LED显示技术在背包设计中的应用研究

陈金婵

（广东工业大学，广东 广州 510006）

过去，LED 显示技术广泛应用在照明、广告、屏幕领域。随着技术不断地进步，人们不再局限于固定场景的画面显示，而将其拓展到移动场景中，可随人体移动的纺织品便逐渐成了技术应用的载体。近些年，LED 显示技术被应用到背包设计中，LED 上的画面信息伴随着人体的移动进行传递和传播，为原本固定的LED 信息传播途径提供了发展的契机。然而，由于技术应用场景和使用人群的不断扩大，LED 显示技术涉及的学科领域不断增多，它在多个方面的研究还不够成熟，因此需要对LED 显示技术在背包设计中的应用进行系统研究，提供规范的设计原则，从而更好地促进技术的应用。

1 LED 背包概述及其研究现状

1.1 LED 背包

LED 又称发光二极管，具有应用范围广，功耗小，使用寿命长，低碳环保等的特点。LED 显示屏则是由LED 发光二极管组成行列矩阵，人们可以通过电脑或者智能手机控制矩阵板上的灯珠状态，从而显示自己需求的文字、动画或者图像等信息[1]。它作为发光器件被广泛地应用到照明、广告灯、指引灯、屏幕等多个领域。而LED 背包是主要采用LED 显示技术进行信息显示和传递的一类智能背包，它可以应用在交通出行、广告宣传、信息提醒等场景，突破了传统背包局限的收纳功能，增加了更为丰富的人机交互体验。

1.2 LED 背包的研究现状

大约在十多年前，市场上就已经出现了LED 背包。最初LED 背包是作为转向灯，辅助交通出行，以降低骑行的安全隐患。设计师将LED 点阵屏嵌入背包当中，作为一种转向指示信号、自定义图像的信息媒介[2]。操控这类图像信息有两种方式：第一种是通过安装在车把手上的无线控制器进行主动切换操作，另一种是利用MEMS 陀螺检测角速度，在用户转向时自动显示转向箭头。通过上述的操控方式，可以展示前进、停止、向左、向右的路标以及自定义信息或者图案[3]。一方面可以让行车路人清晰地看到投射的信息，另一方面可以解放用户原本需要招手示意转向的双手。随着技术的进步，LED 逐渐与“纺织”品融为一体，一款结合LED 灯与纺织品的“线性发光体纺织品”开创了发光纺织品的先河。这种纺织品以其柔软、防水以及全方位发光的特点，被广泛运用于夜间出行、安全警示、医疗照护等严肃场景中。

发展到近些年，LED 背包逐步扩展到娱乐活动、商务宣传等场景中。如LED 背包与迪士尼合作，它们将背包与手机连通，将手机里的照片传输到背包的LED 显示屏上，形成发光的影像。图片自然地成为一种话语媒介，促进人与人之间的交流互动，打破了传统背包仅限于个人交互的边界。此外，在广告宣传场景中也经常出现，LED 广告背包将“广告”背在身上，人的身体变成了广告的载体，颠覆了传统的广告形式。我们可以通过手机的应用程序编辑图像和文字并通过蓝牙技术传输到LED 显示屏上。这种LED 背包以其操作便捷，互动性和趣味性强的特点深受大家喜爱。

随着LED 背包逐渐与物联网技术联系在一起，我们更需要综合考虑系统中人、环境、技术相互之间的影响，并需要形成一套方法将这些要素串联起来，以更好地实现设计的更新迭代。纵观目前有关LED 背包的文献中发现，多数研究集中于技术的创新以及场景的扩展应用上，而对这种LED 背包的总结性设计原则和方法还比较少。产品的不断创新应用离不开原则方法的指导，因此，本文尝试总结LED 背包的设计原则，以更好地发挥LED 技术的优势。

2 LED 显示技术在背包设计中的应用优势

2.1 保障出行安全

自行车已经成为当下低碳出行的流行交通工具，然而还有一些地方没有自行车专属通道，在机动车车道骑行存在安全风险。而LED 背包最初设计的初衷是作为出行的交通指示信息警示，例如夜间可视性差，LED 显示屏作为自行车的转向灯可大大提高安全性。背包上的LED 显示屏的警示内容由开关或者控制器自动控制，并可以调节灯光模式。让骑行者在转向前无需再招手，给骑车上下班或者是户外休闲旅游提供了安全保障。

2.2 多场景广告宣传

LED 背包上的显示屏可以成为一道亮丽的推广“风景”，打破了传统的纸质宣传单的单一渠道，可以伴随人的移动实现在实体店、展会、企业、社会活动等多种场景宣传或者推销，并且LED 自身的发光能够快速吸引人的注意，提升各种活动的宣传效果，同时节省了许多宣传成本。在众多场景中使用LED 背包，背包随身而移动，能够快速达到信息曝光，宣传效果立竿见影，助力各类宣传或者营销活动。

2.3 个性化风格展示

LED 背包不同于传统背包的固定图案和样式，它可以通过蓝牙与手机连接，并通过它自带的APP 进行操作。用户可以使用APP 系统里的图案或者文字内容作为显示屏的内容展现。个性化展示最大的一个特色是显示屏带有像素风格，它可以轻松简便根据用户自身喜好DIY 显示的内容，实现每一个背包都是用户喜好的名片，同时可以实现个性穿搭。而背包除了个性化展示之外，它还能在不同的活动场合进行自定义信息展示，如天气时间、消息通知等。

2.4 娱乐画面显示载体

背包的LED 显示屏可以作为动画的显示屏幕。针对游戏爱好者，手机变成了手柄，而背包的LED 显示屏则作为游戏画面载体，大众流行的俄罗斯方块、贪吃蛇等像素游戏适合在这种矩阵屏幕上呈现。除了可以作为游戏的动态画面内容显示，还作为娱乐活动的信息资讯呈现载体，例如指示牌、游戏规则、游戏辅助文字等一切需要传递的信息内容，均可以通过显示屏展示出来。

3 LED 背包的设计原则

3.1 材料安全环保

由于LED 背包存在多个交互对象，因此它整体的安全性不只针对用户本身，还需要考虑受信息影响的人与环境。首先是确保材料和技术上的安全性，包体材料要具有良好的耐摩擦和防水功能，以免背包里的器件遇水漏电。其次，选用对人体伤害较小的信息显示相关技术：电源设备低耗稳定，控制面板不与人体直接接触。此外，LED 显示屏显示的信息与周围人也会存在交互，如颜色、字号、发光闪烁方式等，设计师要设身处地考虑周围人对这些信息的行为反映，以免在公共场合过多吸引他们的注意力，导致人与人或者人与物相撞的危险状况发生。

3.2 功能操作方便

LED 显示屏的操控面板根据不同的场景和人群有不同的设计。针对骑行的人，应尽量花费人最短的时间和关注力去呈现当下的骑行信息，比如通过传感器感应车的转向或者是在车把手上安装控制器。面对普通用户，设计师可以更多地从他们购买的动机出发，当中可以是个性展现、广告营销、口号宣传等，通过洞察他们的动机以设置更多样化的自定义操作。因此，我们需要针对特定的场景，同时考虑用户的生理和心理需求，设计出更方便的LED 背包。

3.3 穿戴体验舒适

背包与人体背部接触，其重量以及对身体局部挤压应控制在合理范围内，才符合人机工程学的要求[4]。人机工程学中常常将“人—机—境”作为一个统一的整体来研究，那么在背包设计中，“机”则变为背包，人、背包以及环境形成了一个整体，相互协调统一，让用户获得一个安全、舒适的穿戴体验。因此，设计师在设计背包的时候要充分考虑人的脊柱的“S”型趋势以及背部透风等问题。

3.4 信息传达准确

LED 背包区别于其他智能背包最大的一个特点是它能传播和传达信息。目前市场上的LED 背包显示屏上已经出现的三种信息类型：（1）警示信息；（2）广告宣传信息；（3）日常娱乐信息。带有传播目的的信息的准确性尤为重要，比如交通出行的警示信息，它关系到人的安全问题，如果传达信息出现错误，则有可能酿造安全事故。因此设计师以及用户在设计这种标识的时候要尽可能地用最简洁的设计而传达出最准确的信息，同时要杜绝传播虚假夸大的信息。

4 针对导游人员的LED 背包设计实践

4.1 人群定义

本设计将人群定位在旅游过程中的导游人员，导游的作用是为旅游者提供向导、安排交通食宿、讲解及相关旅游服务。

4.2 需求分析

休闲观光型人群对旅游资讯了解较少，旅游经验欠缺，跟团旅游是最佳的选择之一[5]。游客依赖于导游人员的安排和向导，因此他们旅行背包功能的专业性不强，而导游人员的旅行背包则需要发挥出专业性。导游包是为外出的导游员专门设计的旅游设备，以辅助导游进行旅游信息高效传达。目前市面上的导游包的种类多以内置扩音器为主。这项技术能解决以往导游在人多的时候需要拿着喇叭说话的不便之处。但是在户外的环境下，难免会遇到游客驻足拍照而错过了导游的景点解说和指挥。导游在这些情况下，需要重复多次解说以及指令，增加了导游的负担。在人多嘈杂的环境下，单凭声音会受降低信息传达的有效率。

4.3 设计定位

4.3.1 功能

视听结合高效传达导游指示。内置扩音器以及书包正面的LED 显示屏的相辅相成，游客可视听结合获取导游的解说以及指引信息，可减轻导游员重复解说的工作量，以及方便游客及时获取当下的旅游指示。

触控指令，操控简便快捷。柔性应变传感器安装在肩带材质中，并且根据提前在手机软件预设好的指示图案，通过蓝牙技术传输到导游包的控制面板上，导游员可在手机应用软件上提前设计好图案指示，通过蓝牙技术传输到肩带的中央处理器中，用户即可在柔性应变传感器中操控区域进行动作指令，实时传输到LED 显示屏上，实现内容的显示。

GPS 实时定位。定位信息可即时显示在LED 显示屏上，导游员在柔性应变传感器控制区域选择手动模式，连接GPS 定位模块和LED 显示屏，进行定位信息或者活动信息的文字可视化显示。

4.3.2 材料

由于导游人员大部分需要在户外长途跋涉做指引，因此他们的背包外层材料选取具有防水以及耐磨特性的牛津布，背垫和背带以及包体内部需要减震减压的部分采用EVA 海绵，里料材质为丝光布。

4.3.3 外观

首先，背包的正面为LED 柔性显示屏，与背包整体连接缝合，同时确保显示屏呈现的图像，使人的视线能够清晰地看到。其次内置的扩音器应放置在背包的两侧，使扩音的范围覆盖更广。最后，背包的背板部分与人体接触，中间部分契合脊柱的位置呈双“C”型，即两侧垫高，中间通风，一方面减震避免对脊椎造成压迫，另一方面让背部透气。背带部分“S”型曲线设计，整体符合人机。背包的容量大小可根据旅途出行时间以及需要收纳的物品的多少决定。

4.4 方案输出

这是一款内置扩音器以及可视化旅游指令信息的LED 导游背包。导游人员在人多嘈杂的时候，可以一边通过导游包上便携扩音器传达旅游解说信息，另一边通过人工在柔性应变传感器操控区域比划方向，到达某一个景点需要停下参观时，导游员可操控面板将GPS 实时定位的地点信息调取到LED 显示屏上，告诉游客这个景点的名称。通过视听结合传达导游指令信息，一方面可以减少导游重复讲解的工作量，另一方面可以让错过导游讲解和指令的游客在LED 显示屏中获得信息，更好地提升旅游体验。

5 总结和展望

将LED 显示技术应用到背包设计中已经成为当今智能背包的研究热点，其突破了传统背包局限的收纳功能，被赋予了信息传播、展示和提醒等功能，使信息传播途径更加便捷和多元。但是随着目前LED 背包应用的场景和细分人群越来越多，产品不再是单一的产品，而是成为系统的中一个要素，并且涉及纺织学、设计学、信息技术、传播学等多个交叉学科的融合，技术的应用不能仅局限于设计学科。在未来发展中应该根据注重交叉学科的研究，并综合系统考虑人、技术、环境三个重要因素，最终设计出更加人性化、多样化、生态化的LED 背包，从而给人们的生活带来丰富和便利的体验。