增強現實技術及其在電子商務中的應用論文

1、增強現實技術概述

增強現實(Augmented Reality, AR)是將虛擬的信息、圖像與真實場景進行貼合的技術。1992年Caudell等人首次提出AR概念，現被廣泛用於為用户展示信息和提供視覺體驗，以增強用户對現實環境的瞭解，擴展與真實環境的交互。增強現實具有三個重要特徵：使用户在真實的環境中看到虛擬與真實對象的結合;實時的展示與交互;將虛擬對象精確的定位到它在真實場景中應該出現的位置。

增強現實技術的核心思想是使用户看到虛擬對象與真實對象或場景的結合，而實現結合的設備往往是屏幕，例如計算機屏幕、移動設備屏幕、頭戴式顯示器、投影儀等，這意味着首先需要將現實的場景通過攝像頭獲取並展示到屏幕上，即將屏幕轉變為玻璃或鏡子，然後再將虛擬對象畫在與真實場景對應的屏幕上的某一位置。增強現實技術將虛擬信息與真實世界相結合，充分利用屏幕的空間延展性，在有限的屏幕中顯示更多、更為豐富的內容，已應用於建築、醫療、教育、影視、娛樂及電子商務等眾多領域。

2、三維註冊實現方案

在增強現實技術中，最關鍵也最多樣的步驟是三維註冊，不同的三維註冊實現方案將產生不同的增強現實技術的應用。三維註冊指的是通過計算機圖形學的分析過程，獲得三維空間中具體物體準確的座標，然後根據獲得的座標把計算機生成的虛擬物體拼接到實景空間中去，使得真實環境和虛擬物體能夠準確地無縫融合。

2.1 基於圖像識別的三維註冊

通過攝像頭讀取、識別真實對象後，再顯示相關的信息與圖像，例如通過識別書的封面，結合互聯網搜索技術，進而展示書的出版信息、作者信息和價格等;又例如Fitnect通過識別人體，實現虛擬服裝的試穿。

該方案強調的是虛擬對象與真實對象的結合，弱化了與環境的關係，因此多用於展示與真實對象相關的信息。而難點在於該方案需要強大的圖像識別技術，要求硬件擁有強硬的計算能力，因此目前大部分基於該方案的增強現實軟件都僅針對一個類別的物品進行識別(例如圖書、人體等)。

2.2 基於標識的三維註冊

通過攝像頭識別一個特定的標識，進而在標識上方顯示與標識對應的信息與圖像，例如Tissot提供的虛擬試戴手錶體驗，試用者需要先在手腕處佩戴印有特殊圖案的紙質手錶。

該方案優點在於虛擬對象定位非常精確且穩定，特別是在展示三維圖像時，虛擬對象可以隨着標識的移動而改變、旋轉圖像，因此能夠大幅度提高用户體驗。而缺點在於該方案總需要用户預先準備好標識，且通常需要用户自行打印標識，這在一定程度上提高了用户的使用成本。

2.3 基於GPS定位的三維註冊

如今大多數移動設備都具備GPS(Global PositioningSystem)定位功能，因此當需要展示與地理位置相關的信息和圖像時，可以獲得設備當前所在位置和虛擬對象所在位置，計算出相對的距離、方位，進而在屏幕上進行展示。該方案多用於基於地理位置的服務(Location Based Service，LBS)，例如展示某景點的歷史信息、商家的打折信息等。

該方案的缺點在於所展示的虛擬對象也需要具有地理位置信息，此信息需要發佈人員提前準備，在用户需要顯示虛擬對象時再即時獲取，這也意味着在地點A展示的信息，用户在地點B是無法看到的。

2.4 基於相對位置的三維註冊

該方案需要利用大多數移動設備具有的陀螺儀、重力感應等傳感器設備，獲取設備的旋轉數據。相較於其他三種方案，該方案可以不需要得到用户、真實對象以及虛擬對象的位置，而直接在屏幕上展示虛擬對象，甚至可以由用户操作來移動虛擬對象、調整大小、旋轉角度。

該方案多用於展示靜態的、與環境關係較小的信息或圖像，例如一款玩家需要擊落在空中飛翔的敵方戰機的增強現實遊戲;雪佛蘭(Chevrolet)公司2013年初推出一款名為雪拼季的APP，用户可以在APP中抓取虛擬的彩色雪花，當集滿6款不同顏色的雪花後就有一次贏取雪佛蘭科邁羅CAMARO(大黃蜂)的機會，此APP所使用的就是基於相對位置的三維註冊方案。

總之，無論採用何種三維註冊方案，共同的目標都是真實。為了更為真實的呈現效果，虛擬對象和真實場景需要完美的貼合，應當處理好虛擬對象的大小、相互重疊、景深等，考慮環境對虛擬對象的光照、陰影並且減少當真實對象或移動設備移動、抖動時造成的虛擬對象變化的延遲。

3、增強現實在電子商務領域的應用

增強現實技術的最終目的'是為了展示信息，因此可以廣泛應用於旅遊、教育、醫療、建築、娛樂等多個領域。正因為它能實現虛擬與真實的結合，因此能夠為用户提供實用的、獨特的視覺感受和用户體驗，這樣的特性能夠為傳統電子商務錦上添花，提供更為真實的商品展示和購物體驗。

3.1 商品試穿、試戴和試用

在網絡上夠買衣服、鞋帽、首飾等商品，用户往往想了解這些商品的上身效果，並且通過效果來決定衣物的尺寸，而目前的電子商務很少有提供用户在家就能試穿、試用衣物的功能，增強現實技術為這一問題帶來了解決方案。正如前文所提到的，Fitnect提供了虛擬衣物的試穿功能，國內的京東網也表示將於2014年在移動客户端實現基於增強現實的試穿功能。

在實際生活中，客户通過一些尺寸較大的等身高的鏡子實現衣物的試穿，而客户家中通常不會備有等身高的屏幕，因此目前還無法達到最佳的衣物虛擬試穿的用户體驗。而小物件、與用户人體無關的物件的試用，則可以通過增強現實技術輕鬆實現，例如前文所提到的Tissot手錶的試戴，又如珠寶首飾、髮型、紋身等。USPS的Priority Mail採用增強現實技術，讓用户打印標識，進而可以方便地根據郵寄物品的大小選擇所需要的盒子;IKEA的移動客户端IKEA Now實現了傢俱等裝飾品和家居用品的預覽。

3.2 LBS電子商務

由於有着共同的地理位置信息特性，基於GPS三維註冊實現的增強現實讓LBS電子商務有了新的發展方向，該方向多為一些基於增強現實的移動客户端應用，為用户在導航、購物、點評、社交、旅遊等方面提供服務。Yelp是美國最大的點評網站，在它的移動客户端中提供了基於增強現實的點評展示功能。通過這款APP，用户可以直接看到某家商店所在的位置、食客對某家餐廳的評價。類似的APP還包括Layer、Nokia CityLens等等。同時LBS社交也可以基於增強現實技術而發展，甚至LBS社交信息和LBS電子商務信息可以同時展示，Wikitude便是這樣一款APP，它提供了諸多的頻道，通過增強現實技術展示來自各個平台的LBS信息。

3.3 商業營銷

增強現實技術非常適合用來開發遊戲，因此為商家們提供了一系列新的營銷手段，在這一方面需要商家營銷團隊提供獨特創意的支持。

2012年，別克品牌為了推廣新車，推出了一款增強現實遊戲APP。在遊戲開始時，參與者將虛擬汽車藏匿在城市的一個角落，如果其他用户發現，則可以將汽車據為己有，並在180秒內重新藏匿汽車，單次成功藏車時間最長的參與者將獲得一輛真正汽車。

在2013年雪佛蘭推出的雪拼季APP中，除了可以用一套彩色雪花換取一次抽取大黃蜂的機會外，每抓1片彩色雪花，即可根據相關優惠政策抵扣1000元購車現金，並可用於雪佛蘭的所有國產車型，不同車型享有不同抵扣額度，最高可抵扣10000元購車現金，這項活動在一定程度上增加了雪佛蘭汽車在當時的銷量。

日本電通集團(Dentsu Group)的iButterfly是一款純營銷應用，用户可以發現並捕捉各色蝴蝶，蝴蝶身上包含商家活動、優惠券、免費試用等營銷信息，從而通過遊戲成功地實現了商業營銷。

4、增強現實技術前景

增強現實技術已經在信息展示、商品陳列、試穿試戴、購物導航、營銷推廣等諸多領域得以應用，但在用户體驗、處理速度等方面還有待進一步加強。由於在增強現實技術中需要對圖形圖像進行處理，因此，要求移動設備擁有較高的運算性能。同時，已有的增強現實技術均是將真實場景獲取並呈現於屏幕上，以達到真實與虛擬的貼合，而當前大多數增強現實技術的應用都是移動應用，很多用户需要舉着移動設備來感受和使用增強現實技術，這為增強現實技術的應用帶來一定的侷限。可以預見，隨着技術的不斷髮展，硬件設備性能必將有極大的突破，移動設備處理圖形的性能將大大優化，基於GPS的三維註冊也將實現虛擬對象隨着設備地理位置的變化而實時移動。

在未來，增強現實技術中的虛擬對象可以直接投影在玻璃等透明材質上，這樣便減少了獲取真實場景所需要的資源，例如谷歌公司開發的Google Glass智能眼鏡為增強現實技術帶來全新的應用和發展方向。另外，包括寶馬、奔馳、豐田等多家汽車公司都已展示過他們在汽車中應用增強現實技術的雛形，未來的車窗玻璃也將作為顯示屏讓增強現實技術更貼近人們的生活。伴隨着增強現實技術的發展和成熟，它與電子商務的結合更為緊密，將成為電子商務領域一個新的關注點和發展方向。