增強現實技術推動互動包裝時代的到來

劉冬

隨著“體驗經濟”時代的到來，消費者開始追求高品質的個性化生活，消費者在購買商品時對產品的附加服務和用戶體驗度有了更高的要求。這就促使產品的包裝形式發生了質的飛躍?；邮桨b設計就是基于消費者的這種需求應運而生的?；邮桨b設計是將信息技術與包裝印刷技術、客戶心理學、藝術美學、計算機圖形學等多學科相結合的綜合應用，它與傳統包裝設計的不同之處在于，互動式包裝設計更側重于用戶與產品包裝進行互動，以此來深入了解或者體驗產品的過程，產品包裝不再是對用戶單向的信息傳遞，而是讓用戶參與到信息交互之中，讓包裝的功能更多元化、藝術化、科技化，更強調用戶體驗感，強調用戶與產品的互動?；邮桨b設計已成為現代包裝設計的發展趨勢。

而在互動式包裝領域，增強現實技術在完成互動需求時有更完美的體現。通過增強現實的手段，增強了消費者在購買時的愉悅感，使消費者的購物滿意度有了大幅提升，有利于產品的營銷和推廣，是傳統包裝的補充。

目前，互動式包裝設計基本上可劃分為3類：功能型、感覺型和智能型。功能型互動式包裝是對包裝功能進行的改進和創新。感覺型互動式包裝通過人的視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺來激發消費者情感，營造了真實的感覺，促使消費者產生購買的欲望。智能型互動式包裝是功能包裝設計的基礎上更上一層樓的設計，這種包裝多與信息技術相結合，信息技術為互動包裝的實現提供了技術支持，例如AR增強現實技術、NFC近場通信/RFID無線射頻識別技術、眼球跟蹤技術等。通過這些數字技術包裝被賦予智能化科技感，讓信息技術與包裝產業跨界融合。

互動式包裝的現狀和發展趨勢

將增強現實技術與包裝工程進行跨界融合，可以給受眾帶來更好的用戶體驗。增強現實技術（AR）是一個新興的多學科交叉研究領域，它首先由西方國家逐漸發展起來，被應用在軍事、房地產、藝術、醫學、教育、娛樂等諸多行業領域，現在已經成為很多知名機構、企業和高校的熱門研究課題。而最近幾年，增強現實技術（AR）在印刷、出版業方面的應用也逐漸增多。增強現實技術與傳統包裝設計相結合，通過計算機顯示屏進行互動式閱讀、觀看和操作，為消費者帶來多媒體融合、多維度互動、虛實效果相結合的閱讀或觀看? ? 體驗。

增強現實技術融合了計算機圖像識別技術、多媒體技術以及互動式設計等多學科研究成果，互動性更強，呈現效果逼真。計算機增強現實技術與其他技術相比更具有沉浸性、交互性、趣味性、構想性的特征。增強現實技術在包裝領域中的運用是一種有別于傳統、全新的制作理念，它不但有助于提高包裝傳達的準確性、直觀性，同時還將虛擬世界與現實世界的兩種信息相互補充、疊加，有效地提高用戶體驗度，滿足消費者個性化需求，能夠給消費者更形象直觀的感官? ? 感受。

增強現實技術（AR）可以借助手機、電腦、戶外大屏等顯示設備實現多媒體互動體驗，讓消費者感受3D立體效果下的圖像、文字、視頻、動畫等信息，有身臨其境的虛擬體驗。通過計算機攝像頭或手機攝像頭對包裝上的圖像標識進行捕捉，將真實的印刷圖像和虛擬內容融合在一起，使消費者置身于虛擬場景當中，增強消費者的愉悅感、體驗感及購買興趣。

將增強現實技術與傳統包裝相結合的優點在于：增強現實技術可以把傳統包裝中相對靜止的信息賦予更強的互動性。而傳統的包裝又能夠提升新媒體的實物感和存在感，讓受眾更容易接受增強現實這個新媒體。新舊媒體跨界融合、相輔相成，在各個應用領域有許多成功的案例。

著名玩具品牌“樂高”早已將增強現實技術成功應用于零售終端（如圖1）。引入增強現實技術，是因為玩具零售店存在一個普遍問題，就是像樂高這樣的拼搭玩具從包裝上看還是很好玩的，但消費者卻不知道真的產品最終能拼搭出怎樣的成品。所以，荷蘭的交互設計師丹尼斯·考克斯就將增強現實技術引入包裝設計，將實際場景與虛擬場景相疊加，將能呈現增強現實技術的設備放在玩具商品的貨柜旁邊，消費者把包裝靠近設備的攝像頭時，屏幕上就會出現這款玩具拼搭好后的三維立體模型，轉動包裝還能看到三維立體模型不同角度的樣子。

AR技術在包裝上的成功應用還有手機應用軟件Blippar（如圖2）。當使用手機的攝像頭對產品進行識別時，可以在屏幕上顯示產品的介紹或廣告等。比如用攝像頭識別可樂包裝，就能看到可樂的廣告或是體驗。這樣的視聽體驗正是互動式包裝設計的良好體現。增強現實技術與傳統包裝融合所得到的新媒體，不但能讓受眾擁有感官上虛實交融的新體驗，還能讓受眾通過交互沉浸于信息描繪中，提高信息的接收效果。

互動式包裝的開發

通過對國內包裝企業的調查，我們發現目前大多數國內包裝企業依舊遵循傳統的設計制作方法，無法滿足現代人對產品包裝的需求，特別是體驗感方面的需求。另外，中小包裝企業有好創意、好產品，但受限于成本、技術，而嚴重缺乏競爭力。計算機增強現實技術是互動包裝設計中的一種創新手段，人們可以通過計算機技術使用數字化的設計制作出產品的三維形態，讓原本在現實世界里受到時間或空間限制很難體驗到的實體信息（視覺信息、聲音、味道、觸覺等）以增強現實的形式讓虛擬世界疊加呈現在現實包裝之上，靈活的呈現出產品的外觀結構和視覺效果，從而達到超越現實的感官體驗。

基于增強現實的互動包裝設計與傳統的包裝設計工藝有很大的不同，具有突破性的意義。

基于增強現實的互動包裝設計，強調用戶體驗，它把真實世界和虛擬世界無縫融合，設計時要從用戶的需求出發，實現過程大致分為4個步驟：

①基于增強現實技術的包裝的整體分析設計。主要是對試驗包裝相關內容的整體創作和主題內容的選定，例如：哪些內容可應用增強現實技術。例如，農產品的包裝，可以把農產品的生長過程、生長環境的圖片或視頻通過增強現實技術疊加在包裝上，讓消費者對農產品有更深入的了解。而拼裝玩具的包裝，可以把拼裝后的3D效果疊加在包裝上，讓消費者對拼裝玩具可以完成的效果形成美好的憧憬。而把AR小游戲與食品包裝相結合，可以增強消費者的愉悅感。

②實現制作?；影b的制作包括對包裝中文字與圖插的設計及制作、圖形標記圖與包裝內容整體編排、3D建模、聲音部分的錄制與剪輯。

圖片是視覺信息傳播的重要形式之一，它能最直接的傳達擴展信息，且最容易被受眾理解和接受，給受眾產生深刻的印象。文字較圖片的優勢在于信息的傳達更準確清晰，但是不同的字體、字號或是布局都有可能影響文字的傳達效果。在基于增強現實技術的互動包裝設計中，文字多用于品牌形象文字、功能說明文字、標題、菜單等部分的文字，或是與受眾之間的文字交流等。視頻可以靈活、生動、形象的表達抽象難懂的內容，更具視覺沖擊力，能帶給受眾更深刻的印象。而3D建模讓呈現的內容更有立體感更像真實世界，如果配合上聲音效果，會更讓互動包裝增色。

③作品整合。對第二步互動包裝實現制作取得的成果進行資源整合與開發實現，將文字、圖片、3D建模、聲音等多媒體元素無縫銜接，進而實現數字信息資源的協同，形成一個完整的基于增強現實技術的互動包裝。

④反復調試后印刷制作成試驗包裝，最后小范圍試用，進行測試，對消費者使用情況的結果分析，再根據使用情況進行改進，最終形成成品。

基于增強現實的互動包裝所需要的開發環境包括硬件環境與軟件環境。

硬件環境是指計算機、攝像頭、手繪板等。

軟件環境主要包括：繪圖軟件（如Adobe Illustrator、Corel Painter）、修圖軟件（如Adobe Photoshop）、排版軟件（如方正飛騰、方正書版等）、三維模型軟件（如Autodesk 3Dmax等）、模型轉換插件（FBX Converter）、音頻軟件（Adobe Audition）、開發語言（如C#）、增強現實引擎（如EasyAR等）、集成開發環境（如Unity3D、MonoDevelop等）。

人的感官是綜合感受的，只有多感官同時作用才能達到增強現實技術的逼真沉浸感。所以，在對互動包裝的多媒體資源的設計上，設計者們一般會將圖片、文字、視頻、聲音、三維動畫等多元素相結合?；影b的開發路線可以分為4個部分：

①包裝的版面設計與制作會使用Corel Painter IX5、Adobe Illustrator進行繪圖，使用Adobe Photoshop修圖、調色，使用繪圖及修圖軟件主要作用是對圖片進行后期處理和加工，加工后的圖片可以作為3D模型的貼圖。

②三維模型制作主要是運用Autodesk 3DMax進行建模，3DMax是當今世界上最流行的三維建模軟件之一，被廣泛用于角色動畫制作、后期渲染、室內效果圖、游戲開發、虛擬現實、增強現實等領域，軟件的最新版本結合最流行的渲染插件，可以進行產品建模、材質編輯、燈光設置和攝影機特效等操作。在三維模型制作完成后，還需要使用FBX Converter插件把模型轉換成Unity3D識別的FBX格式。

③為了讓互動包裝更生動，AR的效果中一般還會加入音頻或視頻內容，通常錄制音頻會使用Adobe Audition，生成mp3格式。多媒體音、視頻部分采用3ds Max結合 Adobe After Effects制作實現，并進行壓縮處理，以便于傳輸。

④程序編寫會使用AR引擎結合使用C#語言在Unity3D和MonoDevelop中集成開發。

為了使虛擬信息與真實場景相融合，首先要采集包裝中的圖片，對圖像信息進行特征點的監測、匹配和跟蹤，求取相機拍攝到的注冊信息，然后利用該注冊信息建立虛擬信息和說明書上相應標記的投影變換模型，最終將實現疊加。

實現增強現實的底層開發包有很多種，包括ARToolkit、Virtools、Unifeye SDK、Vuforia、Dfusion、EasyAR等，這些開發包能夠降低標識識別、坐標轉換和視頻合并的復雜性。ARToolkit最初是由華盛頓大學人機接口技術實驗室開發的，是基于C語言及OpenGL的增強現實系統開發工具包，因其源代碼的開放性使用者眾多。但ARToolkit的標識模板必須由黑或白色封閉的矩形框構成。Vuforia是商業化收費的成熟AR SDK。Easy AR是國產免費的全平臺 AR引擎，其識別兼容性、穩定性和反應速度有較好表現。Easy AR支持使用平面目標的AR，支持1000個以上本地目標的流暢加載和識別，支持基于硬解碼的視頻（包括透明視頻和流媒體）的播放，支持二維碼識別。Easy AR支持PC和移動設備等多個平臺，Easy AR不會顯示水印，也沒有識別次數限制。

使用Easy AR開發互動包裝主要步驟如下：首先用EasyAR引擎的標識技術添加自定義marker;然后完成模型創建;第三步導入Unity3D平臺，進行場景搭建及UI界面制作;第四步采用C#語言完成動作腳本編輯，構建AR跟蹤、識別、渲染功能入口;在完成以上工作后即可發布應用程序，安裝在手機終端進行測試應用。當用戶調整攝像頭與包裝的相對位置，使攝像頭對準包裝上的標識，在手機或電腦的顯示屏幕上即展示包裝和事先設計好的虛擬信息疊加的圖片、圖像、三維模型和聲音等內容。與傳統的包裝相比，除了顯示靜態的圖片、文字外，實現增強現實的底層開發包還能呈現三維視圖、聲音等，增強使用者的臨場感。

增強現實系統的基本技術包括顯示設備、注冊定位、虛實結合和人機交互等，這4個技術是實現一個完整的增強現實系統的關鍵。

①顯示設備。增強現實技術在包裝方面的應用，主要輸出顯示有圖像、三維動畫、視頻、聲音等，所以應用于包裝的互動設計顯示設備一般會選擇手機或者普通顯? ? 示器。

②注冊定位。以一個特定標記物作為定位基準，當攝像頭捕捉到該標記后，程序就調出與該標記匹配的虛擬物體，并將三維虛擬物體與真實環境相結合。因此，增強現實的注冊定位系統需要實時檢測操作者的場景位置、視區方向、運動路徑等，建立正確的坐標系。

目前，使用最多的定位技術有：硬件定位和視覺定位。

硬件定位主要包括：超聲波定位、螺旋測度儀、光學系統、磁場跟蹤器、慣性導航定位、衛星定? ?位等。

視覺定位技術是從真實環境中獲取圖像，然后標定攝像機與目標間的相對位置和方向。這種視覺定位技術可以利用圖像處理和計算機視覺的方法來注冊，并使用測量局限在圖像空間范圍。主要包括：點匹配跟蹤、運動目標序列跟蹤、模板匹配、三視圖或多視圖跟蹤技術?，F在大多數基于增強現實技術的互動包裝設計案例多采用點匹配跟蹤算法。這種算法是用已知的單幅圖像中的6個或以上的點進行匹配跟蹤。其原理是首先在真實包裝中放入一個圖像標記物，不同的標記物指向不同的素材，攝像頭把圖像標記物和真實環境一起拍下來，計算機通過分析捕捉到的圖像來判定標記物的位置，然后計算出標記物的位移與旋轉矩陣，從而識別出標記物的圖案，實現虛擬物體與真實環境的融合。

③虛實結合。為了使實現增強現實場景逼真，就要考慮虛擬物體與真實環境之間的遮擋、光照和陰影等方面的一致性。

④人機交互。通過跟蹤定位設備取得交互數據，執行用戶對虛擬物體的行為指令。包括3類：第一類是在指定位置發出的交互指令，如對3D模型的點擊、旋轉等;第二類是通過輸入工具實現，如在軟件中加入交互面板，通過滑動滑塊、單擊按鈕、輸入文字等方式完成與虛擬物體的交互;第三類是姿態指令，它是通過預先設置好的特征點組成各種姿勢與不同的指令一一對應，用人的姿勢與虛擬物體進行? 交互。

由于用戶的心理與行為會直接受影響產品的價值與銷量，所以在設計基于增強現實技術的互動包裝時，設計者一般會以消費者的需求為出發點，站在用戶的角度設計包裝產品。用戶與產品的第一次接觸，就仿佛人們初見時的第一印象。所以包裝的總體設計首先要考慮用戶體驗，不僅要具備包裝傳統的易用原則，更要讓客戶收獲到豐富的商品信息。包裝的創意可以天馬行空，但歸根結底還得落到實處。消費者利用包裝通過虛擬影像對產品進行多感官互動體驗。

基于增強現實技術的互動包裝與普通包裝的不同之處在于，在制作時除了要考慮紙張材質與品質以外，還要考慮平面內容能否與虛擬信息完美結合，消費者簡易、快捷的操作。虛擬包裝雖是數字化的容器，但傳統材料仍是虛擬包裝實現的基本條件。目前，我國蔬菜產品市場上常見的包裝材料主要集中在紙板箱、紙漿或塑料壓制成的模制品、塑料袋（箱）、聚苯乙烯泡沫箱等?；谠鰪姮F實的包裝設計更著重于在擺脫了空間和材料的局限后，能完成擴展信息與真實產品的主題、形式和情感層面的契合。

經濟的發展、科技的進步以及客戶消費習慣的變化，都直接影響著消費者對包裝的要求，而隨著體驗經濟時代的到來，消費者購買產品時不僅僅注重產品本身，還對產品的互動性體驗越來越重視。作為包裝的設計者和制造者，要與時俱進順應時代潮流和趨勢，高度關注大形勢。增強現實技術給包裝行業指出了一條新道路，增強現實技術讓包裝與用戶互動，是信息技術與包裝設計的跨界融合，是包裝設計思維的革新，它為消費者提供了更好的體驗感?；谠鰪姮F實技術的互動包裝不僅起到傳統包裝對產品的保護、保存作用，更承載了產品的企業文化，用豐富的多媒體元素完成對產品的宣傳，同時，有趣的互動讓人們在購買產品的過程中有了情感上的滿足。目前，越來越多的包裝設計師和消費者開始關注互動包裝，而基于增強現實技術的互動式包裝也開始被更深層次的開發及探索?；影b的互動內容是設計者設計好的，包裝設計者會圍繞用戶需要設計包裝，以及設計相應的互動行為，通過對消費者消費行為的研究與分析，結合心理學、美學、信息技術，營造出情感化、多元化的交互體驗，為消費者和產品提供雙向的服務?；谠鰪姮F實技術的互動包裝的出現，讓包裝的真實與想像中的美好相結合，給包裝產業帶來了新的動力。相信隨著科技的進步，必將推動互動包裝設計技術長足發展，為包裝行業注入活力。

作者單位：石家莊工商職業? 學院

責任編輯：薛金萍 xjp@cprint.cn