基于AR的3D打印机互动宣传册的设计与制作

吕志梅 司占军 张潞

摘要：增强现实技术的理念就是在实时媒体中尽最大限度地无缝地融入并不实际存在的物体，以此来实现虚实结合的效果。该文基于AR技术制作一本具有良好交互性，内容精良的3D打印机互动宣传册，深化读者和书本之间的沟通过程，为读者提供更丰富，更有层次的阅读选择。

关键词：增强现实；Unity3D；3D打印机

中图分类号：TP37 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）10-0189-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

增强现实技术（Augmented Reality，AR）是在虚拟现实技术（Virtual Reality Technology）基础上成长起来的一种计算机应用和人机交互技术，通过将虚构的信息应用到现实环境中，使得真实存在的环境和虚构出来的物体实时地叠加到同一个画面，展现给用户一个效果真实的新环境。增强现实技术丰富了人们获取信息的方式，加深了人们对信息的直观感受，具有一定的研究意义和开发价值。

1 研究内容及意义

增强现实技术已经逐渐渗透到众多传统印刷行业，不可避免地改变着人们的阅读方式。传统纸质品的众多不足之处可以通过增强现实技术来弥补，以此来增强文化信息的传播力。“增强现实”类出版物为传统出版物增添奇幻元素且带来传统纸质出版物转型以突破自身的机会。

2 设计思路

基于增强现实技术的多媒体互动宣传册的设计与制作主要是包含纸质版书籍的设计，多媒体资源的整合，增强现实功能的设计与实现，Android系统增强现实应用的设计四个方面，在设计制作之前，对整体开发方案有个明确规划是十分重要的。如图1所示，为本次开发的系统规划图。

3 三维模型的交互功能

三维模型的扫描识别功能包括通过摄像头扫描出模型，通过手势控制模型的旋转与缩放，模型实现脱卡功能。通过摄像头扫描出三维立体模型，同时配合手势控制模型旋转缩放，使读者得以全方位的观察3D打印机的整体以及详细的内部结构，而模型的脱卡功能避免了读者必须一直将移动端摄像头对准识别图才能显现模型的麻烦，真正实现了更具交互性、更充满人性化的功能设计。见图2。

4 讲解视频的扫描识别功能

讲解视频對于一些抽象的不便于理解的文字内容具有至关重要的意义，通过摄像头扫描识别图播放视频的同时还可以通过手势控制视频的播放与暂停，这些交互功能可以帮助读者更好的理解与分析。视频选取的是Makerbot Replicator 2官网上对本款机型的总体介绍，采用视频播放的形式使用户可以获得更多更详细的信息，拓宽了纸质书籍的表现形式。视频的识别功能的实现采用了EasyAR中的video player功能。

5 流程动画的扫描识别功能

为了更好地向用户展示3D打印机的工作流程以及打印机各个零部件的详细构造，使用3ds Max为模型创建了帧动画，应用关键帧对三维模型形态位置等属性进行改变，使其连续播放即显示动画效果。动画展示了3D打印机的拆解过程，用户可以通过手指控制模型动画的旋转与缩放，方便用户全方位地看到3D打印机的详细内部结构。

6 脱卡功能的实现

模型的脱卡功能是指用户不必一直将摄像头对准识别图以观察模型，当用户摄像头离开识别图时模型依然存在且呈现在移动端屏幕的正中间，仍然具有旋转缩放效果，这就避免了移动终端扫描识别的不便捷性，更具人性化和实用性。脱卡功能实现的原理是将三维模型从识别目标下移出，不再将识别图作为三维模型的父对象，这样便能实现模型不跟随识别物体的现象。脱卡功能是通过将Not Found脚本代码附加到识别物体的Image Target组件上来实现。

7 APP的发布及测试

在互动宣传册增强现实功能基本制作完成后需要对APP进行测试。选择了小米和魅族这两款Android移动端，进行了多次真机测试与修改，最终版本均可实现移动端安装、摄像头扫描识别和视频播放等各项功能，最终点击生成.apk文件。见图3。

8 结束语

增强现实技术使得传统纸质出版物与数字多媒体技术融合更为紧密，打破了传统纸质出版物传递信息的局限性，也从根本上改变了读者的阅读感受，使得阅读不再只是翻阅平面上的图文而是能人机交互的具体而生动的信息，图书内容活灵活现地展现在读者眼前。

目前国内对增强现实技术掌握的还不够成熟，在国内普及度还远不够，相信随着科技的快速发展与人类想不断突破自身极限的精神，未来增强现实技术一定会日趋完善，充斥到人们生活的方方面面，为人们带来激动人心的阅读体验。

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【通联编辑：谢媛媛】