LED顯示技術在背包設計中的應用研究

陳金嬋

（廣東工業大學，廣東 廣州 510006）

過去，LED 顯示技術廣泛應用在照明、廣告、屏幕領域。隨著技術不斷地進步，人們不再局限于固定場景的畫面顯示，而將其拓展到移動場景中，可隨人體移動的紡織品便逐漸成了技術應用的載體。近些年，LED 顯示技術被應用到背包設計中，LED 上的畫面信息伴隨著人體的移動進行傳遞和傳播，為原本固定的LED 信息傳播途徑提供了發展的契機。然而，由于技術應用場景和使用人群的不斷擴大，LED 顯示技術涉及的學科領域不斷增多，它在多個方面的研究還不夠成熟，因此需要對LED 顯示技術在背包設計中的應用進行系統研究，提供規范的設計原則，從而更好地促進技術的應用。

1 LED 背包概述及其研究現狀

1.1 LED 背包

LED 又稱發光二極管，具有應用范圍廣，功耗小，使用壽命長，低碳環保等的特點。LED 顯示屏則是由LED 發光二極管組成行列矩陣，人們可以通過電腦或者智能手機控制矩陣板上的燈珠狀態，從而顯示自己需求的文字、動畫或者圖像等信息[1]。它作為發光器件被廣泛地應用到照明、廣告燈、指引燈、屏幕等多個領域。而LED 背包是主要采用LED 顯示技術進行信息顯示和傳遞的一類智能背包，它可以應用在交通出行、廣告宣傳、信息提醒等場景，突破了傳統背包局限的收納功能，增加了更為豐富的人機交互體驗。

1.2 LED 背包的研究現狀

大約在十多年前，市場上就已經出現了LED 背包。最初LED 背包是作為轉向燈，輔助交通出行，以降低騎行的安全隱患。設計師將LED 點陣屏嵌入背包當中，作為一種轉向指示信號、自定義圖像的信息媒介[2]。操控這類圖像信息有兩種方式：第一種是通過安裝在車把手上的無線控制器進行主動切換操作，另一種是利用MEMS 陀螺檢測角速度，在用戶轉向時自動顯示轉向箭頭。通過上述的操控方式，可以展示前進、停止、向左、向右的路標以及自定義信息或者圖案[3]。一方面可以讓行車路人清晰地看到投射的信息，另一方面可以解放用戶原本需要招手示意轉向的雙手。隨著技術的進步，LED 逐漸與“紡織”品融為一體，一款結合LED 燈與紡織品的“線性發光體紡織品”開創了發光紡織品的先河。這種紡織品以其柔軟、防水以及全方位發光的特點，被廣泛運用于夜間出行、安全警示、醫療照護等嚴肅場景中。

發展到近些年，LED 背包逐步擴展到娛樂活動、商務宣傳等場景中。如LED 背包與迪士尼合作，它們將背包與手機連通，將手機里的照片傳輸到背包的LED 顯示屏上，形成發光的影像。圖片自然地成為一種話語媒介，促進人與人之間的交流互動，打破了傳統背包僅限于個人交互的邊界。此外，在廣告宣傳場景中也經常出現，LED 廣告背包將“廣告”背在身上，人的身體變成了廣告的載體，顛覆了傳統的廣告形式。我們可以通過手機的應用程序編輯圖像和文字并通過藍牙技術傳輸到LED 顯示屏上。這種LED 背包以其操作便捷，互動性和趣味性強的特點深受大家喜愛。

隨著LED 背包逐漸與物聯網技術聯系在一起，我們更需要綜合考慮系統中人、環境、技術相互之間的影響，并需要形成一套方法將這些要素串聯起來，以更好地實現設計的更新迭代。縱觀目前有關LED 背包的文獻中發現，多數研究集中于技術的創新以及場景的擴展應用上，而對這種LED 背包的總結性設計原則和方法還比較少。產品的不斷創新應用離不開原則方法的指導，因此，本文嘗試總結LED 背包的設計原則，以更好地發揮LED 技術的優勢。

2 LED 顯示技術在背包設計中的應用優勢

2.1 保障出行安全

自行車已經成為當下低碳出行的流行交通工具，然而還有一些地方沒有自行車專屬通道，在機動車車道騎行存在安全風險。而LED 背包最初設計的初衷是作為出行的交通指示信息警示，例如夜間可視性差，LED 顯示屏作為自行車的轉向燈可大大提高安全性。背包上的LED 顯示屏的警示內容由開關或者控制器自動控制，并可以調節燈光模式。讓騎行者在轉向前無需再招手，給騎車上下班或者是戶外休閑旅游提供了安全保障。

2.2 多場景廣告宣傳

LED 背包上的顯示屏可以成為一道亮麗的推廣“風景”，打破了傳統的紙質宣傳單的單一渠道，可以伴隨人的移動實現在實體店、展會、企業、社會活動等多種場景宣傳或者推銷，并且LED 自身的發光能夠快速吸引人的注意，提升各種活動的宣傳效果，同時節省了許多宣傳成本。在眾多場景中使用LED 背包，背包隨身而移動，能夠快速達到信息曝光，宣傳效果立竿見影，助力各類宣傳或者營銷活動。

2.3 個性化風格展示

LED 背包不同于傳統背包的固定圖案和樣式，它可以通過藍牙與手機連接，并通過它自帶的APP 進行操作。用戶可以使用APP 系統里的圖案或者文字內容作為顯示屏的內容展現。個性化展示最大的一個特色是顯示屏帶有像素風格，它可以輕松簡便根據用戶自身喜好DIY 顯示的內容，實現每一個背包都是用戶喜好的名片，同時可以實現個性穿搭。而背包除了個性化展示之外，它還能在不同的活動場合進行自定義信息展示，如天氣時間、消息通知等。

2.4 娛樂畫面顯示載體

背包的LED 顯示屏可以作為動畫的顯示屏幕。針對游戲愛好者，手機變成了手柄，而背包的LED 顯示屏則作為游戲畫面載體，大眾流行的俄羅斯方塊、貪吃蛇等像素游戲適合在這種矩陣屏幕上呈現。除了可以作為游戲的動態畫面內容顯示，還作為娛樂活動的信息資訊呈現載體，例如指示牌、游戲規則、游戲輔助文字等一切需要傳遞的信息內容，均可以通過顯示屏展示出來。

3 LED 背包的設計原則

3.1 材料安全環保

由于LED 背包存在多個交互對象，因此它整體的安全性不只針對用戶本身，還需要考慮受信息影響的人與環境。首先是確保材料和技術上的安全性，包體材料要具有良好的耐摩擦和防水功能，以免背包里的器件遇水漏電。其次，選用對人體傷害較小的信息顯示相關技術：電源設備低耗穩定，控制面板不與人體直接接觸。此外，LED 顯示屏顯示的信息與周圍人也會存在交互，如顏色、字號、發光閃爍方式等，設計師要設身處地考慮周圍人對這些信息的行為反映，以免在公共場合過多吸引他們的注意力，導致人與人或者人與物相撞的危險狀況發生。

3.2 功能操作方便

LED 顯示屏的操控面板根據不同的場景和人群有不同的設計。針對騎行的人，應盡量花費人最短的時間和關注力去呈現當下的騎行信息，比如通過傳感器感應車的轉向或者是在車把手上安裝控制器。面對普通用戶，設計師可以更多地從他們購買的動機出發，當中可以是個性展現、廣告營銷、口號宣傳等，通過洞察他們的動機以設置更多樣化的自定義操作。因此，我們需要針對特定的場景，同時考慮用戶的生理和心理需求，設計出更方便的LED 背包。

3.3 穿戴體驗舒適

背包與人體背部接觸，其重量以及對身體局部擠壓應控制在合理范圍內，才符合人機工程學的要求[4]。人機工程學中常常將“人—機—境”作為一個統一的整體來研究，那么在背包設計中，“機”則變為背包，人、背包以及環境形成了一個整體，相互協調統一，讓用戶獲得一個安全、舒適的穿戴體驗。因此，設計師在設計背包的時候要充分考慮人的脊柱的“S”型趨勢以及背部透風等問題。

3.4 信息傳達準確

LED 背包區別于其他智能背包最大的一個特點是它能傳播和傳達信息。目前市場上的LED 背包顯示屏上已經出現的三種信息類型：（1）警示信息；（2）廣告宣傳信息；（3）日常娛樂信息。帶有傳播目的的信息的準確性尤為重要，比如交通出行的警示信息，它關系到人的安全問題，如果傳達信息出現錯誤，則有可能釀造安全事故。因此設計師以及用戶在設計這種標識的時候要盡可能地用最簡潔的設計而傳達出最準確的信息，同時要杜絕傳播虛假夸大的信息。

4 針對導游人員的LED 背包設計實踐

4.1 人群定義

本設計將人群定位在旅游過程中的導游人員，導游的作用是為旅游者提供向導、安排交通食宿、講解及相關旅游服務。

4.2 需求分析

休閑觀光型人群對旅游資訊了解較少，旅游經驗欠缺，跟團旅游是最佳的選擇之一[5]。游客依賴于導游人員的安排和向導，因此他們旅行背包功能的專業性不強，而導游人員的旅行背包則需要發揮出專業性。導游包是為外出的導游員專門設計的旅游設備，以輔助導游進行旅游信息高效傳達。目前市面上的導游包的種類多以內置擴音器為主。這項技術能解決以往導游在人多的時候需要拿著喇叭說話的不便之處。但是在戶外的環境下，難免會遇到游客駐足拍照而錯過了導游的景點解說和指揮。導游在這些情況下，需要重復多次解說以及指令，增加了導游的負擔。在人多嘈雜的環境下，單憑聲音會受降低信息傳達的有效率。

4.3 設計定位

4.3.1 功能

視聽結合高效傳達導游指示。內置擴音器以及書包正面的LED 顯示屏的相輔相成，游客可視聽結合獲取導游的解說以及指引信息，可減輕導游員重復解說的工作量，以及方便游客及時獲取當下的旅游指示。

觸控指令，操控簡便快捷。柔性應變傳感器安裝在肩帶材質中，并且根據提前在手機軟件預設好的指示圖案，通過藍牙技術傳輸到導游包的控制面板上，導游員可在手機應用軟件上提前設計好圖案指示，通過藍牙技術傳輸到肩帶的中央處理器中，用戶即可在柔性應變傳感器中操控區域進行動作指令，實時傳輸到LED 顯示屏上，實現內容的顯示。

GPS 實時定位。定位信息可即時顯示在LED 顯示屏上，導游員在柔性應變傳感器控制區域選擇手動模式，連接GPS 定位模塊和LED 顯示屏，進行定位信息或者活動信息的文字可視化顯示。

4.3.2 材料

由于導游人員大部分需要在戶外長途跋涉做指引，因此他們的背包外層材料選取具有防水以及耐磨特性的牛津布，背墊和背帶以及包體內部需要減震減壓的部分采用EVA 海綿，里料材質為絲光布。

4.3.3 外觀

首先，背包的正面為LED 柔性顯示屏，與背包整體連接縫合，同時確保顯示屏呈現的圖像，使人的視線能夠清晰地看到。其次內置的擴音器應放置在背包的兩側，使擴音的范圍覆蓋更廣。最后，背包的背板部分與人體接觸，中間部分契合脊柱的位置呈雙“C”型，即兩側墊高，中間通風，一方面減震避免對脊椎造成壓迫，另一方面讓背部透氣。背帶部分“S”型曲線設計，整體符合人機。背包的容量大小可根據旅途出行時間以及需要收納的物品的多少決定。

4.4 方案輸出

這是一款內置擴音器以及可視化旅游指令信息的LED 導游背包。導游人員在人多嘈雜的時候，可以一邊通過導游包上便攜擴音器傳達旅游解說信息，另一邊通過人工在柔性應變傳感器操控區域比劃方向，到達某一個景點需要停下參觀時，導游員可操控面板將GPS 實時定位的地點信息調取到LED 顯示屏上，告訴游客這個景點的名稱。通過視聽結合傳達導游指令信息，一方面可以減少導游重復講解的工作量，另一方面可以讓錯過導游講解和指令的游客在LED 顯示屏中獲得信息，更好地提升旅游體驗。

5 總結和展望

將LED 顯示技術應用到背包設計中已經成為當今智能背包的研究熱點，其突破了傳統背包局限的收納功能，被賦予了信息傳播、展示和提醒等功能，使信息傳播途徑更加便捷和多元。但是隨著目前LED 背包應用的場景和細分人群越來越多，產品不再是單一的產品，而是成為系統的中一個要素，并且涉及紡織學、設計學、信息技術、傳播學等多個交叉學科的融合，技術的應用不能僅局限于設計學科。在未來發展中應該根據注重交叉學科的研究，并綜合系統考慮人、技術、環境三個重要因素，最終設計出更加人性化、多樣化、生態化的LED 背包，從而給人們的生活帶來豐富和便利的體驗。