杜明丽
延安市科学技术馆，陕西省延安市 716000
摘要：应用AR技术，构建科技馆古代农具展示系统，有助于科技馆展览工作水平的发展。基于此，本文从展示平台、系统、硬件这几个方面，研究了AR技术下的科技馆古代农具展示，并提出了优化3D建模、开发AR程序、设置主要模块、开展系统性能测试这几个AR展示实现措施。
关键词：古代农具；科技展示；程序开发
引言：AR技术，即增强现实技术，利用该技术能够基于现实事物，构建出虚拟、现实世界叠加的感官空间，达到逼真的场景展示效果。将该技术用于科技馆古代农具展示中，可以为参观者带来更现实的感官体验，提升科技馆服务水平，因此，应深入分析该技术的应用，总结出更好的技术实现方法，促进科技馆的优化建设。
一、AR技术在科技馆古代农具展示中的研究
（一）AR展示平台
在科技馆中，可以将古代农具AR展览，作为一个体验项目，并将配套的展示平台设施在相应的展区内，丰富科技馆服务项目体系，提升参观者的游览体验。在AR展示平台方面，应设置与农具展品相符合的AR展示系统，并将配套的体验终端，即展示平台，放置在展品附近，使参观者在听完讲解，并阅读完毕文本介绍内容后，可以借助AR展示平台，逼真地体验到古代农具的使用操作，这不仅能够增加展览活动的趣味性，而且还可以让参观者更加深入地了解古代农具知识，优化科技馆的农业历史文化科普效果。此外，还要注意，需在展示平台附近，设置具体的使用说明，并且尽量简化展示平台的操作界面，使参观者可以顺利地应用展示平台进行农具使用体验，增强AR技术在农具展示建设中的应用效果。
（二）AR展示系统
展示系统是保证AR技术在古代农具展示中顺利应用的基础条件，因此，科技馆应做好AR展示系统的建设，增强系统运行的稳定性，使其得以在古代农具展示中顺利发挥其优势作用，为科技馆农具展区增添趣味性的体验服务项目。在此过程中，考虑到AR技术体系涉及到三维建模件数、传感器技术、实施跟踪注册技术等多种技术，因此，在系统的设计中，需加强对各项技术应用条件的综合考量，同时，做好嵌入程序的衔接工作，使各项技术得以有效融合在一起，保持整体AR展示系统运行的协调性，优化AR技术的应用效果。此外，由于AR技术体系技术架构比较复杂，配套运行系统的开发也需要科技馆投入一定的成本，因此，在实际的开发应用中，科技馆还要做好成本控制工作，以保证自身具备足够的经济条件，使AR展示系统的开发顺利完成，实现AR技术的应用。
（三）AR展示硬件
AR技术的配套硬件设施，是支撑AR古代农具展示活动正常运行的基础设施，因此，其运行水平直接关系着古代农具展示效果。基于此，在AR技术应用中，科技馆应做好配套硬件设施的选用、运维，以保证硬件运行状态的稳定性，增强AR展示体验效果。在此过程中，从选用角度上来看，由于系统中所包含的3D建模文件通常较大，所以需要配套硬件为其提供足够的运行存储空间，而且考虑到旅游旺季等人流较大期间，科技馆的体验项目应用需求，选用运行稳定性较强、性能优质的硬件，确保AR体验项目在高人流量时期得以被正常使用。
在运维方面，需根据硬件设施的性能状态、运行规律，提前做好运维、巡检计划，以及故障应急预案，以长期保持古代农具AR体验展示项目的良好运行状态，提升科技馆农业文化展览活动开展水平。
二、AR技术在科技馆古代农具展示中的实现
（一）优化3D建模
在AR技术下，古代农具展示主要依托于体验者对农具3D建模的感知，因此，在AR古代农具展示的实现上，科技馆应优化3D建模，并注重细节的打磨，使模型更加逼真，增强参观者的AR项目体验。就目前来看，3D Max是当前最为行之有效的3D模型制作软件，工作者可以先用3D Max构建出纺车、木犁等古代农具的框架，然后再用智能材质，塑造其逼真的视觉效果，完成3D建模。此外，考虑到农具的造型相对比较简单，因此，也可以采用Magica Voxel，其相较于3D Max，操作更为简单，能够提高3D建模的效率，同时，在细节打磨上，该软件的功能也能支持农具建模需求，有助于AR古代农具展示项目建设经济性的优化。
（二）开发AR程序
在AR古代农具展示的实现中，AR程序开发是其中的一项核心操作环节，因此，在AR技术的应用中，科技馆需先做好AR展示程序的开发，以保证展示服务质量。在此过程中，科技馆可以采用Vuforia软件开发工具包，结合计算机视觉技术的应用，使系统可以识别、捕捉简单的3D物体，即3D农具，同时，还要利用该软件开发工具包，对农具图像进行灰度处理、特征点整合打包，以构建出精细、完整的农具模型显示程序。此外，科技馆还可以将Unity3D作为开发引擎，并应用脚本语言C#，构建出现实、虚拟融合的控制程序，实现展示过程中高质量、高稳定性的人机交互。
（三）设置主要模块
AR系统的构建是AR古代农具展示实现的基础操作，一般来说，在主要模块设置这一系统构建环节中，主要包含2个部分，即图像识别模块设置、3D注册与虚拟合成模块设置。在图像识别设置中，工作者可以用SIFT算法、高通Vuforia算法、SLAM算法等，来构建预处理、特征检测、特征描述等模块运行程序，使系统得以准确识别目标物体，增强AR场景的显示效果。在3D注册与虚实合成模块设置中，工作者需基于世界坐标系中的物体坐标系，计算出物体的成像坐标系，以构建出3D注册模块，同时，还要利用Unity3D，进行虚拟农具在现实世界的渲染，为参观者提供浸入式的体验[1]。
（四）系统性能测试
待整体的AR系统开发完毕后，工作者还要用专业的测试软件，对系统的性能加以测试，并从功能、可靠性、可维护性等多个方面对其进行评估，同时，在功能方面，还要选择常用的功能点，进行专门测试，例如：模型展示功能、感官体验功能等。此外，考虑到部分科技馆可能会将AR体验终端设置为智能手机，因此，还要对系统在手机移动终端运行性能上进行测试，待确认无问题，才能将其投入使用，以保证AR古代农具展示实现效果，促进科技馆展示服务水平的发展[2]。
结论：综上所述，增强AR技术的应用效果，能够提升古代农具展览区的建设水平。在农具展览中，借助AR技术，可以塑造出一个更好的展览体验空间，丰富科技馆展览设施结构，同时，做好配套的AR古代农具展览实施措施，有助于AR系统的稳定、高质量运行，从而促进科技馆科普服务能力的发展。
参考文献：
[1]彭渤. 新科技视域下艺术的场景化呈现与审美转向[J]. 中国文艺评论,2020,(11):83-87.
[2]唐春兰,华灿星. STS视角下科技馆虚拟现实技术运用的场景及隐患探析[J]. 科技智囊,2020,(11):60-63.