增强现实,,,,中图分类号

来源:百科 时间:2016-08-13 09:47:56 阅读:

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增强现实,,,,中图分类号(一)
浅谈增强现实技术

【增强现实,,,,中图分类号】   摘要:近年来,增强现实因其具有虚实结合的特点,逐渐成为研究的热点。通过增强现实电视节目中的应用引出对增强现实概念、特点和关键技术的介绍,简述了国内外增强现实的发展现状,并对其应用作了简要说明,最后展望增强现实未来对人类生活的影响。

  关键词:增强现实;虚拟现实;跟踪注册;关键技术
  中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)28-6411-04
  2013年央视春晚早已经落下帷幕,其科技感和观赏性十足的舞台效果让亿万观众有一个全新的体验,其中增强现实等3D互动技术的应用,使舞台空间变化、意象环境等呈现在电视屏幕上,给电视观众带来了前所未有的视觉冲击。如图1所示,为李玉刚的《嫦娥》,舞台里面的琼楼玉宇皆是通过增强现实技术实现的。
  增强现实(Augmented Reality,简称AR)是在虚拟现实技术——Virtual Reality,简称VR)的基础上发展起来的一个分支,由于它将计算机产生的文本信息、图像、虚拟3D模型、视频或场景等实时准确的叠加到用户所感知的真实世界中,在虚拟环境和真实环境之间搭起一个桥梁,实现对现实世界信息的增强,提高用户对真实世界的感知能力[1]。
  1 增强现实的特点
  增强现实技术作为现实世界和虚拟世界的桥梁,是现实世界力量的延伸,同时,也对虚拟世界进行补充,不至于迷失于虚拟世界。如图2所示为1994年Paul Milgram和Fumio Kishino提出的虚拟现实连续体[2]。该图相当于一个坐标轴,轴最左侧表示真实世界,最右侧表示虚拟环境,混合实境连接了真实世界和虚拟环境,其中混合实境又分为增强现实和扩增虚境,偏向于虚拟环境部分的为扩增虚境,而偏向于真实世界部分的则定义为增强现实。由此可见,增强现实具有虚实结合、实时交互和三维注册的特点[3]。
  1) 虚实结合
  增强现实技术不同于虚拟现实,它没有完全取代现实环境,相反它比较依赖现实世界,它的存在就是为现实服务的。如图3所示为增强现实的一个典型应用,通过移动设备摄像头对准《灵魂战车》的电影海报,pad显示屏上就会显示该部电影的精彩预告。这种便是将虚拟信息应用到真实世界中,二者叠加成一个画面,不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来,两种信息相互补充、叠加。
  2) 实时交互
  实时交互是指用户能够通过现实世界的信息比较及时的得到相应的反馈信息。因为增强现实需要迅速识别现实世界的事物,在设备中进行迅速合成,并通过传感技术将混合信息传达给用户,这样才能实现所见即能所知的效果[4]。如《灵魂战车》的增强现实电影海报,通过pad摄像头对准,即刻就能呈现出精彩片段;2013春晚上所呈现的增强现实效果,实现了虚拟影像与真实场景的同步传播。
  3) 三维注册
  增强现实中需要通过实时跟踪摄像机姿态,实时计算出摄像机影像位置及角度,定位出虚拟图像于真实场景中的注册位置,以实现虚拟世界与真实世界更自然的融合[5]。比如图3所示的例子需要检测需要“增强”的物体特征点以及轮廓,跟踪物体特征点并生成坐标信息,即识别出海报的内容和在摄像头中的位置。增强现实必须经过三维注册才能识别,它不是对任何一个物体都能实现增强的。
  2 增强现实的关键技术
  增强现实技术要完成虚实的叠加并呈现给用户,首先需要通过相机获取真实场景信息,然后传输到设备对真实场景和相机相对位置进行分析,最后将获得的虚拟信息与真实场景融合。如图4所示为增强现实系统架构图,在该过程中涉及到跟踪注册技术、虚拟物体生成技术和显示技术[6]。
  1) 跟踪注册技术
  为了实现虚拟信息和真实场景的无缝叠加,这就要求虚拟信息与真实环境在三维空间位置中进行“配准”,即注册。而移动设备摄像头与虚拟信息的位置需要相对应,这就需要通过跟踪技术来实现。跟踪注册技术首先检测需要“增强”的物体特征点以及轮廓,跟踪物体特征点并生成二维或三维坐标信息,例如在谷歌眼镜要显示某一物体的信息需要识别出该物体的特征点和轮廓。跟踪注册技术的好坏直接决定着增强现实系统的成功与否,常用的跟踪注册方法有四种:基于硬件的跟踪注册、基于机器视觉、基于无线网络的和混合跟踪注册技术。
  2) 虚拟物体生成技术
  增强现实的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动,所以在准确的跟踪注册技术的基础上,要提高增强现实系统的效果,还需要保证所生成的虚拟物体真实感和实时性强。如谷歌眼镜推出的增强现实眼镜,在用户观测到一个物体后,镜片上就能迅速呈现该物体的相关信息;再如《灵魂战车》增强现实电影海报,当Pad摄像头对准该海报时,显示设备上就能立即呈现对应的精彩片段。因此真实感和实时性是虚拟物体生成的两个最主要的性能判断标准。
  3) 显示技术
  典型的增强现实应用除了上述的技术外,还依赖于设备的显示技术,为了达到逼真的虚实融合的展示效果,高效率的显示技术和显示设备是必不可少的。目前,应用于增强现实系统的硬件显示设备,除了一般的PC机显示屏幕外,用于增强现实系统中的还有头戴式可视设备(Head Mount Display),即增强现实中广泛应用的穿透式HMD。根据具体的实现原理又划分为两大类,分别是基于光学原理的穿透式HMD(Optical See-through HMD)和基于视频合成技术的穿透式HMD(Video See-through HMD)[7]。
  3 增强现实的国内外现状
  增强现实是在虚拟现实的发展过程中应运而生的,它的诞生一方面是应运了时代的发展,另一方面是为了弥补虚拟现实完全脱离现实而独自呈现的不足。自1990年波音公司的研究员Thomas Caudell[8]创造增强现实以来,越来越多的研究所、高校以及企业都开始对增强现实展开大量的研究,并取得了一定的科研成果。   目前,哥伦比亚大学的Steve Feiner团队使用AR制造了一套激光打印机维修系统,用户戴上这套系统就能通过系统中的操作指示对打印机进行维护,如去下纸托盘等,如图5所示。
  而较早提出增强现实概念的波音公司正在利用该技术帮助技术人员安装组成飞机电路系统的线束,通过增强现实技术开发出一套数字化的操作流程,取代巨大的实体布局板来制作线束,从而节省开间和开支。如果这项技术能成功运用到工厂中,将会带来巨大的收益。如图6所示,为延时波音的线束制作系统。2012年4月4日,谷歌正式对外公布了谷歌眼镜的产品计划,这款增强现实产品具有智能手机所能提供的各类服务,镜片具有微型显示屏的功能,其可将信息传送至镜片,并且允许可穿戴用户通过声音控制收发信息。另外,在著名打印机生产商爱普生的协助下,创业公司Meta也开发出了一款现实增强眼镜。它主要借助独特的双手立体空间手势识别功能,搭载了爱普生生产的Moverio BT-100可穿戴式双眼显示器,并在设备顶端配备了低延迟的三维摄像机。虽然这款设备扔处于原型研发阶段,但该设备有望给增强现实设备领域带来革命性的影响[9]。
  相对发达国家来说,我国的虚拟现实起步较晚,大概在20年代90年代初,这样增强现实相对也晚于别的国家。但是近年来,我国政府和科学界都给予高度重视,并制定了相应的科研进展计划,不断追赶先进技术。各大高校对增强现实技术也展开了研究并取得了一定进展。华中科技大学对基于增强现实的遥操作关键技术进行了研究,提出了一种基于视觉的增强现实跟踪注册方法和基于实时定标策略的虚实配准方法,设计了一种基于标示角点与全局单应性矩阵相结合的三维注册方法;上海交通大学提出了空间增强现实流水线概念;浙江大学以基于定位标记的视频检测为基础,从增强现实环境中的阴影生成方法和光线检测算法入手,提出以场景管理为核心的增强现实软件框架ARSGF。除此之外,我国在很多方面都开始采用增强现实技术,从2012春晚开始,增强现实开始更多的应用于媒体界,这使得媒体节目更具有观赏性。
  另外,随着移动互联网应用开发热度日益升高,应用开发者开始围绕大平台开发出满足用户需求的应用,日益丰富着各大平台的App Store。目前小型手持式移动设备(掌上电脑PDA、智能手机)的兴起为移动增强现实技术提供了崭新的发展平台。五维时空推出了一款基于增强现实的娱乐互动移动社区——OSEE游戏[10],用户进入OSEE世界后,基于真实的位置信息,可以了解周边正在发生的新鲜事,分享别人心情,同时也可以将自己的心情感言和随拍分享给其他朋友,而这一切都在现实场景中,给用户一个全新的视觉感受。
  4 增强现实的应用
  增强现实技术作为虚拟现实的一个补充发展充分利用了虚拟现实的优势,近年来成为一个研究热点。它综合了计算机图形、多媒体、实时跟踪及注册、融合显示等多门学科,在文化遗产保护、医学、军事、工业维修、多媒体传播等领域都有着广泛的应用前景。
  1) 在媒体娱乐方面的应用
  自2012年开始将增强现实搬到春晚中,其在电视节目中的应用越来越多,一方面能让节目更有观赏性,使单调的画面变得丰富多彩,另一方面也能节约成本,比较丰富的画面通过虚拟合成便能实现,避免了很多现实物体制作的成本。网络上热门转播的“真人水果忍者”视频中,一位蒙面的“忍者哥”在摄像头前,他通过各种肢体运动切从屏幕上飞来的水果。该游戏就充分利用了增强现实技术,使得游戏更具有娱乐性。
  2) 在工业医疗中的应用
  通过各种硬件设备的辅助能够将机器不易看到的部分显示给用户,包括机器的内部结构、零件图等。医生可以利用增强现实技术,准确的进行手术部位定位。
  3) 在文化遗产保护中的应用
  将增强现实技术应用于博物馆展览中,采用虚实结合的方式,将被动式的参观方式转变成互动式的多感官参观方式,使得博物馆展览更直观形象,充分发挥其存在的作用。对于一些已经损坏的文物,通过增强现实技术使其再现。
  4) 在教育培训中的应用
  通过移动设备扫描纸质课本上的图片,显示器上就能呈现多姿多彩的动态图,方便孩子们对抽象事物的理解。在一些培训项目中,被培训者坐在屏幕前,手动操作显示器前的手柄,屏幕上的物体就会有相应的运动。
  5 结论
  增强现实正在充分发挥其重要作用,虽然尚有许多亟待解决的技术问题,比如如何实现虚实物体精准实时叠加,但是随着技术的不断发展,这些问题将会逐一被解决,增强现实将会为人类的智能扩展提供强有力的手段,对生产方式和社会生活产生深远的影响。
  参考文献:
  [1] Ronald T.Azuma. A Survey of Augmented Reality[J]. Teleoperators and Virtual Environments, 1997,6(4):1-3.
  [2] Paul Milgram, Fumio Kishino.A Taxonomy of Mixed Reality Visula Display[J]. IEICE Transactions on Information Systems,1994,77(12).
  [3] Azuma, Ronald T. A Survey of Augmented Reality[J]. Teleoperators and virtual environments, 1997,6(4):355-385.
  [4] 蔡攀.基于增强现实的实时交互技术研究与实现[D].电子科技大学,2009.7-13.
  [5] 蒋钦云.增强现实中三维注册算法研究[D].华中科技大学,2006.8-10
  [6] 朱淼良,姚远,蒋云良. 增强现实综述[J].Journal of Image and Graphics,2004,7(9):767-769.
  [7] 马志艳.面向数控加工仿真的增强现实关键技术研究 [D].华中科技大学,2006.10-13.
  [8] Suzanne Weghors. Augmented Tangible Molecular Moels[EB/OL]. [2012-02-06]. http://www.hitl.washington. Edu/projects/scripp.
  [9] AR技术网.Meta推出双手手势识别功能的3D眼镜亮相[EB/OL]. http://www.arjishu.com/home.php?mod=space&uid=1&do=blog&id=19,2013-1-29.
  [10] 唐笑. 增强现实技术在移动互联网中的应用[J]. 华章,2013(2):330-331.【增强现实,,,,中图分类号】

增强现实,,,,中图分类号(二)
增强现实技术简述

【增强现实,,,,中图分类号】   摘 要 增强现实技术利用计算机生成一种逼真的视、听、力、触和动等感觉的虚拟环境,通过各种传感设备让用户“沉浸”到该环境中,实现用户和环境直接进行自然交互,是一项能“把现实带入虚拟,让虚拟增强现实”的应用技术。本文通过介绍AR及其软硬件平台,重点对其应用现状及未来发展进行了分析。

  关键词 增强现实;虚拟现实;实时交互;三维跟踪;人脑感知
  中图分类号G206.2 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)107-0149-04
  增强虚拟现实技术(Augmented Reality,AR)通过计算机实时产生三维信息来增强人对真实世界的感知。虽然来源于虚拟现实技术(Virtual Reality,VR),但AR的伟大之处在于把计算机、网络和用户都带回了真实世界。它利用计算机系统产生现实环境中并不存在的虚拟信息,这些虚拟信息可被用户以视觉、听觉、触觉、嗅觉等各种方式感知,成为周围真实环境的组成部分。
  1 简介
  上世纪90年代初期,波音公司的Tom Caudell和同事最早提出了“增强现实(以下简称AR)”。在他们设计的系统中,把由简单线条绘制的布线路径和文字等提示信息,实时地叠加在机械师的头盔显示器上,而这些信息则可以帮助机械师一步一步地完成拆卸过程。AR系统的目标就是这样,借助光电显示技术、交互技术、计算机图形技术和可视化技术等,产生现实环境中不存在的虚拟对象,并通过注册技术将虚拟对象准确地“放置”在真实环境中,使用户处于一种融合的环境中,不能区分真实和虚拟,用户所感知到的只是一个真实和虚拟相融合的唯一存在的世界,并能与之交互。
  AR是一个多学科交叉的新兴研究领域,该领域的权威学者北卡大学Ronald Azuma提出 AR系统包含三个内容:真实世界和虚拟世界的信息集成,即虚实融合;具有实时交互性;三维尺度空间中定位增添虚拟物体,即三维跟踪注册。其中,尤以实时的人机交互最为重要,因为沉浸感和感知的增强皆源于此。人机交互是一门包括计算机视觉、心理学、人工智能等多学科交叉的技术,随着传感器、力反馈等硬件设备的发展,以及对人的个体差异、感知研究以及认知科学的发展,人机交互已成为世界各国信息产业竞争的一项关键技术,并逐渐实现向“以用户为中心”的转变。
  另一种定义是1994年保罗·米尔格拉姆(Paul Milgram)和岸野文郎(Fumio Kishino)提出的现实-虚拟连续统(Milgram's Reality-Virtuality Continuum)。他们将真实环境和虚拟环境分别作为连续统的两端,位于它们中间的被称为“混合实境(Mixed Reality)”。其中靠近真实环境的是增强现实(Augmented Reality),靠近虚拟环境的则是扩增虚境(Augmented Virtuality)。
  2 技术原理
  2.1显示技术
  用于AR 的显示器有头盔显示器( Head-Mounted Displays, HMD) , 手持显示器( Hand-Held Displays) 和投影显示器( Pro jection Displa ys) 。
  2.2跟踪和定位技术
  为了交互, AR 需要进行定位, 因而准确地跟踪用户的位置和视域方向是十分重要的。 对于室内环境, 通常预先在已知的位置上放置基准的标记, 通过跟踪这些标记跟踪真实对象,从而扩大跟踪范围。 目前在准备好的室内环境中, 能够实现鲁棒性定位。 对于室外、移动的AR 应用, 一般使用GPS 或Dead Reckoning 技术跟踪计算对象在户外的实时位置。 但这也有很大的局限性, 如GPS 需要天空能见度很高。另外,还可以跟踪可见的自然特征( 如环境中已有的、不变对象)。 如果有环境数据库, 那么就可以根据跟踪可见的水平轮廓或已绘制的周围建筑物的预知视图, 与视频进行匹配。另外, 给定有限的一组已知特征点, 跟踪系统能够自动地选择和测量环境中新的特征点。但是, 目前这些方法还不支持实时运行, 而更适于特效和后期制作的应用。
  完全控制定位错误比较困难, 因为应用需要的精确度越高, 引起错误的源就越多. 我们把这种源分成两类: 静态的和动态的。 静态源是指当用户的视点和环境中的物体保持静止时引发的错误, 主要有: 光学的变形, 跟踪系统误差, 机械误差和视觉参数误差。 动态源是指错误由用户的视点或环境中的物体移动引起的, 主要是延迟错误和预测位置错误。
  2.3 界面和可视化
  2.3.1错误估计的可视化
  AR 系统定位错误很难避免, 解决的方法有两个: 一是根据预测的跟踪和测量错误, 在屏幕中可视化地显示一块区域,以绘制对象。 二是当绘制被真实对象遮挡的虚拟对象时, 沿着遮挡区域的边缘, 逐渐地淡出隐藏的虚拟对象, 使定位错误减少。
  2.3.2数据密度
  如果用大量的虚拟信息增强真实世界, 那么显示就会变得混乱和不易读。 Julier使用基于空间交互模型, 把所显示的信息量减少到最小, 只在视图中保留重要的信息。
  2.3.3真实感绘制
  在AR 应用中, 改善虚拟对象绘制质量的关键是能够自动获取环境的光照和反射信息。 目前有三个方法: 使用模型估计光照参数, 基于图像的绘制, 以及动态范围的光照获取。
  2.3.4调节现实
  为了删除真实对象系统必须能够分割场景中的单独对象Lepet it论述了一个半自动的方法, 通过轮廓区分对象和它们在场景中的位置, 在某些情况下, 无需对环境进行3D 重构, 就能够插入虚拟对象以及删除真实对象。
  2.4标定技术
  为了生成准确的定位, AR 系统需要进行大量的标定. 测量的值包括: 摄像机参数, 视域范围, 传感器的偏移, 对象定位以及变形等. 目前AR 标定使用摄像机标定原理, 以及许多手动AR 标定技术. 避免进行标定的一个方法是开发标定自由的绘制器. Kutulako s 和Vallino提出基于弱透视投影模型的标定自由AR 方法, Seo 和Hong把这个方法扩展到覆盖弱透视投影, 支持传统的光照技术。 另外, 为了减少标定需要,必须自动标定, 这需要使用冗余的传感器信息, 自动地测量和补偿变化的标定参数。   3特点及优点
  3.1特点
  3.1.1 Combines real and virtual(虚实结合)
  虚拟现实技术依靠三维软件构建出虚拟世界,通过各种输出方式让人在软件所创建的世界里有非同寻常的体验,好的虚拟现实作品具备浸没感、交互性和构想性。而AR技术,将这种特性带回真实世界,让计算机创造出来的虚拟世界与真实世界合为一体,带来前所未有的感官冲击。
  3.1.2 Interactive in real time(即时交互)
  即时交互是虚拟现实的主要特点,源于虚拟现实的AR技术同样具备这一特点。实时的三维交互是构建优秀虚拟环境的基础。同时,AR系统的即时交互与现实环境结合在一起,效果要优于依靠硬件环境的虚拟现实。
  3.1.3 Registered in 3-D(3D定位)
  AR技术与真实环境相结合主要体现在所读出的3D模型可以由目标图片或物体来控制移动旋转,以及通过更多的方式来做更多的交互。AR技术区别于目前相当流行的二维码技术的重要一点,二维码对于手机、摄像头之类的读取设备有严格的角度和距离要求,而AR系统在同样的问题上则自由很多。
  3.2优点
  AR系统的优点主要包含两方面:
  1)AR技术能够实现虚拟事物和真实环境的结合,让真实世界和虚拟物体共存;
  2)AR实现虚拟世界和真实世界的实时同步,满足用户在现实世界中真实地感受虚拟空间中模拟的事物,增强用户体验效果。
  4硬件
  4.1显示设备
  4.1.1头罩式装置HMD(Head-Mounted Display)
  技术大概分成光学式(Optical)与影像(Video)两种,前者是一种透明装置,使用者可以直接透过这层看到真实世界的影像,然后会有一些另外的投影装置把虚拟影像投射在这层透明装置上。另外一种是不透明装置,使用者看到的是由电脑处理好、已虚实结合的影像。
  4.1.2智能手机
  最近几年开始流行起来的智能手机,改变了AR的样貌。头戴式的HMD还是太麻烦了,而智能手机同时具备电脑计算能力、录影、影像显示,还有GPS、网路连线、触控、倾斜度侦测等等的额外功能,价格也逐渐平民化,于是在智能手机为平台的AR研究越来越多。
  4.2摄像头
  Occipital联合创始人Vikas Reddy在邮件访谈中谈到,AR技术尚未发挥出它全部的潜力。这是由于目前追踪和测绘现实的技术水平有限。但Reddy预测,随着计算机视觉算法和硬件设备的发展,摄像头将成为最重要的传感器和输入设备,这不仅仅是AR实景技术方面的趋势,也是整个计算机产业的趋势。
  4.3传感器
  在AR系统中众多的传感器是实现交互的硬件基础。运用比较多的是红外传感器、压力传感器、温度传感器、光电传感器等,比较具有代表性的例子是微软开发的基于XBOX 360的Kinect。Kinect是微软在2009年6月2日的E3大展上正式公布的XBOX360体感周边外设,它彻底颠覆了游戏的单一操作,使人机互动的理念更加彻底的展现出来。
  4.4存储传输
  作为承载系统主体文件和承接输入设备及输出设备的重要中转站,AR系统对于计算机的硬件要求相对较高。
  4.5操控设备
  虚拟现实系统与AR系统基于展示内容的特点会有针对性的操控设备。目前运用比较多的是数据手套与头部跟踪设备,其中头部跟踪设备主要是眼镜和头盔。数据手套主要依靠在指关节处的传感器来识别各种手势,不同的手势分别代表各种指令会让系统作出相应的反应。头部跟踪设备主要依靠电磁感应技术或红外捕捉技术,都是通过识别头部运动来达到控制目的,其中红外捕捉技术的敏感度与刷新率要优于电磁感应技术,谷歌新推出的谷歌眼镜就运用了该技术。
  5应用现状及展望
  5.1谷歌眼镜
  谷歌眼镜(Google Project Glass)是由谷歌公司于2012年4月发布的一款“拓展现实”眼镜,它具有和智能手机一样的功能,可以通过声音控制拍照,视频通话和辨明方向以及上网、处理文字信息和电子邮件等。
  硅谷的未来可穿戴设备资深研究人员迈克尔·莱候德(Michael Liebhold)预计,下一步的技术突破将是模糊现实世界和虚拟世界的界限。Google眼镜所代表的可穿戴式设备将成为科技界的“下一件大事情”。用布林的话说,在沟通的终极形式里,技术应当是隐形的。Google眼镜展示了未来的一种形态,它可能是我们未来搜索的入口,革新互联网和现实中人际交流的方式。“当技术开始隐身时,我们将不再受技术的限制。可穿戴电脑技术可以让我们不再从4英寸屏幕中去窥探生活。我们再也不用时不时地看看手机,相反的,这些可穿戴设备会回望着我们。”
  5.2 IPhone Apps
  1) “纽约近在咫尺”:这款应用让你发现一个你从未发现的纽约。只要将镜头对准纽约街头的指路牌,相关街道的信息与真实画面叠加让你对每条街道都“一览无遗”,保证不会让你在“大苹果”中迷路。当然你换个城市就需要换一个当地版本。
  2) “全景透视”:这是一款很有意思的AR应用,它用二维图形以具有透视感的画面为你提供关于你所在地的四周地理信息,例如告诉你周围有几座山峰以及他们的名字,让你在野外露营的时候不至于迷失。
  3) “增强虚拟现实指南针”:这款应用不仅可以告诉你方向,还可以告诉你所处的经纬度以及计算你的营地与目的地之间的距离。
  4) “机器人视角”:一款为iPhone设计的AR应用,让你在街上走着就能看到想要的商业、餐饮与服务设施的信息。对于中国的朋友来说就可以不用拨打电话导航热线了。 【增强现实,,,,中图分类号】

增强现实,,,,中图分类号(三)
增强现实技术在图书出版中的应用

【增强现实,,,,中图分类号】   摘 要 当今科技发展更新换代速度越来越快,数字化已经成为了时代的主流趋势,尤其是在互联网技术的支撑下对于信息化的需求更为迫切,而且对于信息的丰富性要求更加明显。在此环境下,新媒介在各行业运用改变其原本的特性,衍生出了更具优势的产品。本文就增强现实技术在图书出版中运用的优势进行分析。

  关键词 增强现实技术;图书出版;功能特性
  中图分类号G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2015)137-0093-02
  1 增强现实技术
  随着计算机技术的快速发展,以计算机书技术为基础的增强现实技术得有广泛运用,尤其是在视觉图形以及新媒介行业中发挥了重要作用,成为了行业研究的重点问题。所谓增强现实技术也即在计算机技术的辅助下,将虚拟化的视觉信息转化到现实世界之中,实现虚拟事物与现实之间的即时重叠,展现出一种超现实的视觉画面。计算机通过一些模拟技术和仿真效果将人们在现实景象中暂时或完全无法感觉和体会到的一些实际的或虚构的信息,例如:声音、味道、触觉和视觉信息}等,巧妙的叠加到现实环境中。增强现实技术的运用具备诸多优势:其一,最为重要的优势在于虚实之间的有效融合,能够将虚拟的对象与现实直接之间紧密联系起来;其二,即时交互的优势。通过增强现实技术可实现用户、虚拟对象、周围空间的相互融合,产生的交互行为逐步扩散到整个环境之中;其三,三维立体性,这是增强现实技术中的显著特点之一,通过三维注册技术使得用户能够通过操作计算机调整虚拟对象。
  2 增强现实技术在图书出版中所体现的优势
  2.1 增加动态性
  与传统书籍相比,运用增强现实技术的图书更具可读性。我们知道,传统的书籍主要功能在于信息的存储以便于传阅但书中所有信息呈现出来的状态都是静止不变的而无任何的活力。然而,通过增强现实技术处理后的图书不仅具备传统图书所具备的所有功能而且具备了数字化的功能,以全新的媒介形式出现。例如,书中的文字被赋予了“生命”可以变身为可动的图像,既可以是平面的也可能变成立体的形象,还可能是伴随声音的动态化形象并叠加于现实环境中,读者可以360度全方位的观察和阅读。这种动态的视觉呈现方式不仅从视觉和听觉上刺激了读者的感官,同时,也使书籍中的信息表达更加的栩栩如生。
  2.2 提升交互性
  科技的发展产生了新的媒体,也因此早就了诸多新生的概念,同时更丰富了乃至改变了信息的传播方式。当今我国已经步入了信息化时代,其显著特征是电脑与手机已经成为了人们生活中不可缺少的设备,数字化信息已成为了人们了解世界的主要方式。通过电脑或手机连接到互联网进而阅读数字化的信息,是人们与世界各国产生“交互的”重要途径之一,也使得“交互”成为了当今时代最为重要的概念之一。在信息化时代,人机互动已经是司空见惯之事,通过机器设备即可实现上网聊天、购物、存款等事物,更符合了当下人们的生活需求。然而,纸质化的媒体仅仅能够满足用户单一的阅读需求而无法提供更多的交互功能,但经增强现实技术处理后的图书则具备了上述功能。通过增强现实技术而产生的互动式图书,不仅给予了读者控制图书的“自由权”而且信息不再是死板的躺在纸质的媒介上,而是通过读者的操作能够使之运动起来,甚至通过连接到互联网对此进行评论、读后感、改进意见得等也即使得每一个读者均可以参与到图书的互动之中。这就打破了传统图书的单一的传播信息的功能而是通过交互的功能将每一个读者联系起来,使之围绕作品而产生互动和交集。
  2.3 产生趣味性
  趣味性表达是装倾设计中的一个重要研究方向,传统的书籍装喊设计的趣味性表达主要是集中在对书籍的材质的选择上和对书籍中内容的视觉形象化设计上,例如不同的材质会带来不同的触觉感受,在书籍中进行开窗、镂空和立体书设计等,改变了传统图书单一的表现形式而赋予了一定的趣味性。通过采用增强现实技术进行处理,传统图书的信息展现的方式更具多样性,在虚拟对象与现实事物之间的重叠的基础之上,拉进了读者与事物之间的距离感,省却了读者的想象时间,仿佛将读者带入到了信息所体现的现实环境之中,大为了提升了读者的视觉感觉以及心理感受,由此使得趣味性十足。
  2.4 增强经济性
  在传统的图书出版行业中运用增强现实技术是信息化时代发展的必然趋势,而在信息化时代商品并非均需要展现了货架之上,也并非一定要使用真实的货币进行交易,数字化软件已经成为了主要的商品形式之一。然而,不论时代如何变化,对于商业而言不变的是经营利润以及保持可持续化的增长,而要实现利润增长的目的,其方法不外乎两种。其一,通过改进经营策略以提升收入;其二,是通过改进生产工艺等方式以不断降低生产与经营成本。对于传统图书而言,采用增强现实技术以产生数字化的信息即是改进经营策略以提升收入的有效方式。数字化的内容可以灵活的变更与创新,使企业无需变动成本,不需要原材料,没有制造成本,更不需要交通工具的运输费用。增强现实技术在无形中降低了传统出版业的制造成本,同时又源源不断的为之带来利润。
  2.5 增强现实广告
  当前采用增强现实技术的出版物中,最多见的是营销传播方面的内容。增强现实广告能压缩效果层次,将传统媒体上广告效果发挥的三个层次“认知一受影响一产生购买行为”,在时间和空间上与网络广告压缩在一起。其结果不仅加深了读者与品牌的互动,并且能促成在线交易,此类营销方式已经在诸多图书出版中得以运用,尤其是在各类专业性的图书杂志中尤为常见,成为了新时代商品营销的心方式之一。
  增强现实技术在提升图书广告特性方面主要有以下三个方面的优势:其一,提升了图书读者的用户体验度。在上文分析到增强现实技术的运用改变了传统图书的静态与平面的展现方式,书中的信息被赋予了动态和生命,使之具备可互动功能。尤其是视频与音频的加入完胜传统的图书平面广告,而且对于读者所持有的装有增强现实技术的移动设备(智能手机、平板电脑、个人pc等)即可通过其显示屏幕将图书中的信息转化了可视化的视频或可听的音频等。例如,对于汽车销售而言,可通知设计游戏的方式在移动设备上进行展现;商品房销售者,可通过扫描看出样板房的录制视频等。其二,强化了品牌营销的效果。应增强现实技术赋予了更多的信息内容,在一个产品之中即可涵盖多个推销的商品;其三,实现在线销售。读者在阅读图书过程中,即可通过触发设备点击到通过增强现实技术处理的相关产品的购买网页,实现购物需求,给予了读者在阅读过程中产生了购买欲望而无需再步入到商场或其他购物平台进行搜索,不仅提升了购物的便利而且节省了宝贵的时间。对于商家而言,则是开辟了新的销售渠道而图书出版商同样可以因此获利。
  3 结论
  在数字化信息时代,增强现实技术与传统图书之间结合既是时代发展的必然更是图书出版行业发展的新生机,不仅满足了传统用户的需求更吸引了新时代读者的眼球,使之在互联网时代中对图书还保存一份兴趣。在新时代,读者的需求是多样化的,对于信息的阅读方式和感官感受的要求更高也即用户体验要求更高。在信息化时代,各类媒介不断涌现,增强现实技术无疑为传统图书的生存提供了一线生机,强烈的视觉感官展现了其新的魅力,更符合当前读者的需求。
  参考文献
  [1]刘灿妓,黄立雄.论数字出版产业链的整合[J].中国出版社,2009(1).
  [2]张帆.增强虚拟现实技术在儿童教育中的应用[J].艺术科技,2014(1). 【增强现实,,,,中图分类号】

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