增强现实图书《AR Dinosaur》的设计与开发

摘要

随着虚拟现实技术的发展，人们可以通过建构虚拟的三维环境，让使用者在现实的环境中和虚拟的物体进行互动。用户可以通过这种方式去领略自己从来没有去过的地方的风景。可以通过对真实环境的模拟学习一些特殊技能，如通过飞行模拟器学习驾驶飞机的技能等。增强现实(AR，Augmented Reality)是虚拟现实技术的一个分支，并且在虚拟现实技术上发展起来的新兴技术，它通过计算机运算生成虚拟物体、场景并且将这些生成的模型加入到真实的现实世界中去。
　　增强现实书籍就是增强现实技术应用在传统出版领域的一种新的探索。增强现实书籍的不同之处在于让读书从静态转向动态，让阅读成为一种享受。增强现实书籍可以将新奇有趣的虚拟事物和传统纸张书籍进行融合，使得阅读者不仅可以看到传统书籍上的文字信息、图片信息，还可以借助设备显示出和书本上内容相关的虚拟的三维信息，在儿童的启蒙科普阶段，利用增强现实技术与传统科普图书相结合，在传统科普图书的基础上提升儿童的阅读体验，可以儿童培养良好的学习习惯和学习效率，让孩子在快乐中学习。
　　本文主要进行了《AR Dinosaur》图书的设计与开发，并不是为了开发一本完整的图书，而是尝试利用增强现实技术来设计并实现一款兼具增强现实功能和娱乐性的交互图书应用，来比较增强现实类图书和传统图书在各方面有什么样的区别。
　　本文首先对什么是增强现实，什么是增强现实图书进行了综述，并研究了增强现实和增强现实图书的发展现状。并分析了国内的热门图书《AR涂涂乐》的研究背景、设计、和技术实现的原理，并分析了传统图书和增强现实图书的不同，增强现实图书的优势，并在此技术上设计和开发了一款增强现实图书。
　　本文主要围绕增强现实图书功能进行设计与开发。主要包括图书上的增强现实效果、讲解声音、手势交互等功能。并在后续的开发阶段借助了Unity的Asset Store实现了双卡互动的功能。

目录

摘要

1．1 选题背景

1．2 增强现实图书的国内外发展现状

1．2．1 增强现实技术的国内外发展现状

1．2．2 增强现实图书的国内外发展现状

1．3 设计与开发目标

1．4 设计与开发内容

1．5 设计与开发过程

2 增强现实图书的开发与技术支持

2．1 增强现实技术

2．1．1 增强现实的显示技术

2．1．2 注册追踪技术

2．1．3 虚实融合技术

2．2 增强现实交互技术

2．2．1 增强现实的交互实现方式

2．3 Android系统

2．4 Unity 3D引擎

2．4．1 Unity3D介绍

2．4．2 Unity3D的优势

2．5 Vuforia SDK

2．6 Maya建模软件

3 增强现实图书的案例透视-以《AR涂涂乐》为例

3．1 《AR涂涂乐》的设计背景

3．2 《AR涂涂乐》的技术特点

3．2．1 传统图书的多媒体融合

3．2．2 三维立体化表现

3．2．3 沉浸式交互体验

3．3 《AR涂涂乐》的设计开发过程

3．3．1 纸质图书的设计与制作

3．3．2 三维模型的设计与制作

3．3．3 APP应用程序的设计与开发

3．4 《AR涂涂乐》的效果展示

3．5 增强现实图书的优势分析

3．5．1 增强现实交互图书与传统图书的差异

3．5．2 增强现实交互图书的优势

4 《AR Dinosaur》图书的设计实践

4．1 图书的设计构思和原则

4．1．1 图书的设计构思

4．1．2 图书的设计原则

4．2 图书使用流程设计

4．3 图书的设计流程

4．3．1 纸质书的设计

4．3．2 三维模型的设计

4．3．3 APP应用的设计

4．3．4 交互的设计

4．4 增强现实图书实现的主要技术难点

4．4．1 Target(识别卡)的识别率

4．4．2 纸质书材质的选择

4．4．3 模型与讲解声音的制作

4．4．4 版本的兼容问题

5 《AR Dinosaur》的实现过程

5．1 识别图的实现

5．1．1 识别图的制作

5．1．2 识别卡的实现

5．2 三维模型的实现

5．2．1 模型的制作

5．3 在Unity中的开发

5．3．1 标识图的实现

5．3．2 自动对焦的实现

5．3．3 APP应用Logo的实现

5．4 交互的实现

5．5 后续的开发

5．6 APP应用的测试

5．6．1 测试的目的

5．6．2 测试环境和设备

5．6．3 功能测试

5．6．4 测试评价

6．1 总结

6．2 展望未来

参考文献

致谢

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