基于混合现实技术的数字博物馆应用研究

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1、基于混合现实技术的数字博物馆应用研究ResearchonDigitalMuseumApplicationBasedonMixedRealityTechnology工程领域：软件工程作者姓名：戚纯指导教师：张加万企业导师：张然然天津大学软件学院二零一七年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研宄成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人Ｑ经发表或撰写过的研宂成果，也不包含为获得天津大学或其他教言机构的学份或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的

2、说明并表示了谢意。学位论文作者签名丨：签字日期：年Ｐ月／日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全．部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字曰期：如７年Ａ月ｉｆ口签字曰期：４丨７年月丨曰ｆ摘要博物馆作为人类文明遗存及相关信息与知识的保有者，通过举办各种展览来完成其展示收藏

3、、传播文化的重要使命。为了最大化呈现文物的历史文化价值，让文物“活”起来，博物馆在数字化方面进行了很多探索，例如构建线上博物馆网站，构建博物馆手机应用，构建虚拟现实博物馆等等，不同的数字化方式都是希望文物的价值能够便捷的传递给用户。然而当前的数字化文物建设具有沉浸感弱与交互体验差的弊端；随着科技的发展，混合现实技术为博物馆的交互设计和观众体验带来新的契机。本文结合博物馆数字展览提出了基于Hololens混合现实设备的博物馆数字展示系统，通过构建虚拟数字展览陈列，结合真实环境进行特色文物数字化展览，与传统的单调的文物展示形式相比，该系统独特的实时交互形式以及将真实

4、环境与虚拟信息相融合的展示形式极大程度地调动用户参观博物馆的热情，激发用户对历史文物的探索欲。本文的研究工作如下：首先，从博物馆发展现状出发，调研了当前国内外对于博物馆数字化的建设现状，分析为博物馆构建混合现实数字化展馆的背景与意义，结合混合现实技术特点，提出了基于混合现实技术数字化文物展馆建设的需求。然后，介绍了混合现实技术概念，对比分析了混合现实与虚拟现实增强现实之间的区别以及混合现实适用的应用场景，本文借助混合现实设备为Hololens，因此又详细描述了该设备的主要特性以及应用开发方法；结合博物馆数字化建设要求与混合现实技术的优势，分析了博物馆数字化建设的

5、功能性需求和非功能性需求以及详细的系统设计方案。最后，分别对基于Hololens数字博物馆应用的各基础功能模块进行详细的开发设计实现，创新性得实现了基于真实场景环境的数字博物馆展示方案以及基于真实文物的手势点击交互功能，并且总结了混合现实应用的设计要点与规范；从功能层面以及用户使用体验层面对系统做了综合测试，测试结果表明，该系统不仅能够将虚拟的文物信息融入到现实环境中，充分发挥Hololens设备的特性，而且用户体验良好，能够极大调动用户参观博物馆的热情。关键词：Hololens，混合现实技术，数字化博物馆，人机交互，Unity3DIABSTRACTMuseum

6、astheholdersofhumancivilizationandrelatedinformationandknowledge,throughtheorganizationofvariousexhibitionstocompleteitsimportantmissionofcollectiondisplayanddisseminationofculture.Inordertomaximizethehistoricalandculturalvalueoftheculturalrelics,applyingmixedrealitytechnologytotheex

7、hibitionguidedesignofthemuseumwillbringanewexperiencetotheaudience.Theresearchworkofthispaperisasfollows:Firstofall,startingfromtheconstructionofdigitalmuseum,thispaperanalyzesthecurrentproblemsexistinginmuseumexhibitionandthepurposeandsignificanceofdigitalmuseumconstruction,andpropo

8、sestheconstr