CN114327050A - 用于遗址增强现实场景协作交互方法、系统、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明属于遗产数字化技术领域，公开了用于遗址增强现实场景协作交互方法、系统、设备及介质，所述用于遗址增强现实场景协作交互方法包括：实时获取增强现实设备的位置、朝向信息以及拍摄场景图像信息，根据所述获取到的信息，提示用户一移动增强现实设备到查看虚拟场景规定位置范围；根据用户一选择查看虚拟场景时的增强现实设备位置、朝向信息显示虚拟场景；提示用户二进入增强现实设备拍摄范围内，做出当前虚拟场景对应关键行为动作；识别用户二所做动作，根据识别到的用户二的动作判断与指定关键动作的匹配关系，根据匹配关系设置虚拟场景变换权限。本发明以极具趣味性与交互性的方式让用户了解遗址相关知识，增强了用户的参与度与体验感。

Description

用于遗址增强现实场景协作交互方法、系统、设备及介质

技术领域

本发明属于遗产数字化技术领域，尤其涉及一种用于遗址增强现实场景协作交互方法、系统、设备及介质。

背景技术

目前，遗址作为了解研究古代人类活动的重要史料，具有极高的历史价值与社会价值。然而，在参观过程中，参观者只能从残存的遗迹里窥到一丝过往的文明，不能完整地了解到古代人类的生活场景。近年来，增强现实(Augmented Reality，AR)技术逐渐被应用到遗址的恢复展示中。增强现实技术通过将虚拟场景叠加到现实世界来补充、增强现实世界，用相对低成本的方式生动展示了遗址的原貌。

然而，现有增强现实遗址展示的交互过程都相对简单，例如，在显示虚拟内容之后，用户只能从不同角度查看、或是通过用户界面对虚拟内容进行操控。在这种情况下，增强现实技术只作为一种相对新奇的方式向用户展示了遗址相关的知识内容，参观过程缺乏互动性与趣味性，用户的参与度较低，体验不够深入，进而不能全面深刻地了解学习。此外，参观者之间也缺乏互动，现有的增强现实系统不能有效地调动用户之间的交流互动。

通过分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有遗址增强现实场景展示交互过程过于简单，缺乏趣味性与互动性，用户不能在使用过程中对展示的内容有足够的了解与学习。

(2)现有基于增强现实技术的遗址展示交互形式单一，在基于位置或图像信息显示虚拟内容后，用户通常通过增强现实设备用户界面与虚拟内容交互。

(3)用户通常只处于增强现实设备之前，或只是与增强现实内容进行合影，没有参与到与环境的交互中。

(4)参观者之间没有足够互动。用户通常只专注于自己的增强现实设备，使用时缺乏交流互动，趣味性较低。

因此，亟需一种新的用于遗址增强现实场景协作交互方法，以提供有趣的互动体验，让用户更好地了解历史。

解决以上问题及缺陷的难度为：需要在现有一般设备的计算能力的范围内，合理设计交互使用流程，避免交互过程过于简单或冗长，保证趣味性与用户体验感。需要合理设计分配用户之间的协作，保证协调性与每个用户的参与度。需要根据遗址类型与资料，整理选择重要元素并结合在交互行为中。

解决以上问题及缺陷的意义为：丰富了历史文化遗址场景下基于增强现实技术的交互方式设计，提高了用户参与度，改善了用户体验。让用户能在交互过程中深入了解学习遗址知识，促进参观者之间的相互协作交流。以新颖有趣的交互方式吸引更多的参观者，让文化文物得到传承与保护，使残缺的遗迹在人们心中留存。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种用于遗址增强现实场景协作交互方法、系统、设备及介质。

所述技术方案如下：一种用于遗址增强现实场景协作交互方法，利用增强现实技术复原文化遗址外观，生成虚拟场景；通过识别用户动作与指定关键动作的匹配关系触发对应的虚拟场景变换权限；通过用户做出指定动作进行角色扮演的方式与增强现实设备进行交互，获取遗址相关知识。具体包括：

步骤一，增强现实设备开启摄像头，提示用户一拍摄遗址区域。实时获取增强现实设备的位置、朝向信息以及拍摄场景图像信息，根据所述获取到的信息判断增强现实设备是否位于查看虚拟场景规定位置范围。若增强现实设备没有位于查看虚拟场景规定位置范围，提示用户一移动增强现实设备到查看虚拟场景规定位置范围；

步骤二，在增强现实设备位于查看虚拟场景规定位置范围的情况下，提示用户一选择查看虚拟场景。用户一选择查看虚拟场景后，显示初始关卡对应虚拟场景；

步骤三，提示用户二进入增强现实设备拍摄范围内，识别用户二，并获取用户二位置信息；

步骤四，提示用户二做出当前虚拟场景对应关键行为动作，识别用户二所做动作，根据识别到的用户二的动作判断与指定关键动作的匹配关系，根据匹配关系设置虚拟场景变换权限，若匹配成功则进入下一关卡并将虚拟场景切换为下一关卡对应虚拟场景。

在一实施例中，所述步骤一进行前预先建立整个遗址区域环境特征锚点。

在一实施例中，所述步骤一在所述查看虚拟场景规定位置范围内，所述增强现实设备拍摄范围内可显示虚拟场景。

在一实施例中，所述步骤二在增强现实设备位于查看虚拟场景规定位置范围的情况下，获取预先建立的整个遗址区域环境特征锚点；基于用户选择查看虚拟场景时增强现实设备的位置、朝向信息以及拍摄场景图像信息，在所述增强现实设备拍摄范围内相应预先建立锚点处生成所述虚拟场景。

在一实施例中，所述步骤四为了帮助用户逐步学习当前遗址知识，预先将当前遗址相关知识内容分为若干关键部分，设置为对应若干关卡，根据各个关卡对应知识内容设计虚拟场景、用户需要扮演的角色和关键行为动作。用户扮演虚拟场景中的角色，做出该关卡指定关键动作并被识别成功则通过当前关卡，进入下一关卡，所显示的虚拟场景切换为下一关卡对应虚拟场景。

在一实施例中，所述步骤二至四中过程可由所述增强现实设备录制、保存、分享。录制内容为所述虚拟场景与真实世界的合成视频，所述真实世界包括真实场景与用户二。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述用于遗址增强现实场景协作交互方法的系统，该用于遗址增强现实场景协作交互系统包括：

信息采集模块，用于采集增强现实设备位置、朝向信息，拍摄场景图像信息，用户动作视频；

数据处理模块，用于分析采集到的增强现实设备位置、朝向信息，处理采集到的用户动作视频并对用户动作进行识别，判断与关卡对应关键行为动作的匹配关系，并设置虚拟场景变换权限；

交互显示模块，用于通过增强现实设备显示操作界面，增强现实内容，用户交互以及交互反馈。

本发明另一目的在于提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述用于遗址增强现实场景协作交互方法。

本发明另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述用于遗址增强现实场景协作交互方法。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

本发明首先，增强现实技术的应用以生动的方式复原了文化遗址外观。其次，通过多用户协作的方式增加用户之间的互动性。本发明通过识别用户动作与预设指定动作的匹配关系触发对应的虚拟场景变换权限，动作识别的应用提高了系统交互性与用户的参与度，通过让用户做出指定动作进行角色扮演的方式增强了用户的体验感与沉浸感，以极具趣味性与交互性的方式让用户了解遗址相关知识，增强了用户的参与度与体验感。

相比于现有技术，本发明的优点进一步包括：

(1)交互方式新奇

现有技术大多交互形式单一，一般只是通过增强现实设备查看虚拟内容，或通过用户界面对虚拟内容进行简单操控。本发明让用户做指定动作的交互方式新奇有趣，具有创新性。

(2)趣味性高

现有技术缺乏用户与遗址内容的交互。本发明通过让用户进行遗址文化中相关人物的角色扮演，使用户亲身感受遗址文化与历史。

(3)协作性强

现有技术一般由用户独立使用，不能促进用户之间的交流。本发明需要用户协作完成，增加用户之间的交流，增强社交性。

(4)用户参与度高

现有技术一般只是通过数字化的方式展示遗址内容。本发明提高了用户参与度，让用户对遗址知识的学习更深入，利于用户记住遗址知识。

当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本发明实施例提供的用于遗址增强现实场景协作交互方法流程图。

图2是本发明实施例提供的用于遗址增强现实场景协作交互场景示意图。

其中，图2(a)为增强现实设备移动提示场景示意图；图2(b)为虚拟祭祀场景201显示场景示意图；图2(c)为用户u2识别场景示意图；图2(d)为动作匹配判断场景示意图；图2(e)为新的虚拟祭祀场景202显示场景示意图。

图3是本发明实施例提供的用于遗址增强现实场景协作交互系统示意图。

图中：301、信息采集模块；302、数据处理模块；303、交互显示模块。

图4是本发明实施例提供的用于遗址增强现实场景协作交互场景仿真效果示例图。

其中，图4(a)为增强现实设备移动提示场景仿真效果示例图；图4(b)为虚拟祭祀场景401显示场景仿真效果示例图；图4(c)为用户U2识别场景仿真效果示例图；图4(d)为动作匹配判断场景仿真效果示例图；图4(e)为新的虚拟祭祀场景402显示场景仿真效果示例图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

下面结合具体实施例及附图对本发明的技术方案作进一步描述。

实施例

如图1所示，本发明提供一种用于遗址增强现实场景协作交互方法，包括以下步骤：

S101、增强现实设备开启摄像头，提示用户一拍摄遗址区域。实时获取增强现实设备的位置、朝向信息以及拍摄场景图像信息，根据所述获取到的信息判断增强现实设备是否位于查看虚拟场景规定位置范围。若增强现实设备没有位于查看虚拟场景规定位置范围，提示用户一移动增强现实设备到查看虚拟场景规定位置范围；

S102、在增强现实设备位于查看虚拟场景规定位置范围的情况下，提示用户一选择查看虚拟场景。用户一选择查看虚拟场景后，显示初始关卡对应虚拟场景；

S103、提示用户二进入增强现实设备拍摄范围内，识别用户二，并获取用户二位置信息；

S104、提示用户二做出当前虚拟场景对应关键行为动作，识别用户二所做动作，根据识别到的用户二的动作判断与指定关键动作的匹配关系，根据匹配关系设置虚拟场景变换权限，若匹配成功则进入下一关卡并将虚拟场景切换为下一关卡对应虚拟场景。

在本发明一优选实施例中，预先建立整个遗址区域环境特征锚点。

在本发明一优选实施例中，在步骤S101中，在所述查看虚拟场景规定位置范围内，所述增强现实设备拍摄范围内可显示虚拟场景。

在本发明一优选实施例中，在步骤S102中，在增强现实设备位于查看虚拟场景规定位置范围的情况下，获取预先建立的整个遗址区域环境特征锚点；基于用户选择查看虚拟场景时增强现实设备的位置、朝向信息以及拍摄场景图像信息，在所述增强现实设备拍摄范围内相应预先建立锚点处生成所述虚拟场景。

在本发明一优选实施例中，在步骤S104中，为了帮助用户逐步学习当前遗址知识，预先将当前遗址相关知识内容分为若干关键部分，设置为对应若干关卡，根据各个关卡对应知识内容设计虚拟场景、用户需要扮演的角色和关键行为动作。用户扮演虚拟场景中的角色，做出该关卡指定关键动作并被识别成功则通过当前关卡，进入下一关卡，所显示的虚拟场景切换为下一关卡对应虚拟场景。

在本发明一优选实施例中，在步骤S102-S104中，所述增强现实设备录制、保存、分享。录制内容为所述虚拟场景与真实世界的合成视频，所述真实世界包括真实场景与用户二。

下面结合成都金沙遗址博物馆祭祀场所遗址应用例对本发明提供的交互方法作详细的描述。

应用例

开启增强现实设备摄像头，提示用户u1拍摄遗址区域。实时获取增强现实设备的位置、朝向信息以及拍摄场景图像信息，根据所述获取到的信息，显示移动提示h帮助用户u1移动增强现实设备到查看虚拟场景规定位置范围。如图2(a)所示，为后续生成虚拟场景做准备。

在增强现实设备位于查看金沙遗址虚拟场景规定范围位置的情况下，提示用户u1选择查看虚拟场景，用户一选择查看虚拟场景后，显示虚拟祭祀场景201，如图2(b)所示。

提示用户u2进入增强现实设备拍摄范围内，识别用户u2，获取用户u2位置信息，如图2(c)所示。

提示用户u2做出虚拟祭祀场景201对应的关键行为动作，识别用户u2所做动作，如图2(d)所示，根据识别到的用户u2的动作判断与指定关键动作的匹配关系，根据匹配关系设置虚拟场景变换权限。

在识别到的用户动作与指定关键动作匹配成功的情况下，虚拟场景变换为新的虚拟祭祀场景202，如图2(e)所示。新的虚拟祭祀场景202对应下一祭祀流程，用户u2需要做出该祭祀流程对应关键祭祀动作以解锁后面流程。在这个过程中，用户可以了解整个祭祀流程，通过深入的交互深刻记忆相应知识内容。

所述祭祀流程若干步骤被设置成若干关卡，祭祀各个步骤中关键祭祀动作预设成指定关键动作，用户u2做出当前关卡指定关键动作并被识别成功则通过当前关卡，进入下一关卡，所显示的虚拟场景切换为下一关卡对应虚拟场景。

下面结合实施用于遗址增强现实场景协作交互方法的用于遗址增强现实场景协作交互系统对本发明的技术方案作进一步描述。

如图3所示，本发明提供一种用于遗址增强现实场景协作交互系统，包括信息采集模块301、数据处理模块302以及交互显示模块303。

所述信息采集模块301用于采集增强现实设备位置、朝向信息，拍摄场景图像信息，用户动作视频；

所述数据处理模块302用于分析采集到的增强现实设备位置、朝向信息，处理采集到的用户动作视频并对用户动作进行识别，判断与关卡对应关键行为动作的匹配关系，并设置虚拟场景变换权限；

所述交互显示模块303用于通过增强现实设备显示操作界面，增强现实内容，用户交互以及交互反馈。

此外，本发明还提供一种计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有用于遗址增强现实场景协作交互程序，所述程序被处理器执行时，实现上述用于遗址增强现实场景协作交互方法中的步骤。

此外，本发明还提供一种电子设备，包括至少一个存储器、一个处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现上述用于遗址增强现实场景协作交互方法中的步骤。

图4展示了本发明实施例提供的用于遗址增强现实场景协作交互场景仿真效果示例图，所展示遗址为成都金沙遗址博物馆祭祀场所遗址。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围应由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种用于遗址增强现实场景协作交互方法，其特征在于，所述用于遗址增强现实场景协作交互方法包括：

利用增强现实技术复原文化遗址外观，生成虚拟场景；

通过识别用户动作与指定关键动作的匹配关系触发对应的虚拟场景变换权限；

通过用户做出指定动作进行角色扮演的方式与增强现实设备进行交互，获取遗址相关知识。

2.根据权利要求1所述的用于遗址增强现实场景协作交互方法，其特征在于，所述用于遗址增强现实场景协作交互方法还包括：通过多用户协作的方式增加用户之间的互动性。

3.根据权利要求1所述的用于遗址增强现实场景协作交互方法，其特征在于，所述用于遗址增强现实场景协作交互方法具体包括：

步骤一，增强现实设备开启摄像头，提示用户一拍摄遗址区域；实时获取增强现实设备的位置、朝向信息以及拍摄场景图像信息，根据获取到的信息判断增强现实设备是否位于查看虚拟场景规定位置范围；若增强现实设备没有位于查看虚拟场景规定位置范围，提示用户一移动增强现实设备到查看虚拟场景规定位置范围；

步骤二，在增强现实设备位于查看虚拟场景规定位置范围的情况下，提示用户一选择查看虚拟场景，用户一选择查看虚拟场景后，显示初始关卡对应虚拟场景；

步骤三，提示用户二进入增强现实设备拍摄范围内，识别用户二，并获取用户二位置信息；

步骤四，提示用户二做出当前虚拟场景对应关键行为动作，识别用户二所做动作，根据识别到的用户二的动作判断与指定关键动作的匹配关系，根据匹配关系设置虚拟场景变换权限，若匹配成功则进入下一关卡并将虚拟场景切换为下一关卡对应虚拟场景。

4.根据权利要求3所述的用于遗址增强现实场景协作交互方法，其特征在于，所述步骤一进行前预先建立整个遗址区域环境特征锚点；

所述步骤一在所述查看虚拟场景规定位置范围内，所述增强现实设备拍摄范围内可显示虚拟场景。

5.如权利要求3所述的用于遗址增强现实场景协作交互方法，其特征在于，所述步骤二在增强现实设备位于查看虚拟场景规定位置范围的情况下，获取预先建立的整个遗址区域环境特征锚点；基于用户选择查看虚拟场景时增强现实设备的位置、朝向信息以及拍摄场景图像信息，在所述增强现实设备拍摄范围内相应预先建立锚点处生成所述虚拟场景。

6.如权利要求3所述的用于遗址增强现实场景协作交互方法，其特征在于，所述步骤四预先将当前遗址相关知识内容分为若干关键部分，设置为对应若干关卡，根据各个关卡对应知识内容设计虚拟场景、用户需要扮演的角色和关键行为动作；用户扮演虚拟场景中的角色，做出该关卡指定关键动作并被识别成功则通过当前关卡，进入下一关卡，所显示的虚拟场景切换为下一关卡对应虚拟场景。

7.根据权利要求3所述的用于遗址增强现实场景协作交互方法，其特征在于，所述步骤二至四中过程由所述增强现实设备录制、保存、分享；录制内容为所述虚拟场景与真实世界的合成视频，所述真实世界包括真实场景与用户二。

8.一种实施权利要求1～7任意一项所述用于遗址增强现实场景协作交互方法的用于遗址增强现实场景协作交互系统，其特征在于，所述用于遗址增强现实场景协作交互系统包括：

信息采集模块，用于采集增强现实设备位置、朝向信息，拍摄场景图像信息，用户动作视频；

数据处理模块，用于分析采集到的增强现实设备位置、朝向信息，处理采集到的用户动作视频并对用户动作进行识别，判断与关卡对应关键行为动作的匹配关系，并设置虚拟场景变换权限；

交互显示模块，用于通过增强现实设备显示操作界面，增强现实内容，用户交互以及交互反馈。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1～7任意一项所述用于遗址增强现实场景协作交互方法。

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1～7任意一项所述用于遗址增强现实场景协作交互方法。

Images