基于混合現實技術輔助產品包裝設計的開發策略研究

胡祎琳

(湖南科技職業學院，湖南 長沙 410007)

一、混合現實技術的概念與特征

混合現實簡稱MR（MixedReality）。混合現實技術是高度交叉的綜合性學科，它采用人工建筑視覺、聽覺、觸摸等計算機技術集成三維虛擬環境，用戶需要一個特定的設備和虛擬環境中物體的交互，產生真實的環境感受和體驗，擴展，模擬人類的知識和適應世界的能力，它具有沉浸、互動、想象等特點。它解決了交互體驗、工業設計、仿真培訓等領域的主要問題，但存在建模工作量大、仿真成本高、與現實匹配程度不足等普遍問題。針對這一問題，出現了多種混合增強現實技術，它們匹配虛擬環境和真實環境。其中，將虛擬對象疊加到真實環境中的增強現實技術是增強現實（簡稱AR），即“虛擬現實”，而實際對象則疊加到虛擬環境，即“虛擬環境中的實實在在增強虛擬環境”。本次基于計算機、網絡跟蹤定位技術的顯示與交互，在現實場景或對象中，攝像機采集和真實場景匹配與對象和虛擬對象以及環境綜合的新興技術，大大減少了三維建模和繪制工作量，對觀眾在視覺、聽覺、觸覺等方面具有較強的現實感和現場體驗。它具有虛擬與真實組合、實時交互和三維配準三大特點。在軍事、工業、醫療、教育、市政、旅游、電子商務、會展、游戲等領域具有良好的性能和應用前景。

二、混合現實技術技術在包裝設計中的應用現狀

混合現實技術在平面設計領域發展迅速。近年來，國內外產品包裝逐漸出現了混合現實技術的影子：如消費者可以通過平板電腦或手機觀看其生動獨特的品牌內容。這項技術的應用為世界各地的產品和包裝提供了設計思路。2016年3 月5 日，麥當勞在瑞士推出了“快樂護目鏡”。一個特殊版本的谷歌紙板是從一個快樂餐盒中創建的：消費者需要打開盒子，沿著預設的線撕開盒子，重新折疊盒子并放入附帶的鏡頭。簡單而獨特的谷歌紙板虛擬現實“快樂眼鏡”將作出。只需將手機與附帶的游戲應用程序放在一起，就可以獲得令人驚嘆的虛擬現實體驗。作為競爭對手，肯德基還在里約奧運會的狂熱中推出了“魔桶”免費VR 護目鏡活動，讓消費者在觀看VR 奧運視頻的同時享受炸雞可樂。可口可樂推出12 瓶可樂包裝，消費者只需將紙板上鋒利的物體和少量膠水切割即可DIY 一副VR 眼鏡；迪格九品包裝是讓消費者掃描瓶內標簽，獲取產品品牌及其視覺形象識別信息；美國啤酒品牌藍月亮也通過視頻掃描瓶貼，了解產品的營養成分和生產過程。亨氏千層面也掃描瓶貼紙，得到你自己的食譜和視頻是如何制作的。世界名酒希格拉姆可以掃描不同口味的金瓶貼紙，得到相應的制作杜松子酒的配方或視頻。通過以上對虛擬現實包裝案例的介紹，我們發現其共性離不開智能手機或平板電腦，而智能手機或平板電腦本質上就是圖像采集設備（攝像頭）和顯示設備（屏幕）。

工業是目前對混合現實技術需求最強的行業。隨著工業4.0、智能制造等概念的推廣，越來越多的企業開始尋求智能化的產業升級技術，希望以技術賦能產業，為企業創造新的價值。在這個過程中，混合現實技術由于能夠很好地與現實環境和現實對象相結合，逐漸被大家所接受，成為提高生產力的重要工具。MR 技術可以為工人提供他們在日常工作的真實環境中最需要的信息，包括在職培訓、設備維護手冊、物聯網數據展示和遠程專家指導。當員工使用頭戴式MR 眼鏡時，他們對周圍真實環境的觀察完全不受影響，他們可以解放雙手進行操作。以下是一個典型的工業應用場景：當工人在生產環境中佩戴MR 眼鏡進行檢查時，設備的當前運行數據會自動出現在機器和設備的前面；如果檢查員發現任何異常，他可以通過眼鏡記錄情況并報告問題。然后，根據故障信息，檢索相關的問題處理方案或全息維修說明書。設備維護說明信息將逐步呈現給他，并準確指出每一步的具體位置。專家對眼鏡拍攝的圖像進行分析后，為現場工作人員提供準確的專業指導，協助解決問題。在整個過程中，生產環境中的員工只需要一副MR 眼鏡即可實現所有功能。

MR 技術在醫學領域也有廣闊的發展空間。例如，醫生可以使用混合現實眼鏡在手術過程中輕松查閱患者圖像數據、相關部位的3D 模型和其他內容。患者的全息骨模型也可以精確疊加在其身上，協助醫生完成手術定位。結合5G 等電信技術，對作業現場進行直播，實現遠程多人會診。在外科培訓、醫療器械操作培訓等業務場景中，我們也可以利用MR 來實現優秀的培訓效果。醫學圖像數據可以很容易地轉換成三維模型。利用這些模型的MR 全息顯示，可以對平面圖像進行三維顯示，并能對醫生進行準確的空間位置判斷。這種立體空間的“電影閱讀”技術可以顯著提高年輕醫生電影閱讀的準確性，同時，方便醫生與患者或家屬直觀地交流相關情況。

三、MR 包裝優勢

（一）現代包裝

現代包裝材料，大致可以分為紙張、塑料、金屬等，不同的材料、材料價格、加工難度都會影響產品包裝的價格。雖然現代包裝的材料、材料和工藝種類繁多，但開發一種新產品卻需要很長時間，其中有許多問題需要發現和解決。材料和工藝能否實現需要長期的試驗和證明。而一旦批量生產，產品就會定型并封存。如果產品不及時升級，很容易給消費者帶來審美疲勞。然而，升級或推出新產品也需要大量時間來設計、制作和生產密封樣品。

（二）MR 包裝

MR 技術與包裝相結合，MR 在現實的基礎上轉化為虛擬的數字數據，在我們眼里通過媒體、手機、眼鏡等在每個人的眼里，既然是虛擬的數字，在這里，舉個例子，即使只是一個普通的沒有任何材料的紙箱，我們也可以從MR metal 給他的視覺，塑料和其他材料，以及各種材料的對比。還是說我們可以用低成本的方式進行包裝，并通過虛擬的數字來展示MR 技術的高成本過程？相信當今的CG 技術或3D 軟件建模渲染，不難呈現出逼真的材質。MR 技術還可以使數字虛擬物生動，更能實現人與物的交互，使產品具有“生命性”。

四、基于混合現實技術的產品包裝設計

目前，混合現實技術在產品包裝設計中的應用還只是少數國際知名品牌的嘗試性小規模應用，在國外還沒有完全普及，我國還沒有完整系統的原創混合現實技術產品包裝。筆者深知，任何技術的出現都需要經歷一個從萌芽和生長到成熟和衰退的生命周期。混合現實技術目前正處于生命周期的早期階段。筆者認為，隨著人類社會的不斷進步和科學技術的不斷發展，混合現實將像我們今天使用的手機和電梯一樣司空見慣、無處不在。針對人們對混合現實技術的好奇和對產品包裝圖紙設計的不以為然，從包裝生產周期和包裝銷售使用周期兩個方面，將混合現實技術應用于產品包裝，為產品包裝設計的發展方向提供新的思路。

（一）包裝的設計生產周期中混合現實技術的融入

產品包裝設計過程結合了三維渲染的技術和藝術，良好的包裝設計能有效地保護產品，準確完成客戶想要傳遞的信息，符合現代包裝設計理念的綠色環保，最大限度地節約收貨人的成本，這是包裝設計師要求但又必須完成的任務。融入混合現實技術產品包裝設計過程，在現實世界中佩戴頭飾手持設備，虛擬三維空間包裝結構設計和測繪工作，改進虛擬環境技術和方法，制作虛擬產品的渲染包裝，產生不同的插入深度，保證與陰影的高精度交互關系。另外，桌面虛擬設備采用全息相機和投影設備，結合虛擬現實技術的特點“再現客觀真實性”，裸眼三維虛擬現實增強效果更利于設計師和客戶對設計原則和設計效果的溝通與交流。

（二）包裝的銷售及使用周期中混合現實技術的融入

包裝一經生產、使用、上架，就肩負著吸引消費者眼球、傳遞產品信息、促進產品銷售的使命。混合現實產品包裝的融合，要求消費者使用手持（智能手機）VR 增強設備體驗基于圖像標識跟蹤技術的虛擬現實體驗。此外，利用增強現實技術，通過手持虛擬增強設備（智能手機），將設計師先前設計的虛擬圖像與現實世界進行匹配，從而參與產品生產和射擊過程。對于使用折疊紙盒的產品包裝，可以通過切割和折疊預設的切割線和折疊線來制作手持式或頭戴式虛擬增強裝置，使消費者能夠在虛擬現實之外的真實世界中與包裝進行互動，避免單純的顯示技術和數字化設計信息的過載傳輸。從用戶體驗的角度出發，進行交互式產品包裝設計從虛擬到真實增強現實技術的創新實踐。

五、結語

互聯網的發展和普及以及低成本組件的出現和計算機三維處理能力的提高，為混合現實技術的開發和應用帶來了飛速的發展，也逐漸改變了人們的日常行為和消費模式，混合現實技術和產品包裝，創造了不同于傳統形式的新包裝，它給消費者帶來了非傳統的感官和互動體驗，審美趣味日益增強，推動國內產品包裝行業轉型發展邁上新的臺階。