動(dòng)態(tài)交互式可響應(yīng)的圖形創(chuàng)建

RealitySketch 基于蘋(píng)果公司的 AR 開(kāi)發(fā)平臺(tái) Apple ARKit 研發(fā)，它可以將繪制的動(dòng)態(tài)草圖嵌入到真實(shí)環(huán)境中。用戶(hù)首先通過(guò)手指或數(shù)碼筆在觸摸屏上繪圖，然后將他們繪制的草圖中的元素疊加到真實(shí)世界的攝影機(jī)視圖上。

Suzuki 說(shuō)：“在過(guò)去，創(chuàng)建這樣的可視化場(chǎng)景會(huì)經(jīng)歷很多耗時(shí)的環(huán)節(jié)，需要視頻編輯、后期制作等獨(dú)立的步驟。相比之下，我們想弄明白：當(dāng)現(xiàn)實(shí)世界發(fā)生變化時(shí)，如果這些草圖元素能夠動(dòng)態(tài)地做出反應(yīng)，會(huì)怎么樣呢？＂

圖 ｜ 嵌入式和響應(yīng)式草圖的潛在示例（綠色元素表示虛擬世界中的對(duì)象，黑色元素表示現(xiàn)實(shí)世界中的對(duì)象）

RealitySketch 最獨(dú)特的功能是：它利用交互技術(shù)，根據(jù)真實(shí)世界運(yùn)動(dòng)的草繪元素進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)畫(huà)制作。

該方法可以保障用戶(hù)以用戶(hù)以實(shí)時(shí)和即興的方式，按照以下 4 個(gè)步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)圖形的創(chuàng)建：

對(duì)象跟蹤：用戶(hù)首先要在真實(shí)世界的場(chǎng)景中，指定要跟蹤的視覺(jué)實(shí)體（例如，一個(gè)物理對(duì)象或一個(gè)骨骼關(guān)節(jié)）；參數(shù)化：然后，用戶(hù)通過(guò)繪制直線(xiàn)或弧線(xiàn)來(lái)定義感興趣的特定變量，從而對(duì)跟蹤的實(shí)體進(jìn)行參數(shù)化；參數(shù)綁定：用戶(hù)將這些變量綁定到草圖元素的圖形屬性上（例如，長(zhǎng)度、角度等），如此一來(lái)，當(dāng)現(xiàn)實(shí)世界的變量發(fā)生變化時(shí)，就可以實(shí)時(shí)跟蹤其動(dòng)態(tài)行為；可視化：用戶(hù)還可以通過(guò)幾種可視化效果來(lái)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行交互、分析和可視化處理。

Suzuki 解釋道：“RealitySketch 集成了物體追蹤和基于 AR 的可視化。首先，它利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)來(lái)跟蹤物理對(duì)象。當(dāng)用戶(hù)在 iPad 上點(diǎn)擊一個(gè)對(duì)象時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)物體的顏色來(lái)跟蹤該對(duì)象。所有的草繪元素都被綁定到了這些被追蹤的物體上，因此用戶(hù)對(duì)物體進(jìn)行移動(dòng)、拋出等操作時(shí)，草繪的元素也會(huì)根據(jù)預(yù)期表現(xiàn)出的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行動(dòng)畫(huà)處理�！�

AR 作為動(dòng)態(tài)計(jì)算媒介，潛力巨大

為調(diào)查這一平臺(tái)的滿(mǎn)意度，研究人員招募卡爾加里大學(xué)的學(xué)生和老師參與評(píng)估調(diào)研，這些師生對(duì) RealitySketch 非常滿(mǎn)意，并且似乎對(duì)其增強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)的潛力感到特別興奮。

現(xiàn)在由于 COVID－19 在全球的大流行，很多學(xué)生都在網(wǎng)上上課，而 RealitySketch 界面的創(chuàng)建可能價(jià)值非凡。實(shí)際上，RealitySketch 可以使遠(yuǎn)程教學(xué)更具吸引力，例如，它允許教師錄制動(dòng)態(tài)的物理實(shí)驗(yàn)視頻，并與學(xué)生進(jìn)行分享，這樣他們就可以更好地理解老師在講課中描述的物理概念和現(xiàn)象。

除了在課堂環(huán)境中測(cè)試他們的平臺(tái)，研究人員還展示了 RealitySketch 在與教育無(wú)關(guān)的其他應(yīng)用領(lǐng)域中的潛力。例如，他們展示了體育教練可以使用它來(lái)生成與健身有關(guān)的數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)的可視化處理和分析。