[摘要]基于智能手持设备的移动增强现实应用实现了增强现实系统的小型化和便携化。作为一种软件形式的学习资源类型，移动增强现实型学习资源符合情境性、适应性的泛在学习资源要求，为移动学习提供了新的学习支持。论文分析了移动增强现实的两种基本类型与特征，对移动增强现实在教育领域已有的研究进行了梳理；构建了移动增强现实型学习资源模型，从学习资源呈现、学习资源内容、学习资源应用等三个角度，分析了学习内容、情境增强、交互互动和学习模式等四个核心要素，以期为移动增强现实型学习资源的设计与应用提供借鉴和参考。
　　[关键词]移动增强现实；学习资源；学习情境；学习模式
　　[中图分类号]G434[文献标志码]A
　　[作者简介]王萍（1975-），女，河南安阳人。博士，副教授，主要从事Web学习系统与知识挖掘研究。
　　一、引言
　　移动技术的快速发展及其向学习领域的不断渗透推动着移动学习研究领域的发展，构建信息空间与物理空间无缝融合、虚实结合、无处不在的无缝学习空间，为学习者提供优质的泛在学习资源，是移动学习研究与实践的方向。随着移动终端计算能力的提升、多媒体性能的增强、各种传感模块的集成使用，增强现实技术借助移动互联网络应用到智能终端上，实现了增强现实系统的小型化和便携化，成为移动互联领域的创新模式，应用前景广泛。增强现实技术与移动技术的结合，将还原互联网的真实感，调动用户参与的热情，使互联网与真实世界的关系更紧密，进一步满足人们对于互动性、即时性、个性化的需求。
　　基于智能终端的增强现实以软件形式安装于设备中，运行在移动操作系统平台上。从学习资源研究角度分析，这是一种软件形式的学习资源类型。移动增强现实的特征使其符合情境性、适应性的泛在学习资源要求，为教与学活动提供了新的学习支持，在学习领域具有广阔的应用空间和前景。如何设计并将其有效地应用到学习领域，需要我们的深入研究和思考。
　　二、移动增强现实概述
　　增强现实（AugmentedReality，AR）是在虚拟现实技术基础上发展起来的一种计算机应用和人机交互技术，通过将虚拟信息融合到真实环境中，呈现给使用者一个虚实结合的新环境。早期的增强现实系统采用桌面计算机或工作站作为系统运行平台，以头盔显示器、立体眼镜等作为融合显示设备，这种构架的增强现实系统成本较高，并限制了用户的使用范围，无法更好地适用于户外环境。随着计算机视觉、高性能处理器、无线通信网络等技术的发展，增强现实摆脱了头盔等高经济成本的设备局限，可以通过电脑屏幕、投射设备、智能终端等显示设备观察到虚实融合的场景。其中，随着移动互联网的发展，基于移动平台的增强现实系统得到了迅速发展。
　　高普及度、便携易用的智能手机是最能体现出增强现实价值的平台之一。随着智能终端系统软件（如操作系统）和硬件性能（如处理器、传感器）的发展，智能手机已经突破硬件和软件的限制，具有高性能的计算和处理能力，大屏幕、摄像头、定位等功能已经成为手机的标准配置，使得增加各类场景到手机上成为可能，Apple、Google等公司也在iOS、Android等操作系统和开发工具包层面增强了对增强现实的支持，为开发基于移动终端的增强现实系统奠定了基础。
　　移动增强现实系统的工作原理与传统增强现实系统相同，基本流程为：（1）获取场景信息；（2）对传感器获取的信息进行分析处理；（3）生成虚拟图像；（4）三维显示。[1]相对于传统增强现实系统，移动增强现实系统一般不需要显示完整的场景，但需要实时地分析处理大量传感器数据和虚拟信息，以进行精确的三维注册。所以移动增强现实系统具有特定的软硬件平台支持和关键技术支撑，在硬件支持上，包括移动计算、显示器件、传感器、人机交互、无线网络等；在软件支持上，包括目标识别算法、跟踪定位算法和三维图形绘制等算法。[2]
　　（一）移动增强现实的类型
　　从增强现实在跟踪注册技术采用的不同方法这一角度来分析，可以将移动增强现实分为基于标记型和无标记型两类。
　　1.基于标记型移动增强现实
　　基于标记的增强现实是指提供特定的标记或图案供系统辨识，通过计算机视觉方法识别出这些标志物，从而计算出摄像头相对于标志物的位置和方向，据此计算出虚拟物体应放置的位置和方向，如图1所示。最简单的基于标记的增强现实技术是QRcodes、Barcodes等二维码技术，能够快速识别并获得服务，但二维码增强方式只是简单地通过识别以实现网络与现实的一个连通，没有涉及跟踪渲染效果。
　　图1基于标记型移动增强现实
　　2.无标记型移动增强现实
　　不同于基于标记型移动增强现实系统，在无标记型移动增强现实系统中，真实环境的任何一部分都能被用作一个可跟踪的目标，通过摄像头捕捉现实世界的图像，在显示屏图像上叠加增强信息，构建一个新的三维图形模型。无标记型移动增强现实系统依赖于自然特征，而不是基于标记来跟踪对象，其优势在于提供了提取环境特征和信息进行使用的可能性，同时也提高了跟踪注册技术的复杂度。
　　一个典型的无标记型移动增强现实应用模式如图2所示，当摄像头指向某对象时，移动增强现实软件读取手机的GPS数据获取当前经纬度等信息，并通过陀螺仪和重力加速度感应器等传感器感知手机所指方向，确定搜索范围，并搜索后台数据库查看该物体是否作了标记，是否有相关的信息（包括文本、超链接、图片、视频等，可以由第三方提供）。通过服务器处理，将从网络获取的增强信息叠加在显示屏上。当前主要的移动增强现实浏览器都是基于此原理，如Layar、Wikitude、Junaio等。
　　图2无标记型移动增强现实
　　（二）特征
　　DanielGallegoVico等提出了移动增强现实应用发展的三个阶段：孤立化（Isolated）阶段、社会化（Social）阶段和立体化（Live）阶段。[3]随着移动互联网和智能手机的发展，移动增强现实已经进入立体化发展阶段，提供了多层次、多角度的合作性内容创建和社会化情境创设。我们从三个角度分析移动增强现实的特征，如图3所示。移动增强现实带来新的移动创新，有效地提升用户体验，整合Web资源，创新移动新模式，推动移动智能终端的发展。
　　图3移动增强现实的特征
　　1.情境感知的实时连续性
　　移动增强现实基于移动网络，通过用户自身携带的移动感知设备，获取实时、连续的现场数据，无缝体验情境信息和增强信息。这种移动性与情境感知能力极大地扩展了移动互联网的交互功能，为实现面向社会发展的感知计算提供了一条切实可行的途径。
　　2.数据的真实时空性
　　传统社交网络以Web数据为分析基础，其主体是虚拟的人，在线行为也是一种虚拟行为。移动增强现实中的主体更趋近于真实世界的人，所获取的数据更能体现人类行为和社会交互的时空特性。
　　3.服务的即时即地即景性
　　在情境感知的支持下，移动增强现实能够为用户提供即时即地即景的服务。用户可以方便地获取自身时空特征信息并与他人分享，参与使用移动互联网服务。
　　三、移动增强现实的教育应用综述
　　增强现实有助于促进学习体验，提高互动性和空间概念，符合建构主义学习理论、情境认知理论、社会文化学习理论、发现式学习理论等的内在要求，能够促进学习者合作、分析和推理能力的发展。Wu等认为，对教育者、研究者和设计者来说，不要将增强现实仅仅从技术的角度去观察，更要从一个概念思想的角度去分析，这样将更为有效。[4]我们首先对传统增强现实（本文将桌面型等非移动增强现实统称为传统增强现实）的教育应用研究进行概括，进而分析移动增强现实在当前学习领域的研究进展。

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