AR增強現實技術在智慧交互設計中的應用

摘 要：隨著計算領域、人工智能、5G、網絡安全、云、數據類服務、物聯網等七大技術領域的發展，機器視覺技術、移動互聯網等有關技術的發展，增強現實技術（AR）隨之成為當前的熱門技術。本文調查研究了增強現實技術在智慧設計領域中的研究結論及相關應用，總結出增強現實技術在智慧交互設計中的理論基礎和研究方法。同時將這些理論和方法應用于人機交互設計和日常生活當中，并且希望增強現實這項技術，可以帶來更多的社會價值。

關鍵詞：增強現實技術;智慧設計;人機交互

一、增強現實技術

（一）定義

增強現實（AR），也被稱之為擴增實境，該技術是在虛擬現實（VR）技術的基礎上發展起來的新興研究領域近年來，增強現實技術成為國外眾多知名大學和研究機構的研究熱點之一。增強現實技術通過計算機注冊技術，將圖形、文字等視覺形象通過計算機技術傳輸進虛擬網絡中，隨后對信息進行整合輸出，使受眾在真實的環境中，能夠同時觀察到虛擬場景，對人眼看到的畫面進行拓展，實現對現實的增強。

（二）高速穩定的網絡基礎

要實現增強現實技術在各大領域的廣泛應用，一個高速穩定的網絡是其基礎。第五代移動通信的出現，給這一技術的發展提供必要基礎。

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務的推出，到了2022年才有機器本身物與物的互動。幾乎所有行業都會受到影響，首先是智能制造，很多制造業都會推行物聯網，推行自動化，還有醫療保健、零售行業、智慧城市。5G網絡有高速、高效、低延遲性三個特征，通過5G網絡，加上AR增強現實技術或VR虛擬現實技術，可以提升越來越多的用戶體驗。

（三）增強現實技術的發展現狀

現如今，增強現實技術發展迅速，已逐步進入各個應用領域，該技術的具體原理是，借助光電顯示技術、計算機注冊技術、輔助以計算機圖形設計及可視化圖形設計技術，將現實中不存在的虛擬對象，通過計算機語言技術將其放置在真實環境中，同時利用光照強度、方向等一系列科技手段，將虛擬對象與現實場景高度貼合。用戶不必刻意區分虛擬場景與現實場景，只有在其中感受整體呈現出沖擊性視覺效果的場景即可。利用計算機將現實場景效果豐富起來，營造逼真的感官體驗。

（四）增強現實技術在零售店的應用

臺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，會有很多科技的元素，購物體驗非常不同。他們把機器人，還有區塊鏈技術、AR技術、人流感知等技術放進了體驗店里，和客戶一起打造了智能零售的店鋪。

全家花費非常多的心力在革新店員的新工作型態，包含新的驗貨方式，智慧咖啡機、互動貨架、VR導覽面板、電子貨架標簽、一鍵叫貨這些設備，都是準確打到店員和消費者的痛點，在消費者體驗上他們做了非常多的事情，就算其實是個沒什么用的功能（例如飲料柜自動門），但這些小細節很容易就能給消費者一種先進的感覺。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方式。

二、智慧交互設計

（一）智慧交互設計

智慧交互設計分為很多種類，這里主要探討AR虛實融合和實施交互設計的方式，營造更具沉浸感的交互體驗。楊磊等人研究指出，當前流行的增強現實交互技術主要包括兩類，基于設備的交互和機遇計算機視覺的交互。。機遇設備的交互技術需要借助光學式、電磁式等跟蹤設備或者陀螺儀加速度計等物理，實現通過設備控制交互，但相對而言比較杯中，交互不夠自然。基于計算機視覺的交互目前常見的大多是Mraker-Based模式，通過識別技術，姜虛擬物體疊加顯示在真實的世界的相應位置上。而為了實現更好的虛實融合效果，跟蹤算法是重點之一。

（二）AR交互設計的分類

國內外在增強現實交互領域的研究越來越多，使用最新技術、工具和方法，從多個方面實現虛實之間互動，可以歸納為三類：

一是對識別物體的感知處理，比如通過圖像識別或物體識別技術，顯示虛擬模型，進而實現虛實物體之間的跟蹤檢測、位移變化、遮擋處理等;

二是對識別環境的感知處理，比如通過 SLAM 技術感知環境，進行平面檢測、光照檢測等，實現AR模型與現實環境的交互行為：

三是對多通道信息輸入的感知處理，借助語音、自然手勢、空間位移等其他通道信息的輸入，轉化為間斷或連續的指令實現與AR模型的互動行為。

三、結語

蘋果CEO庫克說AR會像iPhone一樣強大，他又說AR會比VR更強大。4G改變生活，5G改變社會，通過5G網絡，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享受，AR/VR眼鏡也可以帶來更好的用戶體驗。中國移動有9億多客戶，跟VR/AR公司推出5G AR/VR套餐，用戶就會買這個數據包，就可以通過AR/VR看美國的NBA比賽，或者是聽周杰倫的演唱會，就像在現場一樣。如果設計師很好的運用5G和AR技術，能夠帶來不可限量的社會價值。

參考文獻

[1] 安福雙.正在發生的AR增強現實革命，人民郵電出版社，2018-10-01.

[2] 張以哲.沉浸感：不可錯過的虛擬現實革命，電子工業出版社，2017-8-01.

[3] 張克發、趙興、謝有龍.AR與VR開發實戰，機械工業出版社.2016-11-23.

作者簡介：代風月（1994.1—），女，漢族，籍貫：河南周口人，深圳大學美術與設計學院，18級在讀研究生，碩士學位，專業：藝術設計，研究方向：視覺傳達設計。