大型立體美觀二維碼在公共空間設(shè)計中的應(yīng)用

顏語嵩 遼寧科技大學(xué)建筑與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院環(huán)境設(shè)計專業(yè)本科在讀

目前，二維條碼在人們的日常生活中應(yīng)用廣泛，已滲透到線上線下購物、商品防偽追蹤、物流管理和廣告等領(lǐng)域。但是，二維條碼的最初設(shè)計目的是生產(chǎn)流程中的部件管理，因而其圖案設(shè)計以便于機器識別為主要目的，導(dǎo)致其外觀不美觀，也難以從外觀獲得其內(nèi)在嵌入信息的提示。研究表明，美觀和彩色的二維條碼更加吸引用戶的注意，從而獲得更多的掃碼機會。在很多大型展會和商場，設(shè)置具有藝術(shù)效果的二維碼，不僅有利于增加展會的氣氛，而且有利于增加二維碼的掃碼機會。

1 美觀二維條碼的研究進展

二維條碼最早用于生產(chǎn)流程中的器件管理，從而具有便于機器識讀的黑白二色。目前，二維條碼的應(yīng)用領(lǐng)域已擴展至大眾生活中，人的視覺系統(tǒng)和手機是二維條碼的觀察主體。為了增加二維條碼的美觀度和藝術(shù)效果，現(xiàn)有的設(shè)計從圖案和色彩2 個角度出發(fā)，大致可以分為以下幾類[1，2]。一是基于糾錯能力的美化。二維條碼具有一定的糾錯能力，如H 版本的能糾正大約30%的錯誤，利用這一特性可以將二維條碼的中心部分替換為圖案，只要圖案尺寸足夠小就不會影響二維條碼的解碼。這是早期的設(shè)計方案，其缺陷是圖案只能占據(jù)二維條碼中心的小區(qū)域。二是基于模塊調(diào)制的方案。其基本思路是縮小模塊的尺寸，使得模塊的外圍像素體現(xiàn)背景圖案的色彩，模塊內(nèi)部的像素體現(xiàn)模塊本身的顏色。這樣背景圖案的尺寸可以達到二維條碼的尺寸，具有更好的視覺效果。三是基于冗余碼字的方案。這類方案的特點是不犧牲糾錯能力，而利用了二維條碼中的冗余碼字（不包含有用信息），將冗余碼字對應(yīng)的模塊替換為背景圖案顏色。該方案利用色彩帶來的冗余信息來展現(xiàn)背景圖案信息，同時保證將其灰度化后不影響使用標(biāo)準(zhǔn)解碼器解碼二維碼。四是3D 打印二維碼。該方案利用3D 模型本身光照的不均勻性，生成暗色和亮色，從而適合3D 打印模型。上述設(shè)計方案提供了美觀彩色二維條碼的設(shè)計技術(shù)，但是限于小尺寸的二維碼，即尺寸在0.1m 左右，沒有考慮將二維條碼用于公共空間設(shè)計這一特殊場景。針對該問題，我們提出如下針對公共空間設(shè)計的大型美觀二維條碼方案。

2 用于公共空間的大型美觀二維碼

用于公共空間的大型美觀二維碼，主要是指尺寸在1m 至幾米的大型景觀二維碼，且以視覺沖擊效果為設(shè)計因素之一，一般用于室內(nèi)外場景的布置，如大型展會、商場、商家促銷布置等。其景觀設(shè)計內(nèi)容，主要涉及立體二維條碼的設(shè)計、加工制作、陳設(shè)3 個方面。

2.1 設(shè)計

與普通美觀二維條碼不同，大型美觀二維條碼是三維碼，模塊是立體的，如立方體或者圓球，從而其設(shè)計方法必須考慮三維特征。為簡化設(shè)計，我們將三維碼的設(shè)計分解為正面的二維美觀條碼設(shè)計和立體設(shè)計兩步。正面的美觀條碼設(shè)計方案采用常見的（第一節(jié)所述）美觀二維條碼設(shè)計工具設(shè)計，獲得一個二維美觀碼。接著，用模塊的立體形狀來替換二維條碼的模塊，在三維設(shè)計軟件中獲得三維碼。我們開發(fā)了基于Matlab 和Python 工具的三維碼設(shè)計工具。在三維碼的中央部分預(yù)留出中心區(qū)域，用于放置主題模型或者圖片，這類似于在二維碼的中心部分預(yù)留出美觀圖案的位置。

2.2 加工制作

根據(jù)模塊的厚度，選擇不同的加工形式。對于小規(guī)模的三維碼，普通的3D 打印可以打印出模塊形狀，框架采用3D 打印或者亞克力雕刻成型[3]。對于中等規(guī)模的但厚度較薄的三維美觀碼，我們采用雙色亞克力雕刻技術(shù)，利用CNC 雕刻機或激光雕刻機獲得雙色二維碼。對于大型且厚度較厚的美觀三維碼，需要首先制作每個模塊的面，由面構(gòu)建模塊，最后裝嵌到框架上。

2.3 陳設(shè)

依照目的的不同，美觀碼的陳設(shè)方式不同。例如，為了商家促銷設(shè)計的美觀立體二維碼，可以陳列在商家店面前，并吸引顧客使用二維碼中心部分作為頭像，拍攝美觀二維碼照片，這樣同時也傳播了商家的二維條碼。對于展會入口，可將立體二維條碼陳列在背景墻或者背景屏前，由于立體二維條碼模塊的周圍部分是鏤空的，這樣觀察者從前視圖看到的是以背景墻上的圖案為圖像的美觀三維碼。為方便掃碼，應(yīng)保證有足夠的光照射到三維碼的前面板。

3 結(jié)語

針對公共空間內(nèi)大型二維條碼的設(shè)計問題，在回顧普通彩色美觀二維條碼技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了三維美觀二維條碼的方案。并針對三維美觀二維條碼的設(shè)計、加工制作和陳設(shè)問題，探討了解決方案。使用大型的三維美觀二維條碼，具有較強的視覺沖擊力，適用于大型展會、博覽會、商場和公共場所。