希望大家通過這篇文章能夠快速了解 AR 的實現(xiàn)原理，AR 的設(shè)計流程，以及在設(shè)計過程中遇到的問題，在最后會分享我這些年做 AR 設(shè)計的一些心得和技巧。

從 2013 年開始加入騰訊這個大家庭，加入這個大家庭后一直負責(zé) QQ 相關(guān)的設(shè)計工作。從 2015 年開始參與研發(fā)短視頻 APP 的設(shè)計工作，即是將 QQ 的社交內(nèi)容娛樂化，同一些新的技術(shù)做結(jié)合。

關(guān)于AR

AR 這個詞對大眾而言并不是一個陌生的詞，但是 AR 的實現(xiàn)原理是怎樣的?

AR 的中文名字是增強現(xiàn)實技術(shù)，它是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度，并且加上相應(yīng)的圖像、視頻、3D 模型的技術(shù)。

簡單來講就是在現(xiàn)實世界上疊加一些虛擬信息，然后再實時計算它在設(shè)備上的位置以及角度的變化。

AR 的目標是將屏幕上的虛擬內(nèi)容放在現(xiàn)實的世界中與之互動，幫助大眾更快捷更直觀地去獲取信息，并且 AR 自帶強大的商業(yè)價值。身邊的小伙伴經(jīng)常會把 AR 跟 VR 搞混，其實 AR 是增強現(xiàn)實技術(shù)，而 VR 是虛擬現(xiàn)實技術(shù)。

AR 是將虛擬的物體放在我們周邊的現(xiàn)實環(huán)境，增強現(xiàn)實世界的感官體驗;VR 則是將我們放在虛擬的環(huán)境中，打造一個以假亂真的沉浸式體驗。

它們在設(shè)備上進行劃分，AR 對大眾用戶來說參與的門檻低，操作的門檻更低，因為 AR 只需要擁有一部帶攝像頭的智能手機，便可以成為一個載體，在增強現(xiàn)實世界的同時，重塑用戶的交互體驗，而 VR 的設(shè)備對于大眾用戶來講日常比較難接觸到，需要較為專業(yè)的設(shè)備和場地。

AR 技術(shù)的核心是識別與跟蹤，它的實現(xiàn)方式分為兩種：

• 圖像檢測法;
• 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)法。

圖像檢測法

圖像檢測法其實是 AR 最常見的一種定位方式，經(jīng)常用在圖片識別和人臉的識別。它的技術(shù)實現(xiàn)流程主要分為三步：

• Step 1：需要捕捉特征圖像，算法會對圖像進行規(guī)劃處理，計算有效特征點進行匹配，可以看下圖一，這些綠色的小點點就是有效特征點。

• Step 2：從偏離的矩形算出一個三維坐標系，建立一個空間。
• Step 3：實時跟蹤數(shù)據(jù)內(nèi)容的位置和角度的變化。

剛才講到綠色的小點點設(shè)計師應(yīng)該怎么去檢測呢?這里推薦一個網(wǎng)站給大家──Vuforia，注冊賬號后上傳設(shè)計圖就可以直接將圖稿的特征點標記出來，并且對其進行打分，特征點越多，識別的準確率越高。

觀察第一張圖的上下兩幅作品，可以發(fā)現(xiàn)它僅僅只是背景和深淺不同，形成的有效特征點也有所不同，因為算法在灰度對比度高的情況下會形成更多的有效特征點。

我們再觀察第二張圖，可以發(fā)現(xiàn)第二張圖在太陽的圓形部分沒有形成任何有效特征點，因為算法會排除掉一些比較平滑的曲線或元素，視為無效特征點，這種點一般出現(xiàn)在夾角處，所以為了使特征點分數(shù)更高，我們在設(shè)計的時候需要：

• 避免畫一些比較平滑或帶弧度的元素;
• 特征點需要平均分布在每一個角落。

最后看第三張圖，幾何云的部分重復(fù)出現(xiàn)在不同的位置上，它形成的有效特征點的數(shù)量和位置也一樣。因為重復(fù)出現(xiàn)的規(guī)則圖形會被算法判定為無效特征點并排除掉，所以在做設(shè)計的時候需要：避免用一些規(guī)則的圖形和一些重復(fù)出現(xiàn)的元素。

圖像檢測的優(yōu)點是簡單、高效和多樣性，缺點是容易受環(huán)境、光線、距離、遮擋、聚焦這些因素產(chǎn)生變化，會使虛擬內(nèi)容產(chǎn)生抖動、卡頓、誤判、識別慢、無法識別的情況出現(xiàn)。

環(huán)境光線距離就不需要多講了，遮擋就是取決于取景的角度和范圍。聚焦指的是設(shè)備，也就是我們的攝像機，我們的手機對于深色還有漸變顏色進行對焦時會較慢顯現(xiàn)。

所以在做視覺稿的時候，其實需要滿足很多條件，并且要與開發(fā)進行多環(huán)境測試，一起研討，才能得出一張比較合格的識別圖，優(yōu)秀的識別圖必須確保它的穩(wěn)定性，還有它的識別速度。

我們來看看實際項目中是如何應(yīng)用的。

在 2016 年的時候，團隊策劃了《QQ奧運火炬手》AR 活動，基本上是在一個毫無經(jīng)驗的情況之下，不斷地試錯，不斷地修正，在兩個月內(nèi)從風(fēng)格到終稿花了將近 3000 稿，才完成六個奧運城市 28 張識別圖的設(shè)計，可以看到 DEMO 呈現(xiàn)出來的效果相對比較穩(wěn)定，而且識別速度非常快的，基本在一秒之內(nèi)完成。

這里強調(diào)優(yōu)秀這個詞，因為我們不希望用戶第一次接觸 AR 時就造成一些挫敗感，導(dǎo)致對新技術(shù)的體驗產(chǎn)生抗拒心理，所以對識別率的速度還有穩(wěn)定性做了相當(dāng)多的調(diào)試，當(dāng)時也獲得了世界吉尼斯紀錄的證書。

這是以前的一個小 DEMO，通過手機的掃一掃識別一層一層傳遞的過程。剛才說到圖片檢測法的圖像場景，現(xiàn)在再看一下紋理識別的場景，人臉識別其實就是圖像檢測法的邊緣檢測，它可以檢測出人臉的部位，同時跟蹤這些部位進行運動，把虛擬的內(nèi)容跟肢體做無縫的貼合。

比如說經(jīng)常用到的特效掛件，大家看到市面上的一些美顏 APP 都有些什么樣的能力呢?

• 實時美顏
• 臉部貼合
• 動作觸發(fā)
• 臉部變形
• 換臉、扣臉
• 氛圍濾鏡
• 3D 模型

其它便不一一闡述了，相信大家也有所了解。

針對 QQ 的一些社交場景，我們團隊也做了 QQ 特有的一些特效掛件，例如可以在 QQ 的聊天界面中的拍攝功能，還有聊天，都可以在視頻聊天看到，玩到。還有利用 AI 和 AR 的結(jié)合，在兩人通話中做了一個小游戲，通過做表情贏取對方的紅包。

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全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)法

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)法是利用 GPS 去定位我們所處的位置，在真實的空間里尋找一個平面，可以現(xiàn)實世界中跟虛擬物體進行互動和觀賞。

優(yōu)點是適合于室外的跟蹤，可以克服在室外場景中光照，還有聚焦等不確定因素，而缺點是很考驗設(shè)備的性能，包括當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境。

可以看到這上面有兩個比較陌生的詞，一個是 LBS(Location Based Service)，一個是 POI(Point of Interest)。LBS 其實是基于移動位置服務(wù)，配置服務(wù) GPS 獲取位置的一個方式。有些 AR 的游戲是基于 LBS 去實現(xiàn)的，它們所用到的實現(xiàn)方式也就是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)法。而 POI 就是一個興趣點，它在地圖上可以代表一棟大廈，一個商鋪或者一處景點等等，它包含四方面的信息，就是名稱、類別、坐標和分類。

這個是 2016 年日本做的一個 AR 游戲，相信大家都有玩過。

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這個游戲是利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)法去實現(xiàn)的一個游戲，為什么給大家看剛才的短片，是因為騰訊 2017 年新年 QQ 的一個運營活動跟它的玩法特別像，都是基于一個地圖上去尋找一個紅包或者一個寶藏，然后找到這個位置，再通過完成一些任務(wù)去獲得這些紅包或者禮品。

做這個運營活動的時候，需要去考慮如何體現(xiàn) AR 的空間概念，譬如說要合理利用一個真實的空間，因為設(shè)計師出的設(shè)計稿再也不是 750×1334 的尺寸了，它是一個真實的空間，需要把這空間進行拓展，去引導(dǎo)用戶移動手機鏡頭，跟蹤這些虛擬物體進行移動和互動。

我們可以通過物體的走向去體現(xiàn)一個空間感，譬如說從遠到近，從左到右，從上到下等方式讓用戶移動起來。

在地圖的引導(dǎo)上，可以從遠近這個層次去打造一個三維空間，譬如說離我們比較近的 AR 點的時候，需要強化我們的信息，做一些差異化的動畫引導(dǎo)，再遠一點的地方就只需要給一個簡單的貼圖或者簡單的元素告知用戶，遠處也有一個紅包，或者禮品。

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IP 的力量是非常強大的，當(dāng)時使用了 QQfamily 的 baby Q 作為財神形象給用戶發(fā)紅包，它的作用是可以跟用戶產(chǎn)生一個平等的對話，陪伴用戶一起完成一些任務(wù)，建立一個平等親密的關(guān)系。

在 2016 年的時候，通過《QQ奧運火炬手》活動，一推出 QQ 就被稱為是國內(nèi)首個 AR 用戶超過 1 億的社交應(yīng)用，整個活動吸引了全球一百四十三個國家的用戶，跟 AR 的互動超過將近兩億次。

在 2017 年的時候《QQ天降紅包》運營活動用戶量超過 3 億，半年間就收獲業(yè)界還有一些用戶的良好口碑，QQ 是一個很年輕的產(chǎn)品，它的用戶大部分都是學(xué)生。通過這樣的活動跟新的技術(shù)做結(jié)合，我們成功將 QQ 的品牌升級為年輕化，娛樂化，還有科技化。

過去的設(shè)計手法就是從圖形，動畫還有色彩上做一些創(chuàng)新。現(xiàn)在我們加入一些新的技術(shù)，比如說 AI、AR、音效和物理震動之后，可以升級用戶的一些感官體驗，使設(shè)計更加沉浸式，更加娛樂化。

把 AI 跟 AR 做一個很好的結(jié)合，是因為更好的 AI 需要更好的 AR 去體現(xiàn)。

那么大家都說 AI 就是 AI，AR 就是 AR，其實這個說法是錯的，因為它們的關(guān)系非常密切。如果我來作比喻的話，「AI 就是人的大腦，AR 就是人的一些感官體驗。」

跟這些新的技術(shù)做結(jié)合，會使得設(shè)計和活動會有四個優(yōu)點，那就是話題性，串聯(lián)性，沉浸式和娛樂化。

通過一些新的技術(shù)給用戶帶來的新鮮感和話題性，再把一些時間音效還有振動影像這些元素有效地串聯(lián)在一起，讓用戶身臨其境，更加專注在操作當(dāng)中，更加強化整個設(shè)計，整個產(chǎn)品的趣味性，也提高整個產(chǎn)品的娛樂價值。

去年世界杯的時候，我們推出了《QQAR穿越賽場》。

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相對奧運而言，世界杯并不是全民都會關(guān)注的一個賽事，所以當(dāng)時用了很大部分的時間來做用研，想方設(shè)法去提升用戶的參與感。我們對用戶的行為和心理進行分析，希望能通過新的交互形式和新的技術(shù)讓用戶更好的參與進來。

在做運營設(shè)計的時候，需要從三個部分去策劃：

• 如何去吸引用戶;
• 在用戶體驗的過程中如何制造一些驚喜;
• 希望用戶在最后有一個想要抒發(fā)自己欲望的出口，將活動分享出去。

那如何去吸引用戶參與活動呢?可以利用一些視覺線索，突出一些重點信息，通過差異化的設(shè)計去滿足用戶的好奇心。譬如說，利用一個足球的運動軌跡引起用戶的注意力，讓用戶產(chǎn)生好奇心，去點擊入口，到第二個頁面的時候，需要告訴用戶具體的活動內(nèi)容，這是比較輕的設(shè)計手法。比較直接的方式是在登錄 QQ 之后，直接給用戶一個活動預(yù)告。

這個需要結(jié)合 QQ 掃一掃的界面，并且跟活動里面的場景結(jié)合起來，打造一個新的 UI 風(fēng)格。我們可以透過一些色彩質(zhì)感和執(zhí)行動畫告訴用戶，這是一個充滿科技感的運營活動，一個新的 UI 活動風(fēng)格，一個新的科技感風(fēng)格。

沉浸式體驗，往往也包含人的感官體驗和認知體驗。

我們需要從大眾的一些記憶里面提取一些設(shè)計元素，基于現(xiàn)在的場景、應(yīng)用做結(jié)合。那么我們?nèi)绾稳ヌ崛∮脩舻囊恍┯洃浽?可以通過我們記憶中一些片段去提取它的色彩、質(zhì)感，還有聲音、圖形、運動方式、光學(xué)和力學(xué)這樣的特征去和設(shè)計做融合。

說起穿越這個話題，大家也會想到哆啦A夢的穿越門或者哆啦A夢的時光機，還有些用戶就會想到我們近年來比較火的奇異博士其中的一個片段，我們抽取奇異博士打開穿越門的片段提取一些設(shè)計元素，譬如說它的運動方式，力學(xué)和光學(xué)特征。

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首先我們需要去教育用戶「空中畫圈」，「空中畫圈」這個詞大家應(yīng)該都不難理解，當(dāng)時請了很多深大學(xué)生去公司做用研，試玩這個活動的時候，發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)都不會玩，不是說大家沒有看過奇異博士，也不是說大家對 AR 沒有接觸，是因為這種新的互動形式會讓用戶的心理造成一個不確定因素，并且懷疑自己的判斷，大家更多的習(xí)慣直接在屏幕上畫圈，而不是舉起自己的手，在空中畫一個圈，開啟穿越門，甚至有一些同學(xué)直接手反過來一直在扣攝像頭，都會有這種情況出現(xiàn)。

因此才會讓我們的設(shè)計更加客觀，我們自認為很好理解的事情，其實對于一些大眾用戶來說，并不容易去實現(xiàn)。

在此次研究的基礎(chǔ)上我們做了圖文的結(jié)合，到最后不斷優(yōu)化了十幾個方案，不斷地去找學(xué)生做用研，最后得出了一個解決方案──模擬一個真實的畫圈場景。做了一個動畫，并且加上簡潔的文字和操作的反饋來引導(dǎo)用戶操作，同時也支持用戶屏幕畫圈，可是扣攝像頭還是做不到的，這是為了避免用戶在試玩的過程中會發(fā)生一些中斷。

關(guān)于 AR 畫圈在設(shè)計師的工作來說，設(shè)計這個點的動畫好像很簡單，其實它特別困難。開發(fā)同學(xué)需要考慮手機性能以及 QQ 引擎等問題，為了確保用戶的流暢體驗，設(shè)計可能需要做一些犧牲。

當(dāng)時我們有一個限制，動畫必須保證在 5 到 8 幀之內(nèi)。但是它會出現(xiàn)卡頓，色差，模糊，生硬這些情況，并且我們用 AE 的粒子效果去做一個動畫的時候，跟開發(fā)實現(xiàn)的原理其實不太一致，所以我們要不斷去跟開發(fā)做調(diào)試和還原效果。再者比如說 AE 里面的粒子效果導(dǎo)出 PNG 之后會有很大的色差，這些都是需要不斷去修正和想辦法解決的。

我們在多方面調(diào)試下，修正方案，尋找解決的方法，最后做出了一個相對比較滿意的效果。

在空中畫圈之后，它會立馬形成一個 3D 立體的穿越門，這個穿越門可以讓我們 360 度地觀看，并且可以在現(xiàn)實還有虛擬場景中來回穿梭，這需要很多的面片去做一些貼圖處理，但是會遇到技術(shù)上的問題，所以只能用最精簡的方式去達到我們理想中的效果。 

 

對于一些引擎還有技術(shù)的限制，需要想很多的方法去將資源整合。譬如說從 AR 畫圈到 AR 穿越門，再到一個虛擬的 AR 賽場，其實是有四段不同的資源合成的，需要嚴格去把控整個時間的進場和退場。

第一步：需要想方設(shè)法去用一些巧妙的手法讓它過渡自然。

第二步：如何讓用戶感覺到身臨其境，可以從視覺、聽覺、觸覺這三方面去提升用戶的感觀體驗。以第一人稱的視角能夠 360 度去觀看整個 AR 賽場，然后再配合現(xiàn)場真實的一些音效，像是解說員的旁白，還原一個真實感。

第三部：觸感。觸感的設(shè)計我們知道自從 iOS 升級之后，手機有強、中、弱三擋的振動，我們利用設(shè)計這些振動的頻率，還有長短還原踢球，球擊龍門還有球在草地上來回滾動的觸感，主要目的就是提升用戶的真實感。

第四步：如何去增強用戶的分享欲望。除了從質(zhì)感上去打造真實的報紙質(zhì)感之外，我們根據(jù)用戶的一些閱讀習(xí)慣去把內(nèi)容排版起來，分布在每一個角落。再來我們根據(jù)整個國家的球服配色，不同的贊揚文案，還有用戶畫圈的過程，會有視頻錄屏把這些元素整合在一起，打造一個魔法報紙，以這些個性化的設(shè)計去提升用戶的參與感，讓用戶有一個分享的欲望。

設(shè)計心得

關(guān)于 AR 的設(shè)計流程的建議：

• 在定義玩法的時候，交互和操作要盡量的簡單，降低用戶的參與門檻與操作門檻，不要讓用戶形成挫敗的心理;
• 在交互階段的時候，我們通過用研定出最佳的新手引導(dǎo)方案，確保用戶懂得玩這個活動;
• 在視覺階段的時候，需要預(yù)留時間給開發(fā)做測試，反復(fù)去調(diào)試還原視覺效果，AR 的設(shè)計原則其實跟大部分設(shè)計原則都是一樣的，它是一個金字塔的三角形關(guān)系，首先要確保應(yīng)用性，應(yīng)用性就是要有一些簡單明了的操作，還有一些引導(dǎo)暗示用戶是會使用 AP 或是會玩這個活動的，避免給用戶的心理造成一些挫敗感;
• 穩(wěn)定性。需要確保整個體驗流程是通暢的，要多維度的給到一些操作反饋，避免用戶在體驗過程中發(fā)生意外或者中斷;
• 最后才是愉悅感，通過設(shè)計的手法讓用戶得到一些娛樂感和滿足感，沉浸其中，忘記真實世界的場景。

關(guān)于 AR 沉浸式體驗的建議：

• 情景：需要設(shè)計背景或劇情去吸引用戶，讓用戶產(chǎn)生一個探索的欲望;
• 空間：需要合理地去利用真實的空間;
• 情節(jié)：需要明確一些比較細節(jié)的目標，讓用戶的行為有一些特別的反饋，讓用戶對整個體驗有著絕對的主控感;
• 角色：可以通過創(chuàng)建一些角色關(guān)系，情景化的設(shè)計，去提升用戶的參與感;
• 氛圍：可以從視覺，聽覺，觸覺三方面去提升整個體驗的愉悅感;
• 節(jié)奏：從簡單到挑戰(zhàn)，需要慢慢循序漸進，使得用戶集中精神。

結(jié)語

最后就是我在做 AR 項目的一些反思。

之前我經(jīng)常就會覺得設(shè)計師的工作只是考慮怎么包裝這個 APP，怎么包裝這個品牌，怎么做好看就可以了。其實并不是的，我們需要考慮用戶的一些體驗問題，還有我們要具備一些產(chǎn)品思維，所有跟新技術(shù)去做融合的設(shè)計是有很高的風(fēng)險，一個好的設(shè)計其實是選擇眾多條件下的最佳方案。

我們在設(shè)計過程中會遇到很多困難、很多限制，而且需要用設(shè)計去解決一些技術(shù)問題，我們會把這些限制設(shè)為思考問題的出發(fā)點，提供一個更完善的方案，同時我也相信科學(xué)和技術(shù)在不斷的進步，所以有一天我們可以做到我們理想中的設(shè)計。