韋天仙 陳林

摘要： 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）是在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新興計(jì)算機(jī)應(yīng)用和人機(jī)交互技術(shù)。本文研究利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)與地理信息技術(shù)相結(jié)合，將貴州旅游手繪地圖中對(duì)應(yīng)位置疊加各種虛擬的數(shù)字層影像， 實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合，讓紙圖 “動(dòng)”起來，將更多的信息展示給游客。

關(guān)鍵詞： 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）;旅游;App

【中圖分類號(hào)】 TP311.52【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1674-3733（2020）16-0198-01

1引言

手繪地圖是融科學(xué)和藝術(shù)于一體的地圖形式，具有美觀、使用方便、便于攜帶、富有收藏價(jià)值等優(yōu)點(diǎn)。但，內(nèi)容單一有限，相對(duì)于電子地圖、虛擬地理環(huán)境等新型地圖，由于受版面限制，無法承載像網(wǎng)絡(luò)地圖那樣豐富的數(shù)據(jù)量。本文探討以圖像識(shí)別技術(shù)為媒介的技術(shù)方法，開發(fā)APP程序?qū)崿F(xiàn)紙質(zhì)地圖與數(shù)字信息溝通，豐富紙質(zhì)地圖所不能完全表現(xiàn)的地理信息和動(dòng)畫、視頻、圖文等多媒體信息，擴(kuò)充紙質(zhì)地圖的信息負(fù)載量;在手機(jī)拍攝紙圖的畫面中進(jìn)行搜索興趣點(diǎn)等功能，拓展了紙質(zhì)地圖的功能。

2研究的目標(biāo)與思路

貴州省旅游資源AR互動(dòng)地圖APP是為與貴州省旅游手繪地圖紙圖配套用于移動(dòng)端的應(yīng)用軟件，分為Android和iOS兩個(gè)版本，是利用 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（簡稱AR）的技術(shù)，實(shí)時(shí)識(shí)別、追蹤圖像并加上相應(yīng)視覺元素的技術(shù)，目標(biāo)是在屏幕上把虛擬內(nèi)容呈現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)世界上，并進(jìn)行互動(dòng)。本軟件產(chǎn)品將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)與地理信息技術(shù)相結(jié)合，通過手機(jī)等智能移動(dòng)終端攝像頭捕捉地圖視頻影像，并在手機(jī)視頻畫面中的對(duì)應(yīng)位置疊加各種虛擬的數(shù)字層，將豐富的數(shù)字內(nèi)容以虛實(shí)融合的方式展示給用戶，為紙質(zhì)地圖提供實(shí)景信息、地理信息和多媒體資訊等信息交互的解決方案。用戶只需用手機(jī)拍攝地圖，景點(diǎn)分類、地理要素、統(tǒng)計(jì)分析等諸多信息即刻躍然紙上，結(jié)合搜索定位，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合，讓紙圖 “動(dòng)”起來，使游客暢游的同時(shí)領(lǐng)略到更多的貴州的風(fēng)土人情。

3設(shè)計(jì)方案

3.1設(shè)計(jì)原則

APP集成增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、多媒體技術(shù)等多種技術(shù)于一身，實(shí)現(xiàn)紙圖與手機(jī)等移動(dòng)終端的有機(jī)互動(dòng)，創(chuàng)造一種全新的“閱圖”體驗(yàn)。該軟件具有創(chuàng)新性、實(shí)用性、穩(wěn)定性、美觀性、安全性等。以旅游為專題，以地理信息為輔助，多維度全方位的提供旅游專題的深度應(yīng)用。AR互動(dòng)地圖軟件主題要與整個(gè)多彩貴州格調(diào)一致，要與貴州自然風(fēng)光的秀麗壯美、民族風(fēng)情的多姿多彩和歷史文化的豐厚相契合。

3.2總體技術(shù)路線

3.2.1將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在紙質(zhì)地圖中，通過構(gòu)建紙質(zhì)地圖圖像的瓦片金字塔模型，利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，依據(jù)攝像范圍不同，實(shí)現(xiàn)瓦片對(duì)應(yīng)區(qū)域的地理信息和多媒體信息在攝像頭畫面中的分級(jí)顯示。

3.2.2為紙質(zhì)地圖擴(kuò)展數(shù)據(jù)圖層以及視頻、音頻、圖文、動(dòng)畫等數(shù)字信息，更具有查詢搜索功能，豐富地圖的功能應(yīng)用。

3.2.3構(gòu)建涉及Unity平臺(tái)和Android、iOS操作系統(tǒng)的跨平臺(tái)解決方案，利用高通Vuforia SDK，構(gòu)建AR地圖識(shí)別、數(shù)據(jù)可視化渲染功能入口。引入U(xiǎn)nity和Android、iOS的消息機(jī)制，建立通信的接口函數(shù)，充分利用兩平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)定制功能強(qiáng)大、交互方式靈活的跨平臺(tái)應(yīng)用程序。

3.3數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)分兩類，為基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)行政區(qū)、水系、道路 進(jìn)行組織，專題數(shù)據(jù)按貴州省旅游大普查數(shù)據(jù)12類進(jìn)行分類。數(shù)據(jù)顯示方式即拍攝全圖時(shí)，顯示所有景點(diǎn)圖標(biāo)，不標(biāo)注名字，拉近攝像頭，顯示名稱注記。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式為本地存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)一次性下載到手機(jī)或其他終端，直接本地調(diào)取進(jìn)行瀏覽。

3.4系統(tǒng)UI設(shè)計(jì)

該APPD 兩個(gè)版本界面設(shè)計(jì)結(jié)合當(dāng)前操作系統(tǒng)的用戶使用習(xí)慣，同時(shí)結(jié)合貴州旅游主題進(jìn)行設(shè)計(jì)，UI設(shè)計(jì)主賦予貴州主題，該AR系統(tǒng)主題要與整個(gè)多彩貴州格調(diào)一致，要與貴州自然風(fēng)光的秀麗壯美、民族風(fēng)情的多姿多彩和歷史文化的豐厚相契合。并有友好的UI交互，交互式的UI元素在設(shè)計(jì)時(shí)要反映出各種狀態(tài)的變化，同時(shí)要保證操作結(jié)果的清晰可見，給予用戶更多的提示信息。UI設(shè)計(jì)全面，在系統(tǒng)UI設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮各種因素，如屏幕尺寸大小，屏幕密度，屏幕方向等。行為模式有章可循，整個(gè)系統(tǒng)操作行為要遵循用戶的期望，符合用戶的操作習(xí)慣，同時(shí)要使用合適的方式來加強(qiáng)功能可見性。界面嚴(yán)格遵循用戶交互習(xí)慣，遵守移動(dòng)軟件的交互習(xí)慣，考慮到用戶應(yīng)用情境大多為舉手拍照模式，因此操作盡量簡單，大多功能可以單手操作、一鍵啟動(dòng)。

3.5APP軟件功能設(shè)計(jì)

3.5.1拍攝紙圖后，疊加旅游資源、地理要素、統(tǒng)計(jì)分析三大專題內(nèi)容，可切換子專題內(nèi)容。點(diǎn)擊景點(diǎn)圖標(biāo)，可查看文字、圖片、視頻介紹，還可進(jìn)行全景瀏覽和三維模型瀏覽。

3.5.2查詢搜索，可搜索景點(diǎn)、地級(jí)和縣級(jí)人民政府駐地、公路、鐵路、河流等，手機(jī)拍攝的紙圖畫面中實(shí)時(shí)定位顯示搜索對(duì)象在紙質(zhì)地圖中的位置。

3.5.3畫面暫停功能，攝像頭識(shí)別出來的數(shù)字內(nèi)容可以鎖定在屏幕中。

3.5.4測(cè)量距離和測(cè)量面積功能，實(shí)時(shí)自動(dòng)量算距離和面積。

3.5.5其他功能，包括返回初始頁面、清屏、幫助等。

4結(jié)語

本APP軟件以圖像識(shí)別技術(shù)為媒介，架起了紙質(zhì)地圖與數(shù)字信息溝通的橋梁，既保留了紙質(zhì)地圖集符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化、認(rèn)知度高、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，又有效彌補(bǔ)了其信息形式單一、缺乏交互性、更新周期長的缺點(diǎn)。用戶能夠通過手繪地圖了解貴州旅游資源的整體分布情況，掃描二維碼下載APP后，可以通過收集掃描手繪地圖了解各景點(diǎn)的詳細(xì)情況，使游客暢游的同時(shí)領(lǐng)略到更多的貴州的風(fēng)土人情，為游客出行提供決策參考。

參考文獻(xiàn)

[1]吳晨琛，劉劍煒，劉建軍等.基于數(shù)據(jù)庫的制圖數(shù)據(jù)生產(chǎn)軟件設(shè)計(jì)[J].地理信息世界，2015，22（ 5） ： 108～ 111.

[2]童兆國，劉南，劉仁義等.基于ArcObjects 組件式擴(kuò)展的標(biāo)準(zhǔn)化地圖制圖實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2006，23

[3]康來.大規(guī)模GIS 數(shù)據(jù)三維可視化關(guān)鍵技術(shù)研究[D].長沙： 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2008.