AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在智慧交互設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘 要：隨著計(jì)算領(lǐng)域、人工智能、5G、網(wǎng)絡(luò)安全、云、數(shù)據(jù)類服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)等七大技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等有關(guān)技術(shù)的發(fā)展，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）隨之成為當(dāng)前的熱門技術(shù)。本文調(diào)查研究了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在智慧設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的研究結(jié)論及相關(guān)應(yīng)用，總結(jié)出增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在智慧交互設(shè)計(jì)中的理論基礎(chǔ)和研究方法。同時(shí)將這些理論和方法應(yīng)用于人機(jī)交互設(shè)計(jì)和日常生活當(dāng)中，并且希望增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)這項(xiàng)技術(shù)，可以帶來(lái)更多的社會(huì)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù);智慧設(shè)計(jì);人機(jī)交互

一、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)

（一）定義

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR），也被稱之為擴(kuò)增實(shí)境，該技術(shù)是在虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新興研究領(lǐng)域近年來(lái)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)成為國(guó)外眾多知名大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn)之一。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)注冊(cè)技術(shù)，將圖形、文字等視覺(jué)形象通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)傳輸進(jìn)虛擬網(wǎng)絡(luò)中，隨后對(duì)信息進(jìn)行整合輸出，使受眾在真實(shí)的環(huán)境中，能夠同時(shí)觀察到虛擬場(chǎng)景，對(duì)人眼看到的畫面進(jìn)行拓展，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)的增強(qiáng)。

（二）高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

要實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各大領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，一個(gè)高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)是其基礎(chǔ)。第五代移動(dòng)通信的出現(xiàn)，給這一技術(shù)的發(fā)展提供必要基礎(chǔ)。

2019年11月1日5G商用套餐正式推出，今年、明年是極高速的寬帶業(yè)務(wù)的推出，到了2022年才有機(jī)器本身物與物的互動(dòng)。幾乎所有行業(yè)都會(huì)受到影響，首先是智能制造，很多制造業(yè)都會(huì)推行物聯(lián)網(wǎng)，推行自動(dòng)化，還有醫(yī)療保健、零售行業(yè)、智慧城市。5G網(wǎng)絡(luò)有高速、高效、低延遲性三個(gè)特征，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)，加上AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)或VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以提升越來(lái)越多的用戶體驗(yàn)。

（三）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)如今，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展迅速，已逐步進(jìn)入各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，該技術(shù)的具體原理是，借助光電顯示技術(shù)、計(jì)算機(jī)注冊(cè)技術(shù)、輔助以計(jì)算機(jī)圖形設(shè)計(jì)及可視化圖形設(shè)計(jì)技術(shù)，將現(xiàn)實(shí)中不存在的虛擬對(duì)象，通過(guò)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言技術(shù)將其放置在真實(shí)環(huán)境中，同時(shí)利用光照強(qiáng)度、方向等一系列科技手段，將虛擬對(duì)象與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景高度貼合。用戶不必刻意區(qū)分虛擬場(chǎng)景與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，只有在其中感受整體呈現(xiàn)出沖擊性視覺(jué)效果的場(chǎng)景即可。利用計(jì)算機(jī)將現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景效果豐富起來(lái)，營(yíng)造逼真的感官體驗(yàn)。

（四）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在零售店的應(yīng)用

臺(tái)灣的全家科技概念店，如圖所示，科技概念店和平常的店不一樣，會(huì)有很多科技的元素，購(gòu)物體驗(yàn)非常不同。他們把機(jī)器人，還有區(qū)塊鏈技術(shù)、AR技術(shù)、人流感知等技術(shù)放進(jìn)了體驗(yàn)店里，和客戶一起打造了智能零售的店鋪。

全家花費(fèi)非常多的心力在革新店員的新工作型態(tài)，包含新的驗(yàn)貨方式，智慧咖啡機(jī)、互動(dòng)貨架、VR導(dǎo)覽面板、電子貨架標(biāo)簽、一鍵叫貨這些設(shè)備，都是準(zhǔn)確打到店員和消費(fèi)者的痛點(diǎn)，在消費(fèi)者體驗(yàn)上他們做了非常多的事情，就算其實(shí)是個(gè)沒(méi)什么用的功能（例如飲料柜自動(dòng)門），但這些小細(xì)節(jié)很容易就能給消費(fèi)者一種先進(jìn)的感覺(jué)。用科技手段改變以往的零售模式，打造出一種新的智慧互動(dòng)方式。

二、智慧交互設(shè)計(jì)

（一）智慧交互設(shè)計(jì)

智慧交互設(shè)計(jì)分為很多種類，這里主要探討AR虛實(shí)融合和實(shí)施交互設(shè)計(jì)的方式，營(yíng)造更具沉浸感的交互體驗(yàn)。楊磊等人研究指出，當(dāng)前流行的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互技術(shù)主要包括兩類，基于設(shè)備的交互和機(jī)遇計(jì)算機(jī)視覺(jué)的交互。。機(jī)遇設(shè)備的交互技術(shù)需要借助光學(xué)式、電磁式等跟蹤設(shè)備或者陀螺儀加速度計(jì)等物理，實(shí)現(xiàn)通過(guò)設(shè)備控制交互，但相對(duì)而言比較杯中，交互不夠自然?；谟?jì)算機(jī)視覺(jué)的交互目前常見(jiàn)的大多是Mraker-Based模式，通過(guò)識(shí)別技術(shù)，姜虛擬物體疊加顯示在真實(shí)的世界的相應(yīng)位置上。而為了實(shí)現(xiàn)更好的虛實(shí)融合效果，跟蹤算法是重點(diǎn)之一。

（二）AR交互設(shè)計(jì)的分類

國(guó)內(nèi)外在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互領(lǐng)域的研究越來(lái)越多，使用最新技術(shù)、工具和方法，從多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)虛實(shí)之間互動(dòng)，可以歸納為三類：

一是對(duì)識(shí)別物體的感知處理，比如通過(guò)圖像識(shí)別或物體識(shí)別技術(shù)，顯示虛擬模型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)虛實(shí)物體之間的跟蹤檢測(cè)、位移變化、遮擋處理等;

二是對(duì)識(shí)別環(huán)境的感知處理，比如通過(guò) SLAM 技術(shù)感知環(huán)境，進(jìn)行平面檢測(cè)、光照檢測(cè)等，實(shí)現(xiàn)AR模型與現(xiàn)實(shí)環(huán)境的交互行為：

三是對(duì)多通道信息輸入的感知處理，借助語(yǔ)音、自然手勢(shì)、空間位移等其他通道信息的輸入，轉(zhuǎn)化為間斷或連續(xù)的指令實(shí)現(xiàn)與AR模型的互動(dòng)行為。

三、結(jié)語(yǔ)

蘋果CEO庫(kù)克說(shuō)AR會(huì)像iPhone一樣強(qiáng)大，他又說(shuō)AR會(huì)比VR更強(qiáng)大。4G改變生活，5G改變社會(huì)，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)，加上AR/VR，可以提供超高清的視頻下載，就可以提升很好的娛樂(lè)享受，AR/VR眼鏡也可以帶來(lái)更好的用戶體驗(yàn)。中國(guó)移動(dòng)有9億多客戶，跟VR/AR公司推出5G AR/VR套餐，用戶就會(huì)買這個(gè)數(shù)據(jù)包，就可以通過(guò)AR/VR看美國(guó)的NBA比賽，或者是聽(tīng)周杰倫的演唱會(huì)，就像在現(xiàn)場(chǎng)一樣。如果設(shè)計(jì)師很好的運(yùn)用5G和AR技術(shù)，能夠帶來(lái)不可限量的社會(huì)價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：代風(fēng)月（1994.1—），女，漢族，籍貫：河南周口人，深圳大學(xué)美術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院，18級(jí)在讀研究生，碩士學(xué)位，專業(yè)：藝術(shù)設(shè)計(jì)，研究方向：視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)。