一、文献综述
（一）国内外研究现状
AR是指增强现实，是指在现实的基础上叠加虚拟的3D模型，使得现实和虚拟进行无缝隙的连接。增强现实的基本的工作流程：（1）通过用户的设备（传感器），获取现实场景的信息。（2）对从传感器中获取的数据，在计算机端进行分析加工 （3）对应计算机产生的数据，生成虚拟的模型 （4）将现实的场景和虚拟模型进行叠加并且呈现给用户。在这些过程中，需要许多的硬件软件设备的支持，而随着科技的不断进步，硬件和软件的设备的不断升级改革，为AR技术的发展奠定了坚实的基础。[1]
1、硬件设备的支持
目前，人类有丰富的传感器，很多传感器可以灵敏准确的收集实际场景的信息，并且很多的传感器已经集成在人们的智能终端上，例如：应用与人们位置定位的GPS， 电子罗盘。应用于感知人们运动的加速计，陀螺仪，重力感应器，位移传感器，光线感受器。以及捕捉人们视野的高清摄像头。对于AR的计算数量和速度需求：智能设备和云服务的计算速度越来越快，支持越来越丰富的计算需求，而5G时代的即将来临，将为那些需要远程服务器的AR应用提供更加强大的支持。人类的交互系统的发展，使得人机交互越来越自然，触屏交互，语音交互，动作交互等等交互，可以使得AR系统为用户带来更好的交互体验。[1]
2、软件的支持
现代的目标识别算法，可以在复杂的场景中识别事物，采用多特征的识别：如色彩，文理，轮廓等相互融合。不仅支持平面物体的识别，也支持3维物体的识别。不仅支持单个物体的识别，同时也支持多个物体的识别。而随着跟踪注册算法的不断发展，人们可以识别移动物体，并且由于算法具有更好的实时性，鲁棒性，稳定性，使得AR系统和现实世界无缝连接的特性更加凸显。[1]比如：运动目标与跟踪技术的成熟发展。[2]
强大的AR系统，更加使得AR成为研究和应用的热点，被越来越多应用到教育领域：如辅助教学，情境学习，教育游戏等等。[3] 在国内人们越来越注重移动增强现实的交互体验，同时根据研究的结果显示，移动增强现实的学习环境确实可以优化实践教学课程[4]
随着科学技术的进步，媒体形式越来越丰富，人类教育的形式早已经不是单纯的纸质材料的阅读，课堂讲述。在2010年英美出版增强型图书，人们赋予了图书丰富的图片，视频，动画，以及各种交互。随后的几年，增强型图书在人类生活中得到了推广，中国的百道网在中国率先引入了增强型图书，推出Ebook。[5]虽然传统的图书已经不能满足人们的需求。并且它受到新媒体浪潮冲击，但是它的方便性，仍然使得它是主要的学习工具。所以现代教育所采用的教材，不仅有实体书而且有实体书的配套教材。[3]而AR可以结合人们的各种感官，并且和现实的世界进行无缝连接，可以培养学生多方面的能力，如对知识的理解，空间想象力的培养等等，让人类的教育世界更加的精彩纷呈。所以AR在操作技能培训、实验教学，游戏教学，情境学习以及残障人群学习等相关的教育教学领域有重要的用途，并且AR在教育领域中的应用随着人们需求的增长在不断的发展。[1]
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