基于AR的易家—AR家具秀設(shè)計與實現(xiàn)

蔡俊杰　李瑩瑩　吳秀芹　蔡雨　張雁澤

摘 要 近年來，在互聯(lián)網(wǎng)的帶動下，國內(nèi)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)和增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）技術(shù)得到了快速的發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)大勢的深度調(diào)整、消費市場的巨大轉(zhuǎn)變以及技術(shù)的全面沖擊我國家具行業(yè)面臨著巨大困境。本文將增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)同家具行業(yè)相結(jié)合，設(shè)計開發(fā)了基于AR技術(shù)的App軟件，該軟件改善了傳統(tǒng)家具行業(yè)的營銷方式，使商家與消費者在家具行業(yè)獲得極高的用戶體驗。

關(guān)鍵詞 增強(qiáng)現(xiàn)實 家具APP

1可行性分析

近年來，在互聯(lián)網(wǎng)的帶動下，國內(nèi)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)和增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）技術(shù)得到了快速的發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)大勢的深度調(diào)整、消費市場的巨大轉(zhuǎn)變以及技術(shù)的全面沖擊，我國家具行業(yè)面臨著巨大困境。目前家具行業(yè)的整體市場表現(xiàn)為：增速放緩，競爭激烈，利潤壓縮。2016年，家具零售同比增長不到13%，增速處于歷史較低水平。自2012年以來增速處于持續(xù)下降的過程。所以傳統(tǒng)家具市場需要正確的利用新型的技術(shù)來為自己注入新的活力。而且，國內(nèi)家具消費者正趨于年輕化，年齡25-35歲的家具消費者占比近72%。AR技術(shù)更好的迎合了年輕人的心理，將AR技術(shù)與傳統(tǒng)家具行業(yè)相結(jié)合，可以極大的方便客戶對家具的選購。一方面，消費者對新興技術(shù)的獵奇心理十分利于該APP的開發(fā)，另一方面，商家更加迫切地希望這一軟件的出現(xiàn)，同時對其抱有很大期望。

2需求分析與設(shè)計

該App可以實現(xiàn)虛實結(jié)合，用戶在使用該App時，用手機(jī)自帶的攝像頭掃描三維空間實景，將軟件中已有的模型進(jìn)行拖拽至手機(jī)攝像頭的真實場景中，待系統(tǒng)自動識別了真實場景，并且構(gòu)建了坐標(biāo)系后，用戶可以對家具進(jìn)行顏色的更改、旋轉(zhuǎn)等操作。

2.1設(shè)計原則

根據(jù)軟件工程的理念，將設(shè)計與實現(xiàn)規(guī)范化，抽象和模塊化。然后再對每個模塊進(jìn)行細(xì)化和關(guān)聯(lián)。保證各個模塊按照“低耦合，高內(nèi)聚”的原則進(jìn)行設(shè)計。

2.2模塊設(shè)計

基于AR技術(shù)的互動式教育App軟件可分為識別模塊、模型管理模塊和系統(tǒng)調(diào)度模塊。識別模塊又分為識別資源加載卸載模塊、識別圖追蹤模塊和圖像疊加模塊；模型管理模塊分為模型資源匹配模塊和模型資源調(diào)度模塊；系統(tǒng)調(diào)度模塊分為場景管理模塊和交互模塊。

（1）識別模塊：識別模塊達(dá)到的目的就是對真實場景的識別，當(dāng)用戶打開手機(jī)攝像機(jī)，系統(tǒng)將自動識別真實場景，并且根據(jù)特殊物體如墻角房頂?shù)茸詣訕?gòu)建坐標(biāo)系。

（2）模型管理模塊：模型管理模塊的設(shè)計原理是首先把所有的資源按照不同的模型進(jìn)行匹配和裝載，然后在不同的情況下調(diào)度資源。

（3）系統(tǒng)調(diào)度模塊：用于對場景進(jìn)行調(diào)度和交互，用戶可以通過拖動和點擊等方式，對家具系統(tǒng)等進(jìn)行位置的改變、尺寸的變化、顏色的改變等。

3系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1系統(tǒng)開發(fā)平臺

該App基于PureMVC輕量級框架、Unity3d游戲引擎和安卓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計與實現(xiàn)，在圖像識別方面運用的是高通Vuforia增強(qiáng)現(xiàn)實引擎，應(yīng)用Unity3d的PureMVC框架把圖像識別引擎和Unity3d的渲染引擎緊密的結(jié)合在一起，最終由Unity3d強(qiáng)大的跨平臺能力把整套系統(tǒng)借助AndroidSDK轉(zhuǎn)換為可以在安卓手機(jī)上運行的軟件。

3.2技術(shù)實現(xiàn)

該App的實現(xiàn)時首先對真實場景進(jìn)行識別，然后進(jìn)行標(biāo)識點的分析和圖像特征提取，并將這些信息存入數(shù)據(jù)庫。在運行時通過相應(yīng)算法實時的對現(xiàn)實場景進(jìn)行采樣分析，并與標(biāo)識點數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，如果對比成功，那么就會成為跟蹤的目標(biāo)。在識別成功之后需要進(jìn)行跟蹤定位，通過模版匹配的方式，不斷的與預(yù)先存在的訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，并解析當(dāng)前的位姿，然后獲得攝像機(jī)的光感等參數(shù)，還有目標(biāo)真實的世界坐標(biāo)和虛擬物體的3D世界坐標(biāo)，通過相應(yīng)的算法計算出與對應(yīng)的相機(jī)的二維坐標(biāo)，然后對虛擬的模型進(jìn)行渲染和融合圖像，達(dá)到虛實結(jié)合的效果。

為了達(dá)到“高內(nèi)聚，低耦合”的原則，系統(tǒng)的框架設(shè)計運用了消息機(jī)制，每個功能模塊都需要通過傳達(dá)和接收消息來執(zhí)行相應(yīng)的功能，這樣確保了某個模塊出了問題不會牽扯到整個程序，并且在運行效率上也得到了提高。

3.3運行結(jié)果

良好的視覺感受和合理正確的設(shè)計才會使得產(chǎn)品更受歡迎，所以軟件界面的設(shè)計也是非常重要的。界面設(shè)計遵循簡潔明了的原則，運行時效果如下圖1所示。

4總結(jié)

本文介紹了基于AR的家具秀App軟件的設(shè)計與開發(fā)過程，該App軟件改變了傳統(tǒng)家具行業(yè)的營銷的方式，使消費者和商家獲得極大的便利。

參考文獻(xiàn)

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