基于移动增强现实的交互式游戏应用研究

周世明 石佩佩

（长春建筑学院，吉林 长春 130000）

1 概述

近年来，在各种新兴技术不断发展的背景下，我国的互联网技术、大数据技术、人工智能等在社会层面得到了快速的发展，并得到了广泛的应用。在此背景下，Mobile Augmented Reality技术逐渐的成为虚拟现实技术的研究方向。从其特点来看，该技术着重的强调虚拟场景在真实世界中的应用。通过将虚拟世界的现实场景的模拟，更好的增强用户的体验效果。

混合现实的概念最初是由Paul Milgram等人在1994年提出，主要设置为真实的环境和虚拟的环境两个方面的内容，将二者进行交叉性的融合，形成虚拟现实连续体的概念。在传统的虚拟现实系统中，主要是在充分的发挥计算机技术优势的基础之上，通过用户对虚拟环境的创设，并结合一定的外部设备和虚拟的环境进行有效的结合，从而形成一种环境的模拟和构建。在这种场景中，用户所处的环境和构建的场景是两种完全独立的。

在移动增强现实的系统中，用户可以根据自身的需求，对于虚拟的环境和真实的环境进行及时的调整和同步。从移动增强现实的特点来看，虽然其充分的结合了虚拟现实和增强现实技术的优势，并不简单的是两种技术的简单结合。在增强现实中，需要依托一定的真实世界作为基础，利用其他的虚拟现实技术和图像处理技术等，将一些虚拟性的事物和模型叠加到用户的视觉域中，从而形成一个较为科学的空间，达到对现实增强的效果。

2 基于虚拟现实、增强现实及移动增强现实的交互式教育类游戏应用及对比

2.1 基于虚拟现实的教育类游戏

在虚拟现实中，需要充分的发挥和结合计算机技术的优势，利用其中的仿真系统达到构建虚拟世界的目的。在该系统中，能够对各种真实的场景进行虚拟化的模式，实现多源信息的融合、交互式信息互动的目的，从而更好的增强用户的视觉体验效果。虚拟现实主要强调的是通过对环境、感知、自然技能等多方面的模拟和感知，构建一个完善的三维场景。在该场景中，还包括了对人的知觉、嗅觉等多方面的感知情感的表达，在自然的技能方面主要包括了头部的转动、手部的动作等内容，从而更好的控制计算机系统，完成相关的指示和操作任务，并在完成了最终的任务之后，将相关的信息传输和反馈给用户。

在教育行业中，虚拟现实技术的应用有效的促进了教育质量的提升，对于整个教育行业的发展也产生了巨大的推动作用。从其积极作用来看，有效的改变了学生在课堂上的地位。在传统的教育活动中，学生多是进行被动性的学习，在教师的引导下开展的一系列内容的学习。然而，在虚拟现实技术的应用中，便可以通过对学习场景的模拟和构建，达到“自主学习”的效果。学习者能够根据自身的需求，有效的调整和搜集相关的信息，更好的提高自身的能力。

根据相关的调查和研究发现：很多的高校加大了对虚拟技术在教育行业中的应用的研究。并在此背景下，建立了一系列的科研实验室。目前在虚拟现实技术方面的游戏开发主要有两大类，一类是在桌面游戏的基础上形成的各种虚拟现实的游戏开发，另外一类是头戴式设备所形成的一系列的虚拟游戏的开发。

2.2 基于增强现实的教育类游戏

在增强现实技术中，主要强调的是通过虚拟世界和现实世界的完美结合，从而更好的提升用户的视觉体验效果的一种技术。在该技术的研发和使用过程中，也同样的需要充分的发挥计算机技术的优势，利用其仿真模拟的功能，实现对虚拟世界的真实叠加，产生一种超现实的视觉体验。在增强现实技术的应用中，着重的强调是虚拟世界和真实世界的结合，并将两种场景进行叠加和补充。从其内容来看，在增强现实中，主要包括了三维建模、实时视频、注册、场景融合等多方面的内容。因其互动性强、真实感强的优势被广泛的应用到了娱乐、销售和教育行业中。在医疗行业中，该技术也得到了一定程度的应用。比如：在中医针灸的学习中。当使用者带上头盔之后，便可以清楚的看到一些虚拟性的人体骨骼和其内部的经脉走向。另外，在结合人机互动优势的基础之上，学生在练习的过程中，便可以感受到其中真实的情景，从而更好的提升学生的实践能力。

虚拟现实技术在教育游戏中的应用需要具备三个主要的特点，即虚实结合性、实时交互性和沉浸性。唯有此，才能够更好的发挥该技术的优势，有效的提升游戏的体验效果。比如：在进行物理中分子运动、引力、磁场等方面的内容的讲授中，充分的发挥虚拟现实技术的优势，便可以让学生产生一种身临其境的感觉。增强学生对各种知识的感知和认识，加强印象。在实验的过程中，通过教师讲解的要点，快速的完成实验，有效的提升学生的成就感，提高学生的学习积极性。

2.3 基于移动增强现实技术的教育类游戏

移动增强现实技术主要强调的是充分的发挥计算机技术的优势，将一些虚拟性的信息有效的和现实的世界进行融合的叠加，使得虚拟世界和真实的世界能够在同个场景和空间的画面中形成交流和互动，构建一个虚实共存的场景。从移动增强现实的虚拟信息和场景的特点来看，这主要是根据用户的相关需求和真实场景的特点所进行的虚拟和延伸。从其积极作用来看，能够让用户对相关的内容有着更加深刻的认知和理解。

从移动增强现实的特点来看，主要包括虚实性、实时性、三维注册的特点。在虚实性方面主要指的是通过对虚拟场景和真实场景的叠加和融合，有效的提升场景的真实性的特点。在为用户构建了一个更加真实的场景之后，更好的提升用户的体验效果的一种特点。

在实时性方面，主要指的是各种信息交流和互动的及时性。该技术的出现，有效的改变了在传统的信息交互方式中过分的依赖于鼠标和键盘的方式。在此过程中，数字化的信息不再是简答的呈现，更是在充分的融合了用户的实时环境的基础上所形成的信息交流方式。

总体来看，在科学技术不断发展的背景下，相关的工作人员需要充分的认识到移动增强现实技术、虚拟现实技术、增强现实技术的优势，进行合理的运用。在教育行业中，发挥上述技术的优势，能够为用户构建一个虚拟性的信息交互世界，更好的提升用户的游戏体验效果，增强学习的乐趣。在今后的工作中，相关的工作人员仍需要加强不断的研究，根据教育的要求和相关的任务，充分的发挥技术的优势，有效的提升教育的质量和效果。