用户认知心理驱动的数字文化遗产沉浸式虚拟体验模型研究

Digital technologies such as multimedia, virtual reality, computer game engine technology etc. support the preservation and transfer of cultural heritage information via various avenues. Advances in novel devices and applications such as digital storage systems, electronic books and virtual museums help people learn about the cultural heritages through experiencing a variety of interactions and immersions. It has been an emerging problem in the cultural heritage research field to provide the users with more convenient, efficient, interesting and useful experience of learning and entertainment.The relationship of the computer system and the three items of cognition, such as the knowledge acquisition, the theory and behavior of attention and the information storage, is explored in this project. Furthermore,how the three items impact on the computer system during the user immersion in virtual experience system is also included.

计算机多媒体技术、虚拟现实和游戏引擎等技术为文化遗产信息的保存、展示和传播开辟了更为新颖的途径和广阔的空间。各种数字存储系统、电子书籍与虚拟博物馆等一系列应用帮助人们通过数字文化遗产的展示和虚拟漫游体验获取相关的知识。如何通过结合计算机技术、系统设计与用户认知理论，为用户提供更为方便、高效、有趣、有用的学习和娱乐体验成为文化遗产研究领域的重要问题。本项目研究用户在数字文化遗产虚拟体验系统的沉浸体验过程中的知识获得、注意行为、信息存储三个方面和计算机系统的关联模式，以及这三个方面因素在用户使用数字文化遗产沉浸式虚拟体验系统的过程中对计算机系统的影响与优化模型。

项目研究了用户在数字文化遗产虚拟体验系统的沉浸体验过程中的知识获得、注意行为、信息存储三个方面和计算机系统的关联模式，以及这三个方面因素在用户使用数字文化遗产沉浸式虚拟体验系统的过程中对计算机系统的影响与优化模型。项目研究主要取得以下成果：针对静态文化遗产的数字化与虚拟体验，提出对静态文化遗产进行交互式数字展示和三维虚拟体验的方法,为用户学习和体验文化遗产提供更为便捷和实用的渠道。提出了一种在HSV色彩空间下基于三边滤波的Retinex图像增强算法，该算法应用到图像增强处理中，处理后的图像在色彩得以保持的同时，细节信息也得到有效地突出，更有利于针对各种环境图像的更深入的理解和应用。提出了一种改进的最佳缝合线生成算法和沿最佳缝合线的融合方法，并应用于序列遥感图像的拼接融合。该方法能够有效消除鬼影并取得较好的融合效果。针对遥感图像拼接过程的匹配问题，从特征点提取和特征点匹配两个方面对SURF特征匹配算法进行了优化。该方法减少了遥感图像特征点数量，提高了匹配速度，且能保留大量正确匹配点对，更利于后续的遥感图像拼接与融合。在暗原色先验算法基础之上，针对该算法的不足，提出了邻域自适应的暗原色先验去雾的改进算法, 该算法应用到图像去雾处理中，从根本上避免“暗色扩张”现象的发生，而且在去雾效率方面有了大大的提高。提出一种新的基于法向量直方图特征描述的点云ICP拼接方法。该方法将法向量直方图作为特征描述子，其能够优化对对应集的查找，从而改进ICP算法。通过本项目的研究，采用计算机多媒体技术、虚拟现实和游戏引擎等技术为文化遗产信息的保存、展示和传播开辟了更为新颖的途径。