基于增强现实技术的智慧旅游APP设计与应用研究

王新英，周小喻

近年来，国内部分旅游目的地已相继推出基于增强现实技术的智慧旅游APP产品，如数字圆明园APP[1]、“手绘南宁”AR地图[2]、“遇见浐灞”AR版手绘地图[3]、重庆阿依河旅游风景区AR门票[4]、深圳红色文化地图[5]等。上述智慧旅游APP产品问世后，均取得了良好的社会效益与经济效益，成为当地智慧旅游发展的成功代表案例。

一、增强现实技术与智慧旅游

（一）增强现实技术

增强现实（Augmented Reality，简称AR）技术，发源于虚拟现实技术，但又与虚拟现实技术存在显著的区别。增强现实技术是虚拟现实技术的延伸，是通过电脑技术，将虚拟信息应用于真实世界，使真实环境和虚拟物体实时叠加到同一画面或同一空间中的一种技术[6]。

增强现实技术具备虚实结合、三维沉浸、实时交互的技术特点。虚实结合，指增强现实技术可以将虚拟物体叠加或合成到真实世界中，方便用户对内容进行细致观察；三维沉浸，指增强现实技术可以为用户构建具有“真实感”的体验环境，使用户更易融入虚实结合的环境中，实现三维沉浸；实时交互，指增强现实技术利用已有的真实环境与虚拟场景进行有效融合，为用户提供具有“真实感”的复合视觉效果场景。增强现实技术凭借自身的技术特点，实现了真实世界与虚拟场景的有效融合，加强了用户对真实世界的认知，达到扩张和补充真实世界内容的效果。

（二）智慧旅游

国务院办公厅在 2009 年底发布的《关于加快发展旅游业的意见》中明确指出，要以信息化为主要途径，提高旅游服务效率，积极开展旅游在线服务、网络营销、网络预订和网上支付，充分利用社会资源构建旅游数据中心、呼叫中心，全面提升旅游企业、景区和重点旅游城市的旅游信息化服务水平[7]。此后，国内旅游业开始积极探索将数字信息技术融入旅游服务、旅游管理以及旅游营销中。2010 年 3 月，江苏省镇江市在国内率先提出“智慧旅游”概念，并开展了“智慧旅游”项目建设。智慧旅游，指包括数字信息技术在内的智能技术在旅游业中的应用，以提升旅游服务、改善旅游体验、创新旅游管理、优化旅游资源利用为目标，增强旅游业竞争力，提高旅游业管理水平，扩大旅游业规模的现代化工程[8]。简言之，智慧旅游是基于智能技术，为满足游客个性化需求，探索在旅游服务、旅游管理，以及旅游营销等方面的“智慧化”模式重构，以实现旅游业作为现代服务业的高质量跨越式发展。

伴随智能技术的发展，智慧旅游已从初期数字信息技术融入旅游数字营销服务与管理，向创新科技与产品融合形成的智慧旅游产品设计与应用方向过渡。2021 年 6 月，文化和旅游部发布《“十四五”文化产业发展规划》，明确指出要积极发展智慧旅游，深化“互联网+旅游”，加快推进以数字化、网络化、智能化为特征的智慧旅游发展；培育云旅游、云直播，发展线上数字化体验产品，鼓励定制、体验、智能、互动等消费新模式发展，打造沉浸式旅游体验新场景[9]。《吉林省文化和旅游发展“十四五”规划》也指出，要发展沉浸式业态，支持VR（虚拟现实）/AR/MR（混合现实）等技术在文化与旅游领域的应用，支持开发沉浸式体验项目、沉浸式娱乐体验产品[10]。由此可知，基于互联网平台和智能技术，设计与应用具有沉浸式数字化、智能化的旅游产品，是现阶段及未来相当长时间内智慧旅游发展的重要内容。

二、增强现实智慧旅游APP的应用优势

智慧旅游时代，旅游产品除了满足游客的常规旅游需求外，还需满足游客的个性化旅游需求。增强现实智慧旅游APP以增强现实技术为工具，以展示旅游景区内容为核心，利用智能手机、平板电脑等便携式智能移动终端，有效破解传统旅游模式下，旅游目的地客体同质化、旅游主体互动体验感低、旅游资源保护与开发之间存在矛盾等行业发展的痛点问题。增强现实技术智慧旅游 APP 应用于旅游景区具有以下优势。

（一）提升旅游营销效果，增加旅游经济收入

受传统旅游营销模式中宣传载体形式的限制，游客不能畅通接收旅游营销内容所传递的全部景区信息，品牌回忆率有限，在一定程度上影响了游客出游意向。此外，传统旅游APP的主要构成元素是图片、文字或音视频，虽然有助于向游客提供必要的出行信息、预订服务等功能，但游客只能被动接受信息，同时受限于其一维或二维的载体形式，使用过程中互动体验感欠佳。据Vibrant Media调查显示，基于增强现实技术的广告内容回忆率比传统 2D 广告高 700%、品牌回忆率高 2700%[11]。增强现实智慧旅游APP能够以多维度展示旅游宣传内容、丰富景区信息传达方式，将原本的单向被动接收转变为实时交互的双向体验，不仅增强了旅游的宣传内容与品牌回忆率，而且激发了游客的出游意向，提升了旅游的营销效果，增加了当地的旅游经济收入。

（二）重现遗迹遗址全貌，提升旅游体验感

目前，吉林省的珲春八连城遗址、渤海中京考古遗址公园等旅游资源，以在现场搭建木栈道、竖立说明牌等方式向游客介绍该文化遗产。这种相对传统的展示方式只能传递文化遗产的部分信息，不能全面展示文化遗产在历史、文化、艺术等多方面的内涵，游客即便前往现场观看，也仅是“管中窥豹”，旅游体验感较差。通过增强现实技术重构已消失或不完整的遗迹遗址类旅游资源全貌，将重构后的三维模型等虚拟内容扩展到现实空间中，重建残垣、修复断壁，游客通过增强现实智慧旅游APP即可领略千百年前文化遗产的盛景，给予游客真实的视觉信息补偿，加深游客对文化遗产历史内涵的认知，提升游客的旅游体验感。

（三）实现“零接触”，有效保护文化遗产

文化与自然遗产类的旅游资源具有脆弱性、稀缺性和不可再生性等特点，在保证游客有良好体验感的同时，如何正确处理旅游开发与遗产保护之间的关系，如何满足游客深度互动体验的需求，是亟待解决的现实问题。增强现实智慧旅游APP可以为游客构建逼真的体验环境，在保证游客不降低体验感的前提下，实现游客与文化遗产之间的“零接触”，最大限度地减少人为干扰对文化遗产造成的不可逆影响，有效保护文化与自然遗产类的旅游资源。

目前，吉林省尚未有基于增强现实技术的智慧旅游APP产品推向市场，理论研究层面的成果也相对缺乏。面对旅游业不断提升服务质量水平的现实要求，开展增强实现技术智慧旅游APP的理论与实践研究是吉林省在智慧旅游建设和发展中，丰富旅游服务内容、提升旅游服务质量的重要途径。

三、“吉行AR”智慧旅游APP设计

（一）“吉行AR”智慧旅游APP概述

本款增强现实智慧旅游APP命名为“吉行AR”，“吉行”即吉林旅行之意，“AR”强调本款APP依托增强现实技术。“吉行AR”是针对吉林省旅游活动而研发的一款智慧旅游APP产品，以展示吉林省优质旅游资源为核心内容，实现游客在游览过程中真实环境与虚拟场景的交互体验。“吉行AR”智慧旅游APP可适用于吉林省各类旅游景区的现场展示。基于增强现实技术的“吉行AR”智慧旅游APP可呈现真实环境中缺失或遗漏的特色景观，游客还可与该APP进行交互操作，深入了解吉林省文化旅游资源信息，提升旅游体验感，改变传统的被动式游览模式。

“吉行AR”利用增强现实技术的虚实结合、三维沉浸、实时交互的技术特点，使游客实现在吉林省各景区游览过程中的交互操作与沉浸体验。游客通过智能手机、平板电脑等便携式智能移动终端下载并打开“吉行AR”智慧旅游APP，将这些智能移动终端的摄像头对准真实环境中的识别标识进行扫描，从APP数据库中提取与识别标识相对应的三维模型或音视频等虚拟信息内容，将真实信息与相对应的虚拟信息叠加、交互、融合后，再回传至智能移动终端的显示屏幕上，使游客可以视听到真实信息与虚拟信息相叠加融合后的内容。此外，游客还可以与显示屏幕进行交互，实现互动体验，获取更加全面的景区信息与旅游体验。

（二）“吉行AR”智慧旅游APP设计的技术路线

“吉行AR”智慧旅游APP设计的技术路线分为五个步骤，即应用程序图标与界面设计、识别标识选定与设计、景物虚拟复原、虚实叠加合成、效果实证测试。笔者将以伪满皇宫博物院为具体研究对象，阐述“吉行AR”智慧旅游APP设计的技术路线步骤。

总之，学前教育是一个重要阶段，有关部门应给与高度重视。钢琴即兴伴奏课程是学前教育课程中的一门核心课程，起着重要作用。因此，要分析即时伴奏教材存在的问题，采取有效措施及时解决，努力培养满足社会发展需要的人才。

1.应用程序图标与界面设计

应用程序图标以剪影的形式表现吉林省地形轮廓，并将“吉行AR”融入其中，文字与图像相结合，简洁且直观地说明应用程序的主题。应用程序图标的颜色为蓝绿渐变色，零星点缀着雪花图案，清新凉爽的配色和特色的冰雪符号均契合“清爽吉林·22 ℃的夏天”“温暖相约·冬季到吉林来玩雪”的吉林省旅游双品牌。应用程序图标的界面设计遵循视觉统一原则，整体效果简洁、易识别，界面色彩以由浅渐深的棕色为底色，不再做过多的色彩搭配，以突出功能标识符号与文字，便于用户快速熟悉APP的操作。初始界面的主题图选取扁平化设计的长春地质宫图案放置于真实环境的背景中，营造虚实结合的视觉效果，以突出AR技术特点与APP功能主题。

2.识别标识选定与设计

识别标识可直接选定真实环境中的标志性景观，或设计具有艺术性的识别图。伪满皇宫博物院是在溥仪宫廷旧址建筑群的基础上建立而成的，包括同德殿、缉熙楼、勤民楼等多个建筑，各建筑在进行识别图设计时要具有明显的可识别性。首先，选取同德殿旧址的正视图为设计对象，通过建筑图纸、照片等资料确定同德殿旧址造型的形态特征；其次，以扁平化的设计风格，以简单的色块和概括性的线条提炼出同德殿旧址的结构、纹理等形态特征，设计出具有平面感的同德殿旧址识别图；最后，在同德殿旧址识别图的周边添加云彩、树木等元素，丰富识别图的整体画面效果，并完成识别图设计（见图1）。

图1 伪满皇宫博物院同德殿旧址识别图设计流程

3.景物虚拟复原

使用三维激光扫描对同德殿旧址进行建筑点云数据采集，再运用高清摄影采集相应的点云颜色信息。借助点云处理软件，经点云去噪、拼接、统一坐标系等流程处理，生成完整的三维点云数据文件，将完整的点云数据文件导入Revit软件，绘制准确的测绘建筑平面、立面及剖面等图纸，结合建筑图纸及测绘数据，在Revit软件中创建BIM三维模型，再以相应的点云颜色信息、现场拍摄照片、历史资料图片等为基础进行模型渲染，最终完成同德殿旧址建筑的虚拟复原（见图2）。

图2 伪满皇宫博物院同德殿旧址建筑虚拟复原图

4.虚实叠加合成

5.效果实证测试

效果实证测试步骤将分别在计算机环境与智能移动终端环境的Android（安卓）程序中操作。在计算机环境中进行效果实证测试，使用与计算机连接的移动摄像头扫描识别标识，屏幕显示同德殿旧址的三维模型，滑动鼠标实现720°观看三维模型。在智能移动终端环境的Android程序中进行效果实证测试前，需在Unity的Build Settings项目中输出设置。在伪满皇宫博物院景区启动智能移动终端上的“吉行 AR”应用程序图标，将摄像头对应屏幕中的 UI 参考线，并扫描同德殿旧址外观，屏幕显示同德殿旧址三维模型，然后进行景点展示交互操作，用户滑动屏幕完成模型旋转、缩放、拖动等交互操作测试（见图3）。效果实证测试完成后，可根据后期使用过程的实际需求，在Unity的3D中继续添加有关景区介绍内容的音视频或图文代码文件，以增加三维模型交互操作在旅游景区展示时的体验感与沉浸感。

图3 智能移动端环境下Android 程序现场测试截图

遵循应用程序图片与界面设计、识别标识选定与设计、景物虚拟复原、虚实叠加合成、效果实证测试等“吉行AR”智慧旅游APP设计的技术线路步骤，可以依次完成伪满皇宫博物院缉熙楼、勤民楼等旧址建筑的处理，并可扩展到吉林省其他旅游景区，进一步丰富“吉行AR”智慧旅游APP数据库的存储内容。

四、“吉行AR”智慧旅游APP的应用

（一）旅游信息宣传

传统旅游信息宣传除了通过广播电视或网络等媒介之外，多数情况下还依托宣传册、海报、报刊或门票等纸质载体。以图文的静态模式宣传推广旅游目的地，并不能有效地向游客展现景区的全部信息。将“吉行AR”智慧旅游APP应用于旅游目的地的宣传，不仅可以突破以往宣传载体的维度限制，而且可以提升宣传的效果。用户通过“吉行 AR”智慧旅游APP扫描宣传册、海报、报刊或门票等纸质载体上印刷的识别图，屏幕会呈现出景区的虚拟信息，为用户提供全方位的视听体验，提升用户的出游意向。此外，附加增强现实技术的宣传册、海报、报刊或门票等纸质载体也具有一定的收藏价值，可有效避免随意丢弃而产生的资源浪费。“吉行AR”智慧旅游APP还可应用在户外广告牌匾、灯箱等载体上，提供传统平面或视频广告无法展示的视听效果，突破传统户外广告传播的局限性，提高品牌回忆率。

（二）旅游景区展示

如何有效提升旅游景区展示的全面性和游客游览过程中的满足感，是困扰传统旅游业发展的现实问题。以伪满皇宫博物院为例，景区面积大、展览数量多、人流量拥挤等现实问题，使游客在游览过程中不可避免地会遗漏历史细节，依靠照片或视频保存的旅游记忆并不能全面展示旅游景区的全貌。将“吉行AR”智慧旅游APP应用于旅游景区，通过虚实叠加、实时互动，为游客营造出具有“真实感”的体验环境和视觉效果场景，可满足游客的旅游体验感。同时，游客可通过“吉行AR”智慧旅游APP随时扫描识别图，不受时空限制，反复“游览”识别图对应的旅游景点，重拾旅游回忆。

（三）旅游景区导览

旅游景区导览是游客旅游体验中的重要组成部分，传统的向导式导览或自导式导览在旅游地图、扫描浏览程序、导览标识等方面受空间、版面、数据更新等因素的限制，使游客被动接收景区信息，不能很好地满足游客日益增长的旅游体验需求。将“吉行AR”智慧旅游APP应用于旅游景区导览中，利用虚拟图像、影音信息在真实环境中的叠加，实现实时交互操作，将传统景区导览的单向被动接收转变为实时交互的双向体验，增加游客在旅游过程中的体验感，提升游客对景区旅游的满意度，增加游客二次游览景区的概率。

（四）旅游产品研发

购买旅游产品是游客游览景区过程中的重要一环，也是景区旅游业盈利的重要渠道。游客购买旅游产品的初衷是保存美好的旅游记忆，或将产品赠与亲朋以分享旅游回忆。随着时间的推移，旅游记忆会逐渐模糊，这时便需要旅游产品来唤醒回忆。传统、常规的旅游产品受物理属性的限制，在内容和形式方面所能传递和诠释的景区特色与文化内涵相对有限，导致唤醒旅游记忆的程度有限。将“吉行AR”智慧旅游APP应用于旅游产品的研发中，将实体旅游产品与虚拟图像、影音信息相叠加，使消费者从视觉、听觉、触觉等多方面了解旅游产品，唤醒旅游记忆，增强游客对旅游产品文化内涵的理解，提升游客二次游览的概率。此外，还可以增加旅游产品的附加值，激发游客的购买欲，在增强旅游目的地文化传播力度的同时，增加旅游产品的销量，进而带来更多的经济收入。

（五）“吉行AR”智慧旅游APP用户满意度调查与分析

根据“吉行AR”智慧旅游APP在吉林省旅游信息宣传、旅游景区展示、旅游景区导览、旅游产品研发等方面的应用模式和现场测试效果，笔者设计并发放了用户满意度调查问卷，共收回有效调查问卷样本 186 份。受访者的性别、年龄、受教育程度与其职业、收入水平等情况彼此间存在合理性，调查问卷结果的可信度较高（见图4）。笔者在设计调查问卷时，在“满意度评价”一栏中增设了预期满意度和实际满意度选项。预期满意度指受访者心中对“吉行AR”智慧旅游APP的预期值；实际满意度指受访者在使用过程中感受到的满意度。采用 Linkert 5分量表法对满意度赋值，很满意赋值 5 分，很不满意赋值 1 分，以此类推，分数值越高，代表受访者对某一方面的满意度越高。

图4 调查问卷受访者信息统计图

通过数据分析可知，“吉行AR”智慧旅游APP的预期满意度与实际满意度虽然存在一定差距，但是波动性较小，基本达到研究的预期效果。“吉行AR”智慧旅游 APP 在实际应用中，在运行稳定性、用户隐私保护、个性化服务等方面的预期满意度与实际满意度存在差距。结合实际情况，笔者拟提出三点合理化的改善建议。首先，通过提高代码质量与可读性、减少冗余代码与数据预载等手段增强“吉行AR”智慧旅游APP的稳定性，提升用户使用时的流畅度。其次，通过技术手段完善“吉行AR”智慧旅游APP的安全性与可靠性，确保用户信息隐私安全，也为今后增加APP商品交易支付功能做好充足的安全保障。最后，进一步开展来吉游客的用户需求调查研究，针对不同用户，制定差异化的服务内容，增强“吉行AR”智慧旅游APP的个性化服务设置。后续的相关研究，笔者将继续借助满意度调查问卷的结果及数据分析，逐步完善和丰富“吉行AR”智慧旅游APP在吉林省旅游应用领域中的相关功能与体验内容。

五、结语

基于增强现实技术开展智慧旅游APP的设计与应用研究，不仅为吉林省旅游业态高质量发展提供了新思路和新方法，而且能够在有效保护旅游资源的前提下，丰富旅游产品的内容，提升游客的旅游体验感，扩大旅游目的地的宣传效果，增加旅游目的地的竞争力。同时，也符合《“十四五”文化和旅游发展规划》的要求，可以有效助力吉林省实现由旅游资源大省向旅游经济强省的转变目标。