基于AR的易家—AR家具秀設計與實現

蔡俊杰　李瑩瑩　吳秀芹　蔡雨　張雁澤

摘 要 近年來，在互聯網的帶動下，國內的虛擬現實技術和增強現實（AR）技術得到了快速的發展。隨著經濟大勢的深度調整、消費市場的巨大轉變以及技術的全面沖擊我國家具行業面臨著巨大困境。本文將增強現實技術同家具行業相結合，設計開發了基于AR技術的App軟件，該軟件改善了傳統家具行業的營銷方式，使商家與消費者在家具行業獲得極高的用戶體驗。

關鍵詞 增強現實 家具APP

1可行性分析

近年來，在互聯網的帶動下，國內的虛擬現實技術和增強現實（AR）技術得到了快速的發展。隨著經濟大勢的深度調整、消費市場的巨大轉變以及技術的全面沖擊，我國家具行業面臨著巨大困境。目前家具行業的整體市場表現為：增速放緩，競爭激烈，利潤壓縮。2016年，家具零售同比增長不到13%，增速處于歷史較低水平。自2012年以來增速處于持續下降的過程。所以傳統家具市場需要正確的利用新型的技術來為自己注入新的活力。而且，國內家具消費者正趨于年輕化，年齡25-35歲的家具消費者占比近72%。AR技術更好的迎合了年輕人的心理，將AR技術與傳統家具行業相結合，可以極大的方便客戶對家具的選購。一方面，消費者對新興技術的獵奇心理十分利于該APP的開發，另一方面，商家更加迫切地希望這一軟件的出現，同時對其抱有很大期望。

2需求分析與設計

該App可以實現虛實結合，用戶在使用該App時，用手機自帶的攝像頭掃描三維空間實景，將軟件中已有的模型進行拖拽至手機攝像頭的真實場景中，待系統自動識別了真實場景，并且構建了坐標系后，用戶可以對家具進行顏色的更改、旋轉等操作。

2.1設計原則

根據軟件工程的理念，將設計與實現規范化，抽象和模塊化。然后再對每個模塊進行細化和關聯。保證各個模塊按照“低耦合，高內聚”的原則進行設計。

2.2模塊設計

基于AR技術的互動式教育App軟件可分為識別模塊、模型管理模塊和系統調度模塊。識別模塊又分為識別資源加載卸載模塊、識別圖追蹤模塊和圖像疊加模塊；模型管理模塊分為模型資源匹配模塊和模型資源調度模塊；系統調度模塊分為場景管理模塊和交互模塊。

（1）識別模塊：識別模塊達到的目的就是對真實場景的識別，當用戶打開手機攝像機，系統將自動識別真實場景，并且根據特殊物體如墻角房頂等自動構建坐標系。

（2）模型管理模塊：模型管理模塊的設計原理是首先把所有的資源按照不同的模型進行匹配和裝載，然后在不同的情況下調度資源。

（3）系統調度模塊：用于對場景進行調度和交互，用戶可以通過拖動和點擊等方式，對家具系統等進行位置的改變、尺寸的變化、顏色的改變等。

3系統實現

3.1系統開發平臺

該App基于PureMVC輕量級框架、Unity3d游戲引擎和安卓系統進行設計與實現，在圖像識別方面運用的是高通Vuforia增強現實引擎，應用Unity3d的PureMVC框架把圖像識別引擎和Unity3d的渲染引擎緊密的結合在一起，最終由Unity3d強大的跨平臺能力把整套系統借助AndroidSDK轉換為可以在安卓手機上運行的軟件。

3.2技術實現

該App的實現時首先對真實場景進行識別，然后進行標識點的分析和圖像特征提取，并將這些信息存入數據庫。在運行時通過相應算法實時的對現實場景進行采樣分析，并與標識點數據庫進行比對，如果對比成功，那么就會成為跟蹤的目標。在識別成功之后需要進行跟蹤定位，通過模版匹配的方式，不斷的與預先存在的訓練數據進行比對，并解析當前的位姿，然后獲得攝像機的光感等參數，還有目標真實的世界坐標和虛擬物體的3D世界坐標，通過相應的算法計算出與對應的相機的二維坐標，然后對虛擬的模型進行渲染和融合圖像，達到虛實結合的效果。

為了達到“高內聚，低耦合”的原則，系統的框架設計運用了消息機制，每個功能模塊都需要通過傳達和接收消息來執行相應的功能，這樣確保了某個模塊出了問題不會牽扯到整個程序，并且在運行效率上也得到了提高。

3.3運行結果

良好的視覺感受和合理正確的設計才會使得產品更受歡迎，所以軟件界面的設計也是非常重要的。界面設計遵循簡潔明了的原則，運行時效果如下圖1所示。

4總結

本文介紹了基于AR的家具秀App軟件的設計與開發過程，該App軟件改變了傳統家具行業的營銷的方式，使消費者和商家獲得極大的便利。

參考文獻

[1] 蔡蘇.增強現實（AR）技術的教育應用綜述[J].遠程教育雜志，2016（05）：27-40.

[2] 李鐵萌.基于增強現實的學前兒童識字教育系統及實驗研究[J].軟件，2015（04）：44-49.