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扩增实境是什么?与印刷有何关联?

台湾《印刷人》第206期 更新日期:2013-03-11

读者或许听过「扩增实境」一词,也许从未听过,也可能不知道是什么意思。总之,印刷产业的读者应对它有所了解。扩增实境的原文是Augmented Reality(简称AR),是印刷与数字信息互动的新准则,它可能彻底改变我们与周围世界的互动方式,包括厂商如何向消费者做广告。它是使用一种AR标志(图1左)而非二维行动条形码(图1右)将印刷品连接到网络上作销售的技术,现在请来看看究竟什么是AR!

何谓扩增实境?

根据1997年扩增实境研究报告(A Survey of Augmented Reality)的定义,AR的效果要有三个要素:结合虚拟与现实; 实时互动; 3D套位。如此,它是使用荧光幕上附装或另外加装的摄影机拍摄影像后,经由软件处理在影像的相同位置实时在图像上加入一些额外影像的技术,这种技术的目标是将虚拟世界套在现实世界内并与读者进行互动。此技术约于1990年发表,随着随身电子产品运算能力的提升,预期扩增实境的用途将会越来越广。

AR是将信息分为好几层,再透过视讯直播的方式在读者面前以音频、图形和动画表现出来。它是由计算机中的软件将输入信息加以修饰而形成的实境状况。此项技术是在现实世界中实时添加讯息、意义和价值。其目标是要提高我们周围的世界,模糊现实和虚拟现实之间的界线,并不仅仅是动画影片,因为实际上是由使用者控制每个举动。这项技术是从增强广告活动中使更具广泛的应用、乃至于位置的服务,帮助用户浏览新的地方,提供更多的相关经验,纯粹是增加乐趣和游戏为目的。

假如使用者在搜寻世界上一个新地方,但不懂那边的语言,这里有一个简单的AR来解决这个问题! Quest Visual已创造出一款名为「Word镜头」的应用程序,让你的智能手机瞬间变成口袋翻译机。只需打开「Word镜头」应用程序并将手机上的相机对准想要翻译文字,该文便立刻实时很清楚的翻译成英文(图2),你可发现这种技术是多么不可思议。读者可参阅下列网址:http://j.mp/iMpUSg来了解详情。

当智能手机日益增多后,将可促进日常生活中使用AR,也有助于此项技术的迅速发展。未来在高度需求下,广告客户可让使用者来控制实境。将来于销售可口可乐时,在广告中会不会以某种模式来产生吸引消费者购买该产品的欲望?现在,扩增实境能让使用者「存在」平面广告的内部,向消费者推销那罐可乐。

AR的发展史

我们相信「扩增实境」一词是在1990年由Thomas Caudell所创造,当时他在波音公司工作,这种技术是用来帮助工人搜寻零件。虽然,那是21年前的事,但第一个有关AR的构想大约可追溯到50年前。于1957年,电影摄像师Morton Heilig创造了一台仿真器称为「Sensorama」,它是一具有图片、声音、振动和气味的装置。很快的到了1975年, Myron Krueger创造了一具「Videoplace」,首次允许用户与虚拟对象进行互动。在2000年,Bruce H. Thomas发展出ARQuake,这是第一次户外移动AR游戏,并于2008年,「Wikitude AR旅游指南」首次在G1 Android手机上运作。在2011年,任天堂3DS包括六个AR卡,也可用来玩各种小游戏,包括3D对象在内。

AR如何运作

为了更进一步了解AR技术如何达到虚实的结合,首先是使用者必定要透过某些装置来观看。大部分的研究主要是透过HMD(头罩式装置),技术大概分成光学式与影像式两种,前者是一种透明的装置(像是柯南的眼镜之类),使用者可以直接透过这层看到真实世界的影像,然后会有一些另外的投影装置把虚拟影像投射在这层透明装置上。另外一种是不透明装置,使用者看到的是由计算机处理好、已经结合虚实的影像。

由于头戴式HMD太麻烦而不受欢迎,后来渐渐开始改用PC,最近几年由于智慧手机的流行,改变了AR的全貌。因智能手机同时具备计算机计算能力、录像、影像显示,还有GPS、网络联机、触控、倾斜度侦测等等的额外功能,价格也逐渐平民化,于是在智能手机平台上作AR的研究也就越来越多。

要让AR作用必须要有三个组件:(1) 内容、(2) 软件、(3) AR标志(如图1左,用作提示软件显示正确的3D图像)。然后,用户可手持印于纸上的AR标志卡在智能手机的摄像头下照入后,手机内的AR应用程序便会自动附加上内容,使读者看到具有深度的感觉,因此,用户透过移动纸上影像作「现实生活」中的移动。这项技术也可在PC下运作,只因PC较笨重且移动不便,只能用于固定的场合。

AR应用范围

Mobilizy公司(奥地利萨尔茨堡Wikitude AR浏览器制造商)的市场总监Andy Gstoll先生认为,未来AR的机会是以地区型为服务基础。无论是透过未知的领域,或者在自己的城市内发现新的地方,他指出AR将有助于在周围的世界里带来更多的价值和意义。 Gstoll说AR可在下列三种情况下,有助于提供解决方案:

用户正在寻某种特殊的东西,例如找一间泰国餐厅或博物馆。

当用户发现在他们周围的东西,而不知道是什么。

用户期待AR提供更多的附加价值,其中包括广告、娱乐、教学等。

这三种AR解决方案,都是透过AR使用者智能手机或平板计算机将摄像头对准所指的方向,经过软件处理后,便可得到想要的信息。(图3)

简单的说,AR技术就是利用摄影机来拍摄,并将现实环境与虚拟环境做结合,并且可以随时改变视角,然后虚拟对象可以实时成为动态,透过这些技术,产生了很多种令人想象不到的应用。

在印刷上的应用

正如读者所看到的扩增实境,虽不适合于传统情景的「广告应用」,但已使用于许多其它的行业。

这是非常令人兴奋的去想在不久的将来在哪里和如何应用此项技术。AR技术将可从我们阅读的书籍到赠阅的印刷品,我们在捷运系统中看到的报纸广告,消费者在超商购买产品的包装盒上等等都有很大的机会。

倘若印在书籍封底的不是作者简介,而是一个AR标志,当你手持智慧手机对准此标志时,笔者便可活生生的以3D影像出现在你的手机的屏幕上介绍他自己,也可在在线和你讨论问题,你会吃惊吗?此外,还有很大的空间来增加内容的附加价值,包括在杂志、书籍、报纸等出版物内嵌入剪辑的视讯片段,或连接其它讯息,像在莎士比亚(Shakespearian)的内文中,内建科尔斯注记(Coles Notes),以纯英语作关键点的总结,甚至以行动剧方式来增加学生的了解和参与感,这种有如梦幻般的运用将可提升读者的兴趣,也是发挥教育功能的最大帮手。

从包装的角度来看,包装印刷厂也可利用特殊的软件来表现包装盒上的3D影像,AR尚可用来提高消费者的购物欲,包括在印刷包装上以外提供更多的讯息,包括参加抽奖活动或观看现场比赛等。

这项技术若从训练印刷技术人员的角度来看也非常有用。无论是数字或平版印刷设备,使用关键AR标志也可显示设备的内部运作,透过AR的应用以加强学习时的了解。透过数字模仿重迭在真正的设备上,可以使用更少的资源提供更丰富的知识以增快学习的速度。扩增实境技术的潜力是无限的,未来的机会将是深不可测。

读者可在「YouTube」网站键入「AR Packaging Design Simulation」字符串,以了解更多细节。

在杂志上的应用

君子杂志(Esquire Magazine)是首创以「生活、呼吸、运动、谈话」为主题的杂志。该杂志是以技术领先开创声誉的杂志业(例如:2008年10月的E-Ink版本),并以扩增实境技术应用于「2009年最佳及最智能」的版本。在与数字服务公司(美国野蛮人集团)合作,以及在该杂志研发团队集思广益之下,发挥前所未闻的潜能。

一旦读者安装好君子杂志的扩增实境软件(www.esquire.com/ar),只要将AR标志放在摄像头下,便可充分发挥其独特的功能。该软件会将摄像头读到的AR记号变成扩增实境,在屏幕上展示现场实时视讯。

重要的是君子杂志不仅展现了这项技术,更真正展现了扩增实境的功能,增加该杂志编辑内容的附加价值。因此,在整个刊物中有机会体会AR的经验。读者只要将该杂志封面上的AR标志对准摄像头,便可看到Robert Downey Jr.先生坐在杂志上方的3D影像。另外,若在摄像头下旋转时尚商店的型录,也可看到模特儿依不同的季节更换不同的衣服。所有的AR内容是以高解晰度摄影机一层层向上迭并且是一帧帧的动画拍摄,然后用专门的3D软件,以确保用户可以从各种角度与AR内容互动。最终的结果是读者可以由右至左或由上至下将杂志倾斜,看着Robert Downey Jr.与他们一起倾斜。AR技术比虚拟实境更逼真,因为它是视讯直播的AR实境,不只是用计算机创造出来的效果。

读者可在「YouTube」网站键入「Esquire AR」字符串,便可观赏到君子杂志的AR效果。

在广告上的应用

这项技术如何应用在更多产业的广告上呢?譬如在可口可乐或伏特加酒的广告旁印上AR标志,使消费者可从智慧手机上得到额外的体验,对于某些消费者而言,这样可以增加参与促销活动的欲望。可口可乐的AR活动是当读者手持智慧手机对准印刷广告上的AR标志时,看起来好像读者在广告中拿着一瓶可乐。而在伏特加酒推出的限量版广告中,当读者拿着手机对准此广告上的AR标志时,瓶盖便呈打开状态且似乎尝到一种独特的酒香味。

扩增实境技术有更多机会和广大的跨媒体结合起来做各种活动。如:Lynx产品的「除臭天使」在英国的活动中还包括电视广告在内,借着Lynx产品散发「不可抗拒的香味」,让天使从天而降为号召。广告商以此为起步,在伦敦繁忙的维多利亚火车站内,天使降落在消费者旁边的地面上。乘客只要站在地面的AR标志上,就可在大型时间显示板旁的屏幕上看到天使降落到地面上和自己站一起,每每让乘客得到一份「特别」的惊喜。部分广告代理公司Becca Sawyer看了此项广告活动时指出:「无论在技术或是人们的反应上,我们都不知道是否会有效果,因为,在这样的场合中办理这样的活动,不知能否吸引群众,得到预期的效果。」

Sawyer认为「扩增实境是创造人们可以互动与得到幻想的相关经验」,这项活动只能做到这些。读者可在「YouTube」网站键入「Lynx Effect on Victoria Station」字符串,来观赏到一位美丽的天使在一位体验者身边的AR效果。

在汽车销售上的应用

Fiat汽车制造商认为传统汽车销售方式并不适合新的、高科技时代的年青驾驶人。为要配合他们的活动,并增加在目标市场上的关联性,他们创造了一个 AR应用软件(名为「街道埃沃」[Street Evo]),用户可经由扫描城市周围的交通标志,配合AR技术来进一步了解Fiat汽车的更多功能。使用智能手机识别这些交通标志的方法,与QR码(透过图案识别)的方式大致相同,当识别某类交通标志后,便会告知消费者这辆汽车的相关功能。例如:当用户扫描停车标志后,在智能手机上的3D动画便会显示Fiat汽车的卓越煞车功能。Fiat与应用程序的结合,可以鼓励用户参与「街道埃沃」的活动,在一个星期内扫描交通标志的次数超过了一百万次。

以上只是现有数千种在广告应用上表现AR技术的部分案例,但并非所有的扩增实境应用都有令人瞠目结舌的情境。其实必须经过若干努力才能使这项技术的应用达到熟能生巧的地步时,始可从中获得相当的财富。

读者可在「YouTube」网站键入「扩增实境_汽车DM互动应用」字符串,便可观赏到汽车型录上的AR效果。

在地理上的应用

以位置作AR应用的Layar实境浏览器为例,其目的是使用户能发现他们周围的信息而设计。该应用程序是在智能手机上以好几「层」来显示指定视野范围内的具体位置。其目录包括超过1,500个供搜寻的图层,用探索来体验这个世界,包括「免费旅游」、「食品及饮料」和「该城市的100年」。即使加拿大政府的「行动计划」是走入高科技,它提供了一个联接到5公里半径的所有行动计划。当用户作360度旋转时,它会显示他们所正临的每个方向的投影。此外,如果有兴趣参观现场时,也可使用 iPhone推出的地图应用程序,然后便可作各种转向对现场了如指掌,以供开车、步行或乘坐公共交通工具时的导航。

您是否正想在高雄市买栋房屋?不知道从哪里开始?使用Layar的实境浏览器应用程序台湾版,就可在智慧手机上找到想购屋地方的街景,可与周围环境互动。一旦智能手机指向用户想看的方向,指标将出现在要出售的房屋位置。潜在的购屋者可以设定他们的购买参数(价格范围、该位置的半径等等),并执行完整的360度旋转,便可看到市场上的所有属性。有了这些信息,便可点击感兴趣的属性以获得更多信息,也可透过电话直接和房地产经纪人交谈。

同样的,「LookBackMaps」是在智慧手机上将旧城市影像重迭在新城市的影像上,有助于市民参与探索性的历史教育的应用程序。一旦用户在正确的位置,便能调出一幅半透明位置的图像,覆盖正在智能手机上正在拍摄的立即视讯。在小时候,我们必须步行到学校上坡处去观察地形,现在我们可以使用AR技术作实地的查看!

Mobilizy市场总监Andy Gstoll解释说:「我们坚信,从现起2-3年后,或许更久,主流消费者将可使用自己的手机点一点建筑物、产品或某人,手机上便能秀出这些物体或人物的特性。Gstoll承认也有许多隐私问题,以位置为基础的AR技术,从国际积极扩张的立场看,它将是下一波的信息革命。」

想要对此项应用技术更加了解的读者,可在「YouTube」网站键入「Augmented Reality Learning Media, The Earth’s Structure Prototype」字符串后观赏到AR效果。

在教育训练上的应用

扩增实境也非常适合教育和训练,增加学生的连贯性和思维力。例如,医护人员(HCP)在培训中可以下载医疗紧急情况的应用程序,然后,学生可以深入了解在紧急情况下,有关治疗方法的选项,包括追踪模式,有助于仿真正确的过程。三维仿真显示时,如何与在何处执行正确的过程(如心肺复苏术)。学生可以记录自己的练习,然后再将三维模仿层盖在自己练习之上方,以发现任何的错误。此时的AR使用可以更深切了解主题,获得更有意义的学习经验。

一个大胆的AR用户决定测试此项技术的极限,他试着将任天堂3DS游戏的游戏卡纹在他的胳膊上,结果,字迹相当清楚,当相机对准他的胳膊时,可以正确认识任天堂的3DS标志,并显示相对应的图形。效果很迷人,游戏人物和动画似乎是从玩家的手臂上冒出来。

在儿童教育上也有很大的空间,例如:动物书籍,儿童可从计算机荧光幕看到各式的3D动物,听到这些动物的叫声,或走路的方法,让儿童迅速认识并了解这些动物的特性,同时更可提高学习兴趣。读者可在「YouTube」网站键入「Interactive Game Book」字符串,了解到这类互动书籍的趣味性。

结语

看了上面的陈述后,读者可能会问如果真的如此之棒,为何不是每本书或杂志都在它用?那么印刷业者要怎样配合才能做好此项创新呢?答案是此项技术尚处于起步阶段,AR制作公司也不是那么的普遍,目前虽然有点复杂,也涉及到昂贵的软件开发及维护费用,或许再过几年,当AR经过大量的开发后,就会进入实用和推广阶段。

作者曾打电话给台北市一家软件公司(艾伯特电通)询问开发一份客制化软件的价格,该公司说由于软件的编码有其复杂性,加上尚须与AR标志或图像卡配合,往往需要几个月甚至更长时间来写程序才能完成此项复杂的互动,如此无形中价格就会变得相当的高,从新台币十几万到几十万元看客户要求的复杂性而定,因此,并不是每家软件公司都能轻易完成此项创作,相信这也是未能很快流行的主要原因。虽然情况对印刷厂不是很有利,但对印刷业界而言仍然是个好消息,只要业者热心参与深入探讨此项技术,在承接书籍或杂志印刷业务之余也承接此项附加业务,当配合的印品量产后其所分摊的费用不高时,相信仍将可以带给业者一笔不算少的财富。

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