕显示，通过光学透视显示的AR技术，用户能够对外部现实世界进行观看，其原理是通过透明光学合成器，将虚拟图像信号向用户眼睛进行投射。（图2）

 

图2 利用光学透视显示的AR技术原理图

 

 

3.利用视频透视的AR技术

 

利用视频透视的AR技术和光学透视AR技术的直接显示不同，并且和计算机屏幕低沉浸性显示也不同，基于视频透视的AR技术对动态显示予以强调。真实世界的实现利用实时录像、智能终端设备，比如智能手机等主要的媒介，实现了信息的动态显示。（图3）

 

图3 利用视频透视的AR技术原理图

 

 

二、AR交互设计在博物馆展品展览中应用的价值

 

传统博物馆导览通常采用文字介绍、人员讲解、租聘语音设备和二维码语音等方式对展品进行展示，这些方式陈旧单一，难以调动参观者的积极性，且无法满足用户多方面的需求，造成用户体验感较差，用户从展品中获取到的信息量较少，且使得用户获取信息的效率成本更高。AR交互设计的应用价值大致有以下三点：

 

第一，实现了展品的动态展示。

 

AR交互设计应用在展品导览中，通过动态的方式将展品向参观者进行展示。可以向参观者提供不同的展品图片信息，基于参观者的选择实现个性化推荐。参观者利用对图片的点击、放大、拉伸等操作对展品信息进行了解；基于图形信息的引导，对展品场景位置进行获取，同时和背景音乐相结合，立体化的画面感使参观者的现场体验感提高。参观者如希望对展品进行触摸的体验，那么参观者通过AR交互下虚拟博物馆提供的虚拟感官手套，对展品进行触摸，使能够对展品工艺等有直观的感受。通过展品的动态交互展示，提高参观者的体验感受，使其参观热情被激发。

 

第二，实现了情景式的体验。

 

AR技术应用在展品导览中能够为参观者提供身临其境的体验，产生沉浸感。参观者进入AR交互设计的虚拟博物馆中，对情境体验服务进行选择，那么就会在情境中了解展品。以陶瓷展品为例，在AR交互设计下，参观者选择陶瓷的种类，比如唐三彩、青瓷等。参观者选择了陶瓷种类之后，对对应的窑炉进行选择从而开始制作陶瓷；当瓷器烧制工艺结束后，参观者对瓷器进行上色等操作。最终成型的瓷器可以在虚拟的集市进行售卖。利用情景式体验，使参观者能够体会到设计、交易的乐趣。

 

第三，提高了博物馆的服务效果。

 

一是使参观者能够通过自身携带的移动终端设备对展品标识进行扫描，对展品的详细信息、展品热度等进行了解，方便参观。二是能够实现将个性化信息推送给参观者。AR交互技术通过智能识别、注册跟踪等，将展品信息推送给参观者。参观者通过对博物馆二维码的扫描，能够查询到展品的分布、路线导航等。博物馆通常是开放性建筑，面积较大，需为参观者提供准确的引导。博物馆传统的引导方式包括指示牌、地图、馆员。AR技术下在博物馆主页能够对馆藏分布等进行查询。通过AR导航系统能够提供语音导航，使参观者能够快速准确到达想要参观的展品位置，提高观展效率。

 

 

三、AR交互设计在博物馆展品导览中的应用

 

（一）设计原则

 

1.满足用户体验的原则

 

现阶段科学技术迅猛发展，人们生活水平不断提高，在满足物质需求之后，人们对精神、情感的体验需求提高。传统博物馆展览展品通常是在展柜中展出展品。参观者通过枯燥的导览系统对展品信息进行接收，缺乏互动性。AR交互设计在博物馆中的应用，需对参观者情感、思想、感官、行为等需求进行充分考虑。AR交互导览下，参观者能够对展览品进行自主的了解，通过AR能够向参观者描述展品的全部信息，将其立体化地呈现在参观者的面前，加强展品和参观者之间的联系，提高了参观者的体验感受。

 

 

2.满足易用性原则

易用性原则指的是AR技术在展品导览应用过程中，能够被不同层面的大部分人所接受。参观博物馆的人群存在着年龄、受教育程度、素质等方面的差异，不同参观者在接受、理解信息、操作等方面存在着能力上的差异。这就要求应用的操作过程需要简单流畅，避免用户使用过程繁琐，耗费过多时间成本，能够符合绝大部分参观者的操作习惯。

 

 

3.满足实时性原则

 

参观者在博物馆进行参观的过程中，其位置不断发生改变，同时博物馆的展品不同，因此，AR交互设计的博物馆展品导览应用需要基于参观者的位置进行导览，实时更新博物馆的展品信息，对展品内容进行讲解，使参观者能够及时地对当前展品信息有足够的了解，从而提高用户获取信息的效率。

 

 

（二）AR交互设计在博物馆展品导览中的应用

AR交互设计在博物馆展品导览中应用设计构成如图4所示。首先把博物馆展品图像进行处理，对实景空间进行构建，利用计算机对虚拟信息进行生成，基于空间坐标的形式在实景空间进行嵌入，此时虚实融合相叠加的画面就可以形成，之后向显示系统进行输送，从而呈现给参观者，参观者利用交互设备和博物馆的场景环境（展品图像）实现了互动。

 

图4  AR技术在博物馆应用的结构示意图 

 

 

1. 显示技术

 

AR交互设计应用到展品导览中，可以使虚拟增强技术与真实场景相融合，为参观者提供详尽的展品信息与良好的感知体验。博物馆虚拟融合的展示要求利用高效率显示设备来实现。现阶段增强现实显示设备有投影显示器、头盔显示器、手持显示器等。就博物馆展览导览而言，手持显示器更适宜应用到博物馆的AR技术当中，这是由于手持显示器具有携带方便，不要求额外程序或设备支持的特点，极大程度上避免了负重大的问题。

 

 

2. 三维注册技术

 

AR技术在展品导览中应用的效果受三维注册技术的直接影响。博物馆展品虚拟展示信息能够在现实环境中正确地显示位置，是博物馆虚拟展示信息与真实环境相融合的关键。精度、响应时间、跟踪范围、鲁棒性、分辨率等是对博物馆AR交互设计系统跟踪技术性能进行衡量的标准。需要基于展品不同的展示类型，采用多样性的跟踪注册技术，不同

 

注册技术之间实现优势互补。

 

 

3. 标定技术

 

AR技术在博物馆的应用中，虚拟展示物体与图像、视频等真实场景物体要求非常准确地对准。如果改变移动设备的摄像机，那么根据真实摄像机参数的变化而改变虚拟摄像机移动的参数，使两者一致，因此，对于真实物体姿态、位置等参数要实时跟踪，不断更新参数，这个过程中测量精度由标定精度决定。

 

 

四、AR交互设计在博物馆展品导览中应用存在的局限性及对策

 

（一）局限性

 

1.应用开发成本高

 

 

为了使AR交互设计在展品导览中应用效果良好，需要有硬件设施与软件设施的保障。就硬件设备而言，在博物馆配置数量足够的AR眼镜成本很高。就软件设备而言，移动智能手机是博物馆参观者对信息进行接收的主要设备，现阶段大多数国内博物馆开发的应用软件提供的服务通常是信息、公告等，缺乏对AR软件开发的能力，博物馆将AR软件外包制作，如果设计3D模型、地理定位、个性化等一体的软件，在开发、维护方面的费用非常高。因此，成本高一定程度上制约着博物馆中AR交互设计的应用。

 

 

2.应用普及效果有待观察

 

由于大多数博物馆参观者参观展品有固定的习惯，部分人特别是年龄较大的参观者不想接触新的技术，造成了博物馆普及新技术的效果具有潜移默化的特征。博物馆提供服务的模式相对稳定，很多参观者都能够得到满足。相对于接受新事物，部分参观者的态度甚至从存在新鲜感到排斥，从而直接影响着展品导览中AR技术的应用。尽管有些博物馆通过AR技术增强了参观者的体验，然而AR技术在博物馆服务与管理方面的应用还有待提高。

 

 

（二）解决对策

 

1.在关注开发成本的基础上有针对性地融入AR技术

 

博物馆在资金有限的条件下，需要对AR优势的发挥给予重视，比如AR交互的导航系统，博物馆对于其识别功能、定位功能等开发给予重视，这些功能的实现需要的费用不高；另外，对于AR交互特效、制作AR3D模型等要简单，从而使成本降低，当经费充足时，对其他功能进行开发，使其不断完善。同时，博物馆和AR交互技术公司加强合作，通过在博物馆中推广某公司AR技术获取该公司AR技术的应用，从而实现双赢。

 

 

2.对博物馆中AR使用的新方式进行挖掘

 

现阶段博物馆应用AR技术，对参观者的使用并没有进行强制性的体验，博物馆应用AR技术进行展品导览，通过虚拟互动引导的方式，激发参观者使用AR的兴趣与热情。所以，为了使AR技术在展品导览中的作用得到充分发挥，提高博物馆服务质量与管理水平，需对参观者的使用兴趣需求进行调查，尽可能满足大部分参观者对AR技术的需求，从而提高展品导览中参观者对AR技术应用的体验。

 

 

五、结语

随着科技的不断发展，博物馆的智能化一方面活化了藏品，另一方面对博物馆中参观者的角色地位给予了重视。将AR技术应用到博物馆展品导览中创新了展品的展示方式，同时，能够打破时间和空间的限制，为参观者提供个性化的服务，提升体验感，节省用户时间成本，提高用户获取相关文物展品信息的效率，使用户的认知更加清晰，在博物馆未来的发展中将会得到越来越广泛的应用。