PS3的新型控制器 剖析高精度的秘密

　　“連人在靜止時(shí)自然產(chǎn)生的微小‘晃動(dòng)’都能檢測(cè)到”(索尼計(jì)算機(jī)娛樂(SCE)，Worldwide Studios總裁吉田修平)。

　　微軟公司采用了讓用戶容易理解、無需控制器的方法，而SCE則向追求高精度、使用控制器的新手勢(shì)輸入發(fā)起了挑戰(zhàn)。索尼在從2010年9月開始銷售的PlayStation 3中采用的手勢(shì)輸入技術(shù)“PlayStation(PS) Move”中，將棒狀終端“PS Move動(dòng)作控制器”內(nèi)的傳感器與基于PS3攝像頭“PS Eye”的圖像識(shí)別技術(shù)相結(jié)合。用戶手持專用終端，在Eye前方揮動(dòng)即可操作游戲(圖A-1)。利用該方法，“可實(shí)現(xiàn)超過手勢(shì)輸入的高精度操作”(吉田)。

　　PS Move利用內(nèi)置3軸加速度傳感器、陀螺儀傳感器及地磁傳感器的棒狀控制器終端“PS Move動(dòng)作控制器”和專用攝像頭“PS Eye”來檢測(cè)用戶的動(dòng)作。

　　動(dòng)作控制器配備了3軸加速度傳感器、陀螺儀傳感器以及地磁傳感器三種傳感器。利用加速度傳感器可判斷加速度和傾斜，利用陀螺儀傳感器可判斷縱搖(Pitch)、首搖(Yaw)以及橫搖(Roll)等旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。利用地磁傳感器還可以判斷方向等，能夠以高精度檢測(cè)手部和腕部的動(dòng)作。

　　另外，動(dòng)作控制器的頂端部分帶有直徑約45mm的發(fā)光球體“Sphere”，通過利用PS Eye檢測(cè)該球體的大小，來測(cè)量與電視之間的距離。由此，可以更準(zhǔn)確地掌握用戶在空間上的位置。

　　通過獲得微細(xì)的動(dòng)作和位置信息，還可進(jìn)行更加縝密的手勢(shì)操作。例如，在乒乓球游戲中，可以通過微妙的球拍操作應(yīng)對(duì)多種類型的變化球。

　　在陀螺儀傳感器和地磁傳感器的配置方面下工夫

　　拆解動(dòng)作控制器的內(nèi)部，可以看到索尼為提高檢測(cè)精度而在傳感器部和發(fā)光部上所下的功夫。例如，將xy軸用和z軸用陀螺儀傳感器分別配置在基板的中心線上(圖A-2)。目的是為了在向左或向右搖動(dòng)控制器時(shí)，使“搖動(dòng)幅度”相同注A-1)。

　　注A-1)采用這種配置，用手握住時(shí)，宛如用手包圍住陀螺儀傳感器一樣。因此，也有觀點(diǎn)認(rèn)為這樣做“使環(huán)境溫度一定，會(huì)抑制檢測(cè)精度的降低”(某技術(shù)人員)。

圖：PS Move動(dòng)作控制器的主板

　　動(dòng)作控制器的主板正面安裝了加速度傳感器和陀螺儀傳感器，背面安裝了地磁傳感器等。部件的說明為本站推斷。

　　地磁傳感器配置在距離磁性體盡可能遠(yuǎn)的位置上。目的是為了控制因無用的磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生的檢測(cè)誤差。配置的部件中尺寸最大的磁性體是鋰離子充電電池。因此，地磁傳感器安裝在遠(yuǎn)離電池的主板上方。

　　此外，關(guān)于發(fā)光部分，為了利用攝像頭進(jìn)行更準(zhǔn)確的檢測(cè)，極力降低了Sphere發(fā)出的光的色斑。

　　例如，Sphere讓LED光源發(fā)出的光從內(nèi)部向橡膠球體均勻照射。為了均勻地發(fā)光，利用了沒有接縫的一體成形技術(shù)來制造Sphere。

　　Sphere越大攝像頭越容易檢測(cè)，但也越容易出現(xiàn)色斑。Sphere的直徑約為45mm，這幾乎是能夠兼顧高檢測(cè)精度和色斑控制的極限尺寸。