基于AR的3D打印機互動宣傳冊的設(shè)計與制作

呂志梅 司占軍 張潞

摘要：增強現(xiàn)實技術(shù)的理念就是在實時媒體中盡最大限度地?zé)o縫地融入并不實際存在的物體，以此來實現(xiàn)虛實結(jié)合的效果。該文基于AR技術(shù)制作一本具有良好交互性，內(nèi)容精良的3D打印機互動宣傳冊，深化讀者和書本之間的溝通過程，為讀者提供更豐富，更有層次的閱讀選擇。

關(guān)鍵詞：增強現(xiàn)實；Unity3D；3D打印機

中圖分類號：TP37 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）10-0189-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

增強現(xiàn)實技術(shù)（Augmented Reality，AR）是在虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality Technology）基礎(chǔ)上成長起來的一種計算機應(yīng)用和人機交互技術(shù)，通過將虛構(gòu)的信息應(yīng)用到現(xiàn)實環(huán)境中，使得真實存在的環(huán)境和虛構(gòu)出來的物體實時地疊加到同一個畫面，展現(xiàn)給用戶一個效果真實的新環(huán)境。增強現(xiàn)實技術(shù)豐富了人們獲取信息的方式，加深了人們對信息的直觀感受，具有一定的研究意義和開發(fā)價值。

1 研究內(nèi)容及意義

增強現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)逐漸滲透到眾多傳統(tǒng)印刷行業(yè)，不可避免地改變著人們的閱讀方式。傳統(tǒng)紙質(zhì)品的眾多不足之處可以通過增強現(xiàn)實技術(shù)來彌補，以此來增強文化信息的傳播力。“增強現(xiàn)實”類出版物為傳統(tǒng)出版物增添奇幻元素且?guī)韨鹘y(tǒng)紙質(zhì)出版物轉(zhuǎn)型以突破自身的機會。

2 設(shè)計思路

基于增強現(xiàn)實技術(shù)的多媒體互動宣傳冊的設(shè)計與制作主要是包含紙質(zhì)版書籍的設(shè)計，多媒體資源的整合，增強現(xiàn)實功能的設(shè)計與實現(xiàn)，Android系統(tǒng)增強現(xiàn)實應(yīng)用的設(shè)計四個方面，在設(shè)計制作之前，對整體開發(fā)方案有個明確規(guī)劃是十分重要的。如圖1所示，為本次開發(fā)的系統(tǒng)規(guī)劃圖。

3 三維模型的交互功能

三維模型的掃描識別功能包括通過攝像頭掃描出模型，通過手勢控制模型的旋轉(zhuǎn)與縮放，模型實現(xiàn)脫卡功能。通過攝像頭掃描出三維立體模型，同時配合手勢控制模型旋轉(zhuǎn)縮放，使讀者得以全方位的觀察3D打印機的整體以及詳細的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而模型的脫卡功能避免了讀者必須一直將移動端攝像頭對準識別圖才能顯現(xiàn)模型的麻煩，真正實現(xiàn)了更具交互性、更充滿人性化的功能設(shè)計。見圖2。

4 講解視頻的掃描識別功能

講解視頻對于一些抽象的不便于理解的文字內(nèi)容具有至關(guān)重要的意義，通過攝像頭掃描識別圖播放視頻的同時還可以通過手勢控制視頻的播放與暫停，這些交互功能可以幫助讀者更好的理解與分析。視頻選取的是Makerbot Replicator 2官網(wǎng)上對本款機型的總體介紹，采用視頻播放的形式使用戶可以獲得更多更詳細的信息，拓寬了紙質(zhì)書籍的表現(xiàn)形式。視頻的識別功能的實現(xiàn)采用了EasyAR中的video player功能。

5 流程動畫的掃描識別功能

為了更好地向用戶展示3D打印機的工作流程以及打印機各個零部件的詳細構(gòu)造，使用3ds Max為模型創(chuàng)建了幀動畫，應(yīng)用關(guān)鍵幀對三維模型形態(tài)位置等屬性進行改變，使其連續(xù)播放即顯示動畫效果。動畫展示了3D打印機的拆解過程，用戶可以通過手指控制模型動畫的旋轉(zhuǎn)與縮放，方便用戶全方位地看到3D打印機的詳細內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

6 脫卡功能的實現(xiàn)

模型的脫卡功能是指用戶不必一直將攝像頭對準識別圖以觀察模型，當用戶攝像頭離開識別圖時模型依然存在且呈現(xiàn)在移動端屏幕的正中間，仍然具有旋轉(zhuǎn)縮放效果，這就避免了移動終端掃描識別的不便捷性，更具人性化和實用性。脫卡功能實現(xiàn)的原理是將三維模型從識別目標下移出，不再將識別圖作為三維模型的父對象，這樣便能實現(xiàn)模型不跟隨識別物體的現(xiàn)象。脫卡功能是通過將Not Found腳本代碼附加到識別物體的Image Target組件上來實現(xiàn)。

7 APP的發(fā)布及測試

在互動宣傳冊增強現(xiàn)實功能基本制作完成后需要對APP進行測試。選擇了小米和魅族這兩款A(yù)ndroid移動端，進行了多次真機測試與修改，最終版本均可實現(xiàn)移動端安裝、攝像頭掃描識別和視頻播放等各項功能，最終點擊生成.apk文件。見圖3。

8 結(jié)束語

增強現(xiàn)實技術(shù)使得傳統(tǒng)紙質(zhì)出版物與數(shù)字多媒體技術(shù)融合更為緊密，打破了傳統(tǒng)紙質(zhì)出版物傳遞信息的局限性，也從根本上改變了讀者的閱讀感受，使得閱讀不再只是翻閱平面上的圖文而是能人機交互的具體而生動的信息，圖書內(nèi)容活靈活現(xiàn)地展現(xiàn)在讀者眼前。

目前國內(nèi)對增強現(xiàn)實技術(shù)掌握的還不夠成熟，在國內(nèi)普及度還遠不夠，相信隨著科技的快速發(fā)展與人類想不斷突破自身極限的精神，未來增強現(xiàn)實技術(shù)一定會日趨完善，充斥到人們生活的方方面面，為人們帶來激動人心的閱讀體驗。

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【通聯(lián)編輯：謝媛媛】