增強現實技術(AR)在服裝領域的應用研究

黃銀慧,盧 妍,秦 芳,匡才遠

(金陵科技學院,江蘇 南京211169)

1 增強現實技術(AR)概述

1.1 概念及特征

AR技術是指疊加物理信息(視覺信息、聲音、味覺、觸覺等)的技術,這在現實世界中的特定時間和空間是難以體驗的[1]。它通過科學技術的模擬被人類感官感知,從而實現超越現實的感官體驗。三大關鍵技術是三維跟蹤配準技術、顯示技術和智能交互技術,其中三維跟蹤配準技術最重要[2]。

1.2 歷史發展

AR技術的起源可以追溯到莫頓·海利格(Morton Heilig)在20世紀50～60年代發明的Sensorama刺激器。他根據拍攝經驗設計了機器傳感器刺激器,該刺激器可以利用圖像、聲音、氣味和振動讓用戶感受到在紐約布魯克林街道上騎摩托車的快速場景。當時這項發明非常先進,AR也因此展開了它的發展史[3]。

20世紀90年代初,波音公司的托馬斯和其他員工首次在其獨立設計的輔助布線系統中提出“AR”一詞。90年代末,阿茲馬對AR做出了明確的定義,即虛擬對象與現實的結合、實時交互和三維結合。1999年,在AR系統的技術層面,華盛頓大學人機界面技術實驗室支持AR工具包(AR toolkit)的開發,這是業界最早、相對成熟的基于矩形識別標記的三維空間注冊AR引擎。2008年后,科技領域的創新、電子商務的成熟以及以人為本的服務精神的加強等諸多因素推動了AR技術在各個行業快速發展。

如今,AR技術對于每個人來說都不陌生。如果你在2010年之前提到AR,那將被視為天方夜譚,沒有合適的硬件平臺,而且離大眾消費市場太遠,不為人們所熟知。后來,智能手機的出現使得情況與以前大不相同,比如相機和大屏幕,這兩個關鍵設備的存在和硬件計算能力的快速發展為AR技術奠定了基礎,因此,大量AR應用如雨后春筍般涌現,特別是在幾年前《口袋妖怪》發布后,公眾對AR技術的期望越來越強烈。

2 AR在服裝領域的現狀

2.1 服裝設計軟件

基于AR技術的傳統設計和仿真應用受到虛擬現實顯示和交互模式的限制。它們不能真實地反映真實環境中設計工作或模擬設備的真實規模以及與真實場景的集成效果,缺乏人與虛擬模型之間的自然交互能力。借助AR技術和可穿戴的硬件平臺,設計作品或模擬裝置的外觀可以在真實場景中由第一視角顯示,人機與虛擬模型的交互可以通過自然手段進行,有效解決虛擬現實技術存在的問題[4]。

2019年3月8日,牧羊人在北京召開了AR服裝設計軟件全息服裝產品發布會[5],如圖1所示。這是一個基于微軟全息眼鏡的服裝設計軟件,在科技發展的推動下,牧羊人在紡織行業推出了集現實、人工智能、大數據、云計算等技術于一體的創新產品。隨著時代的進步和國家政策的出臺,為紡織業開辟了一個新的商業模式。

牧羊人希望該軟件能被引入,能縮短設計師和高科技工廠之間的溝通距離,意味著不同城市甚至不同國家的制造商可以同時佩戴全息鏡片,在其面前顯示全息圖,看到虛擬人類模型和服裝展示,并通過網絡和云計算技術實時討論或修改設計和生產細節,用戶可以使用手勢直接調整服裝尺寸的細節,并同步顯示服裝工藝表中的數據,進行實時記錄。該軟件使溝通過程更加直觀、簡潔和清晰,大大提高了溝通效率。

圖1 牧羊人AR服裝設計軟件發布會

全息服裝是為紡織和設計行業服務的革命性創新產品。雖然紡織服裝業是民生之本,但它的發展和變化仍然是大眾所看不到的。中國改革開放40年來,它已成為促進國內生產總值增長的重要產業之一。牧羊人希望在未來,在全息攝影和中國設計師的共同努力下,2025年中國制造(Made in China 2025)將真正成為世界人民追求的標簽,科技將改變中國設計。

2.2 虛擬試衣

服裝行業長期以來一直在研究和開發人工智能技術在服裝中的應用。其核心技術在于基于人臉或人體輪廓的實時識別和運動的實時跟蹤,結合特殊身體部位解決3D空間配準問題,從而實現虛擬3D服裝、眼鏡和發型的AR試用[6],如圖2所示。

在海外,總部位于美國洛杉磯的祖加拉(Zugara)推出了WebcamSocial Shopper,這是一個在線試用網站,通過使用在線購物者的網絡攝像頭、動作捕捉界面、增強現實技術和社交媒體整合來模擬生活中的購物場景。

Face Cake于2011年推出了基于Kinect的試衣間應用“Speel”,其可以根據用戶的喜好改變背景和服裝配飾的搭配,為購物者提供身臨其境的虛擬體驗。2018年4月,ZARA在全球137家店鋪推出了AR體驗[7]。據了解,消費者可以通過ZARA技術應用在移動設備上讓該技術得以實現。ZARA以3種方式解鎖應用程序：商店窗口、商店柜臺上的識別碼和在線訂單盒子。當智能手機被定位在這些元素的圖形標識上時,模特就會在用戶的手機屏幕上按順序出現,為時7～12秒。12種動態體驗被拍攝到1張170平方米的全息圖上,并配有68臺相機,這是世界上同類相機中最大的一臺。此外,7月初,H&M在紐約時代廣場旗艦店推出了微軟授權的聲控智能互動鏡,可以讓消費者獲得更便捷的時尚推薦,并根據客戶需求提出服裝款式建議,這樣一來,消費者便可以通過智能鏡展示自己獨特的個人風格。

圖2 虛擬試衣

2016年9月19-20日,國內兒童品牌ABC KIDS在廈門舉行了2017年第二季度新產品發布會。在現場,每個人都能感受到與過去的不同,包括AR互動體驗、AR產品植入演示。健康科學的3D足部測量儀器能夠準確測量兒童足部的形狀和數據,并為兒童推薦最適合的產品。其中,增強現實交互體驗受到了參與者的強烈關注。據了解,它采用最先進的增強現實技術和三維動畫,賦予普通T恤豐富的平面圖案視覺內容,如聲音和陰影。每件人工智能T恤都包含一個獨特的卡通形象和故事。此外,Gap和谷歌前年在消費電子展(CES)上聯合開發了一款基于AR的購物應用,允許用戶在家中使用AR技術進行虛擬試衣。

2.3 服裝面料印染

AR技術廣泛運用于服裝生產的染整,如圖3所示。染整包括預處理、染色、印花和整理。印染行業是紡織服裝產業鏈的中間環節,其作用是為下游的服裝生產制造企業提供面料[8]。AR技術與印染工業相結合不僅有效拉動服裝相關產業的發展,還可以提高服裝品牌的市場影響力。例如,童萌匯為一家兒童服裝店,采用AR技術制成動物印花。當顧客使用手機掃描服裝上花紋時,動物印花就會動起來,與孩子們進行有趣的互動。這極大地激起了消費者的購買欲望,產品銷售一空,品牌服裝贏得了一致好評。這充分證明AR技術為產品找到了新的高附加值,使企業轉型的同時也為消費者提供更高的娛樂追求和自由交互需求。

3 AR技術在服裝領域發展趨勢

AR技術在服裝領域的應用有服裝設計軟件、虛擬試衣和服裝生產等方面,根據周粵臻的服裝工業市場理論,AR技術在其他領域的廣泛運用得知其在服裝領域的其他方面存在諸多應用的可能,頗具發展潛力[9]。

3.1 智能服裝

三星申請了人工智能技術的AR頭顯專利[10],并開發了智能面料,用戶可以根據自己的需要進行更換。AR頭顯中,它將人工智能技術和機器學習技術相結合,其原理是AR引擎在結合頭幕攝像機拍攝的圖片或視頻后,為這些圖像數據提供智能標記。利用AR頭顯和智能面料,用戶可以在短時間內更改衣服的設計以支持任何業務。例如用戶要去聽音樂會,可以在智能手機上定制衣服,只需點擊一個應用程序,就可以數字打印樂隊的標志,并將其發送到智能衣服上。

3.2 AR與VR技術結合

虛擬現實技術是一種能夠創造和體驗虛擬世界的計算機仿真系統,通過計算機生成模擬環境,是一個互動的、三維動態的觀點和物理行為系統模擬。由于一些服裝設計復雜,配飾頗多,剪裁復雜,通過VR營造虛擬裁剪工作臺以及結合AR技術,可以實現服裝的設計、分解、裁剪等。

利用虛擬現實技術模擬現實情況,運用計算機信息技術模擬織物是服裝設計師、AR技術和VR技術最理想的結合。設計師可以穿著3D人體模特的基本服裝款式,通過選擇和設置織物的一些參數以及人體的運動規律,對服裝和人體進行仿真。通過對三維服裝運動仿真和仿真效果的觀察,設計人員可以直觀地研究三維服裝的運動仿真和仿真效果。如有問題,服裝的形狀和材料可以立即在2D或3D環境中進行修改,使服裝達到更好的預期效果。

3.3 服裝網絡銷售

在信息快速發展的時代,越來越多的人選擇網購。線上服裝店可以通過AR技術,為消費者提供更高層次的服裝體驗。

對于致力于電子商務的零售商來說,AR技術可以用來為消費者創造一個虛擬的購物空間,讓他們感受到類似于離線購物體驗。一些淘寶商店使用AR技術來滿足消費者對虛擬裝配的需求。例如,My Virtual Model就是一個典型的虛擬裝配站點。當消費者進入配件界面時,他們可以選擇標準身材的虛擬配件模型,也可以創建與自己尺寸相似的虛擬配件模型。他們還可以將模型的頭部更改為自己的頭部,以便擬合過程看起來更真實,如圖4所示。虛擬配搭模式建立后,顧客可以為虛擬模型穿上不同的服裝和戴上不同的配飾,包括改變款式、顏色等,從而得到所期望的服飾效果。通過對服裝裁剪尺寸和人體尺寸比較分析,系統可以快速顯示虛擬模型的適合度,并向客戶推薦最適合的服裝尺寸[11]。

圖4 淘寶虛擬試衣間

此外,在天貓提供的新零售解決方案中,服裝品牌海瀾之家在品牌建設、新產品推出、運營管理、產品創新以及線上和線下全渠道整合方面圍繞新零售展開了一系列合作。可以想象,在不久的將來,當消費者進入海瀾之家時,發現沒有人零售。客戶可以通過個性化的智慧窗口獲得他們感興趣的信息。他們的風格偏好是基于大數據的人工智能。只要他們打開手機進入天貓,動動手指就可以隨心“試穿”當季新品,豈不樂哉!這些都標志著我國在3D虛擬試衣領域有了更進一步的發展,人工智能技術的應用為消費者的購物體驗提供了便利,由此也避免了退貨換貨、到貨后不滿意、怕麻煩不退等問題。

4 AR技術需解決的問題和建議

4.1 技術問題

目前,國內AR硬件還不夠強大,手機和眼鏡是支持AR技術的主要設備。支持AR技術的手機品牌主要是蘋果。大多數通過AR設計的產品比較單一,不能夠長期吸引顧客。預算通常是“夢想殺手”,對于AR和MR來說,大部分預算都用來創建3D東西。將電影(VFX分辨率)或CAD文件轉換為可用于消費者移動手機使用的的3D內容是一項巨大的工作量[12]。

4.2 AR技術缺乏廣泛運用

目前,真正了解并經常接觸AR技術的人比較少。這是因為AR技術在我們的生活中沒有得到廣泛的應用。一部分人僅通過游戲動漫接觸到AR技術,且AR技術在其他方面融入生活是很少的。就虛擬試衣來講,當人們逛街時很少能夠見到虛擬試衣間或者試衣鏡,在線上運用虛擬試衣軟件也是微乎其微。

隨著AR技術的不斷完善,企業家應將AR技術運用到產品中。相信未來,AR技術將應用于人們生活的方方面面,為人們提供更好的服務。

5 結語

AR技術在服裝領域的應用很突出。服裝軟件的開發、虛擬試衣、服裝面料印染等方面都滲透AR技術。AR技術不僅可以帶動產業鏈的升級發展,還能使消費者達到其要求水平,實現共贏。雖然AR技術存在著一些問題,但在智能服裝、市場營銷等方面有著不錯的前景。服裝企業應深入研究與發展,將虛擬與現實技術普及到人們服裝生活中,使得服裝產業趨于數字化、智能化、信息化。