基于增强现实和情境故事法的古迹文化导览设计

刘迪昱 孙伟 向泽熙

[摘要]古迹文化导览若能以亲临探访方式，感受古迹样貌与文化内涵，可充实民众对自有文化的认识与强化认同。利用增强现实技术呈现场域的古迹文化，以情境故事法为设计基础，解析“人”、“事”、“境”、“物”、“互动”作为导览脚本的设计，结合虚拟与真实环境，有助于民众对场域环境的认识，诠释古迹在现有时代下赋予的新面貌。利用增强现实和情境故事法，对古迹文化导览设计，将赋予民众新颖的文化导览体验。

[关键词]增强现实；情境故事法；古迹文化；导览设计

[中图分类号]J5

[文献标识码]A

[文章编号]1671-5918（2018）03-0109-03

一、引言

导览是博物馆、美术馆、地方古迹等各种展示空间必备的服务，其功能在于延伸参观者对展示品的认知与扩展其知识领域。近年来博物馆与美术馆的解说展示形态也因科技媒材的进步，与参观者的互动模式也更加多元化，一般是結合数字典藏运用在投影设备、Kiosk、移动装置等媒体的解说形式，赋予了文物创新的生命与价值，能让参观者以更直觉的方式来获取信息，而通过不同感官的刺激深刻记忆强化学习效益，可提升知识的深度与广度。

古迹文化导览若能以亲临探访方式，感受古迹样貌与文化内涵，可充实民众对自有文化的认识与强化认同。以数字媒体进行“移动性”撷取历史故事、文化典故，经导览路线的引导探访古迹环境的市街巷弄、及以古迹历史为发展背景为脚本内容，尝试诠释古迹在现有时代下新面貌，期待能赋予民众新颖的文化导览体验，让人们碰触到了知识的多构面，让学习者更愿意走近生硬的古迹，从内容中认识到古迹背后蕴含深远意涵的一面。

本文从保存与延续古迹文化的观点出发，从古迹的整体样貌和文化背景，所涵盖的古迹街道、开放空间与自然环境的关系，以及广大民众身处其中所感受到的时间流动、场域氛围，空间体验出发，结合数字媒体的应用，提出一套有关旅游古迹文化导览、空间样貌、文化内涵的空间体验准则，拉近民众与空间场域、古迹文化的距离。

二、增强现实的发展应用与LayAR

增强现实（Augmented Realities，简称AR）也称为混合现实，AR通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知，将虚拟信息应用到真实世界，并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而对现实的丰富和增强起到作用。体验设计中最关键的是体验，但体验是不易描述的隐性要素，要通过显性化的方式表达。保罗·米尔格拉姆（Paul Milgmm）等人（1994）提出AR具有混合实境一真实与虚拟信息的特性。

我们可以将真实环境与虚拟环境视为一个连续的封闭集合，真实与虚拟分别为此集合的两端点，中间的区段是真实与虚拟的混成为混合实境，接近真实的部分称为增强现实：即呈现真实世界的场景与计算机虚拟图像的合成画面，而接近虚拟的部分称为虚拟现实（Augmented Virtuality，简称VR）。Azuma（1997）认为AR有三个特性：（1）结合虚拟与真实世界；（2）立即性的互动；（3）在3D立体环境中运作。从AR的三项属性来看，AR就是在同一个接口环境中，结合真实与虚拟并可以与使用者进行实时互动，可以说是一种交互式的虚拟现实。

早期增强现实呈现形式包括图卡辨识、投影显示等，因受限于硬设备只能室内的操作，随移动科技的进步，AR系统技术发展出移动装置的运作模式，首度将AR技术于户外应用实例，Piekarski与Thomas（2002）以“ARQuake”制作第一人称射击游戏形式，开拓后期AR在移动载具的发展脉络，引发更多AR与户外地理信息的应用探究。在旅游导览方面，Liarokapisa与Whiteb（2005）亦曾尝试以AR应用于建立博物馆的数字虚拟环境，通过标记辨识方式，在虚拟数字环境呈现对应出真实环境具有的三维立体建筑，通过三维空间的显现能强化使用者在真实空间的物体辨识。

制作AR效果的软件工具发展日益多元，其中由荷兰LayAR公司所开发的LayAR扩增实境服务，是其中简单易用的工具之一，用户通过移动装置的相机与全球定位系统（GPS）的辅助下，可在特定地域范围内搜寻相关信息，通过相机环顾四周时，实景上呈现相对方位的兴趣点（P0I）信息，且能在辨识特定图像时，经手持装置的屏幕能获得加迭在实物上的多媒体讯息。LayAR系统架构具有两大功能特色，其一是基于印刷品图像，通过影像辨识技术的数字内容扩增（Digital Active Printing），而另一个则是基于真实空间、地理位置的增强现实方式，强化真实空间中虚拟信息的显现与引导方式，并贴上2D或3D的数字标记能引起用户在真实空间中的关注。运作的模式是由用户通过手机端的LayAR APP与远程LayAR伺服端链接，传递至LayARAPI辨读POIs数据以及辨识印刷品的特征标记（Mark），在地理图层上提供景点位置信息的呈现，而在图片扫描时通过辨读特征对象即触发获取对应的数字内容链接或动作。

三、情境故事法的元素分析

本研究以LayAR具备的GPS空间定位导引与特征标记扫描软件整合效果，尝试将当地文化典故与古迹特色，经旅游导引事件的活动设计、古迹空间场域的环境路线规划、LayAR互动接口设计、并融入文化知识内涵，考虑游客的使用经验，尝试完成古迹的增强现实导览系统。旅客将以亲临现场观看古迹作为认识生态环境的展览主轴，辅以对应真实空间的增强现实所呈现的DAP（Digital Active Printing），适时显现古迹文化的数字内容，协助游客以影像标记的辨识方式获取现场并未存在的数字讯息。LayAR技术除能引导游客至特定景点，经影像特征标记的扫描动作，还能使游客能有身处真实空间并获得数字信息的操作体验。从“地理空间与环境”、“导览活动设计”、“景点与知识组件”、“用户”、“接口互动”五方面进行AR脚本设计。

（一）地理空间与环境

从史料等研究文献中建立对景点当地概观的认识，并描绘出古迹的空间地图作为记载探访路线的路径，包含记录所属市街巷弄、区域地标、屋舍建筑等分布状况，再进行实地观察当地人文特性与生活特征，并以影像记录有助于了解空间的样貌。Bobrich等较早提出增强地图（Augmented Maps）的概念，他将增强现实技术应用于地图可视化，在地图边界放置标签，一台小型摄像机就可以捕捉到这些标签，每个用户可以以自己的方式与地图交互。此阶段另一部分是进行深度专家访谈，从当地的文史工作者的观点，探讨导览解说的要点与现况，以追溯当地古迹的典故与特色，将访谈内容以逐字记录，经编码分析后作为下阶段资料内容的依据。

（二）设计

工作重点将前述数据内容汇整与归纳后，按照所描绘的路径与文化特征之分布，进行探索主题的规划，包含景点的串接，以及安排探索主题的活动内容。以区块划分活动主题，区块内的景点有个别的子单元，而形成路线设计的原型。为了解路线原型设计之可行性，需经专家检验。邀请拥有十年以上解说导览经验的文史工作者评估，并给予修正建议。

（三）景点与知识组件

以地理特色、历史典故、景点建筑分类，运用所绘制的空间地图，了解当地固定式的解说石碑与路导设施的分布，并列为实境中的互动组件以利配合路线的安排，另整理出历史建筑与典故的列表，该表列出历史建筑的类型与历史典故的关联性及文化内涵，作为信息设计的内容参考。

（四）用户

从文史工作者访谈中得知导览解说对象可分为一般民众与学术团体，而学术团体中包含中小学与研究人员，其中一般民众居多，包含有个人、家庭、旅行团等以休闲性质为主，主要的知识要求为一般常识；而学术团体指的是相关的学术机构以研究或教学为目的具学术性质的团体，像中小学的户外教学，相关科系研究人员则需较为深入的专业知识架构。前述专业导览者的讲述经验，可作为脚本内容、景点知识设计的参考。

（五）接口互动

古迹现有的空间样貌，通过手机增强现实的效果，将实际古迹景色与虚拟内容整合于手机媒体中，虚拟内容可随学习者所在古迹地点、特殊建筑地标或明显图腾而显现，并与实际古迹环境互相呼应，目的是引导学习者更能感受身处古迹地点的文化意义、体会其历史发展。

四、古迹文化导览设计

（一）导览路线设计

为展现多元的古迹文化，强调古迹与文化典故的关联性，以探寻隐含在不同古迹背后的文化层面，因此运用古迹分布密集的特点安排游程，而景点的选择皆是以具有历史、文化、艺术价值，且拥有重要历史事件或人物之关系等评定基准的景点为主，解说内容着重知识的相互关系或因果关系，以结合实景强化具体到抽象的知识链接。

经环境场域的景点与知识内涵实地探勘与了解后，再经专家访谈的内容所设定的路线与选定景点，参考专家所提于各景点的历史背景、建筑风格及特色文物以作为解说内容的基础搜集相关素材，可得导览路线的设计成果。

（二）LayAR界面建置

本研究以LayAR整合古迹文化实地探勘结果，以及依据文史工作者访谈建议汇整导览路线设计。LayAR具有亲和力的使用接口，需事先申请开发人员的账号，登入网站后即可使用“Creator”以及“MyLayers”编辑工具。Creator是在线印刷品特征标记管理编辑工具，提供可视化的接口编辑工具可让开发者设定触发特征后的画面。通过上传特征图片到LayAR服务器后，系统会自动生成LayAR可辨读的标记特征以触发相应动作，例如開启网页连结、打开地理图层等。LayAR另一项主要功能地理图层，是使景点贴合于实境的方位指示功能，呈现的方式是在摄影机所获取的实境画面上，加上经演算过相对方位与距离的景点图层。通过取得GPS定位的所在位置传至服务器，再将该图层所设定的范围内景点传回，并转换成可视化图示。而“MyLayers”则是地理图层信息管理工具，主要是用来设定让API读取POIs资料来源，以及触发地理图层的有效范围。另外，在数字内容扩增服务之知识组件部分，从专家访谈与实地走访所搜集汇整的数据中截取建筑特征，拍摄实景图片作为触发的组件，希望能让用户直觉的获取特征在实际场域中观察感受。最后，解说内容呈现与使用示意以建置WordPress网站汇整后端的知识内容LayAR扫描古迹特征对象后，会触发数字内容来作为解说，需将内容建置于网页上以作为触发连结使用。采用WordPress以利结合php与mySQL的开放资源，同时采用Responsive网页模版，能对应画面大小调整呈现样式，符合不同呈现的需要，较易读字体与图片排列方式展示解说的内容。

五、总结

以增强现实形式进行解说导览，让使用者对于古迹地区的历史人文相关知识有了更深入的了解，通过在实境探索的活动，提升了学习古迹知识的兴趣。研究者期待这种形式导览系统能应用在其他古迹地区，而提出在建构模式与接口设计上的实质建议。未来希望结合更精准的辨识技术，提供多角度的特征辨识给予操作上更大的自由度。本研究在规划时仅采用了LayAR的2D对象贴合实景的技术，LayAR亦能支持3D对象嵌入，期待未来的研究能在3D对象对于强化空间感知能有更深入的探究，以更多元的媒体给予用户更丰富的体验。而在解说媒体的整合应用，则可在深入探讨语音、影片介入的时机让使用脉络更为密合。此外，若能配合数字典藏的数据库做知识管理，必能为延伸解说内容的深度与广度。

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