基于湖北特色旅游文化的AR虚拟数字化产品设计研究

曹世峰 武昌理工学院

AR虚拟数字化与旅游文化在应用和产品设计上的结合，是作为一种新的交互媒介和设计载体来进行数字化创意的设计运用。AR虚拟数字化技术又被称为增强现实技术，是运用虚拟数字三维成像与现实场景无缝叠加的技术处理方式，将虚拟场景融入现实场景中，运用交互行为方式、AI人工智能识别技术、大数据及移动物联技术开发的新颖的交互产品和数字体验产品。AR数字化技术在湖北特色旅游文化传播以及旅游文创产品设计上都有着具体的体现和运用，使之在文化传播上更加具有互动性。

一、湖北特色旅游文化及现状

湖北特色旅游文化较多，其中包含以武汉为中心的楚文化特色旅游文化、以武当山为中心的道教特色文化、以宜昌三峡为中心的三峡文化和以恩施为中心的土家族土司特色文化等。湖北特色旅游文化的区域和范围非常广泛，本文主要以湖北特色旅游文化中的典型代表和旅游场馆作为切入点进行深入讨论及研究。

湖北目前在各旅游场馆及景点都采取了分流及限制入场人数等措施，但在很多旅游场馆及景点仍然出现人群过度聚集的情况，一些场馆还是不能很好地进行旅游文化及工艺藏品的展示，特别是大型的博物馆、美术馆等公益性文化性场馆都有类似的问题。另外，对馆藏品的了解其实也是湖北旅游文化的重要体现，但游客在观展的时候缺少自主了解和互动了解的途径，使得观展所获得的体验感和满意度不高，这也是目前湖北各大旅游场馆中出现的突出问题。而AR虚拟技术及5G互联网的普及给湖北旅游特色文化的传播及工艺美术馆藏品的展示提供了新的思路和途径，给旅游的受众群体带来了新的文化体验和互动方式。

二、AR增强现实技术

AR增强现实技术是属于虚拟现实技术中的一种，其是一种将现实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，这种技术的目标就是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。AR增强现实技术的交互实现需要三维图像技术、大数据、云计算、物联网、人工智能技术等的支持与配套构成，基于融合媒体的设计方式进行使用和交互。AR增强现实技术包含三个特征：交互性、沉浸性、多维感知性。

（一）交互性

交互性体现在用户可以使用移动设备和环境中的真实场景进行互动感应，极大地提高了用户与现实场景的融合度，用户可以获得和真实世界同样的感知，对现实中的藏品可以进行类似旋转、点击、选择等交互操作，对旅游文化及工艺美术馆藏品有着极大的展示及互动体验功能。

（二）沉浸性

沉浸性是增强现实技术的另外一个特点，体现的是一种混合真实世界与虚拟世界的方式，在真实与虚拟中让受众介入交互环境中，具有一定的沉浸性体验。AR技术整合了多项现代科技，对于一些现实生活中很难进入的环境或场景可以通过AR技术来实现，可以与场景中的实物进行叠加形成新的场景，而这种沉浸式的体验也与真实环境一样，贯穿真实与虚拟场景。而使用者在这种沉浸式体验中可以获得常规视觉难以达到的效果和感知，这也是AR增强现实技术的优势之一。

（三）多维感知性

通常所说的多维感知一定是多个维度的，比如视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等。在增强现实技术创设的环境中，人们的感知维度不是单一的，而是多种感知的组合，在使用时除了视觉，还可以进行听觉、触觉等的感知，这种技术提高了用户在进行交互体验时的兴趣和参与性，可以提高感知的效率和深度（如图1）。

图1 AR设计的多维感知

三、AR技术在湖北特色旅游文化展示及工艺美术馆藏品观展中的运用

湖北特色旅游文化及工艺美术馆藏品很多，但由于展示空间的限制及馆藏品的限制性展览，都对湖北特色旅游文化的展示及工艺美术馆藏品的观展有一定的限制。如何更好地展示湖北特色旅游文化及工艺美术馆藏品，在观展规模限制的情况下更好地进行观展和传播文化，这是AR增强现实技术发挥其功用的具体体现。我们可以将特色文化及工艺美术馆藏品运用虚拟技术和现实三维图像的叠加技术进行互动设计，在大数据和5G网络系统的支持下，通过移动设备实现展品的360度查看、放大细节、展品特色介绍等多种功能。

四、AR虚拟数字化设计及运用

AR增强现实技术可以运用的领域非常广泛，除了可以运用在旅游文化领域，还可以运用在旅游文化创意产品设计、文物数字展示及修复、工艺美术藏品的数字化展示等方面。这种先进的数字虚拟技术可以给湖北特色旅游文化的发展带来一些新的变化，同时也可以给游客提供即时性较强、新鲜有趣的互动体验，从而让湖北特色旅游文化拥有更大的魅力。

（一）AR数字化特色旅游文化创意产品设计

目前，旅游景点的文化创意产品已经成了一种潮流和时尚，湖北特色旅游文化中的博物馆文化、楚文化、非物质文化遗产等都成了文化创意产品设计的焦点，但如何使众多的文创产品能够吸引消费者，除了常规的视觉传达设计的视觉感知设计外，应该可以尝试多维度文创设计思路。例如，在湖北省博物馆的楚文化展示中，结合随县“曾侯乙墓”的历史进行明信片、书签、鼠标垫、钥匙扣等文创产品设计时，除了在应用载体上丝印图形图像外（如图2、图3），还可以运用AR三维成像技术将图形转换为立体动态图像，使用手机或者平板电脑等移动设备可以进行三维图像的转换并同时输出声音。同时，可以对其进行全方位的旋转查看并伴有讲解，从而让消费者全面地了解“曾侯乙墓”的历史和文化。

图2 文创产品（彩绘虎座鸟架鼓）

图3 文创产品（曾侯乙墓—编钟）

另外，在文创产品中借助AR增强现实技术来实现产品的交互化和游戏化。在文创产品中，可以通过三维成像技术和动画技术的相互组合，消费者在获得虚拟图像的同时，也有动画场景融入增强现实的场景中，产生一种新的展示和互动效果，从而激发游客的购买兴趣，增强他们的互动体验感。

（二）AR虚拟文物展示设计

在湖北特色旅游文化场馆的文物展示活动中，一些游客走马观花，对文化了解甚少，有些甚至都不知道此文物的来龙去脉。这种情况的出现主要是由于馆藏品的展示方式和解读方式还有待完善。如果借用AR虚拟文物展示设计的方式就可以很好地解决以上在展览过程中遇到的问题。具体以湖北省博物馆馆藏文物“越王勾践剑”为例，在进行此文物的展示时可以在展馆醒目位置放置二维码，游客扫码识别后将在其移动设备上呈现出“越王勾践剑”的全部三维图像及文物讲解，并可以进行交互，如点击某个局部将放大并进行讲解，真正做到了历史特色文化的传播。如果有什么疑问，可以运用AI人工智能的嵌入进行即时的答疑，从而给游客带来更好的互动效果和传播导向。

（三）AR数字化在工艺美术藏品修复中的运用

利用AR数字化技术手段可以将在挖掘、运输、馆藏中遗失、损坏的陶器、青铜器、瓷器、玉器、珐琅器等工艺美术藏品进行修复。一方面，通过对器物三维位置信息和朝向数据的应用获取物体的坐标信息，对文物的外形及断裂缺失的残口、纹理等进行数字修复；另一方面，通过AR数字成像处理技术，将视觉效果与馆藏实物图像重建，针对出土后长时间氧化造成的色彩脱落等问题，可以进行数字图像的上色与增釉，并对容器进行适当的数字艺术加工，从而给游客带来更好的三维视觉体验。通过 AR 增强现实技术，将工艺美术藏品以虚拟与现实相结合的方式展现出来，使游客在参观博物馆之类的公共空间时，可以通过手机及其他设备了解器物原本的状态及文化背景等内容，为大家节省了成本，从而实现了AR数字化工艺美术藏品修复设计。

AR增强现实技术运用它的优势对实物进行实时的现场再现，不仅可以让游客感受到工艺美术藏品的历史年代感，还可以感受到当时的文化艺术氛围。它是在虚实结合的情景中再现工艺美术藏品，不仅可以在原有实物上复原文物，而且操作简单便捷，通过游客的参与定位系统，从而给游客带来不一样的虚拟视觉体验。通过使用平板电脑、手机等可移动设备，充分运用移动终端手持式的成像交互系统，利用其摄像头扫描功能和无线网络对工艺美术藏品进行信息识别，最后将三维仿真的工艺美术藏品及场景进行实时在线匹配，并传送至移动终端上，从而进行实景与工艺美术藏品的无缝结合，可以极大地增强工艺美术藏品的展示效果和文化传播效果。

（四）AR数字化在旅游场馆中的运用

旅游场馆在整个湖北特色旅游文化中占有十分重要的地位，如湖北省博物馆、武汉市博物馆、湖北省美术馆、首义纪念馆、武汉市科技馆、长江文明馆等场馆，在传播湖北特色旅游文化中发挥了重要的作用。AR数字化与旅游场馆的结合在增强场馆功能性和互动性上有着重要的意义和作用。

首先，运用AR三维成像叠加技术和移动定位系统的结合，对湖北特色旅游场馆的导向识别系统进行数字化运用，形成数字化、网络化的导向识别系统，让游客在场馆内外都有方向指引。具体可以使用平板电脑、手机等可移动设备，利用增强现实App来实现嵌入效果，也可以将AR数字化效果呈现方式嵌入微信小程序，通过移动端的摄像头扫描与现实场景进行层叠无缝对接，完成对现实场景的识别并提供方向指引图标和语音提示。

其次，在场馆内部的相关文物挖掘现场模型上，可以进行AR数字化图像匹配，使游客在观察挖掘现场的同时，实时进入AR增强现实的环境中，可以看到挖掘现场的不同功能与作用，并对此场景进行讲解；再嵌入互动场景中，实现在动态影像中进入当时挖掘现场的场景，领略当时挖掘的惊心动魄和紧张氛围。

五、结语

湖北特色旅游文化的AR虚拟数字化产品设计与运用，对于湖北特色旅游文化的发展及推广无疑是非常重要的。基于湖北特色旅游文化背景下采用AR虚拟数字化技术进行数字化产品设计，来探讨新时代、新环境视域下的特色旅游与文化发展，湖北特色旅游文化与AR增强现实技术融合的可能性，从数字化特色旅游文化创意产品设计、AR虚拟文物展示设计、AR数字化在工艺美术藏品修复中的运用、AR数字化在旅游场馆中的运用四个方面来探讨其设计运用的可能性，进一步研究其数字化产品运用方式与设计融合创新方法。依据湖北特色旅游文化运用场所的具体形式，结合AR增强现实技术并选择合适的旅游文化元素符号和运用载体，将湖北特色旅游文化赋予数字化时代元素，从而使其更加具有时代认同感和文化传承性。