動(dòng)作擷取追蹤的嵌入式體感控制新技術(shù)

　　體感控制技術(shù)，主要是藉由辨識(shí)人的各種肢體運(yùn)動(dòng)，來(lái)達(dá)到與電子產(chǎn)品互動(dòng)的目的，除了觸控螢?zāi)?，讓消費(fèi)者以觸控(Touch)方式來(lái)互動(dòng)之外，在其他領(lǐng)域方面，非觸控(Touchless)類(lèi)的應(yīng)用也逐漸普及，這些技術(shù)包含光學(xué)類(lèi)的空間手勢(shì)辨識(shí)、動(dòng)作擷取、追蹤系統(tǒng)等等，也有非光學(xué)類(lèi)的像透過(guò)微機(jī)電技術(shù)來(lái)實(shí)作，讓體感操控技術(shù)發(fā)展未來(lái)無(wú)可限量。

　　“觸控技術(shù)”開(kāi)啟行動(dòng)裝置體感操控新革命

　　2006年開(kāi)始，JeffHan在TED大會(huì)展示了世上第一套多點(diǎn)觸控的顯示面板，就可做到像當(dāng)今平板電腦那樣的“多點(diǎn)觸控”(Multi-touch)功能，包含10點(diǎn)觸控，繪圖、放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、螢?zāi)绘I盤(pán)打字等等，吸引了科技界的目光。

　　而將多點(diǎn)技術(shù)商品化的就是蘋(píng)果，在2007年iPhone中首度實(shí)現(xiàn)，以多點(diǎn)觸控螢?zāi)蝗〈鷤鹘y(tǒng)鍵盤(pán)或指標(biāo)裝置，引爆了后來(lái)觸控技術(shù)的大流行，不僅逼走了以鍵盤(pán)輸入的黑莓機(jī)，也讓PC產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入全新的多點(diǎn)觸控輸入方式。迄今2013年為止，智慧型手機(jī)、平板電腦、與各式行動(dòng)裝置的互動(dòng)介面設(shè)計(jì)，幾乎是以觸控為主流。

　　應(yīng)用在中小尺寸產(chǎn)品的觸控技術(shù)已很純熟，但應(yīng)用在大尺寸顯示的環(huán)境下，業(yè)界則改用其他技術(shù)來(lái)達(dá)成。例如2008年任天堂在Wii游戲機(jī)采用手持的體感遙控器，搭配放在電視前面的光學(xué)感應(yīng)器，來(lái)達(dá)到體感控制能力。2010年索尼的PSMove+PSEye也是類(lèi)似的微機(jī)電控制+光學(xué)感測(cè)設(shè)計(jì)技術(shù)達(dá)成。至于微軟的Kinect，則是完全采用光學(xué)感測(cè)與追蹤的方式，玩家身體就是遙控器，不必手持任何控制器來(lái)操作。

　　PC市場(chǎng)回歸“非觸控”的體感操控技術(shù)

　　至于PC部分，由于2012年微軟Windows8首度導(dǎo)入觸控技術(shù)，嘗試以跨平板與PC的雙操作介面，來(lái)吸引消費(fèi)者買(mǎi)單。但可惜的是，觸控筆電的成本高，只能平面2D操控，使用觸控時(shí)螢?zāi)粫?huì)晃動(dòng)，且長(zhǎng)時(shí)間使用，雙手在半空中且容易造成疲勞，且螢?zāi)徽礉M指紋，妨礙美工制作，甚至被認(rèn)定為不符合人體工學(xué)的設(shè)計(jì)，也因?yàn)閷?shí)用性受質(zhì)疑，迄今為止，觸控筆電的滲透率仍偏低。

　　有鑒于此，PC業(yè)者一方面推出更輕便、像純平板那樣的變形電腦，另一方面也在等待業(yè)界有更成熟的體感技術(shù)，以便及早應(yīng)用在新一代的PC產(chǎn)品上，拯救PC低迷的銷(xiāo)售量。因此其他操控技術(shù)廠商，紛紛瞄準(zhǔn)PC市場(chǎng)來(lái)設(shè)計(jì)新的體感技術(shù)，讓“非觸控類(lèi)”體感控制技術(shù)進(jìn)入所謂的戰(zhàn)國(guó)時(shí)代。

　　各式光學(xué)類(lèi)的體感技術(shù)

　　LeapMotion公司于2012年5月公布LeapMotion體感控制技術(shù)，并于2013年7月正式供貨。售價(jià)79.99美元，該裝置僅半包香菸的大小，只要將它連接USB延長(zhǎng)線并放在鍵盤(pán)前方的桌面上，就可以實(shí)現(xiàn)3D手勢(shì)操作的體感操作。其原理是內(nèi)建雙攝影機(jī)與三組紅外線感測(cè)器，營(yíng)造出電腦螢?zāi)磺岸思s1公尺的半球型偵測(cè)區(qū)域，具有150度的視野，以光學(xué)方式擷取與追蹤使用者的10根手指的細(xì)微運(yùn)動(dòng)，最小可以追蹤到0.01mm的移動(dòng)，且使用者不會(huì)注意到延遲的情形。

　　LeapMotion公司不僅提供軟體開(kāi)發(fā)工具包(SDK)給開(kāi)發(fā)者，并提供Airspace軟體商城讓用戶下載體感控制專(zhuān)用的App，建構(gòu)自家產(chǎn)品的生態(tài)體系。而在系統(tǒng)廠商合作部分，HPEnvy17(17.3寸)LeapMotionSE便是業(yè)界首部?jī)?nèi)建這種控制器的筆電，將感應(yīng)器嵌入在靠近觸控板附近，用戶只要直接揮動(dòng)雙手，就能隔空操作。

　　至于微軟部分，繼Kinect在Xbox360游戲機(jī)的成功之后，微軟也在2012年推出KinectforWindows，并發(fā)布相關(guān)軟體開(kāi)發(fā)工具(SDK)，讓PC也能享受到Xbox360那樣的操作體驗(yàn)。只要將產(chǎn)品連接到USB，并拉到顯示器上端，并安裝專(zhuān)屬的驅(qū)動(dòng)程式，便可使用。其原理是透過(guò)三組攝影機(jī)，以近攝模式來(lái)感應(yīng)到其前面接近40公分的物體，以分析其動(dòng)作，能夠運(yùn)用到商業(yè)、娛樂(lè)或各種不同行業(yè)領(lǐng)域，提供更高品質(zhì)的Windows體感使用體驗(yàn)。

　　由于Kinect的硬體體積稍大，單價(jià)高(249.99美元)。搭配筆電較不方便，也無(wú)法嵌入電腦內(nèi)部，又距離太接近(40公分以上才行)，因此較適合稍遠(yuǎn)距離的應(yīng)用，如客廳，會(huì)議室，較不適合桌面環(huán)境使用，主要可應(yīng)用到醫(yī)院(如運(yùn)動(dòng)復(fù)健)、學(xué)校(如互動(dòng)教學(xué))或商場(chǎng)(如虛擬試衣)等領(lǐng)域。

　　而Intel部分，則是在2013年7月購(gòu)并以色列商O(píng)mekInteractive，取得其Grasp技術(shù)，為下世代PC平臺(tái)加入體感控制新元素。Grasp的原理是透過(guò)3D深度相機(jī)(DepthCamera)，能夠偵測(cè)使用者手指的移動(dòng)與手勢(shì)動(dòng)作，搭配其開(kāi)發(fā)工具，可以協(xié)助開(kāi)發(fā)者快速建立手勢(shì)與手指追蹤等互動(dòng)介面，并應(yīng)用在程式或各式裝置上。

　　Grasp支援多點(diǎn)觸控、雙手控制，適合在近距離環(huán)境(10公分)下，因此很適合筆電/桌電等辦公室或書(shū)房環(huán)境使用。目前Grasp可支援Windows8的各種操作，預(yù)計(jì)2014年起，將有機(jī)會(huì)看到整合3D相機(jī)模組、內(nèi)建Grasp技術(shù)的Ultrabook。

　　其他值得關(guān)注的全新體感控制技術(shù)

　　除了上述的商業(yè)公司，還有許多新創(chuàng)公司正在開(kāi)發(fā)全新的體感控制技術(shù)，讓體感操作的產(chǎn)品有不同的面貌呈現(xiàn)于市。

　　(1)ThalmicLabs的MYO

　　加拿大ThalmicLabs所推出MYO數(shù)位腕帶，是一款穿戴式無(wú)線控制器。內(nèi)部搭載了ARM處理器、6軸加速度感應(yīng)器、還有鋰電池。只要將這條MYO腕帶戴在手腕上，便能偵測(cè)到使用者的極細(xì)微的肌肉運(yùn)動(dòng)，甚至每一根手指、神經(jīng)緊拉與縮放的各項(xiàng)手勢(shì)動(dòng)作，然后將偵測(cè)的數(shù)據(jù)透過(guò)藍(lán)芽4.0傳輸?shù)礁麟娮釉O(shè)備，便可進(jìn)行各種體感控制的需求。

　　MYO的SDK可支援Windows、Mac、Android、iOS等平臺(tái)，一般使用下電池可以支撐好幾天沒(méi)問(wèn)題，該產(chǎn)品預(yù)計(jì)2014年初期上市，售價(jià)約149美元。這款產(chǎn)品不需要將手對(duì)著規(guī)定的方向使用，使用方便，且應(yīng)用極廣，例如基本的有切換電腦程式、調(diào)整音量、播放影片、簡(jiǎn)報(bào)…等，而進(jìn)階的，則可應(yīng)用在電腦游戲中(玩家只要比出槍的手勢(shì)，便可射擊)，或控制遙控飛機(jī)，在軍事應(yīng)用上也能拿來(lái)操控?zé)o人偵查車(chē)等。也有人認(rèn)為可拿來(lái)搭配GoogleGlass這類(lèi)穿戴式裝置使用。

　　(2)RACTIV的Haptix

　　相較于其他花俏體感控制器來(lái)說(shuō)，美商RACTIV公司的訴求就簡(jiǎn)單多了，其Haptix就是一種單純用來(lái)取代滑鼠的裝置，卻不需要太改變你既有的使用習(xí)慣。Haptix在2013年8月美國(guó)群眾募款網(wǎng)站Kickstarter首先公布并亮相，并成功募得了開(kāi)發(fā)資金。

　　Haptix是一種可掛載在各種2D平面上(如筆電螢?zāi)?、電腦主機(jī))上的3D多點(diǎn)觸控裝置。其大小為30x30x8立方公分，搭載1顆微控制器(MCU)與2組CMOS紅外線攝影鏡頭，目前能做到150度的拍攝視野，解析度達(dá)640x360，能夠精確捕捉到手的移動(dòng)位置，即使在黑暗環(huán)境下也能偵測(cè)得到。只要連接到USB2.0埠即可使用。

　　使用時(shí)，不需大動(dòng)作像個(gè)交通警察在指揮交通一樣，只要雙手在鍵盤(pán)或桌面上操作，可空手使用，也可拿筆來(lái)畫(huà)圖，只要在Haptix拍攝到的范圍即可這樣才能用得比較久?？梢詰?yīng)用的范圍，包括游戲、商業(yè)程式、娛樂(lè)軟體等等，建議售價(jià)70美元，預(yù)計(jì)2014年2月起將優(yōu)先供應(yīng)給Kickstarter的募款者。