本書從傳播媒介發展、網絡互動、軟硬件結合、可視化編程、體感技術、跨平臺引擎, 六個方面對當今新媒體發展及其技術應用, 進行了詳實的闡述與講解。當代媒體藝術創作者的歷史使命之一, 就是用不斷翻新的數字藝術技法, 描述和關懷當代的現實情景中的人性, 即人的價值。
“新媒體跨界交互設計”的教學與研究是目前高校藝術與設計的熱門課題，本書從智能、移動、交互三方面介紹媒介的革新，意在搭建藝術與技術之間的橋梁，培養使用新興科技將藝術方案現實化的跨界工程師和新時代媒體復合型創作人才。
本書贈送配套資源，讀者可掃描封面資源下載二維碼獲得750分鐘配套教學視頻、教學用PPT課件、網頁瀏覽器和HTML5網頁游戲創作工具、Cocos Creator案例工程文件、Mugeda案例程序代碼、Arduino驅動、軟件和鍵盤控制案例庫、Arduino 芯片驅動和控制軟件、Mind+和串口控制軟件及其協議、AppInventor軟件及其開發環境、CinemaMoCap和 IPi Recorder軟件說明書等。
“新媒體跨界交互設計”的教學與研究是目前高校藝術與設計的熱門課題，本書從智能、移動、交互三方面介紹媒介的革新，意在搭建藝術與技術之間的橋梁，培養使用新興科技將藝術方案現實化的跨界工程師和新時代媒體復合型創作人才。
在人類文化傳播的進程中，不同形式的媒介，承載著不同時期的文化與文明，從古老的甲骨文、編鐘，到文藝復興時期的畫作，再到影像傳媒和互聯網平臺，新興媒介在衍生與突破中，以創新精神探尋著自身發展的特色，在學科和專業上是相互借鑒、一脈傳承的�，F代媒體藝術創作者的歷史使命之一，就是用不斷翻新的數字藝術技法，描述和關懷當代現實情景中的人性，即人的價值，尋求全球化的新媒體藝術表達語言。
新媒體技術與設計趨向于微型化、在線式、跨平臺。在當今跨界融合中，軟件與硬件的交互開發，成為新媒體設計的重要趨勢。以往主流的媒體技術伴隨著技術的革新，逐漸被替代。21世紀初興起的Flash交互媒體熱潮逐漸被新型HTML5技術取代，開源化與圖形化的軟件與硬件設備，推動著新媒體樣式與內容的不斷翻新，并探索著新媒體諸多未知的實驗領域。往昔的新興領域，隨著技術的革新與時間的流逝，現今卻要用未來考古學的角度來加以審視。本書從媒體發展與傳播理論出發，結合現階段新媒體設計案例，演示新媒體技術的制作方法，圖文并茂，并結合二維碼和錄屏，拓展本書的知識面，增強本書研習的便利性。
對于本書的交互敘事章節，英國赫特福德大學的伊恩?威爾科克博士（Dr.Ian Willcock）給予了很多學術指導。在vvvv軟件開發方面，赫特福德大學的多洛斯?波利多羅先生（Doros Polydorou）給予了很多技術支持。在無線慣性體感技術上，諾亦騰的戴若犁先生提供了很優秀的技術演示。
在2016年赴德國參加的“新媒體藝術方向虛擬現實與網絡技術”的訪問和學習中，卡爾斯魯厄藝術與媒體中心（ZKM）視覺媒體部主任貝恩特?林特曼教授（Prof. Bernd Lintermann）、卡爾斯魯厄理工學院（KIT）文化與基礎研究中心（ZAK）和智能傳感和執行系統研究中心（ISAS）的研究人員，以及德國哈勒藝術和設計學院的多媒體與虛擬互動設計中心（MM|VR）的教職人員等諸多德國新媒體藝術與教育人士為本書綜述章節提供了精彩的創作案例，展現并探討了新媒體藝術在德國發展的狀況與前景。
目前圖書市場上，計算機圖書中夾帶隨書光盤銷售而導致光盤損壞的情況屢屢出現，鑒于此，本書特將隨書贈送的資料文件和教學視頻文件上傳到百度云和清華大學出版社的益閱讀平臺，供讀者下載使用。
讀者掃描下面第一個二維碼和第二個二維碼，都可以獲得本書贈送的海量配套資源，掃描第三個二維碼，可以訪問著者主頁（www.balancerstudio.cc）。
編寫團隊中的程序專家董海山、藝術批評家匡麗萍，為本書提供了技術案例的分析與重要的文獻資料。此外，孟奇、陳正翔、王強、黃浩、郭曉寒老師，以及Mugeda和Lakeshore軟件開發團隊的技術人員，在本書的編寫中提供了諸多技術支持，在此一并致謝。
感謝天津美術學院提供的專業教學和藝術研究平臺；感謝我的家人，他們的默默支持給予了我充裕的科研時間，是我精神和物質上的強大后盾。對于本書中的理論與技術探討，歡迎各位讀者提出寶貴建議，可發送郵件進行交流。
編 者
趙杰（Mr.Balancer）2009年畢業于四川美術學院影視動畫學院動畫專業，獲碩士學位。師從吳時敏和周宗凱教授�，F任教于天津美術學院動畫系和天津美術學院國際藝術教育學院中英數字媒體藝術專業，研究方向為三維動畫與交互藝術。
天津市“131”創新型人才培養工程第三層次人選。
河北工業大學計算機科學與軟件學院文化建設顧問。
天津市動畫學會會員。
動漫《涂鴉街》入圍第十一屆全國美展。
動畫《ConchCity 海螺之城》入選第十二屆全國美展作品征選暨天津美術作品展覽。
2010年設計第四屆國際眼動大會 VI視覺識別系統與天津師范大學眼動實驗室標志。
2014年《Future-Waterworld未來水世界》榮獲第八屆UCCEP國際環保插畫大賽優秀獎。
2016年赴德國進行新媒體藝術的考察與研習。
2016年出版專著《交互動畫設計：Zbrush+Autodesk+Unity+Kinect+Arduino三維體感技術整合》。
第 1 章 媒介革新中的數字化生存 1
1.1 技術革新與媒體發展 2
1.1.1 媒體藝術的傳承與變革 2
1.1.2 學科背景與行業案例 4
1.2 媒體傳播模式 11
1.2.1 大眾傳播 11
1.2.2 自媒體 16
第 2 章 網絡互動媒介 18
2.1 網絡交互設計 18
2.1.1 多元化的Animate CC 18
2.1.2 異軍突起的HTML5 23
2.1.3 交互視頻Interlude 29
2.2 智能終端媒體設計 35
2.2.1 交互程序設計 35
2.2.2 跨屏互動設計 45
2.2.3 公眾平臺與微傳播 51
第 3 章 開源硬件設計 63
3.1 Arduino 硬件介紹 63
3.1.1 Arduino與傳感器 64
3.1.2 Arduino IDE開發板程序 68
3.2 單片機圖形化編程 71
3.2.1 Mind+ 圖形化編程 71
3.2.2 APP集成開發環境 77
第 4 章 節點式交互設計 82
4.1 vvvv原型設計和圖形化開發 83
4.1.1 vvvv連接硬件Arduino 87
4.1.2 ARTK+Tracker增強現實功能 92
4.1.3 Boygroup集成控制 94
4.2 Max/MSP節點式交互開發 96
4.2.1 Max/MSP程序介紹 96
4.2.2 Max/MSP聲音合成器 100
4.3 聽視覺交互設計 107
4.3.1 聲音與圖像互動技術 107
4.3.2 VJ領域跨界交互 114
第 5 章 體感交互技術 119
5.1 動態捕捉與慣性技術 119
5.1.1 動態捕捉技術發展簡述 119
5.1.2 無線慣性體感技術 128
5.2 微軟Kinect動作捕捉 138
5.2.1 Kinect新媒體交互藝術 141
5.2.2 Kinect角色動作捕捉技術 146
第 6 章 跨平臺交互引擎 160
6.1 Stingray交互引擎 161
6.1.1 Autodesk數據互導 163
6.1.2 Stingray Flow流程設計 168
6.2 Unreal 交互引擎 173
6.2.1 Unreal藍圖系統 173
6.2.2 Unreal與硬件交互 186
6.3 Unity交互引擎 199
6.3.1 PlayMaker可視化交互編程 201
6.3.2 Unity3D交互角色制作 215
6.3.3 Unity3D交互作品發布 230
第 7 章 新興媒體綜述 243
7.1 全球化與媒體創新 243
7.1.1 新媒體工作室介紹 245
7.1.2 未來媒體發展展望 249
參考文獻 253
資料網站 254
附錄：全球新媒體中心與藝術節 255
大事記 257
第 3 章
開源硬件設計
3.1 Arduino 硬件介紹
本章將講解利用Arduino設備進行硬件交互設計，以及通過軟硬件協調配合制作互動作品的方法。
Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型開發平臺，包含硬件（各種型號的Arduino板）和軟件（Arduino IDE）。軟件的開源在科技界有著悠久的歷史。開放源碼讓安全漏洞更易暴露，迭代快速滿足用戶需求，同時第三方還可以用它來開發新產品。Arduino是開源硬件中的代表，其軟硬件設計資料都是全面開放的，構成了一個可供用戶搭建機器人或者各類電子項目的開發環境。人們現在能在 Arduino上做最初的原型開發。Arduino的開發之初，其聯合創始人馬西莫·班茲（Massimo Banzi）在意大利北部的一個設計學校教書，這個項目的開發初衷是為他的學生提供合適的學習硬件。這些學生當中那些甚至完全不懂計算機編程的人，都用Arduino做出了很酷炫的互動作品：有人用其控制和處理傳感器，有人用其控制燈閃爍，有人用其制作機器人。Arduino支持多種互動程序，如Flash、Max/MSP、vvvv、Pd、C語言、Processing等。Arduino可以與微軟的Kinect配合，通過Uniduino與PlayMaker，跟Untiy一起，創作虛實結合的交互藝術創作。Arduino的接口可以搭配各類微信傳感器，通過串口、藍牙或WiFi，與計算機互傳信息。常見的入門級Arduino板是Arduino Uno3和Arduino Leonardo。在Arduino的板上針腳中，D字開頭的是數字接口，A字開頭的是模擬接口，
如圖3-1所示。
圖3-1 Arduino Uno3和Arduino Leonardo的板面針腳設置
3.1.1 Arduino與傳感器
在工業4.0時代，開源式的單片機與其控制軟件逐漸興起。單片機，又稱微控制單元（Micro Control Unit，MCU）。這種芯片級的計算機，集成了原先計算機的CPU、RAM、ROM、定時計數器和多種I/O接口，為不同的應用場合提供了不同組合控制，樹莓派就是微型計算機的典型代表。常見的MCU芯片有ARM、AVR、PIC，這里主要介紹AVR芯片單片機，如圖3-2所示。
圖3-2 AVR芯片單片機
AVR芯片單片機是1997年由ATMEL公司挪威設計中心研發出的增強型內置Flash的精簡指令集 （Reduced Instruction Set CPU，RISC）高速8位單片機。AVR芯片單片機可以廣泛應用于計算機外部設備、工業實時控制、儀器儀表、通信設備、家用電器等各個領域�，F在熱門的Arduino，就采用了AVR系列芯片。Arduino由馬西莫·班茲及其團隊開發，是一個基于開放原始碼的軟硬件平臺，構建于開放原始碼simple I/O界面版，并且具有使用類似Java、C語言的程序（Processing）與線路（Wiring）開發環境。
Arduino 成品開發板尺寸有常規和迷你（mini）兩類。Arduino不同版本相互之間都是兼容的， 區別在于主控芯片和周邊芯片的變化上，如圖3-3所示。主控芯片上帶有內存，不同的版本內存不同。周邊主要是 USB 控制器有區別。例如 2009年官方推出Duem ilanove，2010年更新了USB控制器后，命名成Arduino Uno。相應地迷你版本被命名成Nano。 Arduino各版本性能比較如下：Uno為標準板，擁有Arduino所有基本功能，使用得最為廣泛；Mega 2560擁有較多的輸入/輸出管腳，適用于需要較多管腳的大型項目或實驗；Leonardo帶有USB 接口，適用于需要USB功能的應用；Mega ADK帶有USB Host接口，可以連接Android手機；Due是Arduino首款基于32位ARM Cortex-M3核心的控制板，特點是速度快和容量大�？偟膩碚f，Uno、Mega 2560、Leonardo、Mega ADK都是基于8位或16位的AVR芯片的單片機，而Due的處理器核心是32位的Atmel SAM3X8E，所以編程上與Arduino其他版本有很大差別，不能兼容原來的程序。此外，Arduino LilyPad是Arduino的一個特殊版本，是為可穿戴設備和電子紡織品而專門開發的。Arduino Ethernet是Arduino以太網接口版本，其最大不同就是沒有采用USB轉串口驅動芯片，而是采用了Wiznet公司的Ethernet接口。在Ethernet Shield上可以找到同樣的接口。1個板載microSD卡讀卡器通過SD Library讀入，用于在網絡服務中存儲文件。
圖3-3 Arduino 各版本圖示
2016年3月，英特爾（Intel）和Arduino聯手發布新一代的開發平臺Genuino 101。值得注意的是，Genuino 101集成了英特爾在2015 CES上發布的一款高度集成模塊——Intel Curie（居里），體現了英特爾對物聯網（IoT）和可穿戴技術發展的重視。Curie只有手指甲那么大，但功能卻十分強大，具有低功耗藍牙（Bluetooth LE）和六軸的加速度計和陀螺儀傳感器，這極小的體積非常適用于可穿戴設備，例如智能手環、智能吊墜等。Intel Curie雖然是為了可穿戴設備而設計的，卻率先應用到了Ardunio上。從Genuino 101上，我們可以看到這塊Intel Curie模塊采用了BGA封裝，在板子上占用了更少的面積。Genuino 101加入的板載的低功耗藍牙和六軸加速度計與陀螺儀傳感器，能夠幫助創客們更容易實現頭腦中的好點子和開發IoT物聯網產品，如圖3-4所示。
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