基于增强现实的多媒体互动图书的研究与实现

摘要

随着计算机水平和新媒体技术的发展，增强现实技术应用而生。该技术拥有实时性与直观性的虚实结合特点，已经被广泛的应用于军事训练、工业制造、医学教育、娱乐游戏等众多领域。在新媒体的时代浪潮下，传统的图书行业受到了强烈的冲击，增强现实技术的融入有助于将新兴技术与出版业相结合，推进出版业的数字化转型升级。
　　本课题是基于移动终端的增强现实图书应用的研究以及开发，其内容主要是定位于2-6岁的儿童的动物科普类读物，设计并印刷其纸质图书以及增强现实图书应用。增强现实图书的开发有助于提升儿童的阅读趣味性和注意力，结合丰富的多媒体资源，丰富视听效果。利用虚拟三维模型与真实环境相结合来增强现实情境中的视觉感知能力，使儿童的阅读具有趣味、交互、逼真、沉浸、创造等特征，为儿童启蒙认知学习起到重要的作用，具有广泛的应用发展空间。
　　首先是对增强现实技术的核心技术进行学习分析，对比目前主流的增强现实开发平台;结合多媒体技术，制作相关儿童读物的音、视频等资源;利用3Ds Max软件实现三维模型的创建及优化;结合当下最热的三维渲染引擎Unity3D实现三维以及音视频交互平台的创建;结合Vuforia工具进行增强现实的识别，利用C＃语言对应用的交互功能进行开发和实现，最终完成了基于安卓平台的增强现实移动应用的开发，并且完成了纸质图书的印刷装订。本应用可通过识别纸质图书的特定图像，实现动物三维效果的呈现，利用触屏的方式进行旋转、脱卡等功能的交互效果，根据识别的文字图片进行文字及段落朗读功能，还具有动画片的视频效果。
　　增强现实技术与传统平面印刷品结合，将三维模型、动画或者视频叠加到印刷品上，实现图书内容跃然纸上的全新阅读体验。基于移动手持设备，为纸质出版物加入数字化技术，实现将三维模型或者动画叠加到读者身边的现实环境中，加深了读者与内容交流的过程，为读者提供了更丰富、更有深度的阅读选择，将多媒体体验上升到了一个全新的层次。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究背景

1．2 研究目的及意义

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 论文结构框架

2 相关理论及技术

2．1 增强现实技术

2．2．1 硬件系统

2．2．2 软件系统

2．3．1 显示技术

2．3．2 摄像机标定

2．3．3 三维注册技术

2．3．4 三维图形技术

2．3．5 人机交互技术

2．4 增强现实开发工具

2．5 安卓开发平台

3 应用开发的总体方案设计

3．1 纸质图书设计

3．1．1 主题设定

3．1．2 风格设计

3．1．3 印刷设计

3．2 多媒体资源的设计

3．3．1 基础界面的设计

3．3．2 功能的设计

3．4．1 技术路线

3．4．2 开发环境

4 增强现实纸质图书及资源制作

4．1 纸质图书的制作

4．2．1 声音处理

4．2．2 视频处理

4．2．3 三维模型的制作

5 增强现实应用的制作

5．1 配置环境

5．2．1 识别图的选择

5．2．2 识别图的预处理

5．3 增强现实功能的实现

5．3．1 三维模型的识别

5．3．2 三维模型浮动效果

5．3．3 模型的旋转缩放功能

5．3．4 脱卡功能

5．3．5 文字的识别功能

5．3．6 视频的识别功能

5．3．7 三维模型的动画功能

5．3．8 涂涂乐功能

5．4 场景的制作

5．5 APP的发布及测试

6 总结

7 展望

参考文献

9 攻读硕士期间论文发表情况

致谢