AR增强现实技术在智慧交互设计中的应用

摘 要：随着计算领域、人工智能、5G、网络安全、云、数据类服务、物联网等七大技术领域的发展，机器视觉技术、移动互联网等有关技术的发展，增强现实技术（AR）随之成为当前的热门技术。本文调查研究了增强现实技术在智慧设计领域中的研究结论及相关应用，总结出增强现实技术在智慧交互设计中的理论基础和研究方法。同时将这些理论和方法应用于人机交互设计和日常生活当中，并且希望增强现实这项技术，可以带来更多的社会价值。

关键词：增强现实技术;智慧设计;人机交互

一、增强现实技术

（一）定义

增强现实（AR），也被称之为扩增实境，该技术是在虚拟现实（VR）技术的基础上发展起来的新兴研究领域近年来，增强现实技术成为国外众多知名大学和研究机构的研究热点之一。增强现实技术通过计算机注册技术，将图形、文字等视觉形象通过计算机技术传输进虚拟网络中，随后对信息进行整合输出，使受众在真实的环境中，能够同时观察到虚拟场景，对人眼看到的画面进行拓展，实现对现实的增强。

（二）高速稳定的网络基础

要实现增强现实技术在各大领域的广泛应用，一个高速稳定的网络是其基础。第五代移动通信的出现，给这一技术的发展提供必要基础。

2019年11月1日5G商用套餐正式推出，今年、明年是极高速的宽带业务的推出，到了2022年才有机器本身物与物的互动。几乎所有行业都会受到影响，首先是智能制造，很多制造业都会推行物联网，推行自动化，还有医疗保健、零售行业、智慧城市。5G网络有高速、高效、低延迟性三个特征，通过5G网络，加上AR增强现实技术或VR虚拟现实技术，可以提升越来越多的用户体验。

（三）增强现实技术的发展现状

现如今，增强现实技术发展迅速，已逐步进入各个应用领域，该技术的具体原理是，借助光电显示技术、计算机注册技术、辅助以计算机图形设计及可视化图形设计技术，将现实中不存在的虚拟对象，通过计算机语言技术将其放置在真实环境中，同时利用光照强度、方向等一系列科技手段，将虚拟对象与现实场景高度贴合。用户不必刻意区分虚拟场景与现实场景，只有在其中感受整体呈现出冲击性视觉效果的场景即可。利用计算机将现实场景效果丰富起来，营造逼真的感官体验。

（四）增强现实技术在零售店的应用

台湾的全家科技概念店，如图所示，科技概念店和平常的店不一样，会有很多科技的元素，购物体验非常不同。他们把机器人，还有区块链技术、AR技术、人流感知等技术放进了体验店里，和客户一起打造了智能零售的店铺。

全家花费非常多的心力在革新店员的新工作型态，包含新的验货方式，智慧咖啡机、互动货架、VR导览面板、电子货架标签、一键叫货这些设备，都是准确打到店员和消费者的痛点，在消费者体验上他们做了非常多的事情，就算其实是个没什么用的功能（例如饮料柜自动门），但这些小细节很容易就能给消费者一种先进的感觉。用科技手段改变以往的零售模式，打造出一种新的智慧互动方式。

二、智慧交互设计

（一）智慧交互设计

智慧交互设计分为很多种类，这里主要探讨AR虚实融合和实施交互设计的方式，营造更具沉浸感的交互体验。杨磊等人研究指出，当前流行的增强现实交互技术主要包括两类，基于设备的交互和機遇计算机视觉的交互。。机遇设备的交互技术需要借助光学式、电磁式等跟踪设备或者陀螺仪加速度计等物理，实现通过设备控制交互，但相对而言比较杯中，交互不够自然。基于计算机视觉的交互目前常见的大多是Mraker-Based模式，通过识别技术，姜虚拟物体叠加显示在真实的世界的相应位置上。而为了实现更好的虚实融合效果，跟踪算法是重点之一。

（二）AR交互设计的分类

国内外在增强现实交互领域的研究越来越多，使用最新技术、工具和方法，从多个方面实现虚实之间互动，可以归纳为三类：

一是对识别物体的感知处理，比如通过图像识别或物体识别技术，显示虚拟模型，进而实现虚实物体之间的跟踪检测、位移变化、遮挡处理等;

二是对识别环境的感知处理，比如通过 SLAM 技术感知环境，进行平面检测、光照检测等，实现AR模型与现实环境的交互行为：

三是对多通道信息输入的感知处理，借助语音、自然手势、空间位移等其他通道信息的输入，转化为间断或连续的指令实现与AR模型的互动行为。

三、结语

苹果CEO库克说AR会像iPhone一样强大，他又说AR会比VR更强大。4G改变生活，5G改变社会，通过5G网络，加上AR/VR，可以提供超高清的视频下载，就可以提升很好的娱乐享受，AR/VR眼镜也可以带来更好的用户体验。中国移动有9亿多客户，跟VR/AR公司推出5G AR/VR套餐，用户就会买这个数据包，就可以通过AR/VR看美国的NBA比赛，或者是听周杰伦的演唱会，就像在现场一样。如果设计师很好的运用5G和AR技术，能够带来不可限量的社会价值。

参考文献

[1] 安福双.正在发生的AR增强现实革命，人民邮电出版社，2018-10-01.

[2] 张以哲.沉浸感：不可错过的虚拟现实革命，电子工业出版社，2017-8-01.

[3] 张克发、赵兴、谢有龙.AR与VR开发实战，机械工业出版社.2016-11-23.

作者简介：代风月（1994.1—），女，汉族，籍贯：河南周口人，深圳大学美术与设计学院，18级在读研究生，硕士学位，专业：艺术设计，研究方向：视觉传达设计。