增強現(xiàn)實技術(shù)對兒童玩具設(shè)計的影響分析

閆月明

摘要：增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)發(fā)明于二十世紀(jì)九十年代，從該技術(shù)出現(xiàn)之初，人們就對增強現(xiàn)實在娛樂方面的未來和前景抱有極大的期望。其簡單直觀的邏輯，非常適合在兒童娛樂與教育方面的應(yīng)用。通過即時3D模型的顯示，使兒童玩具在娛樂與教育的深度廣度有了極大提升。本文通過對現(xiàn)有增強現(xiàn)實兒童玩具的調(diào)查與分析，研究增強現(xiàn)實技術(shù)對傳統(tǒng)兒童玩具的設(shè)計產(chǎn)生了哪些方面影響。在現(xiàn)有兒童玩具的基礎(chǔ)上，嘗試探討未來增強現(xiàn)實玩具的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：增強現(xiàn)實技術(shù);兒童玩具設(shè)計

一、增強現(xiàn)實技術(shù)的簡介

增強現(xiàn)實，英文全稱為Augmented Reality，簡稱AR。通常使用科技手段，模擬視覺、聽覺、觸覺和嗅覺等多種感覺，通過感官信息的重疊，持續(xù)改變?nèi)藗儗ΜF(xiàn)實環(huán)境世界的感知，達到以假亂真的效果。增強顯示技術(shù)發(fā)明于二十世紀(jì)九十年代早期，在之后的二十年間，陸續(xù)有工業(yè)和軍事上的產(chǎn)品面世。但受限于計算機性能和顯示技術(shù)，直到2014年才有第一款增強現(xiàn)實玩具面世。

增強現(xiàn)實玩具這個稱呼，其實不是太準(zhǔn)確，因為增強現(xiàn)實只是一個技術(shù)而不是類別。嚴(yán)格來講，使用虛擬世界進行交互的玩具都可以統(tǒng)稱為增強現(xiàn)實玩具，它們的顯著特點是在與人的互動上因為科技的加入，有了突破性的進步。上面的三類玩具，不管是哪一類玩具都可以與增強現(xiàn)實交互結(jié)合，在游戲體驗上有極大的提升。

增強現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)離不開智能設(shè)備的配合，目前實現(xiàn)增強現(xiàn)實效果的方式大體上可以歸結(jié)為三種：（1）通過移動攝像頭采集實景，程序進行計算后識別平面、圖形和距離，在屏幕上即時顯示真實圖像和虛擬物體的技術(shù)。（2）頭戴半透明顯示器，通過傳感器對外部信息進行采集，在半透明顯示器上局部顯示虛擬內(nèi)容的技術(shù)。（3）完全固定的顯示屏或背部投影。通常與現(xiàn)實物體或人物相同大小，營造出一種真實物體或人物來到顯示的感覺。受到現(xiàn)有技術(shù)水平的限制，幾乎所有兒童玩具的技術(shù)都是通過上文中第一種，即移動設(shè)備來實現(xiàn)的。

二、增強現(xiàn)實技術(shù)在兒童玩具設(shè)計中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.傳統(tǒng)兒童玩具的設(shè)計分類

傳統(tǒng)兒童玩具在造型設(shè)計上大概可以分為三類：（1）仿真類。這類玩具通常是一體化，在外形上模仿成人世界的物體，或?qū)φ鎸嵨矬w進行進一步擬態(tài)化，基于兒童想象力去設(shè)計的。（2）拼裝類。這類玩具通常沒有固定形態(tài)或有重復(fù)的形態(tài)，一般強調(diào)主觀性。在模塊化的形態(tài)設(shè)計下，引導(dǎo)兒童思考和想象。（3）運動類。通常是為了讓兒童進行體力運動，鍛煉骨骼和肌肉設(shè)計的。這類玩具通常是條狀、圓形或環(huán)狀等組合形態(tài)，目的是為了適應(yīng)玩具本身不斷的運動狀態(tài)。這三類玩具的形態(tài)隨著玩具的游戲模式或模仿對象的不同，形態(tài)通常會不斷的變化。

2.已有增強現(xiàn)實玩具的發(fā)展分析

2.1增強現(xiàn)實技術(shù)在兒童玩具上應(yīng)用的初步階段

這個階段玩具的實體通常是以平面居多的形態(tài)出現(xiàn)。增強現(xiàn)實兒童玩具大多局限在單一終端操作的玩法，即玩具和智能設(shè)備之間沒有交叉互動。這類玩具通常使用平面或平面較多的形態(tài)為現(xiàn)實載體，在使用玩具游戲時，往往長時間把持屏幕或長時間固定屏幕來操控實物。（例圖1，圖2）

增強現(xiàn)實在初起步時期，大多數(shù)廠商仍在觀望或開發(fā)階段，所以出現(xiàn)商品良莠不齊的景象是在所難免的。在屏幕上顯示卡片的3D模型或單純以動態(tài)定位展示3D模型互動形式呈現(xiàn)圖像，是增強現(xiàn)實玩具的初步階段。

2.2增強現(xiàn)實技術(shù)在兒童玩具上應(yīng)用的發(fā)展階段

發(fā)展階段的兒童玩具指的是近兩年來發(fā)布的互動性較強的玩具，具體體現(xiàn)在游戲模式和形態(tài)脫離了僅有增強現(xiàn)實識別玩法的定位和識別玩法，游戲模式上加入了許多與現(xiàn)實相關(guān)的元素，不再是單一的科普，而是變成了職業(yè)模擬（圖3）或創(chuàng)造類游戲。形態(tài)上的表現(xiàn)為，從單一的手機屏幕，變?yōu)榱耸殖值臉屝担▓D4）或擬態(tài)類型。不難看出，在發(fā)展階段的增強現(xiàn)實玩具開發(fā)里，開發(fā)者都傾向于將一個可游戲化的行為模式中的感官替換成虛擬的（即電子屏幕的）。

三、增強現(xiàn)實技術(shù)對兒童玩具設(shè)計產(chǎn)生的影響

1.增強現(xiàn)實技術(shù)影響兒童玩具的因素

影響兒童玩具設(shè)計的技術(shù)因素有很多，材料強度、加工工藝、電池技術(shù)、傳感器和芯片的運算速度等這些都會成為影響設(shè)計的因素。材料強度和加工工藝的發(fā)展會使玩具的形態(tài)越來越“生態(tài)”、越來越人性化。傳感器的加入不僅會使玩具的游戲體驗變好，也會從根本上改變玩具的游戲方式，玩具的形態(tài)可能更傾向于握持，或傾向于模擬。

芯片的運算速度使得更多游戲內(nèi)容得以實現(xiàn)，比如圖3中的玩具熊，在使用增強現(xiàn)實技術(shù)之前，它只具備玩偶的功能，它的延伸功能——比如過家家，都是兒童想象實現(xiàn)的。增強現(xiàn)實在這里起到的功能是，將想象力產(chǎn)生的東西搬到了現(xiàn)實中。所以在形態(tài)上，開發(fā)商可以做出更具體的物理形態(tài)，依靠圖形識別或其他傳感器功能，來對應(yīng)更有交互性的玩法。增強現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，影視或游戲衍生類科幻玩具獲益匪淺，通常影視和游戲有許多受限于成本和技術(shù)無法在玩具中實現(xiàn)的特殊效果，但是通過手機上的圖像識別技術(shù)，可以使角色的特殊效果和動態(tài)到現(xiàn)實中來，也可以使在現(xiàn)實中的模型到虛擬中去。不僅增加了衍生玩具的可互動性，也在無形中提升了衍生玩具的銷量和IP的影響力。

2.增強現(xiàn)實技術(shù)對兒童玩具形態(tài)的影響

增強現(xiàn)實技術(shù)對兒童玩具形態(tài)的影響可以從上文分的三個類型來說，這三個類型分別是：仿真類、拼裝類和運動類。

從仿真類玩具來說，玩具的主體形態(tài)具有承擔(dān)聯(lián)想的功能，所以增強現(xiàn)實技術(shù)在里面起的作用就是將聯(lián)想具現(xiàn)化。得益于聯(lián)想具現(xiàn)化，玩具和配件的結(jié)合更加緊密了。開發(fā)商在做需要用到圖像識別配件的時候通常傾向于扁平化，同時玩具主體也要考慮到用戶習(xí)慣，是把電子屏幕獨立在外，還是將電子屏幕設(shè)計為可組裝進玩具主體的配件，或者直接自帶顯示屏幕。仿真類玩具通常承載的是兒童的想象力，兒童的對玩具的所有感覺都會造成聯(lián)想，所以除了玩具的視覺效果之外，在聽覺、觸覺（振動反饋）、乃至重量，都會成為視覺效果的補充。所以在開發(fā)增強現(xiàn)實玩具時，不僅要在虛擬內(nèi)容上下功夫，也要為玩具本身提供多種觸感和交互可能，模糊虛擬和現(xiàn)實的界限，在用戶離開屏幕之后，也要讓用戶在玩具的其他感覺上體會到虛擬的事物繼續(xù)存在在現(xiàn)實中。

對于拼裝類玩具來說，想象力顯得就不是那么重要了，這類玩具通常更注重“過程”，是拼裝勞動后獲得的成就感。在拼裝玩具的類別中，增強現(xiàn)實技術(shù)目前在兩個方面的應(yīng)用廣泛。第一個方面是在拼裝過程中，系統(tǒng)通過安置在玩具中的傳感器，可以在不通過圖像識別的情況下，對游戲過程進行圖像、音效甚至氛圍的展示，比如拼裝正確或失誤有不同的顏色光、振動和聲音等，大大提升玩具的游戲體驗。第二個方面是在拼裝結(jié)束后，通過增強現(xiàn)實技術(shù)可以增加成就感，開發(fā)商可以結(jié)合游戲內(nèi)容，添加畫面或模型，來與現(xiàn)實成品進行互動。

對于運動類玩具來說，增強現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用就顯得簡單了。如果將虛擬世界的復(fù)雜信息帶入到現(xiàn)實中來，依托玩具本身顯示即時信息的話——比如在籃球上通過顏色顯示籃球比賽兩隊得分的高低，顯示已運動時間，或者干脆顯示家長叫兒童回家吃飯的信息。這樣展示的信息既直觀，又增加趣味性，提升兒童運動游戲的參與感與積極性。

3.未來增強現(xiàn)實兒童玩具發(fā)展的前景

綜合以上觀點，筆者認(rèn)為增強現(xiàn)實技術(shù)對兒童玩具設(shè)計的影響主要體現(xiàn)在游戲方式和形態(tài)上，使用增強現(xiàn)實技術(shù)的玩具在虛擬世界到現(xiàn)實世界的交互更加自然，讓兒童通過科學(xué)的方式與玩具產(chǎn)生更多的互動。在更多直觀的互動中，通過科技效果，使兒童玩具本身的玩法更豐富。通過主動觸發(fā)的方式，使兒童獲取信息的方式從被動變?yōu)榱酥鲃樱酝芏嘞抻诔杀净虬踩仍驘o法出現(xiàn)的游戲效果，也能通過增強現(xiàn)實技術(shù)得以實現(xiàn)。所以增強現(xiàn)實玩具在科技不斷發(fā)展的未來，隨著技術(shù)水平不斷提升，兒童玩具也會與時俱進，增強現(xiàn)實玩具會是如何開發(fā)新玩具種類的重要思路。

參考文獻：

[1]《數(shù)字時代兒童產(chǎn)品設(shè)計》[美]Debra Levin Gelman著，華中科技大學(xué)出版社，2017.10