基于增强现实技术的粤西文化旅游体验平台设计研究

■梁红昕 Liang Hongxin

(岭南师范学院，广东湛江 524048）

“十三五”旅游发展规划明确提出，加快旅游信息化服务建设进程，推进“互联网+旅游”战略在旅游文化领域的应用，是旅游建设的重要内容和重点项目。增强现实的新型互动模式在文化旅游产业的信息服务和内容建设中具有巨大的潜力。而位于中国大陆最南端的粤西地区，是中国古代海上丝绸之路的起点口岸之一，形成并保存了许多独具特色的岭南文化[1]，正是文化旅游建设的重点区域。本文针对这一地区，研究设计与旅游场景结合、复现经典历史遗迹、人物、故事沉浸式体验的AR（增强现实）粤西文化旅游体验服务平台，依托移动增强现实、围绕剖析其文化层面上的情感认同与共鸣并以增强现实文化旅游体验服务平台的形式呈现，从而弥补景区公共智能设施缺失的空白，提升文化传承带来的文化自信，为地域文化类旅游服务设计研究提供科研方向。

1 旅游体验中的增强现实展示技术概述

AR（增强现实：Augmented Reality），是指利用计算机图像学技术对现实的场景进行增强，将现实中融合、添加虚拟的信息呈现于用户面前。增强现实技术会给人们带来强大的虚拟世界感官体验，较之单纯的实体旅游景点会更加有吸引力，其优势在于：通过信息技术与增强现实数字化技术对文物、历史遗迹等文化资源的广泛搜索和整合，可以缓解由于时间、金钱、地域所带来的旅游体验障碍，使游客可以不受地理与环境限制共享历史文化遗产[2]。

国内外增强现实技术已应用到旅游文化产业[3]，地域旅游文化与增强现实技术的结合具有广阔研究前景和巨大的市场经济效益。然而，这些旅游文化产业与增强现实技术结合处于商业探索的初级阶段，大多局限于旅游景点的自然资源、地质地貌和建筑遗迹的原始形式的虚拟形态游览，迫切需要进一步深入结合[4]，将旅游地现场环境与3D全息影像结合，对已经消逝的建筑物、景观和历史人物进行3D虚拟重建，打造互联网+景区+VR全景新模式，颠覆传统旅游模式，增加真实场景的旅游价值，为粤西文化遗迹旅行体验赋予生命。

2 基于增强现实的粤西文化旅游体验平台设计意义

粤西地区位于中国大陆的最南端，为广东省的西部地区，现包含湛江、茂名、阳江、云浮四市[5]，是中国古代海上丝绸之路的起点之一，也是国家“一带一路”战略中新海上丝绸之路的起点。粤西海上丝绸之路有雷祖文化、仙台文化、禅宗文化、西江文化、边关风情和南亚热带风光等文化景观和自然景观资源[6]。

目前，粤西各历史文化景区缺乏信息化、电子化服务体系建设，传统旅游业的服务模式已无法跟上旅游业的迅猛发展。针对此问题，本文建立了一站式增强现实旅游体验多终端平台，以“南海丝路徐闻汉代三墩主题园”为设计载体，利用增强现实技术，将标志性的粤西历史遗迹、民俗艺术的故事重现在历史文化景区。同时将自助导游与旅游活动相关内容的信息，如旅游管理、旅游线路、景区活动、文化展示等通过地理信息联系在一起，使游客更直观全面地了解历史文化景区的旅游资源，并通过在线体验和现场互动，激发旅游兴致，增添行程趣味。

3 基于增强现实的粤西文化旅游体验平台设计思路

本文所设计的基于增强现实的粤西文化旅游体验服务的设计思路主要涉及三个方面：一是文化旅游景区全景建模与景区原始模型数据库设计。二是运用AR关键技术，进行历史建筑与文物的增强现实再现，实现图像关键特征的提取计算、标的物特征匹配，进行ID跟踪注册，实现虚实融合[7]。三是运用AR显示技术，实现在真实的粤西文化遗迹场景中对粤西文化遗迹内容的智能交互。

首先，在三维建模软件中建模，把轮廓细分为更小的模块，包括：建立渲染管道、创建模块、制作程序化纹理、制作建筑模型和渲染设置等。同时还需要兼顾艺术与技术的结合，如颜色、光照、内容、后期处理设置等。在ZBrush中绘制一些相关元素用于法线贴图烘培，然后在Unity3D中利用建筑插件Skyline导入的建筑模型资源包，统一加上MeshCollider组件来设置人物与建筑碰撞。最后在Unity中设置用户在公共空间中的漫游摄像机脚本，将Hierarchy中Scene下的摄像机拖动到人物下，设置摄像机跟随。最后定义渲染器与控制渲染建筑物，自定义反射映射，为用户提供虚拟现实环境下的移动和控制。

4 基于增强现实的粤西文化旅游体验平台设计实践

本服务设计依托移动增强现实、手绘地图智能导游、全景虚拟漫游等技术，以粤西特色的岭南文化、粤西海上丝绸之路文化等人文景观为主题，运行形式为AR（增强现实）体验C/S客户端，AR（增强现实）体验手机等移动终端APK。

根据景点的特点和知名度，选取南海丝路徐闻汉代三墩主题园为服务体验的设计背景，根据每个景点的特征设计不同的内容，以此提升内容的观赏性和娱乐性，如“万岁”瓦当有神秘古老的纹饰，龟纽铜质“臣固私印”有精巧绝伦的雕刻构造，用户通过移动客户端或增强现实硬件可以从不同角度来对粤西历史文化特色景点进行沉浸式体验。

4.1 文化旅游景区全景建模

由于地域文化及地理环境具有特殊性与唯一性，传统人工三维扫描、建模效率与精度无法完全呈现其原貌[8]。本人利用较先进的地理环境扫描建模技术，依托无人机技术+倾斜摄影设备，用过飞行平台多个传感器同时从垂直和四个倾斜角度采集图像[9]。将采集后的图像导入增强现实建模软件ContextCapture，通过软件内置程序可以在几分钟/小时内输出带有纹理的高分辨率、高精度三维场景[10]。

4.2 历史建筑与文物建模

通过对粤西湛江徐闻地区多个村落进行实地走访、调研取样并查阅相关记录、文献、地方志等材料，在梳理、分析、提取粤西文化内涵和文化特色的基础上，结合来自权威机构和实地考察的支撑材料和素材，在历史遗迹、文献记录等中提取相应的纹样、象征物的造型语言等[11]。再充分利用增强现实数字化技术复原历史建筑、历史文物、历史人物，以及历史事件的动画场景[12-13]。模型使用3DSMAX软件建模，系统开发环境为当前广泛应用的Unity3D结合Easy AR增强现实引擎来实现增强现实粤西文化旅游体验服务平台设计（图1）。

4.3 粤西文化旅游体验平台交互设计

4.3.1 粤西文化旅游体验平台导航详情

首页-平台功能详情-添加需要体验的文化景点到路线-浏览景区列表-进入文物列表（图2）。

①点击首页登录按钮进入到粤西文化旅游体验平台的详情页。

②在粤西文化旅游体验平台详情页中点击“添加至路线”的图标可弹出“添加内容到路线”的窗口，用户选择需要体验的文化景点以及“日期”即可将其他用户的游记内容添加到自己设定的的旅游体验计划中。

③在粤西文化旅游体验平台详情页中点击“景点列表”的图标可进入景点列表页查看所有粤西文化旅游经典项目。

④⑤用户可以在文物详情列表可以浏览粤西文化典型遗迹。

4.3.2 粤西文化旅游体验平台AR体验流程交互

AR体验-全景导航-AR留念-文物列表-文物AR体验

⑥单指收拾点击AR体验页面可进入到该粤西文化景点的全景页面，该页面360°全方位展示了用户所需体验的粤西文化景点。

⑦在全景导航详情页中使用上下左右纵横滑动手势来控制方向导航UI来在“景点全景地图模式”全景粤西文化景点虚拟环境中自由游览，用户可在该页面实时查看景点的具体位置，以及景点模型与细节。

⑧在全景导航详情页中点击快速建立按钮的图标，跳转到AR留念页面，可以启动设备前置摄像头，同时将用户影像与刚才景点实际环境结合现实，当用户按下拍照按钮，可以生成用户身在虚拟景点中的AR旅游纪念合照。在“三维文物遗迹”列表选择感兴趣的遗迹，单击后进入文物遗迹AR体验。

4.4 粤西文化旅游体验服务平台效果

基于增强现实的粤西文化旅游体验服务设计应用主要是结合智能手机等移动终端，采用客户端/服务器模式。当用户置身于粤西文化遗迹的场景中，打开相应手机APP，触发增强现实技术的粤西文化遗迹旅游应用模块，进入平台系统后，移动设备摄像头检测到标的场景目标时，它将跟踪和定位标的场景，并从文化遗迹模型数据库中检索出相应的虚拟模型信息，将其呈现给显示设备并将其覆盖在现实世界中。同时，移动设备通讯模块通过计算机网络技术向远程云服务器提交数据，实施特征比对，发出渲染虚拟对象的请求；渲染引擎调用虚拟信息，通过计算、提取，得到虚拟对象并推送至渲染工具窗口，渲染工具完成虚拟对象的渲染显示，虚拟对象与真实场景实时融合，形成增强现实场景。对于沉浸感要求较高的体验情景，游客可以佩戴强现实显示设备，通过手势识别设备的位置跟踪器、数据手套、语音识别等增强现实操控设备，把视觉、听觉和其他感官统一起来完成历史遗迹、人物、故事的沉浸式体验，增强现实平台浸式体验效果（图3）。

5 结语

本文依托增强现实技术设计的文化旅游体验服务平台弥补了粤西地区地域文化景区公共智能设施缺失的空白，还为传统地域文化体验提供了一个新的发展方向。以互联网+增强现实技术来为粤西地域旅游注入文化内涵，展示历史价值，增强文化自信。为地域文化类旅游服务设计研究提供科研方向的同时，还对粤西本土“海上丝绸之路”文化传承与发扬做出贡献。