基于AR的易家—AR家具秀设计与实现

蔡俊杰　李莹莹　吴秀芹　蔡雨　张雁泽

摘 要 近年来，在互联网的带动下，国内的虚拟现实技术和增强现实（AR）技术得到了快速的发展。随着经济大势的深度调整、消费市场的巨大转变以及技术的全面冲击我国家具行业面临着巨大困境。本文将增强现实技术同家具行业相结合，设计开发了基于AR技术的App软件，该软件改善了传统家具行业的营销方式，使商家与消费者在家具行业获得极高的用户体验。

关键词 增强现实 家具APP

1可行性分析

近年来，在互联网的带动下，国内的虚拟现实技术和增强现实（AR）技术得到了快速的发展。随着经济大势的深度调整、消费市场的巨大转变以及技术的全面冲击，我国家具行业面临着巨大困境。目前家具行业的整体市场表现为：增速放缓，竞争激烈，利润压缩。2016年，家具零售同比增长不到13%，增速处于历史较低水平。自2012年以来增速处于持续下降的过程。所以传统家具市场需要正确的利用新型的技术来为自己注入新的活力。而且，国内家具消费者正趋于年轻化，年龄25-35岁的家具消费者占比近72%。AR技术更好的迎合了年轻人的心理，将AR技术与传统家具行业相结合，可以极大的方便客户对家具的选购。一方面，消费者对新兴技术的猎奇心理十分利于该APP的开发，另一方面，商家更加迫切地希望这一软件的出现，同时对其抱有很大期望。

2需求分析与设计

该App可以实现虚实结合，用户在使用该App时，用手机自带的摄像头扫描三维空间实景，将软件中已有的模型进行拖拽至手机摄像头的真实场景中，待系统自动识别了真实场景，并且构建了坐标系后，用户可以对家具进行颜色的更改、旋转等操作。

2.1设计原则

根据软件工程的理念，将设计与实现规范化，抽象和模块化。然后再对每个模块进行细化和关联。保证各个模块按照“低耦合，高内聚”的原则进行设计。

2.2模块设计

基于AR技术的互动式教育App软件可分为识别模块、模型管理模块和系统调度模块。识别模块又分为识别资源加载卸载模块、识别图追踪模块和图像叠加模块；模型管理模块分为模型资源匹配模块和模型资源调度模块；系统调度模块分为场景管理模块和交互模块。

（1）识别模块：识别模块达到的目的就是对真实场景的识别，当用户打开手机摄像机，系统将自动识别真实场景，并且根据特殊物体如墙角房顶等自动构建坐标系。

（2）模型管理模塊：模型管理模块的设计原理是首先把所有的资源按照不同的模型进行匹配和装载，然后在不同的情况下调度资源。

（3）系统调度模块：用于对场景进行调度和交互，用户可以通过拖动和点击等方式，对家具系统等进行位置的改变、尺寸的变化、颜色的改变等。

3系统实现

3.1系统开发平台

该App基于PureMVC轻量级框架、Unity3d游戏引擎和安卓系统进行设计与实现，在图像识别方面运用的是高通Vuforia增强现实引擎，应用Unity3d的PureMVC框架把图像识别引擎和Unity3d的渲染引擎紧密的结合在一起，最终由Unity3d强大的跨平台能力把整套系统借助AndroidSDK转换为可以在安卓手机上运行的软件。

3.2技术实现

该App的实现时首先对真实场景进行识别，然后进行标识点的分析和图像特征提取，并将这些信息存入数据库。在运行时通过相应算法实时的对现实场景进行采样分析，并与标识点数据库进行比对，如果对比成功，那么就会成为跟踪的目标。在识别成功之后需要进行跟踪定位，通过模版匹配的方式，不断的与预先存在的训练数据进行比对，并解析当前的位姿，然后获得摄像机的光感等参数，还有目标真实的世界坐标和虚拟物体的3D世界坐标，通过相应的算法计算出与对应的相机的二维坐标，然后对虚拟的模型进行渲染和融合图像，达到虚实结合的效果。

为了达到“高内聚，低耦合”的原则，系统的框架设计运用了消息机制，每个功能模块都需要通过传达和接收消息来执行相应的功能，这样确保了某个模块出了问题不会牵扯到整个程序，并且在运行效率上也得到了提高。

3.3运行结果

良好的视觉感受和合理正确的设计才会使得产品更受欢迎，所以软件界面的设计也是非常重要的。界面设计遵循简洁明了的原则，运行时效果如下图1所示。

4总结

本文介绍了基于AR的家具秀App软件的设计与开发过程，该App软件改变了传统家具行业的营销的方式，使消费者和商家获得极大的便利。

参考文献

[1] 蔡苏.增强现实（AR）技术的教育应用综述[J].远程教育杂志，2016（05）：27-40.

[2] 李铁萌.基于增强现实的学前儿童识字教育系统及实验研究[J].软件，2015（04）：44-49.