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增强现实技术在幼儿立体书研发中的应用 　　摘 要：目前，幼儿教育备受人们关注。书籍是幼儿教育的必备工具，在幼儿教育中占有重要地位。传统幼儿书籍以二维平面图画为主，所含内容比较枯燥单一，不能满足幼儿的心理需求，立体书籍的发展在一定程度上改变了该现状。结合幼儿教育与幼儿心理特征，运用多媒体技术、3D建模和交互技术，对基于增强现实技术的幼儿立体书进行设计开发，一定程度上促进了增强现实技术在幼儿教育领域的应用。 　　关键词：增强现实技术；幼儿立体书；三维建模；多媒体技术 　　DOIDOI：10.11907/rjdk.162261 　　中图分类号：TP319 　　文献标识码：A文章编号：1672-7800（2016）012-0113-03 　　0 引言 　　增强现实技术作为一个新兴的多学科交叉研究领域，目前已广泛应用于军事、医疗、娱乐、工业、建筑等行业，然而涉及教育的应用却为数不多[1]。这一方面与增强现实技术所需要的高端设备有关，另一方面也与目前增强现实技术的发展水平息息相关。但随着信息革命的大潮，增强现实技术的发展日益成熟，其在教育中的应用日益广泛。国外已有将增强现实技术应用在纸质书籍中的相关研究，其原理是在传统出版物的基础上利用增强现实技术的三维注册和摄像头的图像识别，实现虚实结合的立体出版物[2]。目前，国内外对于增强现实技术在立体书籍中的研究应用都处于初级阶段，特别是增强现实技术在幼儿书籍中的应用较少[3]。 　　增强现实技术与传统纸质书籍的结合，既保留了传统的阅读习惯，又实现了多维互动和虚实结合的体验，极大地激发了幼儿的学习积极性，非常适合幼儿的认知发展[4]。本研究依据增强现实、幼儿书籍应用以及幼儿心理等相关理论与实践，结合实际软硬件设备，设计开发基于增强现实技术的幼儿立体书，并针对研发过程中的系列问题探索了相应的解决方法。 　　1 基于增强现实技术的幼儿立体书概述 　　1.1 增强现实 　　增强现实（Augmented Reality，简称AR），也称为混合现实或扩增现实，是指运用计算机技术，将虚拟信息运用到真实世界中，使真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到同一个画面或空间，实现真实世界和虚拟世界的“无缝”集成，从而增强人们对真实世界的理解与体验[5]。 　　1.2 基于增强现实技术的幼儿立体书 　　立体书在西方欧美业界被称作Pop-Up Book，也有称之为Movable Book（可动书）[6]，本文将所有超越传统纸本的图书统称为立体书。基于增强现实技术的幼儿立体书在具有普通立体书籍立体效果的同时还具有交互逼真的特征。它是运用增强现实技术将虚拟信息运用到普通书籍中，使虚拟与现实无缝结合，创造出形象的三维立体效果，增强幼儿对书籍内容的理解与体验。爱玩是孩子的天性，但是学习又是孩子成长的必要过程。基于增强现实技术的幼儿立体书既具有书的内容和形式，又兼备玩具的趣味和功能，在一定程度上满足了幼儿的心理发展需求。 　　1.3 研究现状 　　目前，国内幼儿书籍的设计与开发、推广与营销处于初步阶段，影响力较弱，并且制作的精良成品较为少见，涉及领域较窄，少数中还夹带媒体广告。适合幼儿的特殊图书中，有在制作工艺上创新的立体书，有在功能上升级的玩具图书，但这众多书籍仅仅是对插图、材质、结构的设计，已经不能满足当下数字化时代小读者的认知审美心理需求。而国外早在20世纪中期便已大量设计制作立体书及相关产品，优秀的儿童书籍设计大多集中在英、美、法、德等欧美国家[7]。但目前国内外立体书的表现形式只是停留在传统纸质书籍的基础上。 　　1.4 研究可行性分析 　　信息时代背景下的传统幼儿书籍存在以下局限：①内容缺乏创新。随着信息时代的到来，信息量的增大和内容的迅速传播给传统书籍带来了强烈冲击，传统幼儿书籍在内容上更新缓慢，缺乏新的故事题材和创新意识； 　　②缺乏想象力。传统幼儿书籍说教成分偏多，枯燥乏味，缺乏互动，在一定程度上遏制了孩子的想象力； 　　③忽视了幼儿心理活力特点。传统幼儿书籍针对性较弱，未能很好地契合幼儿心理，在一定程度上缺乏趣味性、专业性和人性化。 　　传统幼儿书籍自身的局限性和信息时代对现代书籍的影响以及幼儿自身的心理需求，都对基于增强现实技术的幼儿立体书提出了诉求，并且目前显示设备、虚实结合、人机交互等关键技术的发展为相关研究提供了技术支持。 　　2 基于增强现实的幼儿立体书结构与功能 　　2.1 基本结构 　　基于增强现实技术的幼儿立体书融合现代教育理念，应用增强现实技术及幼儿学习心理等研究领域中的最新研究成果，通过三维虚拟场景构建，将纸质科普图书中原本用文字和插图描述的学习情节转换为三维立体的科普知识场景，活灵活现的科普场景生动地展现在幼儿面前，方便操控的互动形式，完全贴