基于AR的3D打印機(jī)互動(dòng)宣傳冊(cè)的設(shè)計(jì)與制作

呂志梅 司占軍 張潞

摘要：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的理念就是在實(shí)時(shí)媒體中盡最大限度地?zé)o縫地融入并不實(shí)際存在的物體，以此來實(shí)現(xiàn)虛實(shí)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(jī)互動(dòng)宣傳冊(cè)，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(qiáng)現(xiàn)實(shí)；Unity3D；3D打印機(jī)

中圖分類號(hào)：TP37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）10-0189-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Augmented Reality，AR）是在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality Technology）基礎(chǔ)上成長(zhǎng)起來的一種計(jì)算機(jī)應(yīng)用和人機(jī)交互技術(shù)，通過將虛構(gòu)的信息應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，使得真實(shí)存在的環(huán)境和虛構(gòu)出來的物體實(shí)時(shí)地疊加到同一個(gè)畫面，展現(xiàn)給用戶一個(gè)效果真實(shí)的新環(huán)境。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)豐富了人們獲取信息的方式，加深了人們對(duì)信息的直觀感受，具有一定的研究意義和開發(fā)價(jià)值。

1 研究?jī)?nèi)容及意義

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)來彌補(bǔ)，以此來增強(qiáng)文化信息的傳播力?！霸鰪?qiáng)現(xiàn)實(shí)”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(jī)會(huì)。

2 設(shè)計(jì)思路

基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的多媒體互動(dòng)宣傳冊(cè)的設(shè)計(jì)與制作主要是包含紙質(zhì)版書籍的設(shè)計(jì)，多媒體資源的整合，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，Android系統(tǒng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的設(shè)計(jì)四個(gè)方面，在設(shè)計(jì)制作之前，對(duì)整體開發(fā)方案有個(gè)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(shí)別功能包括通過攝像頭掃描出模型，通過手勢(shì)控制模型的旋轉(zhuǎn)與縮放，模型實(shí)現(xiàn)脫卡功能。通過攝像頭掃描出三維立體模型，同時(shí)配合手勢(shì)控制模型旋轉(zhuǎn)縮放，使讀者得以全方位的觀察3D打印機(jī)的整體以及詳細(xì)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(dòng)端攝像頭對(duì)準(zhǔn)識(shí)別圖才能顯現(xiàn)模型的麻煩，真正實(shí)現(xiàn)了更具交互性、更充滿人性化的功能設(shè)計(jì)。見圖2。

4 講解視頻的掃描識(shí)別功能

講解視頻對(duì)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(shí)別圖播放視頻的同時(shí)還可以通過手勢(shì)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(duì)本款機(jī)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(xì)的信息，拓寬了紙質(zhì)書籍的表現(xiàn)形式。視頻的識(shí)別功能的實(shí)現(xiàn)采用了EasyAR中的video player功能。

5 流程動(dòng)畫的掃描識(shí)別功能

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

6 脫卡功能的實(shí)現(xiàn)

模型的脫卡功能是指用戶不必一直將攝像頭對(duì)準(zhǔn)識(shí)別圖以觀察模型，當(dāng)用戶攝像頭離開識(shí)別圖時(shí)模型依然存在且呈現(xiàn)在移動(dòng)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(dòng)終端掃描識(shí)別的不便捷性，更具人性化和實(shí)用性。脫卡功能實(shí)現(xiàn)的原理是將三維模型從識(shí)別目標(biāo)下移出，不再將識(shí)別圖作為三維模型的父對(duì)象，這樣便能實(shí)現(xiàn)模型不跟隨識(shí)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(shí)別物體的Image Target組件上來實(shí)現(xiàn)。

7 APP的發(fā)布及測(cè)試

在互動(dòng)宣傳冊(cè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)功能基本制作完成后需要對(duì)APP進(jìn)行測(cè)試。選擇了小米和魅族這兩款A(yù)ndroid移動(dòng)端，進(jìn)行了多次真機(jī)測(cè)試與修改，最終版本均可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端安裝、攝像頭掃描識(shí)別和視頻播放等各項(xiàng)功能，最終點(diǎn)擊生成.apk文件。見圖3。

8 結(jié)束語

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(jī)交互的具體而生動(dòng)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(guó)內(nèi)對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)掌握的還不夠成熟，在國(guó)內(nèi)普及度還遠(yuǎn)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(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)一定會(huì)日趨完善，充斥到人們生活的方方面面，為人們帶來激動(dòng)人心的閱讀體驗(yàn)。

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【通聯(lián)編輯：謝媛媛】