0

1
0

文字

分享

0
1
0

以「虛」補「實」,躍然紙外 — 工研院研發無圖標AR(擴增實境)自主技術

創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
・2014/01/16 ・1906字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 509 ・六年級

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

報導/江書賢

在生活中各種時刻,拿起智慧型手機把所見的人事景物拍攝下來,或者透過網路攝影機和朋友視訊通話,對於許多人來說已經是生活不可或缺的部分。在不知不覺間,我們常常是透過屏幕來觀察實體世界;另一方面,我們更是經常透過屏幕來瀏覽網路等資訊世界裡的訊息。既然兩者都常常透過同樣一種媒介和我們接觸,資訊和實體兩個世界愈來愈加緊密的結合,便是一個不讓人意外的趨勢。例如我們藉由掃描印在實體物品上的QR code,來讀取連結的資訊,或者是用手機拍了照片以後,使用Line等軟體把相片加上可愛的熊大與兔兔貼圖,像這些把來自資訊世界裡的文字或者影像,附加在來自真實世界的物件影像上的需求,將會更加普遍的成長。

擴增實境(Augmented Reality,AR)是將電腦、網路等資訊世界中的虛擬影像(尤其是3D影像),和實體世界中的物品互相結合,並且實現使用者與虛擬影像物件之間互動的技術。想像我們手拿一張圖片,在手機鏡頭或Web cam前面輕輕一晃,屏幕中所顯示的影像,除了出我們手拿著實體圖片以外,還憑空長出一些3D的虛擬物件,比如說飛碟或機器人,會追著我們手拿的圖片跑,甚至我們可能可以和這些虛擬3D影像進行互動,是不是很有趣呢?又或許是拿著某個商品的包裝盒,屏幕中的包裝盒上就會浮現出盒內商品的3D影像,比起印刷在平面上的包裝照片來說,能更增加消費者和包裝商品的接觸感。擴增實境的技術,想必在未來的物聯網中將會是一項商品銷售競爭上的利器。

既然要達成虛擬物件和真實物件兩者之間的連結,就必須讓電腦具備能從攝影機所拍攝到的影像中辨識出實體物件的能力。目前比較普遍的是利用QR code標示在實體物件上,但是如果要更普遍的廣泛應用在各種物品上,大家應該不會喜歡見到隨處可見的各種物品都印上死板的黑白方框圖像吧?如果電腦能夠直接辨認出物件上本身就具有的紋理特徵,就可以讓虛實物件之間的整合更加自然而不留痕跡,這就是無圖標AR技術所要達成的目標。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

工研院南分院微系統中心視覺互動技術部的陳柏戎經理表示,先前無圖框AR的技術已在外國發展一段時間,技術由外國公司掌握,若是國內的廠商想要將無圖框AR的技術應用在商品上,必須支付很高昂的授權費用,所以目前國內很少廠商能利用這一種技術。工研院為了提供國內廠商的底層技術支援,因此著手進行無圖框AR的自主技術開發。

研發團隊目前的軟體技術開發成果,除了能達成不需要有特定邊框圖案的物件紋理特徵辨識與追蹤以外,更可以容許辨識目標物有超過30度的旋轉,並且容許辨識目標30%的遮蔽,因此電腦能夠更容易的成功辨識物件,不會因為在實用情境下,物品沒有正對著鏡頭,或著因為手拿著物件時不小心遮蔽到一部分的圖樣,就無法成功辨識物品。

相較於QR code 使用方形邊框與黑白圖樣等預先規定的特定圖樣模式來作標示,無圖框AR的技術目標是要能辨識更加自由多樣的圖案或紋理特徵,所以圖樣辨識的演算法必然會比QR code的辨識要複雜上很多,辨識的運算速度因此成為技術開發上的一大挑戰。研發團隊在開發演算法時,必須設計目標物件紋理的不同特徵部位的定義與擷取方式、權重分配,並且考慮辨識目標在各種不同的情境,如光線、旋轉角度、目標物和鏡頭間的距離時,能夠自動選用一組適合的特徵定義方式來進行辨識,才能使執行速度夠快,以符合即時性的要求。

除了目標物件特徵辨識的演算法以外,研發團隊進行的另一項技術開發重點是實體物件的辨識系統與虛擬物件的3D繪圖引擎的整合。目前市面上的3D繪圖引擎有許多不同的廠牌與版本,若國內的產品開發廠商想請國外公司提供無圖標AR技術的服務,經常會碰上兩家公司所使用的軟體不一致的情況,國外的技術廠商不一定會願意為小型的客戶處理軟體的相容性問題,因此會造成技術運用上的障礙。工研院作為促進本國創新科技的研發與技術支援單位,進行自主技術的開發,可以為國內的業者提供無圖標AR系統與其他軟體相容性問題的解決服務,作為國內產業底層技術的後盾,並且促成國內相關廠商的技術合作與整合。工研院所研發的系統目前是在PC平台上運作,現在正把開發目標朝向跨平台的技術延伸,如智慧型手機等行動裝置與嵌入式系統上。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

擴增實境(AR)技術的概念已經被提出了十幾到二十年的時間,但是過去因為取像與顯示設備的體積、重量、成本等等硬體的限制,所以仍未充分發展,但是隨著近年來這些硬體設備的快速發展,甚至如Google Glass這些隨身的穿戴式系統也開始崛起,擴增實境的技術未來將有很大的應用空間與成長機會。或許在不久後的將來,人們就可以戴著擴增實境眼鏡上街,像許多科幻電影中機器人的視野一般,眼中所見許多物品旁邊都附帶著凌空的立體虛擬圖像或者文字資訊。

技術專頁:無圖標AR技術 

更多創新技術歡迎瀏覽解密國家寶藏

文章難易度
創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
81 篇文章 ・ 3 位粉絲
由 19 個國家級產業科技研發機構,聯手發表「創新科技專案」超過 80 項研發成果。手法結合狂想與探索,包括高度感官互動的主題式「奇想樂園」區,以及分享科技新知與願景的「解密寶藏」區。驚奇、專業與創新,激發您對未來的想像與憧憬!

2

10
3

文字

分享

2
10
3
「掃」一下、「嗶」一聲、乘客滿出來!電子票證如何辦到隨刷隨進?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2021/08/09 ・3366字 ・閱讀時間約 7 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

本文由 交通部鐵道局 委託,泛科學企劃執行。

悠遊卡「嗶」一下上公車、 eTag 不需等待就能收取高速公路通行費、防疫期間進出公共場所「掃」一下完成實聯制登記,甚至買完高鐵車票後還能用手機取得專屬 QR CODE 快速通關!隨著科技進步和智慧型手機的興起,人們開始以電子票證取代傳統紙本票卷,只要一支手機或是一張卡就能到達任何你想去的地方。

臺灣目前常用的電子票證主要有兩大類,高鐵、台鐵 APP 訂票取票後的專屬 QR CODE ,和使用無線射頻辨識 RFID 的感應交通票卡(像是悠遊卡、一卡通),究竟這兩種方便又快速的電子票證技術是怎麼運作的呢? 

「掃」出資訊海—— QR CODE

QR 為 Quick Response 的縮寫,最早在 1994 年,由日本汽車零件業者 Denso Wave 的技術室長原昌宏發明,他認為一維條碼能夠包含的資訊量太少,一件產品都要印上數十個條碼才足以應付需求,對當時追求商品小型化的日本很不方便。原昌宏的團隊便將兩個一維條碼疊加在一起,讓 X 軸、 Y 軸都帶有訊息,進化成二維條碼,不只可以更快速追蹤產線上的產品, QR CODE 還有多角度辨識、容錯能力高等優點。

相較於產品包裝上只能呈現英文、數字資料的一維條碼,二維條碼能夠承載更多資料。圖/envato elements

QR CODE 三大優點:高存量、高容錯、易辨識

QR CODE 呈現正方形黑白兩色,每一格黑白格子都是一個位元,黑色方格代表 1 ,白色方格代表 0 ,掃碼時機器只要判斷反光與否,就能將黑白圖像轉換為二進位數、數字、字母、日語假名等訊息組合,經過轉譯後就能代表一串代碼、一句話或是一個網址。 QR Code 發展至今一共有 40 種版本,以結構、尺寸和校正標記位置區分,每一種版本的儲存密度都不完全相同,最大的版本 40 為 177×177 模組,可容納高達7089字元。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在 QR CODE 的 3 個角落有像「回」字的正方圖案是幫助解碼軟體定位的座標,以鮮少出現在印刷品的特殊比例 1:1:3:1:1 作為定位標記,只要掃描裝置偵測到這個特殊比例就能算出條碼位置,使用者不需像傳統一維條碼一樣必須精確對準條碼才掃得到, QR CODE 以任何角度掃描都能正確讀取資料,加速識別作業。

定位圖形無論從哪個方向來看都是 1:1:3:1:1 的比例。圖/Denso Wave

除了中規中矩的黑白 QR CODE, 你一定也有看過插入商標或是特殊形狀的二維條碼,為什麼缺了一角的 QR CODE 還能掃描的到呢?因為 QR CODE 有很高的容錯能力,當某部分資訊缺失的時候,解碼系統會透過里德-所羅門碼(Reed-solomon codes)的原理自動填補缺失的部分,讓整體資訊依然可以完整辨識,容忍錯誤發生。 QR Code 的容錯能力分為 4 個等級,條碼圖形面積愈大就能分割出更細緻的里德 – 所羅門碼區塊,避免單一區塊「猜」太多密碼,容錯等級最高甚至可修正 30 %的缺失條碼。

QR Code 的容錯能力可以容許一定程度範圍內的資訊流失,就算破損、髒污,或是插入圖片、 logo 擋住部分條碼,也都能正確辨識。試著用手擋住部分條碼,是不是也掃得出來呢?圖/泛科學製作

QR Code 的快速掃描和容錯能力,能夠廣泛地運用在產品追蹤、物品識別和文件管理方面,使識別作業更便捷,「車票」也是其中之一!高鐵發售的每張電子票證都含有一個獨一無二的 QR Code ,經過閘門條碼感應區解碼就可以直接通關,享受快速方便又環保的乘車體驗!

從高鐵「T Express」APP 取得的電子票證可以存有你的乘車資訊,不用擔心與別人重複訂位,高鐵公司也可以防止車票被重複使用。圖/台灣高鐵

「嗶」一下,扣款成功—— RFID

RFID (Radio Frequency IDentification) 全名為無線射頻辨識,是透過無線電訊號識別特定目標並讀取相關數據的無線通訊技術,我們日常所用的各式電子票卡多半都使用這種技術,或是其衍伸用於智慧型手機的感應式電子票證 NFC(Near-field communication,近距離無線通訊)。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

RFID 最早出現在第二次世界大戰時期同盟國和德軍的敵友識別系統(Identification Friend or Foe,IFF)。以應答機(Transponder)偵聽詢問信號,然後回覆識別暗號,軍隊以此技術識別飛機、車輛或友軍部隊,並確定受詢問方的方位和距離。儘管當時 RFID 已被廣泛使用於軍事、航空用途,人們日常生活還是很難接觸到 RFID ,直到 2003 年美國最大零售商 Walmart 宣布他們的前 100 家供應商將被要求在所有進貨的貨箱和托盤上貼上 RFID 標籤以減少盤點貨物的時間,其他企業、零售商紛紛開始效法,使 RFID 頓時成為商品管理的新模式。RFID 發展至今,包括日常使用的悠遊卡、門禁卡、商品防盜標籤和寵物晶片,都是使用 RFID 的技術。

RFID 標籤非常輕薄,可製作成商品貼紙或是放進悠遊卡裡。圖/Amazon

你是否曾疑惑:悠遊卡沒電池,為何能付款或是傳送資訊?

我們常用的電子票卡多半屬於無電源的被動式標籤,利用感應器(Reader,像是公車讀卡機)發送特定頻率的電磁訊號,當訊號夠強時,就會觸發感應範圍內的 RFID 標籤(Tag),RFID 標籤內部為電路板和天線的組合,標籤接收電磁波後會藉由電磁感應產生電流,供應 RFID 標籤上的晶片運作並發出電磁波將特定編碼回應給感應器。感應器若成功解碼,則回傳主機(Host)請求驗證資料再給予回應。RFID 系統以「辨識」為主要功能,接收到「有效回應」才算驗證成功,就像拿悠遊卡靠近公車讀卡機可以扣款,而你的公司門禁卡不行,是因為讀卡機無法解開公司門禁卡回傳的編碼,無法驗證有效性就會顯示扣款失敗。

悠遊卡(easycard)RFID的內部天線、半導體及晶片構造。

相對於傳統條碼, RFID 標籤帶有遠距離讀寫、具穿透性、可同時讀取多個標籤和重複利用等優勢。透過調整感應器發送的電磁波頻率,來選擇觸發特定頻帶的標籤和控制讀取範圍:像是悠遊卡、一卡通是 13.56MHz 的高頻帶(HF)標籤,感應器可讀取在 1 公尺以內的 RFID 條碼;高速公路 eTag則是採用特高頻帶(UHF)標籤,不僅可讀取範圍增加到 5 ~ 10 公尺,還能同時讀取 1000 個RFID 條碼,就算中間有其他物質阻擋(像是卡片放在錢包裡、颱風天上高速公路),RFID一樣都可以讀取。

RFID 標籤最大的優勢其實是重複利用,過往的條碼都是一對一的組合,只要印刷上去就無法更改,使用過後必須報廢,而 RFID 可以更新電路板內儲存的資料,讓同樣一個標籤衍生出不同的編碼,拓展用途。當然這也代表有心人士可以串改標籤中的資料,因此大多數電子票卡會多加一層密鑰保護內部資料。除此之外,由於 RFID 標籤無須直接與感應器接觸,使用者也有可能在不知情的情況下被他人讀取標籤內儲存的資訊,構成安全隱憂。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
悠遊卡、一卡通屬於電子貨幣,內涵的編碼有密鑰保護,不容易被有心人士複製。圖/悠遊卡

目前,高鐵除了能用「T Express」APP 訂位立即取得專屬 QR CODE 快速通關,也開放悠遊聯名卡或一卡通聯名卡這兩款 RFID 電子票證來搭乘自由座喔!

現在搭乘高鐵只要感應手機、便利商店車票上的二維條碼,或悠遊聯名卡、一卡通聯名卡,都可作為驗票工具,輕鬆過關。圖/台灣高鐵

參考資料:

  1. Denso Wave
  2. Wikipedia – QR CODE
  3. Cool3C – QR Code發展與歷史介紹:運作原理、特色、編碼結構分析
  4. 台灣高鐵
  5. Wikipedia – Radio-frequency identification
  6. YouTube – What is RFID? How RFID works? RFID Explained in Detail
  7. Walmart and RFID: The Relationship That put RFID on the Map
所有討論 2

0

0
2

文字

分享

0
0
2
給 QR Code 來點「給我漂漂拳」:QR Code的原理是什麼?它有辦法更漂亮嗎?
活躍星系核_96
・2018/06/08 ・6521字 ・閱讀時間約 13 分鐘 ・SR值 579 ・九年級

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

  • 文/施登騰 │ 中國科技大學互動娛樂設計系助理教授,右手寫文物藝術鑑賞,左手寫展示科技新知,古今複合型大學老師

到處都是 QR Code

QR Code 過時了嗎?好像還沒有,根據筆者最近的個人經驗感覺 QR Code 的使用其實 還是相當的普及與頻繁,而且在某些場合中它的存在感反而變得更明顯了。

比如說在參加學校會議的時候,要拿著手機開啟讀碼軟體、掃描 QR Code 後登入出席報到頁面;會議結束回程搭火車的時候,又在桃園車站看到大幅的 QR Code 看板,密密麻麻地等著要把某人的手機連線某個鐵路局服務網站去。似乎冥冥中被召喚著要再來更認識 QR Code 這玩意了。

QR碼的圖像存在就是一種數位連結的意象。圖/作者提供。

先談「二維碼」的視覺意象

QR Code 也被叫做「二維碼」,所以從這名稱來看,還有什麼視覺意象可以談的呢?

確實,QR Code 這種圖表一直被我個人嫌棄。它呈現滿滿的人機對話的數位冷冽感,圖樣差異性相當細微、只有機器能辨識,而在眼裏看到的,卻是相仿的類似圖案。所以即使知道它能提供鏈結,在文化歷史古蹟、博物館展區、美術館展覽提供通往深度/擴增數位資訊。但就是覺得它的存在破壞了美感,特別是在古蹟、博物館、美術館等場域。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

QR Code該是沒有任何美學可言的吧?!

抱著這樣的疑問去查找相關論文,乖乖,還真找到不少文章。有些學者提出所謂的Aesthetic QR Code(美學式QR碼)」(如下圖),但只使用「Aesthetic QR Code」的英文原名或中文譯名,其實找不到圖例。要使用關鍵字「Visual QR Code」或者是「視覺碼」就可以找到與圖片合併的 QR Code。有家製作「Visual QR Code」的新創公司~ Visualead非常成功,甚至讓大陸的阿里巴巴花了150億美金把這家公司買下。

杭州電子科技大學學者提出的各式 Aesthetic QR Code。圖片來源

話說 Aesthetic QR Code(美學式QR碼)的論文研究些什麼呢?

其實,這些論文所提出的「Aesthetic QR Code Solution(美學式 QR 碼解決方案)」主要是在不超過 QR Code 「容錯能力」的情況下,以雙重圖像(Binary Image)或是插入圖像(Input Image)」的方式製作所謂的 Aesthetic/Visual QR Code(有美感/圖像化的 QR code)。使用技術術語,就是「Embedding a picture」。而從整體圖像上來說,QR Code 的基本形式還在,但加入了視覺化圖像的內容。

那「容錯能力」是什麼呢?這就必須從QR Code的結構說起了。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

下面是在維基百科上使用的圖,用來說明 QR Code 的圖碼基本構成。讓我們把重點放在灰色區塊的「資料與糾錯碼訊息」上,其中的「糾錯碼(Error Correction Codeword)」就是與「資料碼(Data Codeword)」共同組成資訊區,用於執行修正錯誤功能的字碼。

這「糾錯」一詞很「大陸用語」的,雖然個人是在很喜歡的演員~葛優所主演的「大腕」這部電影的逗趣劇情中學到「糾錯」這個詞的,但下面還是改用「容錯」去代表原文 Error Correction 字意的「修正錯誤」。

這張圖常用來說明QR Code的圖像結構,本文的重點在於灰色部分,也就是「資料與糾錯碼訊息」。圖片來源

QR Code 在辨識上有設定所謂的「容錯功能」,在部分字碼發生破損或無法辨識時,仍可恢復數據去辨識QR Code 所儲存的內容。在執行「容錯功能」的優劣上,有 7%~30% 的容錯能力(Error Correction Capacity,或譯作容錯能力)差異,分為四種級別,分別代表不同高低的容錯能力(進一步了解):

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
  • 等級「L」:7% 字碼可被修正
  • 等級「M」:15% 字碼可被修正
  • 等級「Q」:25% 字碼可被修正
  • 等級「H」:30% 字碼可被修正

但是,前面提及的「Aesthetic QR Code Solution(美學式QR碼解決方案)」是在不超過 QR Code 的容錯能力情況下進行。也就是說,既然 QR Code 在判讀上有 7%~30% 的容錯率,那其中一個方法就是在可容許範圍內,加入「雙重圖像(Binary Image)」或是「插入圖像(Input Image)」。

所以,網路上就有些教學,介紹如何使用繪圖軟體自製「視覺碼」。有興趣了解的人,可以看看這個介紹

網路上以Photoshop製作視覺碼的示範。圖片來源

讓你的 QR碼也美美的

但既然有學者特地提出討論「Aesthetic QR Code Solution(美學式QR碼解決方案)」,就肯定不僅僅只有運用「工人」智慧、還小心地不超過容錯率這種簡單的作法。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在杭州電子科技大學與逢甲大學學者所提出的「An aesthetic QR code solution based on error correction mechanism」(根據容錯率計算機制完成之美學式 QR 碼)這篇期刊論文中提出特殊的運算技術去自動產生視覺碼(或學者所說的「美學式QR碼」),而且是透過「建構字碼編排(Construct codeword layout)」、「取得顯著圖(Obtain saliency map)」、「選擇最佳可變區(Select best changeable regions)」、「提出分層替換規則(Propose hierarchy replacement rules)」等4個步驟去運算生成的。

根據兩岸學者論文中提供的成果來看,成效確實是相當好的。特別是「選擇最佳可變區(Select best changeable regions)」這個關鍵技術,使得所製作出來的「視覺碼」,甚至比坊間的商業技術都更為優越且清晰。

下圖是節錄自論文的圖片,最上排的「美學式QR碼解決方案」技術所完成的「美學式QR碼」、中間那排是使用其他類似研究學者的技術所完成的、最下面那排則是使用前面所提到,被阿里巴巴重金收購的Visualead 技術所完成的。其他兩個技術所完成的雙重圖像式視覺碼與「美學式QR碼」有不小的差距。

不同技術所完成之視覺碼範例。圖片來源

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

然而,這些視覺碼其實並沒有解決QR碼的視覺設計問題,因為其在圖像構成上,仍屬於複合圖像(雙重圖像,Binary Image),也就是「QR碼+圖」,QR碼的形狀仍有絕對的存在。所以,要談「QR碼的視覺意象」,仍必須從視覺設計的角度去看看是否已有解決方案。

以 QR code 作為視覺意象

經過查找許多的網路資料,可以整理出設計師給的答案,就是下面幾張圖所代表的類型。

在以下的圖片說明中,我會特別標示實際掃瞄測試的結果,畢竟有些視覺碼雖然很有設計感,卻在掃描使用上發生問題,甚至失去其基本功能。這些也是視覺碼要兼具美感與功能奮戰的目標。以下就舉例幾張 QR碼的設計佳構作為「視覺意象」的介紹,更多可點選此網址

以下這張圖可掃描連結微信qq,在設計上仍保留「定位標記」跟「校正圖塊」的必要形式,但資料與糾錯碼都十分具有圖像設計感了,可以看出與前面所介紹之視覺碼的差異。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

可掃描連結微信qq,在設計上仍保留「定位標記」跟「識別圖塊」的必要形式,但資料與糾錯碼都十分具有設計感了。圖片來源

以下這張圖可掃描連結至微信App下載網址,同樣保留「定位標記」跟「校正圖塊」的必要形式,但「資料與糾錯碼區」是以海盜為圖像設計概念,與前圖一樣都有電腦繪圖的設計美感了。

圖片來源

以下這張圖可掃描連結至微信qq,「定位標記」跟「校正圖塊」已成功隱入設計中,以蒙娜麗莎為主的設計概念更為完整,卻仍兼具QR碼功能。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

圖片來源

以下這張的原圖是個動畫gif檔,但我試過至少3款讀碼軟體仍然無法判讀,所以就單純從設計來看。可看出這是個很有向量圖設計感的2.5 D圖標,基本上保留QR碼原形,並且反向讓QR碼插入圖像中,而不是坊間普及的「QR碼+Logo」的插入圖片形式。

圖片來源

既然無法掃描執行 QR碼功能,上圖其實就非屬 QR碼。我相信這絕非此動態圖的設計原旨,但既然要以 QR碼去橋接數位服務與訊息,功能價值還是遠遠在設計價值上的,這也就是「Form Follow Function」(形式服務功能)的功能性設計概念,畢竟QR碼的其中一個很重要的功能是「Call to Action」(行動呼籲設計),是連結啟動許多數位服務的關鍵元素,所以接下來就談談「再想想 QR碼的實務用途」。

再想 QR碼的實務用途

上面圖片所見的功能用途,應該算是 QR碼的使用特例,圖中的 QR碼海報也確實可以掃瞄連結到一家專營QR碼海報商品的「QR Canvas」公司網站。但這不是「再想想QR碼的實務用途」這個部分要談論與介紹的。就如前述,既然要談QR碼能連結啟動許多數位服務,具備「Call To Action(CTA)」(行動呼籲設計)的關鍵因素,就從使用情境與引導動機這方面去探討。

先從 2012 年威尼斯藝術雙年展,俄羅斯館的競賽作品《iCity》談起。該建築的內部在天花板、牆壁、地板都鑲滿 QR碼,就像個裝置藝術展。只不是此作品是一個虛擬展品,入目所見的全是可透過行動裝置判讀的巨大 QR 碼,連結到城市「Skolkovo (斯科爾科沃)」的訊息。斯科爾科沃號稱為「俄羅斯矽谷」,承載了一個國家的科技創新夢想。

整個展布的 QR碼的遵循著「簡單直接 (Keep it simple and straightforward)」的原則,在展間的訪客都能一目瞭然這些 QR碼的用途:連結與提供數位資訊。

圖片來源:http://www.notcot.com/archives/2012/09/russian-ar-code-madness.php

圖片來源:https://creators.vice.com/en_au/article/535evx/qr-codes-cover-every-inch-of-russias-pavilion-at-the-venice-architecture-biennale-2012

從實務運用的角度來看,不虛掩地且直覺地使用 QR 碼,當然是最直接有效的,畢竟 QR 碼的功能用途就是「Call To Action(CTA)」,為了要去橋接後端的「數位服務」。因此要讓「CTA」產生效果,就要有策略地,有步驟地去促成。我將「CTA」目標分為「參與目標」與「執行目標」,且認為缺一不可。分列如下:

  • 「使參與某事(Ask someone to participate)以QR碼提供「快速連結」去達成此「參與目標」。
  • 「使執行某事(Get someone to do something)由QR碼橋接「數位服務」去達成此「執行目標」。

QR碼能提供資訊量真的不大(請見下圖),所以常用的資訊是:「網路連結」、「電郵信箱」 、「電話號碼」、「聯絡資料」、「行事曆活動」、「地點」、「Wi-Fi」等項目,但一旦接續後面的數位服務,就能延伸出更多的用途。

舉例來說,QR碼「網路連結」讓使用者可以「下載App」、「造訪網站首頁」、「在FB粉絲頁按讚」、「登錄為用戶」。若以使用情境來舉例,QR碼「網路連結」讓使用者可以「在賣場查詢產品履歷」、「在促販現場取得電子兌換卷」、「從名片即時連結公司網站」、「從平面設計連結影片播放」、「看著廣告傳單掃描上網訂購商品」、「掃描手機上的QR碼通過車站或機場閘門」等等。

圖片來源

所以,QR碼的功能,其實有著 0 與 1 的極端差異。

因為如果能誘使使用者掃瞄連結、啟用服務,QR碼就是個具有強大數位能量的中介圖標;如果沒能讓使用者掃瞄、啟用連結,QR碼不過是具有簡潔二維圖像的平面圖標。是否掃瞄連結?能否掃描連結?差很多。

而要能讓QR碼功能啟用,執行4個策略:

  • 要有「行動誘因」、「標示清晰」的設計,好讓QR碼提供快速連結去啟用並達成「CTA的參與目標」
  • 也要有「實質承諾」、「計畫策略」,好讓QR碼橋接數位服務去啟用並達成「CTA的執行目標」。

「行動誘因」、「標示清晰」、「實質承諾」、「計畫策略」的這 4 個執行策略,是導入「How to Create the Perfect Call to Action」(如何做出完美的行動呼籲設計)這篇部落格分享文中所提出的「完美 CTA 的4個成分」,並加以變化歸類。有興趣者可以點選閱讀,這邊就不再贅述。

由於「實質承諾」、「計畫策略」是牽涉 QR碼所連結之後端數位服務,這顯然已非此分享要討論的,所以還是把焦點放「行動誘因」、「標示清晰」的設計上。我先根據使用經驗與案例分析試著整理出工作要點如下,以後也會陸續在教學與產學案中在檢視修正:

  • 要以簡潔直接為原則(Keep it simple and straightforward)
  • 要用設計引起動機(Designed the motivation)
  • 要用引起動機的動詞標語(Use a stimulative verb on the tag)
  • 要讓CTA成分吸睛(Make CTA Ingredients stand out)
  • 要展現具有吸引力的激勵誘因(Show the incentive)
  • 要設計資訊圖像(Design infographic images)
  • 要重複與強調(Repeated and emphasized)

其實 QR碼絕少個別存在,即使是印在紙上並以文字註明用途,也一定會貼附在我們空間中的建築、物品、產品、印刷品、衣服甚或人體上。不論尺寸大小、不拘二維碼或視覺碼,在行動網絡世界中,一個個 QR碼就是一個數位連結的承諾,以實體行動裝置去接通。

運用 QR碼的「虛+實」

下面這張圖中看到的是一個校園的長椅,而上面的 QR碼連結的,則是該校學生的藝術創作品分享。所以,接下來談談 QR碼的「虛+實」,作為這篇分享的總結。

圖片來源

下面的影片就是個很有趣的「虛+實」應用,後來引起不少類似作品的仿效。DM上人物的嘴巴被手機加上 QR碼的圖像遮住了;觀眾以手機掃描照片上的 QR碼,就可以連結到影片檔,把手機放在照片的嘴巴部分,播放影片就可以看到照片上的人「說話」。很喜歡類似這樣的簡易、且直覺化的數位科技用法。

下學期(2018 年 2 月)筆者規劃中國科技大學的「遊戲化應用與設計」課程,正打算導入難易度不同的數位技術,其中包括 QR碼。課程預計讓學生創意運用手機創造虛實整合的遊戲化應用:關卡、獎勵、勳章、計分都是遊戲化應該包括的機制,但課程前段將讓學生專注於內容設計,盡量減少數位技術的干擾與負擔。

此時能夠連通「虛+實」QR碼就很適合,之前在筆者臉書分享過的《NFC 近場通訊》也會用在課程中。雖然「NFC 近場通訊」也很適合作為「虛+實」的應用,「NFC 近場通訊」是個實體小裝置與 QR字碼圖標不同,其使用方式也與 QR碼有別,先了解一下:

  • 資料傳輸可分享圖文、網址、通訊錄、電話號碼、樂曲、影片或相片等資料,並可作為支付、驗核、電子票證等類資訊的發送、接收、與確認。
  • 使用方式:可進行非接觸式點對點資料傳輸,範圍是0~20公分。此即NFC重要的近場高頻無線通訊技術基礎上的特殊數位資料傳送方式。
  • 對接形式NFC 裝置與標籤的對接傳輸形式主要是以下圖所示之兩類,也就是「『NFC手機』+『NFC Tag』」或「『NFC手機』與『NFC手機』」等。

目前已規劃 Scavenger hunt 類的尋寶遊戲,就將引導學生使用關卡、獎勵、勳章、計分機制去設計「校園尋寶(Campus Scavenger hunt)」。預計將先使用低數位開發負擔的「QR碼」與「NFC  標籤」讓學生掌握基本的且有趣的「虛+實」應用,再次第導入更為複雜的、技術難度更高的數位科技應用。

之後也會持續分享與學生在「QR碼」與「NFC 標籤」的技術研發與創意應用成果。而更多的具有藝術設計感的視覺碼也會陸續出現在互動系的「互動科技媒體中心實驗室」中。敬請期待!!!









活躍星系核_96
752 篇文章 ・ 122 位粉絲
活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

0

0
0

文字

分享

0
0
0
近在咫尺的AR新生活?淺談擴增/混合實境技術——2018春季展望
valerie hung
・2018/05/05 ・3418字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 565 ・九年級

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

想像一下,早上打開冰箱,眼前跳出根據現有食材以及健康狀況設計的餐點,並一個一個步驟帶著你烹煮;家中改裝潢不用拿型錄和量尺慢慢比對,只要在手機上輕點,沙發和茶几擺在客廳是什麼模樣快速呈現;到門市買衣服,不用再花大把時間穿穿脫脫,只要在神奇的鏡子前憑空點選,就能快速看到自己穿上不同款式或顏色的衣服的模樣;出門旅遊,透過手機看著眼前的街景,哪處是景點、哪裡有餐廳一目了然,還能在遺跡前上演歷史小劇場。

這就是擴增實境(Augmented Reality, 簡稱AR)與混合實境 (Mixed Reality, 簡稱MR)技術帶來的新生活。

到門市買衣服,不用再花大把時間穿穿脫脫,只要在神奇的鏡子前憑空點選,就能快速看到自己穿上不同款式或顏色的衣服的模樣。source:Fx Mirror

科技部 2018春季「展望」系列演講「全面啟動的未來世界 – 人類2.0社會的科幻成真」第一場,請來清華大學工業工程與工程管理學系教授瞿志行,分享 AR/MR 的現在應用與未來趨勢,泛科學整理演講與專訪內容,邀大家一起探索過去只存在科幻作品中的世界如何實現!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

source:2018春季展望提供

虛擬實境和擴增實境的差別?

提到擴增實境,除了「寶可夢Go」,你可能還會聯想到最近火紅的電影《一級玩家》,主角們只要帶上穿戴式裝置,就能進入虛擬實境(VR)的世界。其實 AR 和 VR 是很不同的概念,反而是 AR 和 MR 的定義差別比較模糊。

圖/Real Player One (2018))@imdb

通常將它們分成大致三大類:VR指的是全數位打造的環境,使用者與外界的感官會斷開,脫離真實世界的體驗;AR以真實世界的經驗為基礎,把數位資訊透過文字、符號的呈現,覆蓋在實物上。MR 則是更進一步,把豐富的 3D影像與實際世界整合,使用者可以同時對實際物件虛擬物件進行互動。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

1994 年 Milgram 等人則提出了現實-虛擬連續系統(Reality-Virtuality Continuum),系統的一端從完全真實感官的現實(Reality)、在真實世界嵌入虛擬元素的擴增實境(AR)、混合了更多虛擬物件的 MR、將真實世界的訊息,加入虛擬環境的「擴增虛境」(Augmented Virtuality,簡稱 AV),一直到所有物件都是虛構的「虛擬實境」(VR)

根據Digi Capital 《2017年增強現實和虛擬現實報告》指出,2021 年擴增實境與虛擬實境產業的總產值將達到 1080億美元,其中擴增實境與虛擬實境的市場佔比約為8:2。瞿教授表示,VR 在遊戲、教育與娛樂等三大領域備受期待,但是和以真實世界為基底的 AR 相比,VR 可能會因為感知不協調導致使用者的身體不適(例如,看見自己在移動,身體卻沒有真的移動)外,視覺上的封閉與行動被拘束也較容易對用戶產生壓力和不安感,因此在未來發展與相關產業應用上,可能性會比 AR少。

圖/medicalnewstoday

擴增實境有哪些呈現方式?

現階段的AR呈現技術大致可分為三類,一是透過穿戴式裝置(如智慧型眼鏡的鏡片),同時看見外在環境與附加在上的虛擬資訊、二是透過攝影機捕捉實際的人物與環境,再結合數位元素共同呈現在螢幕上,三是透過視網膜投影或腦部植入晶片,直接在人的感官中創造新知覺。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

為了追求更真實的體驗,已有團隊嘗試打造能將虛擬物件直接投影到視網膜上的智慧型眼鏡,但瞿老師認為,視網膜投影最大的挑戰其實不是技術,而是心理障礙,即使裝置的光線強度、能量等都符合醫學與人體安全標準,就看一般大眾能否克服恐懼。

除了上述三者外,也有人會透過投影(Projecting)呈現較大範圍的AR技術,把3D立體影像投影到實際物體上與人互動,這種呈現方式的難處在於精準定位與附加於物件的技巧,不但要確保實物與虛擬影像的位置精確重疊,還要掌握物體的凹凸曲面或不規則形狀,才能讓數位影像和實際物體的互動感栩栩如生。

圖/flickr

尋找痛點,才能發揮AR最大效益

瞿教授指出,AR 是一種輔助人與人、人與環境,以及人與機器之間互動的的介面技術,其核心價值在於運用AR提升產品或工作效能。所以產業在面對這項新科技時,可以思考現有的流程或內容中,哪一個環節可以透過AR提升效用或再創新,不該「為了使用AR而使用AR」。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

以前陣子火紅的「寶可夢Go」來說,並不是單純因為採用AR技術而爆紅,而是因為透過 AR強化了捕捉寶可夢的體驗及趣味,因此獲得廣大迴響。

圖/wikipedia

企業或團隊應該先找到市場需求(痛點),再尋找相對應的技術,說不定現有技術就能達成要求,真的不夠用再繼續開發。如果只顧著「發展強大技術、再尋找市場與需求」,可能會像個人用運輸載具賽格威(segway)一樣,雖然具有驚人的高科技,但如果要說相似的體驗,低技術含量的「直排輪」就能達到,而且價格還便宜很多,最終導致賽格威的銷售額只稍稍超過研發成本。

瞿教授舉其合作的案例:在醫美產業中,曾發生過醫師因為經驗不足,在沒注意的情況下針對病患單一部位的肌膚過度施打雷射治療,導致嚴重的後果。因此有醫美公司找上瞿教授的團隊合作,希望打造一款結合熱感測技術的AR應用,幫助醫美醫師在手術過程隨時關注病患臉部的溫度狀況,進而降低醫療疏失的發生機會。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

未來MR也或許可以應用在醫學上面。source:Brother UK

台灣在全球 VR/AR市場的定位

全球擴增實境產業正在蓬勃發展中,各大科技企業無不摩拳擦掌,想成為第一個稱霸市場的標準制定者。如 Goolge 推出了 ARcore 平台、Facebook期盼透過 AR 增加社群互動、微軟的穿戴式裝置 Hololens 來勢洶洶、Apple 不但端出 ARkit 平台,也正在研發更輕巧的AR眼鏡,連中國電商大廠阿里巴巴都喊出要把電商AR、VR化。

瞿教授分析,目前台灣的 VR/AR 相關產業大致可分為硬體裝置代工、硬體裝置開發(如HTC VIVE)、基於後製、動畫與電影產業而蓬勃發展的VR數位內容、AR數位內容和高擬真建模等領域。而相關硬體產業鏈完善、高科技人才願意投入、軟體與設計人力成本較低,以及有和中美接軌的經驗,都是台灣發展 AR 的優勢。

然而,AR橫跨物聯網、資訊工程、高擬真建模、視覺分析和 UX 設計等多項領域,需要擅長跨領域整合的人才,但軟體整合正好是台灣的弱項。再加上台灣市場小,較難推出代表性的商業模式,這些則是台灣要面臨的挑戰。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

source:2018春季展望提供

與AR 同行的世界,會是什麼模樣?

現在有科學家透過科技,將視障或精障者的世界傳遞給社會大眾,讓更多人有機會認識他們的想法與困難。而瞿教授表示自己期待AR 能創造出新的溝通方式,例如,在課堂或講座上,老師透過AR裝置,看到原本不擅於言詞表達或害羞不敢舉手的學生的提問,降低過去的互動障礙。又或是透過人工智慧與AR載具,創造類似超自然感知的陰陽眼功效等。

在科幻小說或電影中,有時會描寫當科技發展到了一個程度,數位建築出來的虛擬世界變得非常真實,幾乎與現實沒有差別、甚至更好,人們因為在現實和虛幻之間來回穿梭,開始難以區分什麼是真、什麼是假。這樣的事情真的可能會發生嗎?

瞿教授坦言這個問題現在無法下定論,他基本上認為人類是可以分辨虛實的,但長期進行虛實互動,或用五官體驗虛實混合的世界後,是否會在心理或大腦留下後遺症,又或是大腦有沒有可能因為使用這類型科技產品開啟了「新感知」,都還需要更多的研究。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

歡迎來2018春季展望,參與更多精彩講座!