本书系统阐述了增强现实(AR)技术的发展与应用,内容涵盖 AR系统的组成、技术、设计制作,以及在教育、医疗、工业等领域的应用实践。书中详细介绍了建模、开发框架、交互工具等设计平台,以 Unity 3D为例讲解基础操作与场景搭建;深入探讨交互设计中的用户体验和空间交互原则方法。通过理论与实践结合,辅以丰富案例分析和项目实践,帮助读者掌握 AR开发流程与设计原则。附录包含术语表,便于深入学习。
本书适合作为高等院校数字媒体艺术、计算机科学、虚拟现实等相关专业的教材,也可供对 AR技术感兴趣的开发者和设计师阅读参考。
李诗韵,湘南学院美术与设计学院讲师,承担《数字终端设计》等课程教学,在数字媒体艺术与视觉文化领域积累了丰富的科研与教学经验。现为意大利博洛尼亚大学艺术学院博士生,研究方向为图像制作及从虚拟空间到物理世界的媒介转换,聚焦新媒体技术在艺术创作与文化传播中的应用。曾举办个展,2024入选国家艺术基金“数字时代信息可视化设计人才培训”项目。她致力于将新技术融入教学实践,指导学生在多项赛事中获奖。
第一章 增强现实技术原理与应用概述 1
第一节 增强现实概述 2
一、增强现实的定义 2
二、增强现实的历史与发展趋势 5
第二节 VR、AR、MR 和 XR 比较 10
一、定义与功能 10
二、技术演化 13
三、未来趋势 15
第三节 增强现实的应用领域 16
一、游戏与娱乐领域 16
二、教育与培训领域 17
三、医疗领域 18
四、零售与电商领域 19
五、工业领域 20
六、社交媒体与广告领域 21
七、建筑与城市规划领域 22
第四节 增强现实技术的未来 23
一、硬件技术的革新 23
二、软件与算法的进步 23
三、应用场景的拓展与深化 24
四、面临的挑战与解决路径 24
五、发展时间线预测 25
第二章 增强现实设计工具与平台入门 27
第一节 增强现实内容创作软件 28
一、像塑-抖音AR特效开放平台 28
二、Adobe Aero 30
三、Vuforia Engine 31
四、Kivicube、云观博、阿里钉钉AR 33
第二节 3D 建模与动画工具 35
一、Blender 35
二、Maya 37
三、Cinema 4D 41
第三节 AR 开发平台 42
一、Unity 42
二、Unreal Engine 44
三、AR Foundation插件 47
第四节 硬件设备选择 48
一、苹果 Vision Pro 48
二、Meta Quest 3 49
三、AR眼镜与移动设备 51
第三章 Unity 3D 引擎基础 53
第一节 基础操作与环境配置 54
一、Unity界面与工具集介绍 54
二、设置Unity开发环境与AR插件配置 57
第二节 3D模型与物理属性设置 59
一、3D 模型导入与调整 59
二、物理引擎与碰撞检测 61
第三节 动画与声音制作 63
一、动画原理与基本操作 63
二、AR环境中的音效与声音交互 65
第四节 场景搭建与用户界面设计 67
一、场景构建与AR视图管理 67
二、用户交互与界面设计原则 69
第五节 发布与导出 71
一、项目导出至iOS、Android与头戴设备 71
二、发布平台与优化建议 72
第四章 AR交互设计基础 75
第一节 用户体验与空间交互 76
一、核心原则 76
二、三维空间交互模型 77
三、用户路径与行为分析 78
四、多模态交互策略 78
第二节 虚拟与现实的界面整合 80
一、混合界面设计思维 80
二、2D HUD 与 3D 对象叠加 80
三、虚实边界可视化表达 82
第三节 情境感知与信息可视化 83
一、多源传感器融合 83
二、分层信息呈现 84
第四节 设计中的沉浸感与参与感 85
第五章 AR空间叙事 87
第一节 空间叙事与虚拟场景建构 88
一、空间叙事的基本概念与方法 88
二、虚拟场景的构建与交互体验设计 90
第二节 跨媒体叙事与多感官融合 93
一、AR在跨媒体叙事中的应用 93
二、多感官融合 95
第六章 增强现实在艺术领域的应用 99
第一节 教育、展览与公共空间领域 101
一、博物馆与展览 101
二、公共空间 103
第二节 绘画与插画领域 105
一、虚拟画布 105
二、插画的表现与交互方式 106
第三节 雕塑与装置艺术领域 107
一、3D 雕塑与互动装置设计 108
二、公共展示与互动 108
第四节 摄影与影像艺术领域 110
一、AR在摄影与影像中的创新应用 110
二、影像与现实的交织 111
第五节 时尚与营销领域 112
一、AR虚拟试衣技术 112
二、AR时尚秀与数字营销 114
三、AR美妆与配饰体验 115
四、品牌互动与社交分享 116
第六节 建筑与空间设计领域 116
第七章 增强现实应用实例分析 119
第一节 古生物复原增强现实应用 120
一、古生物学中的应用 120
二、教育与展示 121
三、博物馆展示 123
第二节 文旅项目应用 124
一、AR在文化遗产保护中的作用 124
二、虚拟导览与沉浸式体验 126
三、文物、遗址与现代文旅应用 126
第三节 工业产品应用 129
一、原型设计与产品展示 129
二、远程协作与维修 131
三、制造业与工程项目中的应用实例 134
第八章 增强现实设计的未来 137
第一节 技术演进与设计挑战 138
一、技术瓶颈与未来发展 138
二、设计面临的挑战与机遇 141
第二节 人工智能与AR结合 143
一、AI如何推动AR的发展与创新 143
二、AI赋能的个性化AR体验 145
三、未来展望与设计思考 146
第三节 新兴职业与学习路径建议 147
参考文献 148
附录 本书术语表 150