增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在包裝中的應(yīng)用與分析

張震，劉瑞佳，肖穎喆

（湖南工業(yè)大學(xué) 包裝與材料工程學(xué)院，湖南 株洲 412007

在包裝的發(fā)展歷程中，包裝的作用對(duì)于消費(fèi)者而言是對(duì)產(chǎn)品的直觀感受，是傳達(dá)產(chǎn)品信息給消費(fèi)者的橋梁，是企業(yè)品牌的外在表現(xiàn)，隨著科技的發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來(lái)，包裝已經(jīng)成為了產(chǎn)品的附屬品。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為新時(shí)代的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，針對(duì)視覺(jué)將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界融合起來(lái)。通過(guò)AR設(shè)備或者智能手機(jī)將虛擬信息展現(xiàn)到現(xiàn)實(shí)環(huán)境中。基于該特點(diǎn)，在包裝中融入增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)給消費(fèi)者帶來(lái)不同以往的多感官體驗(yàn)。

1 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡(jiǎn)述

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AugmentedReality，簡(jiǎn)稱AR技術(shù)）將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界相結(jié)合。其定義最早是1994年P(guān)aul Milgram和Fumio Kishino[1]所提出的Reality-Virtuality概念，如圖1所示，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)以虛擬空間的信息來(lái)最大化增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)空間。一個(gè)完整的AR系統(tǒng)至少需要具備三個(gè)組件：跟蹤組件、注冊(cè)組件、可視化組件[2]。它所用到的關(guān)鍵技術(shù)手段包括多媒體、三維建模、實(shí)時(shí)跟蹤和注冊(cè)、智能顯示技術(shù)、傳感等。其原理是將虛擬模型、圖像、文字、音頻等在計(jì)算機(jī)種經(jīng)過(guò)計(jì)算重組映射到真實(shí)世界[3]。

圖1 虛擬現(xiàn)實(shí)連續(xù)體Fig.1 Reality-virtuality continuum

1.1 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的工作原理

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是由增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備與虛擬場(chǎng)景構(gòu)成，其步驟可概括為場(chǎng)景捕捉、圖像識(shí)別、圖像處理、現(xiàn)實(shí)可視化，如圖2所示。頭盔顯示器的攝像頭通過(guò)用戶視角對(duì)真實(shí)環(huán)境進(jìn)行記錄采集，并將所記錄的環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸?shù)紸R系統(tǒng)中。然后AR系統(tǒng)對(duì)收集到的環(huán)境進(jìn)行搜索，當(dāng)搜索到設(shè)定好的AR識(shí)別標(biāo)記時(shí)，將虛擬圖像準(zhǔn)確的疊加到真實(shí)環(huán)境中從而達(dá)到虛擬與現(xiàn)實(shí)的結(jié)合[4]。

圖2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)工作原理圖Fig.2 Working principle of Augmented Reality Technology

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)包含以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：

1）智能顯示技術(shù)：智能顯示技術(shù)是虛擬信息顯示到現(xiàn)實(shí)世界的工具[5]。目前應(yīng)用廣泛的設(shè)備有頭盔顯示器(HMD)、手持設(shè)備顯示（手機(jī)、平板等）、其他顯示設(shè)備（電腦顯示器）。

2）三維注冊(cè)技術(shù)：三位注冊(cè)技術(shù)是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)種的核心技術(shù)之一，能夠使虛擬信息準(zhǔn)確的顯示到現(xiàn)實(shí)世界。主要步驟為首先確定顯示設(shè)備的攝像頭方向，虛擬信息與模型之間的關(guān)系，然后將虛擬信息經(jīng)過(guò)渲染后準(zhǔn)確顯示到真實(shí)環(huán)境[6]。

3）智能交互技術(shù)：智能交互技術(shù)是用戶與虛擬模型進(jìn)行交互的關(guān)鍵，用戶通過(guò)對(duì)虛擬模型下達(dá)預(yù)先設(shè)置好的指令使模型進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，從而達(dá)到虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的交互。

1.2 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一種，是利用移動(dòng)手機(jī)進(jìn)行增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的技術(shù)。H?llerer和Feiner[7]提出移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(MAR)是真正應(yīng)用到移動(dòng)環(huán)境，是離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的實(shí)現(xiàn)得益于智能手機(jī)、平板電腦等手持智能設(shè)備的升級(jí)，使其攝像頭、GPS等功能具備增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的硬件條件。Blippar, Zappar, Aurasma, Layar等免費(fèi)應(yīng)用也為移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的普及提供了軟件條件。相比于頭戴式頭盔顯示器，顯然手機(jī)、平板電腦更加適合也更加方便用戶使用。

2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在包裝中的應(yīng)用

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)必須考慮到如何開(kāi)發(fā)沉浸式的消費(fèi)體驗(yàn)，將數(shù)字信息與社交和現(xiàn)實(shí)世界相結(jié)合[8]。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的主動(dòng)與被動(dòng)成分，傳播目標(biāo)、目標(biāo)用戶和、觸發(fā)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的物理環(huán)境等。

2.1 更直觀展示產(chǎn)品

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在包裝中的應(yīng)用最常見(jiàn)的一種是使用移動(dòng)APP掃描包裝從而對(duì)產(chǎn)品本身進(jìn)行展示。Haoming Li[9]利用3ds Max對(duì)水杯產(chǎn)品本身進(jìn)行建模，將產(chǎn)品包裝表面的QR Code作為識(shí)別圖像在Unity3d中進(jìn)行動(dòng)畫設(shè)計(jì)，當(dāng)消費(fèi)者使用指定APP掃描包裝上的QR Code時(shí)，出現(xiàn)包裝內(nèi)相應(yīng)型號(hào)的水杯模型，如圖3所示，并且當(dāng)點(diǎn)擊水杯杯蓋時(shí)會(huì)模擬杯蓋打開(kāi)的動(dòng)畫。這種設(shè)計(jì)使消費(fèi)者可以不打開(kāi)包裝就能對(duì)產(chǎn)品的外觀、功能及使用方式進(jìn)行了解。李詩(shī)瑤[10]等人使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)龍井茶的包裝進(jìn)行設(shè)計(jì)，如圖4所示，使用APP掃描龍井茶的包裝后茶文化、沖、泡等會(huì)以動(dòng)畫的方式呈現(xiàn)。所示產(chǎn)品包裝是消費(fèi)者了解產(chǎn)品的第一途徑，同時(shí)正是因?yàn)榘b的存在，消費(fèi)者不能最直觀的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了解。使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)將產(chǎn)品的模型展現(xiàn)在消費(fèi)者面前使其能夠更直觀更加真實(shí)的了解到產(chǎn)品的外型、功能等。

圖3 水杯包裝效果圖Fig.3 Effect drawing of water cup packaging

圖4 茶葉包裝效果圖Fig.4 Effect drawing of tea packaging

2.2 增加包裝交互性

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，消費(fèi)者不再滿足于商品的功能，更加注重參與感、沉浸感。游戲是當(dāng)代最能滿足這一需求的。通過(guò)將游戲與包裝相結(jié)合的方式是提升包裝與消費(fèi)者之間的交互性，增加消費(fèi)者的感官體驗(yàn)且最大化用戶粘性的主要方式。瑞士牛奶加工企業(yè)Emmi和跨國(guó)食品包裝公司利樂(lè)推出的智能包裝中將有趣的游戲與教育結(jié)合，如圖5所示。提供了一個(gè)名為“動(dòng)起來(lái)”的AR游戲，用戶可以選擇生產(chǎn)者、高蛋白或牛奶三者，然后通過(guò)收集牛奶、麥片等原料的方式使消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了解。用戶可以通過(guò)體驗(yàn)來(lái)獲得不同的排名從而得到獎(jiǎng)品。這項(xiàng)設(shè)計(jì)使消費(fèi)者通過(guò)游戲的方式對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全方位的了解，并在互動(dòng)的過(guò)程中獲得視覺(jué)與觸覺(jué)的體驗(yàn)，提升了產(chǎn)品的價(jià)值。盧熠[11]對(duì)咖啡包裝進(jìn)行了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)，如圖6所示。AR應(yīng)用程序識(shí)別圖設(shè)計(jì)在瓶?jī)?nèi)底部，當(dāng)咖啡喝完之后使用移動(dòng)設(shè)備掃描AR識(shí)別圖會(huì)在瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)AR種植小游戲，通過(guò)對(duì)屏幕的觸摸、旋轉(zhuǎn)等操作可以對(duì)植物進(jìn)行控制。游戲是當(dāng)代消費(fèi)者最容易接受的方式，將包裝與游戲結(jié)合不僅增加了消費(fèi)者與包裝的交互，并且賦予了包裝獨(dú)特的功能。

圖5 “動(dòng)起來(lái)”AR程序Fig.5 "move" ar program

圖6 咖啡種植小游戲Fig.6 Coffee planting games

2.3 降低資源消耗

減少紙張使用量，降低資源消耗是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)包裝的一個(gè)特色。以動(dòng)態(tài)音頻的方式代替紙張文字的形式，降低了消費(fèi)者對(duì)文字的閱讀量，并且使消費(fèi)者獲得了視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官體驗(yàn)，符合當(dāng)代年輕人消費(fèi)理念。Jorge L. Charco[12]設(shè)計(jì)的為了方便用戶能夠快速、直觀的了解到食品中包含的成分，設(shè)計(jì)了一款增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)APP，如圖7所示。用戶可以通過(guò)APP掃描商品包裝盒，從而將視頻所包含的營(yíng)養(yǎng)成分、所用到的原料等信息以實(shí)物模型的方式進(jìn)行介紹。澳大利亞Immertia推出了一個(gè)“Swigr”平臺(tái)，如圖8所示，幫助消費(fèi)者通過(guò)產(chǎn)品包裝與企業(yè)建立聯(lián)系。消費(fèi)者使用手機(jī)掃描商品后，商品的生產(chǎn)過(guò)程、背景故事等會(huì)以動(dòng)畫視頻的方式呈現(xiàn)出來(lái)，以視頻講解故事的方式給消費(fèi)者帶來(lái)第一視角最真實(shí)的品牌解讀。

圖7 食品營(yíng)養(yǎng)信息展示圖Fig.7 Food nutrition information display chart

圖8 Swigr平臺(tái)Fig.8 Swigr platform

3 包裝設(shè)計(jì)應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

3.1 增加信息傳遞方式

區(qū)別于傳統(tǒng)包裝，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能包裝通過(guò)其可將虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了多維的信息展示、提高與消費(fèi)者的互動(dòng)性。產(chǎn)品的信息傳達(dá)通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在虛擬空間的呈現(xiàn)，便于消費(fèi)者根據(jù)自身的需求去篩選有效信息，做到了以消費(fèi)者為主的新型信息傳達(dá)方式。將產(chǎn)品需要傳達(dá)的信息附加到虛擬場(chǎng)景中，突破了傳統(tǒng)包裝中通過(guò)將文字信息、圖片等印刷在瓦楞紙、金屬、塑料等包裝材料上傳達(dá)信息的框架。減少了包裝印刷中的龐雜的信息，使包裝更具美感。AR技術(shù)進(jìn)入包裝領(lǐng)域后，將視聽(tīng)等融合在一起，以一種生動(dòng)的方式向消費(fèi)者傳達(dá)產(chǎn)品的功能、使用方法等信息。在使信息傳達(dá)方式生動(dòng)形象、容易理解的同時(shí)降低了說(shuō)明書的印刷量起到了節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境的作用。

3.2 增強(qiáng)多感官消費(fèi)體驗(yàn)

傳統(tǒng)的包裝由于印刷技術(shù)的局限性通過(guò)平面、靜態(tài)的方式來(lái)展示產(chǎn)品信息和企業(yè)文化。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，打破了傳統(tǒng)的包裝設(shè)計(jì)。以三維動(dòng)畫、視頻、音樂(lè)等方式通過(guò)動(dòng)態(tài)形式更加生動(dòng)的傳達(dá)信息，使消費(fèi)者獲得了傳統(tǒng)包裝設(shè)計(jì)中在現(xiàn)實(shí)世界難以實(shí)現(xiàn)的參與感。消費(fèi)者通過(guò)手機(jī)掃描產(chǎn)品包裝上的二維碼或指定圖片觀看三位音頻、視頻或進(jìn)入到小游戲，從而提高消費(fèi)者的視、聽(tīng)等感官體驗(yàn)。這種表現(xiàn)形式更具多樣性、互動(dòng)性，帶給消費(fèi)者獨(dú)特的驚喜。消費(fèi)者能夠在獲得良好的感官體驗(yàn)的同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的品牌文化、企業(yè)形象進(jìn)行了解。

3.2.1 視覺(jué)體驗(yàn)

包裝是產(chǎn)品與消費(fèi)者之間交流的橋梁，需要在眾多的商品之中第一時(shí)間引起消費(fèi)者的注意，視覺(jué)作為消費(fèi)者主動(dòng)接受信息的感官系統(tǒng)，起著非常重要的作用[13]。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展在信息展示方面通過(guò)動(dòng)態(tài)的、變化的方式使傳統(tǒng)包裝上二維信息轉(zhuǎn)變?yōu)槿S的信息，給一成不變的信息賦予的生命力，給消費(fèi)者的視覺(jué)體驗(yàn)帶來(lái)了一種全新的刺激，讓消費(fèi)者在更加全面的接受產(chǎn)品信息的同時(shí)可以不受限制的發(fā)揮想象。

3.2.2 聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)

聽(tīng)覺(jué)作為人類第二大感官系統(tǒng)，在日常生活中涉及時(shí)間直覺(jué)的任務(wù)時(shí)，聽(tīng)覺(jué)通道起著主導(dǎo)作用[14]。但在傳統(tǒng)的包裝中并未有涉及到聽(tīng)覺(jué)的設(shè)計(jì)，在實(shí)現(xiàn)策略等方面也是空白。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在虛擬的場(chǎng)景空間中加入指導(dǎo)音效、提示語(yǔ)音、任務(wù)旁白、背景音樂(lè)等聲音要素。這種新穎的包裝形式通過(guò)在技術(shù)開(kāi)發(fā)階段加入的各種音效讓消費(fèi)者通過(guò)聽(tīng)覺(jué)通道擁有不一樣的消費(fèi)體驗(yàn)，增強(qiáng)商品品牌的辨識(shí)度。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)包裝在包裝信息的設(shè)計(jì)中加入聽(tīng)覺(jué)要素的設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)包裝中關(guān)于聽(tīng)覺(jué)設(shè)計(jì)的空白并提供了高質(zhì)量的消費(fèi)體驗(yàn)。

3.2.3 味覺(jué)體驗(yàn)

味覺(jué)是人類重要的感覺(jué)神經(jīng)，決定著對(duì)食物的選擇。由于味覺(jué)的體驗(yàn)是基于化學(xué)信號(hào)的并且收視覺(jué)、嗅覺(jué)等影響，所以對(duì)味覺(jué)體驗(yàn)的提高一直是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)包裝的一大難題。Narumi T[15]等人利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建的“Meta Cookie+”系統(tǒng)，通過(guò)特殊的AR標(biāo)記將視覺(jué)與嗅覺(jué)疊加到現(xiàn)實(shí)世界的餅干上，從而產(chǎn)生不同的味道，如圖9所示。

圖9 Meta Cookie+Fig.9 Meta Cookie+

3.2.4 觸覺(jué)體驗(yàn)

觸覺(jué)感官遍布人類的全身，同時(shí)也是人類接收信息最多且最具主動(dòng)性的感官系統(tǒng)，比如溫度、濕度、痛感、壓感等都是通過(guò)刺激觸覺(jué)將信息反饋至大腦中。觸覺(jué)設(shè)計(jì)是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)包裝與消費(fèi)者進(jìn)項(xiàng)交互設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)包裝進(jìn)行信息模型展示是在虛擬空間中，對(duì)模型進(jìn)行移動(dòng)、折疊、旋轉(zhuǎn)等操作需要消費(fèi)者觸摸提示按鈕或設(shè)備的按鍵進(jìn)行完成。通過(guò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使消費(fèi)者對(duì)按鈕的觸摸趨于規(guī)律化，給消費(fèi)者帶來(lái)規(guī)則性的觸覺(jué)[16]。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)包裝的在給消費(fèi)者帶來(lái)觸覺(jué)體驗(yàn)的同時(shí)使消費(fèi)者能夠主動(dòng)的參與進(jìn)來(lái)，拉近消費(fèi)者與產(chǎn)品之間的距離。

3.3 豐富傳統(tǒng)包裝功能

商品在生產(chǎn)過(guò)程中使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)會(huì)增加產(chǎn)品成本，降低收益。針對(duì)企業(yè)而言可以使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)造更多的收益點(diǎn)，比如通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)出游戲關(guān)卡、社交分享等方式獲得更多的收益。針對(duì)當(dāng)代消費(fèi)者而言，在購(gòu)買商品時(shí)除了基本功能之外最大的購(gòu)買動(dòng)力來(lái)源于商品的趣味性，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的包裝可以給包裝增加社交游戲的功能，消費(fèi)者通過(guò)智能手機(jī)掃描商品包裝參加游戲競(jìng)賽，在給包裝附加了趣味性的同時(shí)增強(qiáng)商品與消費(fèi)者之間的情感交互，提升商品對(duì)消費(fèi)者的吸引力，并且延長(zhǎng)產(chǎn)品包裝的壽命。

4 結(jié)語(yǔ)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)給包裝動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的機(jī)遇，有效的改變了包裝的互動(dòng)方式，也為包裝帶來(lái)新的價(jià)值。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)包裝不僅繼承了傳統(tǒng)包裝保護(hù)產(chǎn)品、傳遞信息、促進(jìn)銷售等功能，并且使包裝數(shù)字化，突破信息傳遞的維度限制，增強(qiáng)消費(fèi)者體驗(yàn)感，增加包裝的附加值，是包裝行業(yè)未來(lái)最具發(fā)展前景的道路之一。