增强现实技术在清东陵数字化导览中的应用研究

王 珺，麦逸楠，陈 烨

（华北理工大学 艺术学院，河北 唐山 063000）

1 清东陵景区导览及数字化导览现状

清东陵是我国首批国家重点文物保护单位，长期以来仅依托于陵墓建筑遗产本身，以人工解说、导游解说、景区解说以及展厅指南等方式作为景区导览和文化输出的方式，导览的形式相对局限[1]。随着国内智能手机的功能日益强大，二维码的出现为人们的日常生活提供了便利。一些旅游景点为了提高景区的导览体验，为景区添加了二维码导览系统，主要用于特色景点的讲解和历史文物的多样化呈现，展示方式以图片和音频为主。这样的解说方式相比人工或导游解说，为游客带来更大的自主性和时空上的便捷性，但是游客本身的参与性不高、互动性弱、走马观花的游览方式等问题仍无法得到有效解决。

数字化导览系统是指将景区信息转化为二进制数字进行存储、运算、传送，让游客通过手机、平板之类的电子设备查看的一种导览系统。目前，数字化导览的主流是应用于智能手机端，运用范围最广的是各景区开发的微信小程序。以当前市面上已有的小程序导览来看，虽然其在使用体验上比景区内的解说版及展厅指南有所改善，但并没有突破传统导览线性、单向、被动的叙事模式[2]。

2 AR 技术在数字化导览中的应用优势

增强现实（Augmented Reality，AR）技术是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术。罗纳德·阿祖玛给出AR 的3 个特征：将虚拟世界与现实相融合、三维空间注册技术和实时交互[3]。基于AR 技术的数字化导览，总结出如下优势。

2.1 丰富的信息传达

基于AR 技术的数字化导览系统能够通过虚拟标识、人工智能（Artificial Intelligence，AI）数字图像扫描等技术将更多的景区叙事信息传递给游客。这些信息通过媒体端与真实的空间环境融合，让游客更加深入地了解景区的特色，达到旅游景区的宣传效果。例如，华为与敦煌研究院合作共同推出的莫高窟AR 数字导览系统，为275 号石窟开发了全景体验的功能，1 ∶1 还原了275 号窟的叙事信息。游客通过媒体端能够全面地从全景体验中欣赏壁画的细节，深入感知莫高窟的历史文化，既避免了走马观花式的游览，又解决了文物保护的难题。

2.2 沉浸式感官体验，激发用户的兴奋感

基于AR 技术的数字化导览模式在延续传统导览最基本的指引功能前提下，可以给游客带来视觉、听觉、嗅觉等多维度、多感官的沉浸式体验，丰富文物或景点叙事内容的传递途径，充分激发游客对景点的游览兴趣[4]。

某数字气味技术研发公司研发的嗅觉远程传递系统，能够通过数字气味播放器远距离传输嗅觉信息。在气味王国的体验店“气味元宇宙”还能够体验到脖戴式数字气味播放器，这种特殊的体验让用户对AR 的沉浸感有了颠覆性的认知。将搭载多感官AR 技术的移动式设备应用到景区导览系统，游客对导览系统的印象将从简单的路线指引、音频指南工具，转变为贯穿整个游览过程游览体验的一部分，延伸游客感知，拉近游客与观赏对象之间的距离。

2.3 多样的交互方式，提升参与感与成就感

当今的语音交互技术、手势交互技术被广泛应用于AR 系统的交互，大大提升了AR 的体验感，为基于AR 技术的软件系统带来无限可能。AR 技术克服了传统的平面导览模式仅能被动展示叙事信息的弊端，游客能够通过崭新的交互技术获取信息，从被动接收转变为主动参与，激发了游客对景点的认知热情[5]。AR 最显著的特点就是虚实结合，而虚拟影像在现实场景中叠加能够充分发挥导览系统的交互特征，即通过导览设备的新型交互方式，改变环境空间中的虚拟影像，最大限度体现游客在游览过程中的自主性。

3 AR 技术在清东陵数字化导览中的应用方法

3.1 增加虚拟内容的展示

AR技术能够在真实世界中完美叠加虚拟内容，因此加强虚拟内容的构建能够显著提升数字化导览的展示效果。现阶段，旅游景点或博物馆中大多数虚拟内容都是旨在完整复原被损坏的文物，以还原文物曾经的风貌。

清东陵景区中遍布富有历史价值的古文物和古建筑，但由于古建筑或文物体积巨大，即使游客近距离观看，也受限于视角无法领略到文物遗产的历史价值[6]。景区可以为文物或标志性建筑设计AR 文物卡片，投放在文物或建筑的展示板上，游客通过扫描该卡片在移动设备中观看卡片上的三维立体文物模型。例如，清东陵入口处醒目的标志性建筑石牌坊，牌坊屋梁上有脊兽、吻兽，折柱、花板上绘制浮雕祥云，枋梁上还刻有大量浮雕。AR 技术能够完整还原石牌坊上的精致雕刻，并且以自由旋转和放大缩小的方式全方位展示文物的全貌，帮助游客获得更佳的观赏体验。

3.2 增强信息空间的引导

导览系统最基本的功能就是实现对空间的指引和导向，而景区作为一个面积辽阔且封闭的整体空间，更需要为游客规划好游览路线、标注基建设施以及景点定位。清东陵景区目前的导览系统主要依靠景区内部的观光摆渡车、导览指示牌和景区导游等，每一座陵寝相互间的连贯性薄弱，缺乏历史的纵深联系[7]。

AR技术能够突破传统导览模式的时空局限性，利用三维空间注册技术将指引标识定位在地图中的位置，生成虚拟标识映射在现实世界中，设计出直观且富有趣味性的导航应用。例如，对清东陵的数字化导览系统进行景点的虚拟展板设计，并利用AR 技术通过移动设备的屏幕查看不同景点的虚拟展板，结合导航定位技术显示出移动设备与虚拟展板的实际距离。也可以设计一个虚拟地图界面，在地图下方附带附近景点、专题推荐及行程安排等功能，大大提高导览系统的信息空间引导能力。

3.3 加深游客与景区的互动

一些优质的旅游景区往往会致力于给游客留下良好且深刻的印象，进而提高游客对景区的评价。鉴于此，清东陵景区可以借助AR 技术即时交互的特性，在导览系统的设计中打造出具有故事性和趣味性的互动式展示场景。例如，在“虫洞：北京751·MR公共艺术体验展”的数字场景中，游客的视觉导航被设计为可视化的黏菌，该导航可以识别记录游客在虚拟场的游览路线，模仿黏菌通过食物营养输入的路径构建网状的线路图，以这种方式优化游客的参观线路。针对导航指向模块的搭建，可以对路线的视觉效果进行设计，为不同的游客量身打造出不同的旅游线路。清东陵的游客比例中，中老年人占据了大部分，对年轻人的吸引力欠缺，景区可以对数字导览系统进行符合年轻人喜好的游戏化设计。例如，在清东陵景区内设计打卡集齐类型的收集游戏，在景点与游客休息区域设置多个互动打卡点，并为游客创造出富有趣味性的路线景观，鼓励游客主动参与完成游览旅途的游戏任务，甚至可以通过导览系统的实时反馈系统收集处理游客的喜好，为其量身打造个性化的游览路线及游览方式[8]。这样具有故事性与趣味性的数字导览系统设计，让游览过程变得更有乐趣，从而吸引更多年轻的游客群体。

4 结语

AR 技术为景区的数字导览提供了丰富多元的展示形式，得益于其多样的交互方式、虚实无缝转换的“沉浸感”以及先进的三维注册技术等优势，能够最大限度满足用户的游览体验需求，更好地传递景区的人文信息与历史文化，同时更好地实现地方历史文化的数字化保护与利用。清东陵作为清朝规模最大的帝王陵寝建筑群，AR 技术的应用无疑是对清东陵文化遗产的赋能，为其开发与保护工作带来更多的可能性。