前言

也許你已經(jīng)在生活中見識過AR（即增強現(xiàn)實）技術(shù)所帶給你的神奇感受了，肯德基搞過的魔法小精靈活動，騰訊QQ做過的火把傳遞，還有百度、阿里等都推出了自己的AR試水產(chǎn)品，應(yīng)該都曾讓你眼前一亮。作為一個旅游類ar應(yīng)用開發(fā)的從業(yè)者，一年時間越坑不少思考很多，如果你也想了解或者想一起設(shè)計一款適合自己的ar產(chǎn)品，本文想要和你一起分析一下AR應(yīng)用在技術(shù)和產(chǎn)品設(shè)計上的來龍去脈。畢竟，只讓用戶驚嘆的發(fā)出好神奇！好炫酷！的聲音顯然不是目的，更深入的思考增強現(xiàn)實技術(shù)如何為客戶帶來更多的實際用處和價值，才是更重要的事情。在思考的過程中，我們將首先了解一點ar技術(shù)的原理，歸納種種可能的應(yīng)用范圍，然后對用戶的需求特征進行深入挖掘，仔細(xì)分析如何讓技術(shù)以產(chǎn)品為載體，以可能最有趣的形式，把可能最有意義的東西呈現(xiàn)給你的用戶。

目錄

• PART1 增強現(xiàn)實技術(shù)及其邊界
  • 增強現(xiàn)實技術(shù)的原理
  • 增強現(xiàn)實技術(shù)的邊界
• PART2 用戶想要什么
  • 從用戶的真實需求出發(fā)
  • 用AR技術(shù)表達(dá)用戶需求的預(yù)期
  • 分辨生活中的憧憬性預(yù)期和確定性預(yù)期
• PART3 如何做出用戶喜愛的AR應(yīng)用
  • 蘋果ARKit對智能手機的解決方案
  • 決定智能手機/平板AR應(yīng)用體驗的四個要點
  • 生活中最適合表達(dá)的確定性預(yù)期
  • 應(yīng)用在智能手機/平板上適用的領(lǐng)域
  • 用最恰當(dāng)和有趣的方式呈現(xiàn)虛擬物體

未來的AR城市

PART1 增強現(xiàn)實技術(shù)及其邊界

如果你覺得現(xiàn)實總是枯燥乏味，那么不要擔(dān)心，在上圖里的未來城市，你會被各種方便和有意思的虛擬信息所包圍，你不會覺得無聊，因為你可以隨時隨地修改你喜歡的環(huán)境樣貌，或調(diào)出你喜歡的游戲在各處玩耍，而且你也不再需要對著手機翻找周圍有哪些好吃的，因為它們隨時可以在你眼前給你最好的提示。AR技術(shù)會把我們的生活裝點得像科幻大片，虛擬信息統(tǒng)統(tǒng)飛出手機，來到世界的各個角落。我們都說現(xiàn)實是殘酷的，理想才是豐滿的，而讓理想的景象來到現(xiàn)實里做客，正是增強現(xiàn)實技術(shù)的目的。

增強現(xiàn)實技術(shù)的原理

自從人類有了畫家這個行當(dāng)以來，人們就有了一種能力，將現(xiàn)實中的三維的人或物體，描繪在一張二維的平面上。但如同文藝復(fù)興時期的米開朗基羅一樣，少數(shù)畫家還同時是一個雕塑家，能將二維平面或是頭腦中想象的事物還原為現(xiàn)實中的三維物體。如果從三維到二維的降維，就像畫一座冰山露出水面一角的樣子，還算是容易的，但要從這個冰山的一角，還原出整個冰山的三維原貌，由于你得不到當(dāng)時沒畫在畫里的任何額外信息，所以如果不借助想象力幾乎不可能做到，因為在從三維物體轉(zhuǎn)化到二維平面的時候信息都已經(jīng)丟失掉了。

然而人腦擁有一種能夠補充殘缺信息的強大能力，因為人的思維天生要求事物的起因、過程與后果必須是連續(xù)的、可理解的，如果中間不連續(xù)，人就會自動腦補?；叵胍幌庐?dāng)你閱讀一段疏漏掉幾個文字的時候你也許都不會察覺，當(dāng)你在看完一集電視劇后總是急于想知道下一集會是怎樣，或你在看完一場魔術(shù)表演后為什么那么好奇它背后的原理，就可以知道人的腦補能力有多么強大和迫切了。于是，在你望著前方的道路的時候，你不用看腳也能腦補出你腳下踩的也是道路，而不會認(rèn)為是陷阱，當(dāng)我們站在一個房間的客廳中央，看向陽臺方向的時候，你腦中也可以順著墻面和天花板、墻面和地面的四條延長線，想象出身后的房間樣貌，這些對于人腦都是順手拈來。

不管人腦是怎樣做到腦補信息的，現(xiàn)在計算機在使用“機器視覺”的相關(guān)技術(shù)后，一定程度上也做到了。機器視覺實際上是人工智能技術(shù)的一個分支，目的是讓機器代替人眼，來對現(xiàn)實中的事物做精準(zhǔn)的測量或?qū)η闆r做正確的判斷。世界是三維的，而我們眼睛的視網(wǎng)膜或機器的觀測鏡面是二維的，人和機器都只能通過二維的方式去理解三維。機器一直在努力模仿人的能力，即通過已有的認(rèn)知再加上對當(dāng)前環(huán)境靜態(tài)和動態(tài)的觀察，判斷出當(dāng)前現(xiàn)實環(huán)境的具體情況以及自己在其中的位置，從而以此作為下一步行動的依據(jù)。那些在工業(yè)上檢測產(chǎn)品質(zhì)量的智能監(jiān)控裝置、自動駕駛汽車、深海探測機器人、無人機、火星探測車、甚至家庭的智能掃地機器人，都是因為有了機器視覺，對周邊環(huán)境有了相對準(zhǔn)確的了解，才能指導(dǎo)自己如何采取下一步行動完成自己的工作任務(wù)。

火星探測車

所以只要擁有機器視覺處理芯片及相關(guān)裝置，機器人或飛行器在行走或飛行的時候就能始終提前預(yù)知周圍現(xiàn)實場景的情況，就可以避免撞到墻等障礙物上面，當(dāng)對周圍環(huán)境有了仔細(xì)的探測或觀察之后，便對周圍的環(huán)境和物體信息了若指掌。還記得電影《盜墓筆記》里有這么一個情節(jié)，壞的女特工在發(fā)現(xiàn)洞穴入口之后，立即掏出一打微型飛行器撒手放進洞穴，然后這些飛行器就在洞穴里到處飛行、各處掃描，將掃描信息回傳給了總部。這時大反派科學(xué)家在總部實驗室桌面上方的半空中，便開始看到一個整個洞穴內(nèi)部的虛擬模型正在神奇地慢慢搭建起來，從而讓整個洞穴的全貌以及內(nèi)部情況一覽無余。如果打開百度地圖的全景模式，你有時也會發(fā)現(xiàn)鼠標(biāo)指針不光放在地面上有指示的圓圈，在高樓的側(cè)面上也會有，百度采集車明顯是采集過環(huán)境中的建筑三維信息才能做得到。這種掃描技術(shù)就叫做“激光點云”技術(shù)，采集裝置從一個點出發(fā)向四面八方發(fā)射激光射線，通過檢測反彈信號的時間和強度來獲取障礙物點的材質(zhì)信息以及距離，從而采集虛擬3D場景模型所需要的信息。

激光點云技術(shù)和它生成出的三維稠密點陣圖

點云技術(shù)雖不在我們的討論話題，但它背后的技術(shù)基礎(chǔ)，并同時也是機器視覺中最重要的算法，就是我們要說的“SLAM”算法（Simultaneous Localization and Mapping，同步定位及地圖構(gòu)建）。就是因為SLAM相關(guān)的算法讓機器有能力判斷出環(huán)境和其中物體的相對透視關(guān)系，通過自身對環(huán)境更多的數(shù)據(jù)采集和嘗試來跟蹤這種環(huán)境關(guān)系的變化，從而判斷出自身在環(huán)境中的精確定位。就像開車的時候突然不知道開到哪里了，除了多看看旁邊環(huán)境的特征和標(biāo)識外，還得再往前開一會兒多看看別的參照物，才能判斷自己在什么位置一樣。在SLAM算法中，比較重要的一個前提能力，就是要抓取和計算環(huán)境中明顯的對象輪廓和圖像特征，然后再根據(jù)它們的朝向和形狀，以及在自身運動過程中它們圖形的變化，來判斷出空間環(huán)境的邊界與透視關(guān)系。AR應(yīng)用和開發(fā)中“標(biāo)識物”的概念，其實就是指這些圖像特征點陣中的一部分區(qū)域，只不過這個區(qū)域可能是有完整圖案和意義的。標(biāo)識物越明顯，判斷環(huán)境的基礎(chǔ)依據(jù)就越準(zhǔn)確。所以我們說，SLAM算法是AR技術(shù)的基礎(chǔ)和核心，有了SLAM，AR才能把虛擬物體以最恰當(dāng)?shù)男问胶妥藨B(tài)放進現(xiàn)實。

SLAM生成出的環(huán)境稠密點陣圖

增強現(xiàn)實技術(shù)的邊界

既然AR的基礎(chǔ)是SLAM，那么“把虛擬物體放入現(xiàn)實”這件事，就只能以SLAM的識別精準(zhǔn)程度為標(biāo)準(zhǔn)。也就是說AR技術(shù)相關(guān)的軟件的表現(xiàn)能有多好，除了必須看硬件支持情況外，剩下的得指望SLAM算法有多么成熟。基于SLAM，軟件程序能做的大概有以下四點：

1. 如下圖所示，SLAM精確的識別出用來做環(huán)境建模參考的標(biāo)識區(qū)域點陣后，虛擬物體可以和這些有特征的點陣穩(wěn)定地進行綁定，環(huán)境標(biāo)識點陣變換到哪里，能計算出是什么方位，虛擬物體就也跟著一起去哪里、朝向什么方位。例如把虛擬精靈擺放在地面上，由于在鏡頭移動時SLAM檢測到地面的點陣信息也在移動，所以精靈才能夠在虛擬空間里跟隨地面一起移動。
2. SLAM的環(huán)境建模信息可以告訴程序現(xiàn)實環(huán)境中各個封閉或開放型物體的三維模型點的位置都在哪里，程序通過這個虛擬地圖，計算出虛擬物體的活動邊界和限制。下圖中的小蛇才不會撞到墻上，也可以跳到桌子上、或從桌子邊緣跌落到實際的地面上。
3. 在計算環(huán)境建模的點陣信息時，SLAM利用深度檢測算法，一并記錄了每個點的深度信息（也就是距離鏡頭的距離），有了這些深度距離，就可以做到讓距離小于小蛇的點陣所牽連的畫面部分，遮擋在環(huán)境中跑動著的小蛇的前面。一旦有了遮擋，虛擬小蛇就不再像是一個只是貼到鏡頭上的雜耍，它竟然能躲在現(xiàn)實物體之后，這樣畫面才一下子真實了許多。
4. 同樣，有了這些環(huán)境的3D信息，也就能知道虛擬燈光等光源照射到相應(yīng)特征點上該怎樣發(fā)生怎樣的反射或折射，照射在小蛇身上的光線，被小蛇阻攔后該在它身下的哪些表示地面的點上，呈現(xiàn)出怎樣的陰影，并計算小蛇模型表面的顏色與強弱該如何隨光源的方位而變化，從而給虛擬小蛇模擬出更加貼合環(huán)境的真實光感和扎實的立在地上的感覺，讓這種虛擬世界的生物就像真的活在了現(xiàn)實中一樣，栩栩如生地站在那里。

SLAM檢測出的環(huán)境特征點陣和實時建模

在特征點陣中綁定虛擬物體

雖然基于機器視覺的理論基礎(chǔ)在20世紀(jì)后期就已經(jīng)非常完備，但由于現(xiàn)實環(huán)境的復(fù)雜性，需要的強力的運算能力和圖形處理能力才能有希望實現(xiàn)。直到這個世紀(jì)初隨著硬件技術(shù)的快速發(fā)展并出現(xiàn)了SLAM算法，基本開發(fā)需求才開始被迅速滿足。但即便如此技術(shù)仍還在快速的完善中，在可接受的成本范圍內(nèi)往往得不到滿意的功能效果。所以AR應(yīng)用必須考慮對自己來說劃算的硬件載體，例如機器人、飛行器或智能監(jiān)控裝置、增強現(xiàn)實眼鏡，或是使用智能手機和平板。

機器人和監(jiān)控攝像頭等載體重點在于采集和識別環(huán)境信息，從而判定和指導(dǎo)自己下一步的行為，所以對于普通的增強現(xiàn)實應(yīng)用的開發(fā)者來說，只有增強現(xiàn)實眼鏡與智能手機/平板，這種帶有反饋用戶信息的顯示屏的設(shè)備，才最適合制作“將虛擬物體投入現(xiàn)實環(huán)境”的AR應(yīng)用。

智能手機/平板利用其屏幕和攝像頭等傳感器，借助OpenCV等機器視覺算法庫，以及市面上已經(jīng)出現(xiàn)的一些更簡易的ARSDK的開發(fā)包支持，相當(dāng)于一種AR眼鏡的屏幕簡化版。但比起AR眼鏡，由于計算芯片能力所限，在最拖累計算效率的SLAM模塊上有著許多的功能閹割，在以上所述SLAM功能上只能在第一點，具有明顯點陣特征標(biāo)識物的識別上體驗較好，環(huán)境邊界檢測、遮擋以及光照陰影計算只有最簡易的表現(xiàn)，很多還達(dá)不到滿意的程度，簡化后的算法版本距離最好的視覺體驗還有很大的距離。

微軟AR眼鏡HoloLens

即便是AR眼鏡，在幾個最重要研發(fā)廠商的產(chǎn)品里，也還沒有一個能做到讓人完全滿意的用戶體驗。增強現(xiàn)實眼鏡由于昂貴的價格和較高的開發(fā)成本，只能做一些較大的行業(yè)級應(yīng)用。所以無論AR眼鏡還是智能手機/平板，目前還不能想做什么就做什么，開發(fā)增強現(xiàn)實應(yīng)用時，最怕的就是拿著科幻大片里的效果，指望著AR眼鏡或智能手機/平板能夠開發(fā)出來。

總之，以機器視覺為基礎(chǔ)建立起的SLAM算法是AR的核心，SLAM與當(dāng)前硬件設(shè)備的技術(shù)成熟度，劃定了AR技術(shù)產(chǎn)品的邊界，使得我們只能開發(fā)邊界之內(nèi)的產(chǎn)品。但是，就像數(shù)學(xué)上的“無窮”除以100還是“無窮”一樣，即使邊界再狹窄，增強現(xiàn)實的想象空間依然是無限的。

PART2 用戶想要什么

了解了技術(shù)的功能邊界，我們可以再試著換到用戶的角度，看一下用戶想要什么，才好對那些我們萌生出的很多想法進行篩選和過濾。

從用戶的真實需求出發(fā)

人這個物種就是欲望的集合，人們時時刻刻都有這樣或那樣的想做、在做的事情，而時時刻刻都可能有著種種對應(yīng)的產(chǎn)品來滿足這些當(dāng)下的需求，作為一個人在生活里的行為，這些“需求”是真實存在的，因為用戶真的在做這件事。所以，用戶的真實需求就是無論如何都是他本來要做的事情，這時候的產(chǎn)品只是幫助他更好更快的做這件事情而已。進一步說，如果人們當(dāng)前要做的這件事越難以被外界干擾和改變，就越是用戶的真實需求，而不是可有可無，而另外，如果認(rèn)為“好玩就會產(chǎn)生用戶需求”、“我的需求肯定就是用戶的需求”，都不一定是可靠的，都需要冒風(fēng)險花成本去現(xiàn)實中盡快驗證。

用AR技術(shù)表達(dá)用戶需求的預(yù)期

雖然AR的本質(zhì)是將虛擬物體或景象放入現(xiàn)實環(huán)境中，但對于人們來說，往往現(xiàn)實是現(xiàn)實，虛擬是虛擬，就像理想再豐滿現(xiàn)實也很骨感、游戲玩得再好肚子也依然會餓一樣，AR就是讓事物變得更好，而不是改變事物本身，畢竟現(xiàn)實里的人類沒有AR，也繁衍了好幾萬年。在未來真正成熟的AR技術(shù)大量的出現(xiàn)在生活里之前，人們時時刻刻還是得應(yīng)對現(xiàn)實問題，有用的AR應(yīng)用需要從人的現(xiàn)實問題出發(fā)。

人類區(qū)別于動物的核心一點就是大腦皮質(zhì)的思維能力，從而讓我們在現(xiàn)實的每件事上比動物更能夠想象出更遠(yuǎn)的預(yù)期，這種預(yù)期能指導(dǎo)我們下一步的行為，即便見到不確定的事情我們也經(jīng)過思考后會做出決策，至于結(jié)果是好是壞，都依靠我們對這件事情當(dāng)時的預(yù)期。換句話說，人們的生活是現(xiàn)實的，但對當(dāng)前所做事情目標(biāo)狀態(tài)的預(yù)期是虛擬的，是存在于人腦中的一種想象，這種想象基于嗜好和習(xí)慣、過去的經(jīng)驗或是對公共標(biāo)準(zhǔn)答案的記憶和認(rèn)知。

所以，既然AR的特征就是在現(xiàn)實里表達(dá)虛擬，那么對于人們現(xiàn)實里的事情，AR就正巧有希望幫助人們表達(dá)出他們本來就對事物抱有的那些虛擬的預(yù)期。如果將預(yù)期的目標(biāo)景象以某種形式呈現(xiàn)到人的面前，為用戶提供最可靠的決策方案或行動指引的話，AR技術(shù)就能非常自然的接入人的生活了。

不管在科幻電影還是在小說里，我們早已經(jīng)看到過這樣的例子：

• 在主人公開車的時候，路牌更加豐富，并且是虛擬的，前方道路的地面上也會顯示出巨大的箭頭給你指引；
• 當(dāng)鋼鐵俠來到他的房間控制各種系統(tǒng)設(shè)備的時候，擺手就能在空中調(diào)出虛擬屏幕，徒手進行界面操作；
• 宇宙飛船上的船員想在會議室與地球總部的BOSS開會，他的幻影影像可以直接出現(xiàn)在會議室的大廳中。

讓朋友的影像出現(xiàn)在自己的房間里

所以基于真實需求進行AR技術(shù)的預(yù)期呈現(xiàn)，能夠非常完整的指導(dǎo)人們處理他要做的事情，現(xiàn)實與虛擬在具體的實踐中，理論上可以做到非常完美的結(jié)合，從而讓以前那些我們只能靠體力和經(jīng)驗、靠摸索和運氣，尤其是靠時間才能完成的事情和工作任務(wù)，通過它可以順利和快速的，并且用更準(zhǔn)確的方式完成。

分辨生活中的憧憬性預(yù)期和確定性預(yù)期

在生活中，幾乎人所有的現(xiàn)實行為都具有這樣或那樣的預(yù)期，因為人只有對事物有預(yù)期，才能有安全感。人的思考是線性的、連續(xù)的，如果連續(xù)性被打破、被模糊，人們就會陷入驚奇、困惑甚至恐懼，生活的安逸不就是來自于這種穩(wěn)定的、線性的可見預(yù)期嗎，那種希望最好時時都有，哪怕它是錯的，甚至我們心知肚明這種預(yù)期是不可能實現(xiàn)的、一直在騙自己，那也好過沒有預(yù)期。所以人們無論在做什么，都始終走在實現(xiàn)某個預(yù)期的目標(biāo)之路上，并努力規(guī)避那些不符合預(yù)期的結(jié)果。例如：

• 我在運動減肥，我的預(yù)期是一個變瘦了的自己，越減越肥不是我的預(yù)期；
• 我在化妝，我的預(yù)期是一個好看的自己，化成妖孽也不是我的預(yù)期；
• 我在走路，我的預(yù)期是到達(dá)我想到達(dá)的地方，突然迷路必然也不是我的預(yù)期；
• 我在打掃衛(wèi)生，我的預(yù)期是一個干凈的環(huán)境，老有熊孩子搗亂或打掃后看不到效果，我以后就傾向于不去打掃。

然后，既然是預(yù)期的目標(biāo)，就是要達(dá)成它，就需要有一種可衡量的標(biāo)準(zhǔn)來告訴我們“這件事我做到了”，然而如果說“走路走到地方”這種事情是肯定可以衡量的，那么生活里還有無數(shù)的事情是不好衡量甚至沒法衡量的，比如：

• 我在努力賺錢，我的預(yù)期是賺錢之后有一個更幸福的生活。
  什么叫更幸福的生活？就算定一個幸福的標(biāo)準(zhǔn)，你獲得后會保證知足嗎？
• 我在說服對方，我的預(yù)期是讓他能理解我的觀點。
  “理解自己的觀點”是一種什么樣的情況？萬一他口服心不服你卻不知道呢？
• 我一直在學(xué)習(xí)，我的預(yù)期是讓自己變得更強。
  怎么叫變得更強？會不會永無止境呢？

這樣的預(yù)期，自然對于軟件程序來說不可衡量，但對于人來說還是有很多現(xiàn)實意義，畢竟從古至今無數(shù)的人們正是懷著某些莫名奇妙的預(yù)期，固執(zhí)的活著、堅強的活著。有時候這就叫做信仰吧。因此我們暫且稱這種預(yù)期為“憧憬性預(yù)期”。由于軟件技術(shù)需要確定性的量化信息，所以AR技術(shù)對于此種預(yù)期是無可奈何的，我們需要尋找的是那些明確的、具體的、存在可行實現(xiàn)方法的預(yù)期，那樣才是可以被程序量化和描述的。所幸這樣的需求也有無數(shù)種，例如：

• 我在開車，我要去一個地方；
• 我在施工，我要按照設(shè)計圖蓋一個房子；
• 我在修復(fù)文物，我要把文物修成以前的樣子；
• 我在操作一臺新設(shè)備，我想要學(xué)習(xí)如何使用這臺設(shè)備；
• 我在做一道數(shù)學(xué)題，我要得到正確答案；
• 我在景區(qū)觀光，我想要知道怎么走才能逛得比較好；
• 孩子們在看書認(rèn)識動物，他們對這些動物的知識很感興趣；
• 我在設(shè)計3D模型，2D的屏幕上必須總得通過旋轉(zhuǎn)模型才能看到完整的樣子，我想要直接看到；
• ……

AR眼鏡輔助3D設(shè)計師的工作

用戶在學(xué)習(xí)設(shè)備的使用方法

可見，即便這種需求的結(jié)果依然有好有壞，有多種結(jié)果的可能性，但總歸是有相對確定的結(jié)果信息可以被技術(shù)所描述的。因此可以說，基于用戶真實需求的AR技術(shù)應(yīng)用，要表達(dá)的正是這一類生活中的確定性預(yù)期，需要依照確定性預(yù)期這一標(biāo)準(zhǔn)來篩選需求。

PART3 如何做出用戶喜愛的AR應(yīng)用

就像我們前面提到的，昂貴的AR眼鏡還沒有普及，而且還有這樣或那樣的問題，還因為篇幅和經(jīng)驗所限，我們?nèi)绻胍O(shè)計和開發(fā)用戶級產(chǎn)品，可以先思考一下怎樣在智能手機/平板上做出一款用戶喜愛的AR產(chǎn)品。

蘋果ARKit對智能手機的解決方案

在智能手機上表現(xiàn)AR效果，首先就會存在以下三個問題：

• 用戶行為成本較高：用戶必須一直端著手機；
• 復(fù)雜環(huán)境的識別能力較差：由于軟硬件的限制，手機只能擁有閹割后的不完整SLAM算法支持，不能奢望做出與復(fù)雜環(huán)境結(jié)合非常貼切的效果；
• 視野狹窄難以呈現(xiàn)全貌：手機屏幕只能看到一部分視野內(nèi)容，其他方位上哪里需要發(fā)現(xiàn)，用戶就必須將手機朝向哪里。這也提高了用戶的行為成本。

其實前一陣蘋果2017新品發(fā)布會上展示的ARKit的游戲展示，就巧妙地通過產(chǎn)品設(shè)計讓問題得到了解決：

• 用戶通常在什么情況下非常投入地端著手機？玩游戲??；
• 既然對復(fù)雜環(huán)境不能很好的分析，那么就不識別復(fù)雜環(huán)境，只用一張桌子就可以了，將這種最簡單的平面作為標(biāo)識物顯示出游戲地圖；
• 手機游戲的視野本來就狹窄，而在手機游戲里，問題不在于視野狹窄，而在于用戶一貫的用手指去移動游戲地圖的操作成本。以前玩家必須用手指在手機屏幕上移動地圖，現(xiàn)在玩家可以不做這個煩心的操作，只需要無腦地挪動手臂的朝向和位置，就達(dá)到了移動地圖的效果，同時手機本身在游戲里還充當(dāng)了一架在空中飛行的戰(zhàn)斗機的角色，一舉兩得的解決了問題。

于是，這一表面看似換湯不換藥沒有太多亮點的游戲展示，實際上是用AR技術(shù)，以最現(xiàn)實有效的辦法解決了游戲玩家的操作體驗問題。

決定智能手機/平板AR應(yīng)用體驗的四個要點

無論是游戲還是其他類型的AR應(yīng)用，在智能手機/平板上有一些要點需要考慮，每一個要點的支持情況都決定著用戶體驗是否可以滿足要求。

1. 網(wǎng)絡(luò)支持
   有網(wǎng)還是無網(wǎng)，有網(wǎng)情況下是帶寬高流量大，還是帶寬窄流量小，都絕對限制著應(yīng)用的性質(zhì)和表現(xiàn)能力。如果沒有網(wǎng)絡(luò)我們可能只能做封閉的單機應(yīng)用，連用戶記錄都不能做到云端存儲，而在網(wǎng)絡(luò)和帶寬情況極好的情況下，不光本地應(yīng)用的容量可以做得極小，而且可以全程通過網(wǎng)絡(luò)傳輸來呈現(xiàn)內(nèi)容，甚至使用實時的高精度模型動畫及在線播放高清視頻。
2. 現(xiàn)實環(huán)境標(biāo)識物/介質(zhì)支持
   現(xiàn)實環(huán)境的標(biāo)識物，提供了現(xiàn)實環(huán)境的坐標(biāo)系參照，它一方面決定了虛擬物體出現(xiàn)在現(xiàn)實里時的可見性和穩(wěn)定性，另一方面也決定了用戶對AR應(yīng)用的認(rèn)知成本。AR應(yīng)用如果沒有穩(wěn)定明顯的標(biāo)識物物體的協(xié)助，或是標(biāo)識物在現(xiàn)實環(huán)境中讓人不便尋找，都會讓人覺得這不是一個完整的產(chǎn)品，從而形成認(rèn)知困惑，造成用戶的流失。所以，要么標(biāo)識物用固定場景下大家熟知和最常見的東西，并且能輕易的知道哪里是那個需要掃描的物體，要么把標(biāo)識物與應(yīng)用程序捆綁發(fā)布，讓人唾手可得。
3. GPS與陀螺儀定位支持
   雖然手機平板上的SLAM還不夠強，但設(shè)備上能通過GPS獲得自身位置的地理定位信息，如果它足夠精確，再加上陀螺儀模塊提供的鏡頭的當(dāng)前朝向，通過對比已經(jīng)存儲在應(yīng)用里的地圖數(shù)據(jù)和場景內(nèi)容，就能精準(zhǔn)的知道在哪里該投放什么樣的虛擬物體，方位的問題就無需SLAM的幫助了，而且可能連標(biāo)識物是否需要存在都變得無足輕重。然而這兩點在現(xiàn)有設(shè)備上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到那樣的準(zhǔn)確程度，陀螺儀在各個手機上的表現(xiàn)也參差不齊。對于這兩個硬傷，AR應(yīng)用如果要想保證穩(wěn)定的用戶體驗，考慮設(shè)計時就要規(guī)避這個短板，例如，對于GPS只考慮在公路或道路上信號比較精準(zhǔn)時使用，或者第三方地圖平臺支持的在商場等室內(nèi)有精準(zhǔn)定位服務(wù)時使用，其它位置則不使用它指導(dǎo)AR呈現(xiàn)；而對于陀螺儀的方位功能則作為應(yīng)用的附屬，即便不好用也不會影響主要功能。
4. 貼合AR技術(shù)的產(chǎn)品設(shè)計
   由于AR應(yīng)用需要呈現(xiàn)虛擬內(nèi)容，而純粹虛擬內(nèi)容的APP明顯以游戲方式最為擅長，于是AR應(yīng)用多少都會摻有游戲的成分在里面。但是，傳統(tǒng)的游戲設(shè)計可以純粹按照完全杜撰的世界觀和虛擬內(nèi)容來隨意布置整個世界，而AR應(yīng)用則由于受現(xiàn)實環(huán)境限制，所以必須考慮線下環(huán)境的成分。這樣在產(chǎn)品設(shè)計時，就非常不同于傳統(tǒng)形式的APP應(yīng)用程序，并且也不同于游戲。我們可以將這種產(chǎn)品分成“應(yīng)用本身”與“環(huán)境介質(zhì)”兩部分，環(huán)境介質(zhì)上要有安裝應(yīng)用的入口，應(yīng)用里也要引導(dǎo)用戶如何使用環(huán)境介質(zhì)。
   由于產(chǎn)品被分成了兩部分，那么表現(xiàn)也可能因此不同。應(yīng)用在使用到環(huán)境介質(zhì)之前，可以按照應(yīng)用自己的表達(dá)方式進行界面設(shè)計，但是一旦與環(huán)境介質(zhì)一起呈現(xiàn)虛擬成分，那么就最好離開屏幕的2D交互模式，與真實三維場景中的介質(zhì)以及3D虛擬物體配合起來，進入虛擬場景中的3D交互模式，交互界面將出現(xiàn)在環(huán)境介質(zhì)里、虛擬物體上、或者懸浮在半空中，如此表達(dá)一種觸碰世界本身的感覺。
   但應(yīng)用與介質(zhì)分離的情況，會導(dǎo)致用戶獲取介質(zhì)比獲取應(yīng)用的行動成本高得多的問題，并不利于產(chǎn)品的傳播。所以當(dāng)用戶分享了一張應(yīng)用生成的AR畫面給朋友后，怎樣讓他的朋友除了覺得炫酷贊嘆一下以外，還能很容易的獲取到環(huán)境介質(zhì)并下載應(yīng)用，一起玩起來，是一個需要考慮的問題。例如，產(chǎn)品設(shè)計中的互動規(guī)則如果必須由多個人一起完成，這樣也許可以形成人與人之間更有力的傳播。

精確GPS與陀螺儀定位下的出行導(dǎo)航

綜合這四個要點可以看到，在5G到來之前，網(wǎng)絡(luò)支持只能算剛及格，現(xiàn)在手機平板的GPS與陀螺儀定位的表現(xiàn)也還很不穩(wěn)定，只有較低獲取成本的現(xiàn)實環(huán)境標(biāo)識物、和最貼合的產(chǎn)品設(shè)計這兩個可以由優(yōu)秀的產(chǎn)品設(shè)計人員進行把控。所以可以說，如果考慮一個最低風(fēng)險的產(chǎn)品目標(biāo)，那就是一個：盡量避免使用GPS和陀螺儀定位、不太依賴于網(wǎng)絡(luò)支持、最易獲取或綁定應(yīng)用的環(huán)境標(biāo)識物、巧妙融合應(yīng)用與游戲的產(chǎn)品設(shè)計的AR應(yīng)用。反之，最高風(fēng)險的產(chǎn)品目標(biāo)則是：需要大網(wǎng)絡(luò)流量支持、必須基于地理位置定位和方位、需要靠用戶自己尋找標(biāo)識物、同時產(chǎn)品設(shè)計上不方便不適合AR技術(shù)呈現(xiàn)，這樣理想化的一款應(yīng)用。

生活中最適合表達(dá)的確定性預(yù)期

我們讓AR應(yīng)用表達(dá)點什么確定性預(yù)期呢？生活中究竟什么樣的事情是有明確目標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)答案的？經(jīng)過前文關(guān)于確定性預(yù)期的分析和舉例，我們會總結(jié)出確定性預(yù)期會有下列需求特征：

• 描述型：中國的首都是北京、這個鼻子很長的動物是大象、人的這個位置是心臟等，展示各種事實的信息；
• 導(dǎo)航型：人們到達(dá)一個地方之前的有限種最短路線信息；
• 建造型：按照預(yù)定的樣子復(fù)制或建造，例如一點點的增加零件、一層層的蓋樓房；
• 解題型：往往具有有限解的數(shù)學(xué)/幾何/物理等底層學(xué)科的相關(guān)問題；
• 動作型：如機械設(shè)備操作方法、健身和做操的教學(xué)等，具有有限種固定的動作模式；
• 線索型：即便需求沒有確定性預(yù)期，但該不確定性預(yù)期有時卻有一些確定性的線索，例如：要想知道是什么導(dǎo)致了亡國，需要從調(diào)查皇帝當(dāng)時吃的一個藍(lán)色小藥丸開始……
  ……

當(dāng)然還可以舉出一些，但也許其中的規(guī)律是：

• 大部分的“是什么”型需求（What）：“是什么”一般都是在描述事實，而事實大多是確定的；
• 一部分的“怎么做”型需求（How）：一部分“怎么做”是有相對標(biāo)準(zhǔn)的答案的，并且如果再改為“怎么做最好”的問題，可能會更多；
• 少數(shù)“為什么”型的需求（Why）：關(guān)于為什么的問題往往沒有唯一的答案，眾說紛紜看自己信什么。

可以想見在各行業(yè)中，教育行業(yè)的What用處最多，How各行各業(yè)都有。國內(nèi)最早的AR產(chǎn)品之一“涂涂樂”火起來就是發(fā)現(xiàn)并發(fā)掘了教育領(lǐng)域這個最重要的AR金礦。原因很簡單，最簡單的AR應(yīng)用需要對標(biāo)識物進行識別，而識別標(biāo)識物的同時，自然就可以想到能對它進行解釋，解釋它“是什么”，就能展示出對現(xiàn)實世界的提示。在此基礎(chǔ)上，如果掃描大象的圖片只出現(xiàn)“這是大象”的解釋，就不如增加一些炫酷的3D模型和動畫效果，讓大象活起來，就比枯燥的文字要好玩的多了。

涂涂樂的效果

應(yīng)用在智能手機/平板上適用的領(lǐng)域

人是能懶就懶的，所以在做一件事情，尤其是一件本身就動用身體的事情的時候，就無法集中注意力在行為成本高的其他事情上，例如跑步的時候，我們不喜歡老跟同伴說話，但可以邊跑邊聽音樂，因為說話需要費體力，聽音樂則不需要；再比如吃飯的時候，我們只需要抬起頭就可以看電視，而這時拿起手機對著某物玩AR就是很費力的。同樣，在人們使用技能處理各種工作任務(wù)時，總是占用著雙手，這時除非我們戴上眼鏡甚至用裸眼就能看到虛擬物體，否則這些事情即便再有需要也不方便使用。除非我們在做以下這些事情：

• 游戲娛樂：利用AR應(yīng)用更好的玩游戲、玩玩具；
• 知識學(xué)習(xí)：利用AR應(yīng)用學(xué)習(xí)書本知識；
• 技能學(xué)習(xí)：利用AR應(yīng)用學(xué)習(xí)若干固定步驟組成的技能；
• 欣賞靜物：利用AR應(yīng)用看到一幅更炫目更完整的畫或一座雕塑等。
• ……

很明顯，學(xué)習(xí)知識適用于描述型、解題型等預(yù)期形式，而學(xué)習(xí)技能適用于動作型，欣賞作品則適用于描述型，因為游戲的邊界極寬，所以游戲娛樂適用于前文所述各種類型的預(yù)期。在行業(yè)上，游戲娛樂、教育培訓(xùn)、玩具禮品、設(shè)備機械、建筑工程等等行業(yè)，都是可以有潛力用到AR技術(shù)的領(lǐng)域。

在學(xué)習(xí)有固定步驟的技能時，將步驟的指引在屏幕上相對于現(xiàn)實實物的位置明確地一個個標(biāo)注出來，就可以給用戶提供可用的提示。比如按某固定流程操作機器，AR應(yīng)用將每一步的虛擬指引，顯示在相應(yīng)的操作位置上。學(xué)做一個蛋糕？學(xué)炒一盤菜？學(xué)一首鋼琴曲？都可以如法炮制。

而前文提到的“導(dǎo)航型”所相關(guān)的交通出行、旅游等行業(yè)，由于暫時無法和GPS以及陀螺儀精確配合，難以做到穩(wěn)定的產(chǎn)品表現(xiàn)，所以需要對需求更謹(jǐn)慎的篩選和考慮。

為用戶顯示出設(shè)備的操作指引

用最恰當(dāng)和有趣的方式呈現(xiàn)虛擬物體

討論了AR應(yīng)用適用的領(lǐng)域之后，那么我們就可以通過三個步驟，讓虛擬世界的物體活生生的出現(xiàn)在現(xiàn)實里。

第一步，讓虛擬物以兩大表現(xiàn)模式呈現(xiàn)出來

1. 召喚模式
   我們可以用召喚模式強調(diào)呈現(xiàn)出的虛擬物體，識別標(biāo)識物之后憑空生成出與標(biāo)識物關(guān)系不大的虛擬物體。比如模型或特效動畫之類，這樣我們就能實現(xiàn)識別神燈后飄出能滿足你三個愿望的燈神，以及我們文中出現(xiàn)各種虛擬角色的例子都是使用這種模式，在游戲類型的創(chuàng)意中非常常見。
2. 增強模式
   該模式強調(diào)對于標(biāo)識物的修飾，識別后生成出與環(huán)境標(biāo)識物密切相關(guān)的虛擬物體，表現(xiàn)方式可以有：

• 特效增強：將電光火石煙塵水霧等粒子特效疊加在標(biāo)識物的表面，例如體現(xiàn)出英雄雕像的氣場，讓肖像畫流淚；
• 部件補充：讓虛擬物與現(xiàn)實標(biāo)識物相加，才能組成完整的物體，例如貝殼里出現(xiàn)珍珠、掃描殘缺的地圖后補完這張地圖；如果是2D標(biāo)識物，補充方式可以在第三個維度上進行3D補充，例如識別一張充滿曲線的現(xiàn)代繪畫作品時，讓曲線突出畫作成為三維曲線等。
• 部件標(biāo)注：在現(xiàn)實標(biāo)識物上呈現(xiàn)出對于其中部件的注解、指引等提示信息，導(dǎo)覽、培訓(xùn)和教學(xué)類需求中需要經(jīng)常使用。如我們上文中用戶操作設(shè)備時可按照屏幕的標(biāo)注提示，進行下一步操作或?qū)W習(xí)。
• 內(nèi)容變換：動態(tài)修改標(biāo)識物表面的內(nèi)容，常用的一種辦法是使用視頻疊加，如識別一輛飛馳中的賽車圖片，賽車真的動了起來，甚至駛出圖片范圍撲面而來等。

特效增強：在畫作上增加額外的邊框和粒子效果

內(nèi)容變換：在將電視機圖片的內(nèi)容變?yōu)椴シ诺囊曨l

部件補充：將殘損的文物恢復(fù)原貌

部件補充：讓圖案增加一個維度變?yōu)榱Ⅲw

第二步，和虛擬物一起進入互動
虛擬物體或角色出現(xiàn)之后，用戶就需要開始和它進行需要的交互操作了，可以使用以下幾種交互模式來進行：

• 形體交互：需要仔細(xì)觀察玩偶或古玩模型時，控制虛擬物的大小或朝向方位，可以在屏幕上對其進行旋轉(zhuǎn)、縮放等操作。
• 界面交互：讓虛擬物體的旁邊出現(xiàn)操作按鈕和選項，進行對虛擬物的控制操作。比如讓一輛跑車模型的旁邊出現(xiàn)切換車身顏色的選項；而如果虛擬物本身就是操作界面，那就直接在其表面進行操作，比如密碼鎖可以點擊密碼開鎖，或華容道小游戲直接點擊可玩。
• 動畫交互：用戶在觸碰虛擬物體或角色時，它會以播放一個動畫或動作的方式反饋給用戶。若通過選項進行交互，就使用上述界面交互來控制它的動畫效果。
• 場景交互：讓虛擬物體或角色和它所在的真實場景進行適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)生互動。例如虛擬角色如果是小槍手，那么用戶在屏幕上指到哪里，它就開槍打到哪里，如果是一輛小賽車，用戶指到哪里，小賽車就會開到哪里。如果未來能夠結(jié)合前文所提SLAM算法完整的環(huán)境監(jiān)測，角色就可以完全躲避現(xiàn)實中的障礙物體。
• 關(guān)聯(lián)交互：讓多個標(biāo)識物產(chǎn)生的虛擬物，彼此交互。例如利用讓用戶收集AR卡牌，如果兩張卡牌呈現(xiàn)出匹配度高的異性，那么他們會相互親吻，如果是沖突度高的同性，那么用戶需要控制他們相互PK對戰(zhàn)等。國外還有一個有趣的產(chǎn)品，讓孩子們收集和掃描卡牌，當(dāng)識別出一張卡牌時出現(xiàn)動物的介紹，而同時識別出兩張卡牌時它們竟然組合了起來，鳥頭牛身、豬頭魚身，創(chuàng)造一個個新物種。

形體交互：AR地球（搭配手勢檢測技術(shù)）

界面交互：讓界面出現(xiàn)在角色所在的虛擬空間

場景交互：虛擬小松鼠跳躍在真實場景中

關(guān)聯(lián)交互：卡牌對戰(zhàn)類游戲

第三步，交互結(jié)束后給用戶一個結(jié)果、積累與回憶
應(yīng)用自然不能在交互結(jié)束后戛然而止，如何讓用戶在AR體驗中得到獎勵和收獲，并且在不方便使用AR功能時也能通過過去積累的數(shù)值、收集的戰(zhàn)利品相互比較和炫耀，是產(chǎn)品設(shè)計時需要考慮的問題，總之最終要從AR的世界，再次回到應(yīng)用的世界，這里就不再詳述了。

結(jié)語

談到這里，我們已經(jīng)從技術(shù)到用戶，從用戶到產(chǎn)品大概分析了一遍，而要得出針對具體領(lǐng)域明確的AR產(chǎn)品的設(shè)計方法，還是只能靠我們在實踐中根據(jù)情況仔細(xì)思考和嘗試。增強現(xiàn)實技術(shù)和它的相關(guān)硬件雖然還不夠完善，但科技發(fā)展一直就那么的突飛猛進，逼著我們一方面需要保持對技術(shù)的持續(xù)關(guān)注，迎接一個個新特性和功能的到來，另一方面還必須保持更深入的思考，抓住技術(shù)背后不變的東西，才能以不變應(yīng)萬變。

從古至今，現(xiàn)實負(fù)責(zé)讓我們無奈，娛樂負(fù)責(zé)讓我們開心，但通過增強現(xiàn)實和相關(guān)技術(shù)，游戲和娛樂將會越來越多的來到現(xiàn)實里，讓生活和工作變得充滿新奇，讓人們更加開心和方便。所以，像一個孩子一樣，張開你想象力的翅膀，重拾你的好奇心，迎接未來那個有趣的時代吧！