浅析基于混合现实技术的互动投影与公共教育空间之间的关系

徐紫欣

（电子科技大学成都学院，四川 成都 610000）

一、混合现实技术与互动投影

混合现实（Mixed Reality）技术是基于虚拟现实（Virtual Reality）技术与增强现实（Augmented Reality）技术发展起来的混合技术(Speicher,Hall and Nebeling,2019)。而虚拟现和增强现实技术经过了十几年的发展，在中国有很多展馆和历史建筑保护中得到了运用。利用MR 技术能够解决建筑行业易出现的诸多问题。它通过多种传感设备，使用户可根据自身的感觉，通过人的自然机能对虚拟世界中的物体进行考察或操作，参与其中的事件，同时提供视、听、触觉等直观而又自然的实时感知(Quint,Sebastian and Gorecky,2015)。正是其种种特性，使MR 技术可辅助完成建筑结构的仿真，以起到节约成本，提高工作效率的作用，其功能是其它技术所无法替代的。一方面，VR 让建筑师了解他们的设计如何在现实场景中工作，部分原因是 VR 能够整合环境和其他相关数据。这有助于在设计早期识别错误或问题，从而节省时间和成本。VR 还允许针对设计开展更强大的多用户协作，简化并加快作为建筑设计过程一部分的修改工作。提供更多即时反馈，并实时看到他们要求做的更改。使用交互式 VR，可以模拟、讨论、舍弃或采用真实场景。

在中国VR和AR 硬件产品虽然已经逐步进入商业市场，但公共教育空间应用层面还不是很成熟。比如对空间的识别精度不够，对遮挡物的处理能力不足等问题，如何将这个技术在今后与实际建筑结合在一起仍然在探讨实验阶段。并且目前混合现实（MR）还没有成熟推向市场的硬件设备，软件应用也是在理论阶段。具体到公共建筑教育空间行业，成熟的应用就更没有了。那么在现有的技术体系下互动投影与公共教育空间之间的关系就是笔者接下来将要探讨的内容。

互动投影又称交互式投影，简单来说，可以描述为“由计算机视觉技术和投影显示技术创造的一种交互体验”。交互式投影涉及传统的投影设备和功能，结合采集设备、应用服务器和显示技术设备。捕获参与者并通过图像分析系统对其进行分析以生成运动数据。参与者与投影的互动。如今，互动投影不仅应用于图书馆、博物馆、美术馆等教育场所，还应用于展览、商场、酒店、广场等场所。

二、互动投影与公共教育空间

博物馆、图书馆、美术馆是公共教育空间的重要组成部分。对于公共空间的使用者来说，这个空间的体验效果如何，是否有教育意义这些都是和公共空间的设计相关。然而，在这样一个公共学习环境中，有一些因素影响着用户的使用效果，那就是游客在建筑空间内的游览感受。例如，一些博物馆、图书馆或美术馆缺乏展品的空间规划，许多展品没有足够的空间去展示；对于一些年纪较小的参观者来说，一层不变的展览对象很容易使他们失去学习的兴趣；此外，影响体验效果的因素还包括解说信息片的设计，灯光的设置，参观路线的引导等。

对于参观博物馆的学龄儿童来说，动态图像对幼儿更具吸引力。当动态图形转换为交互式投影游戏时，孩子们可以快速掌握新的游戏规则并开始玩（Geller，2006）。这说明动态投影可以吸引孩子并学习。

为了吸引孩子们的兴趣，利用他们敏感的动态捕捉能力。虚拟现实系统利用头戴式显示器、洞穴和全景投影系统，在三维虚拟空间中创建具有沉浸式、步行和无线功能的虚拟现实系统。虚拟现实为游客创造了一个快速的引导空间，但这种引导在现实空间中并不存在。它为用户创建了一个独立的虚拟世界。必须指出的是，由于现实中的障碍物不会随着头戴式显示器而消失，虚拟现实设备需要在一个安全的空间中使用，特别是对于自我保护能力较低的儿童。不同的是，它的交互式投影是基于虚拟现实技术的，投影可以放在最大的空间里。给空间增添了一份满足感。

与校园这种传统教学空间不同，画廊、图书馆和博物馆作为非正正式的教学空间，、可以通过动态投影引导孩子探索博物馆、美术馆等教育空间，找到合适的学习信息。并且交互式投影大多基于平坦的区域，例如桌子或地面（Geller，2006）。在教育空间中采用互动投影，一定程度上提高了空间的利用效率，更能吸引游客。视觉信息使参观者能够在短时间内获得更多的信息获取可能性。基本上，演示需要足够简单，以便孩子们能够集中精力探索信息的实际内容。但这并不意味着使用简单的信息是解决问题的办法，激发孩子们的好奇心也很重要。为了更好地引导孩子，有必要让用户具有吸引力。通过设计展品的展示方式，吸引参观者注意，使参观者能够与展品互动并从中学习。

虽然很多的公共教育空间为儿童提供指导活动，但学龄前儿童群体在访客研究中的代表性仍然不足。因为以往的研究多以家庭为群体，因此无法区分幼儿和学龄儿童（Van Schijndel and Raijmakers，2015）。与学龄儿童不同，学龄前儿童的言语能力仍处于发展阶段，因此他们的言语可能无法准确反映他们的学习状况，在研究中需要对这两个群体进行不同的分析。从现有的研究中可以看到一个现象，对于学龄前的儿童，如何使用互动设施是更多的基于父母的指导。年龄较大的儿童可以更好地接受使用说明，博物馆互动设施提供的。父母解释作为外部注意控制的一种形式，与儿童的探索有着密切的关系。因此，博物馆互动设施提供对于学龄前儿童的引导程度更多的是基于家长的反馈。为了更好地研究互动投影对学龄前儿童的影响，有必要研究互动投影对父母的影响，以及父母如何向孩子解说，与幼儿相比，年龄较大的孩子受外部控制的因素较少（Boisvert和Slez，1995）。他们的理解力更强，他们更能直接被互动投影设施所引导。

结束语

总的来说，互动投影是混合现实技术的一个分支，通过互动投影研究公共教育空间，一方面可以更清晰地为孩子的参观方式提供教育信息。另一方面，可以通过游客特征与吸引力、抓力公共教育空间和游客之间的关系，当孩子们与展品自由互动时，他们更容易被互动性更强的物品所吸引。使得参观者能够更好地理解所展示项目中的具体信息。