淺析基于混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的互動(dòng)投影與公共教育空間之間的關(guān)系

徐紫欣

（電子科技大學(xué)成都學(xué)院，四川 成都 610000）

一、混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)與互動(dòng)投影

混合現(xiàn)實(shí)（Mixed Reality）技術(shù)是基于虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）技術(shù)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality）技術(shù)發(fā)展起來的混合技術(shù)(Speicher,Hall and Nebeling,2019)。而虛擬現(xiàn)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)經(jīng)過了十幾年的發(fā)展，在中國(guó)有很多展館和歷史建筑保護(hù)中得到了運(yùn)用。利用MR 技術(shù)能夠解決建筑行業(yè)易出現(xiàn)的諸多問題。它通過多種傳感設(shè)備，使用戶可根據(jù)自身的感覺，通過人的自然機(jī)能對(duì)虛擬世界中的物體進(jìn)行考察或操作，參與其中的事件，同時(shí)提供視、聽、觸覺等直觀而又自然的實(shí)時(shí)感知(Quint,Sebastian and Gorecky,2015)。正是其種種特性，使MR 技術(shù)可輔助完成建筑結(jié)構(gòu)的仿真，以起到節(jié)約成本，提高工作效率的作用，其功能是其它技術(shù)所無(wú)法替代的。一方面，VR 讓建筑師了解他們的設(shè)計(jì)如何在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中工作，部分原因是 VR 能夠整合環(huán)境和其他相關(guān)數(shù)據(jù)。這有助于在設(shè)計(jì)早期識(shí)別錯(cuò)誤或問題，從而節(jié)省時(shí)間和成本。VR 還允許針對(duì)設(shè)計(jì)開展更強(qiáng)大的多用戶協(xié)作，簡(jiǎn)化并加快作為建筑設(shè)計(jì)過程一部分的修改工作。提供更多即時(shí)反饋，并實(shí)時(shí)看到他們要求做的更改。使用交互式 VR，可以模擬、討論、舍棄或采用真實(shí)場(chǎng)景。

在中國(guó)VR和AR 硬件產(chǎn)品雖然已經(jīng)逐步進(jìn)入商業(yè)市場(chǎng)，但公共教育空間應(yīng)用層面還不是很成熟。比如對(duì)空間的識(shí)別精度不夠，對(duì)遮擋物的處理能力不足等問題，如何將這個(gè)技術(shù)在今后與實(shí)際建筑結(jié)合在一起仍然在探討實(shí)驗(yàn)階段。并且目前混合現(xiàn)實(shí)（MR）還沒有成熟推向市場(chǎng)的硬件設(shè)備，軟件應(yīng)用也是在理論階段。具體到公共建筑教育空間行業(yè)，成熟的應(yīng)用就更沒有了。那么在現(xiàn)有的技術(shù)體系下互動(dòng)投影與公共教育空間之間的關(guān)系就是筆者接下來將要探討的內(nèi)容。

互動(dòng)投影又稱交互式投影，簡(jiǎn)單來說，可以描述為“由計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)和投影顯示技術(shù)創(chuàng)造的一種交互體驗(yàn)”。交互式投影涉及傳統(tǒng)的投影設(shè)備和功能，結(jié)合采集設(shè)備、應(yīng)用服務(wù)器和顯示技術(shù)設(shè)備。捕獲參與者并通過圖像分析系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行分析以生成運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。參與者與投影的互動(dòng)。如今，互動(dòng)投影不僅應(yīng)用于圖書館、博物館、美術(shù)館等教育場(chǎng)所，還應(yīng)用于展覽、商場(chǎng)、酒店、廣場(chǎng)等場(chǎng)所。

二、互動(dòng)投影與公共教育空間

博物館、圖書館、美術(shù)館是公共教育空間的重要組成部分。對(duì)于公共空間的使用者來說，這個(gè)空間的體驗(yàn)效果如何，是否有教育意義這些都是和公共空間的設(shè)計(jì)相關(guān)。然而，在這樣一個(gè)公共學(xué)習(xí)環(huán)境中，有一些因素影響著用戶的使用效果，那就是游客在建筑空間內(nèi)的游覽感受。例如，一些博物館、圖書館或美術(shù)館缺乏展品的空間規(guī)劃，許多展品沒有足夠的空間去展示；對(duì)于一些年紀(jì)較小的參觀者來說，一層不變的展覽對(duì)象很容易使他們失去學(xué)習(xí)的興趣；此外，影響體驗(yàn)效果的因素還包括解說信息片的設(shè)計(jì)，燈光的設(shè)置，參觀路線的引導(dǎo)等。

對(duì)于參觀博物館的學(xué)齡兒童來說，動(dòng)態(tài)圖像對(duì)幼兒更具吸引力。當(dāng)動(dòng)態(tài)圖形轉(zhuǎn)換為交互式投影游戲時(shí)，孩子們可以快速掌握新的游戲規(guī)則并開始玩（Geller，2006）。這說明動(dòng)態(tài)投影可以吸引孩子并學(xué)習(xí)。

為了吸引孩子們的興趣，利用他們敏感的動(dòng)態(tài)捕捉能力。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)利用頭戴式顯示器、洞穴和全景投影系統(tǒng)，在三維虛擬空間中創(chuàng)建具有沉浸式、步行和無(wú)線功能的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實(shí)為游客創(chuàng)造了一個(gè)快速的引導(dǎo)空間，但這種引導(dǎo)在現(xiàn)實(shí)空間中并不存在。它為用戶創(chuàng)建了一個(gè)獨(dú)立的虛擬世界。必須指出的是，由于現(xiàn)實(shí)中的障礙物不會(huì)隨著頭戴式顯示器而消失，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備需要在一個(gè)安全的空間中使用，特別是對(duì)于自我保護(hù)能力較低的兒童。不同的是，它的交互式投影是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的，投影可以放在最大的空間里。給空間增添了一份滿足感。

與校園這種傳統(tǒng)教學(xué)空間不同，畫廊、圖書館和博物館作為非正正式的教學(xué)空間，、可以通過動(dòng)態(tài)投影引導(dǎo)孩子探索博物館、美術(shù)館等教育空間，找到合適的學(xué)習(xí)信息。并且交互式投影大多基于平坦的區(qū)域，例如桌子或地面（Geller，2006）。在教育空間中采用互動(dòng)投影，一定程度上提高了空間的利用效率，更能吸引游客。視覺信息使參觀者能夠在短時(shí)間內(nèi)獲得更多的信息獲取可能性。基本上，演示需要足夠簡(jiǎn)單，以便孩子們能夠集中精力探索信息的實(shí)際內(nèi)容。但這并不意味著使用簡(jiǎn)單的信息是解決問題的辦法，激發(fā)孩子們的好奇心也很重要。為了更好地引導(dǎo)孩子，有必要讓用戶具有吸引力。通過設(shè)計(jì)展品的展示方式，吸引參觀者注意，使參觀者能夠與展品互動(dòng)并從中學(xué)習(xí)。

雖然很多的公共教育空間為兒童提供指導(dǎo)活動(dòng)，但學(xué)齡前兒童群體在訪客研究中的代表性仍然不足。因?yàn)橐酝难芯慷嘁约彝槿后w，因此無(wú)法區(qū)分幼兒和學(xué)齡兒童（Van Schijndel and Raijmakers，2015）。與學(xué)齡兒童不同，學(xué)齡前兒童的言語(yǔ)能力仍處于發(fā)展階段，因此他們的言語(yǔ)可能無(wú)法準(zhǔn)確反映他們的學(xué)習(xí)狀況，在研究中需要對(duì)這兩個(gè)群體進(jìn)行不同的分析。從現(xiàn)有的研究中可以看到一個(gè)現(xiàn)象，對(duì)于學(xué)齡前的兒童，如何使用互動(dòng)設(shè)施是更多的基于父母的指導(dǎo)。年齡較大的兒童可以更好地接受使用說明，博物館互動(dòng)設(shè)施提供的。父母解釋作為外部注意控制的一種形式，與兒童的探索有著密切的關(guān)系。因此，博物館互動(dòng)設(shè)施提供對(duì)于學(xué)齡前兒童的引導(dǎo)程度更多的是基于家長(zhǎng)的反饋。為了更好地研究互動(dòng)投影對(duì)學(xué)齡前兒童的影響，有必要研究互動(dòng)投影對(duì)父母的影響，以及父母如何向孩子解說，與幼兒相比，年齡較大的孩子受外部控制的因素較少（Boisvert和Slez，1995）。他們的理解力更強(qiáng)，他們更能直接被互動(dòng)投影設(shè)施所引導(dǎo)。

結(jié)束語(yǔ)

總的來說，互動(dòng)投影是混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)分支，通過互動(dòng)投影研究公共教育空間，一方面可以更清晰地為孩子的參觀方式提供教育信息。另一方面，可以通過游客特征與吸引力、抓力公共教育空間和游客之間的關(guān)系，當(dāng)孩子們與展品自由互動(dòng)時(shí)，他們更容易被互動(dòng)性更強(qiáng)的物品所吸引。使得參觀者能夠更好地理解所展示項(xiàng)目中的具體信息。