增强现实动画技术在儿童教育中的开发研究 ——以AR涂
涂乐为例
张 杰 陈明红
【摘 要】增强现实具有交互式、沉浸式等优点，近年来发展迅速并逐渐被大众认识，在教育领域中的应用也逐渐走向成熟。它可以将抽象的、不可见的概念进行可视化、形象化。它可以将抽象的概念可视化，让不可触摸的事物可交互方式呈现在我们面前，在物理、化学、地理、生物等教学中应用十分广泛，能让学生在学习知识的过程中寓教于乐，同时让学生获得交互式体验，增强学生在学习过程的参与感，培养学生发散性思维。在儿童AR教育中，AR卡片识物、多卡搭建场景、涂涂乐图书等的应用也在不断开发中，本文以涂涂乐为例，举例说明在儿童AR图书应用开发中主要的思路和遇到的问题。当前，增强现实技术在教育中的应用正走向多元化的时代，对于教育从业者而言也是一种不可错失的发展机遇。 【期刊名称】传媒论坛 【年(卷),期】2024(000)002 【总页数】3
【关键词】增强现实；AR；儿童教育；涂涂乐；图书
随着2016年增强现实（Augmented Reality）技术的爆发式增长，各大科技企业如谷歌、Facebook、阿里巴巴等开始投资虚拟现实和增强现实领域，而可口可乐与宜家家居在增强现实AR广告的应用，更加印证了AR技术正在不断的发展中。2024年的资本市场开始慢慢冷静下来，增强现实概念逐渐淡出大众视野。除了技术在不断沉淀，AR技术应用开发将是其最终发展之路。增强现实
AR技术在教育中将抽象的概念通过三维模型的叠加使其形象化。利用交互手段使得学生感受更加贴近真实世界，从视觉、听觉沉浸式的体验知识的乐趣增强了学习的趣味性，达到寓教于乐的目的。
一、增强现实（AR）技术的教育应用概述
增强现实技术最早于1990年提出，随后经历了近30年的探索研究。2009年SPRXmodbile公司推出了全球首款Layer的增强现实浏览器，能帮助用户通过手机获取当前环境的详细信息，2012年4月，谷歌发布了一款眼镜（Goolge Project Glass）用户可以通过显示屏提供辅助信息，同时可下达语音指令，实现拍照、导航、电话等功能。增强现实技术是在虚拟现实技术的基础上发展而来，主要利用电脑图形图像技术、可视化技术将真是世界与虚拟世界进行“真实”结合的技术。其把虚拟物体信息叠加到真实空间，也可以将不可见的概念实时交互的融合在真实世界中。
增强现实的硬件系统主要以计算机系统、标识识别系统、显示系统、传感器组成的人机交互系统组成，其主要有以下几种技术手段来实现计算机图形和可视化技术，由此将虚拟的物体与真实环境进行融合。AR与VR技术相比，AR可以不用穿戴设备，将学习对象与仿真世界融合呈现，使之方便有效地进行操作，在应用中用户以自然的交互手段进行自主探索，获得知识，能将真实环境无法表现的信息比如说磁场、电波、分子结构等与真实环境结合，且能互动，获得实时的交互体验。 （一）图像识别技术
通过对图像的特征进行分析计算得出对应的摄像机位置和图像特点。当摄像头拍摄到预定图像时将根据识别到的信息如图像位置、大小、旋转、反求出摄像
机位置、移动、旋转等，由此可将3D虚拟模型叠加到真实空间中。除了特定单一图片，在特定场景或者物体的识别技术都与图像识别技术原理相同。如宜家家居AR情景广告，通过手机应用扫描宜家家居的画册，可以看到家具模型，可将喜欢的家具放入到自己家中查看展示效果。 （二）定位技术
除了通过图像识别到镜头的旋转等信息以外，还可以通过电子罗盘、GPS等设备来获取定位所在位置。如Pokemon Go的交互游戏、谷歌发布的Project Glass等。例如Project Glass它体积虽小但是将智能手机、GPS、相机集于一身，可以通过语音来控制拍照、发信息，使用地图导航、分享、直播等多种功能。利用定位技术，结合网络的传输，可现实地图信息将交互性提升到了一个新的台阶。
二、增强现实AR数字化教育的产品开发现状
（一）幼儿教育
增强现实AR产品应用涵盖多种方面，而在教育、医疗、科技、旅游、游戏以及大屏互动等应用中相对成熟。其中在幼儿教育领域比较成功的方式如AR卡片识物、多卡搭建场景、涂涂乐图书。在未来AR教育依然是技术应用极其重要的方向，幼儿教育环境本身对创新教育方式保持相对积极的态度，而且幼儿又更容易接受新鲜事物，在实际课堂中，借助AR技术将世界各地风景以3D的形式体现出来，甚至还能加入人机交互，在丰富了课堂内容的同时增强了学习体验，大大增加了课堂学习趣味，提高了学生学习兴趣。这使得AR在教育领域应用变得更加具有开发价值。 （二）中学教育
增强现实动画技术在儿童教育中的开发研究——以AR涂涂乐为例
