不需遙控器 用“眼神”操控的投影機曝光

“下午上課，教室的環(huán)境光變強了，老師要把投影機的亮度調(diào)高(從經(jīng)濟模式調(diào)到標準模式，低碳環(huán)保嗎!)，咦?遙控器呢，找不到了。翻箱倒柜，找到了，咦，沒電了，暈!抽屜里發(fā)現(xiàn)有5號電池，打開遙控器電池后蓋，要用7號電池，崩潰.......結(jié)果，后排的學生看不見。”對于這種情景實在是讓人很無奈，有人說解決辦法很簡單，在投影機下放桌子，桌子上放椅子，讓老師站在椅子上，然后就能調(diào)節(jié)吊裝在房頂?shù)耐队皺C，不過，危險大大地，浪費時間大大地，不可取。

當你遇到這樣的情況怎么辦，這次是調(diào)節(jié)亮度，下次沒準是調(diào)節(jié)分辨率，再下次還可能是調(diào)節(jié)畫面尺寸，下次還有很多，難道你每次都要“登高”調(diào)節(jié)嗎!答案當然是否定的，我們要向這種繁瑣的方式說“不”，那么你該怎么辦!

既然遙控器不可用，那么我們就不用遙控器，我們用“意念”、用“眼神”來控制調(diào)節(jié)投影機。請不要認為筆者我瘋了，我很正常，雖然筆者不能用“意念”來控制投影機，但是用“眼神”控制投影機卻是十分可行的。

下面筆者將介紹一種名為“視線輸入”的技術，該技術最初是為了幫助手腳功能喪失、全身癱瘓的重度殘障者，通過這項技術，他們可以只靠眼部動作便可操作計算機，與之前備受關注的手勢及語音輸入相比更為先進，實用性更強。這項技術是由瑞典拓比公司(Tobii)實現(xiàn)的，基本原理采用角膜反射法，該視線輸入計測裝置被稱為“Eye Tracker”。>>

在筆記本電腦上的實現(xiàn)原理

在筆記本電腦上的實現(xiàn)原理：

圖(1)顯示的是通過導入拓比視線入功能的筆記本電腦樣機玩游戲的情形，游戲時只用視線即可擊落接近地球的隕石。操作時既不用接觸鍵盤也不用接觸鼠標。

其原理是先向用戶的眼睛照射紅外線，并用攝像頭拍攝反射圖像。然后從該影像中提取普爾欽斑點(角膜上形成的紅外線反射點)和瞳孔中心，根據(jù)兩者的位置關系算出視線的方向。如果是個人電腦的話，就在顯示器周圍及下部嵌入照射紅外線的裝置和小型攝像頭。或者通過USB連接小型化至可單手握持程度的這些外置裝置，不需要使用頭罩等大型用具來固定容易轉(zhuǎn)移到視線輸入計測裝置上的視線。

圖(2)顯示視線輸入功能使用狀況的概念圖。通過顯示器周圍配置的光電傳感器來獲取眼睛的圖像。通過注視點(x和y)來操作計算機(130)，也可使用鼠標。

如果能夠標配視線輸入功能，個人電腦便有望省去鍵盤及鼠標。而電視拿來內(nèi)置，也可省去遙控器。僅憑視線即可輕松操作——這種技術得以實現(xiàn)的話，圖標的配置及大小等圖形用戶接口的設計也可能會朝著不同于現(xiàn)在的方向發(fā)展。

事實上，操作比預想的要輕松。用戶只需坐在個人電腦前，用目光對校準用圖形做10秒鐘追蹤，即可完成視線輸入的準備工作。瀏覽文本文件時，隨著目光對文字的追蹤，會向下滾屏，而觀看相冊時，只需將目光移至下張照片，照片就會移到正面位置上來。

由于比手勢輸入更簡單，頭部一動也不需要動，因此宛如自己在使用意念來控制一樣。而且，將眨眼定義為確定的話，還可通過視線來選擇應用程序的圖標及窗口，使之啟動。

其畫面就會顯示出來，然后即可操作該顯示畫面

如果視線輸入技術被配備到智能手機及平板PC上，那么使用視線輸入的各種應用程序馬上就會被全世界的軟件工程師開發(fā)出來。拓比日本營業(yè)企劃部主任大竹賢司充滿期待地說：“從另一個角度來看，這也許還能夠為改進面向殘障者及老年人的應用程序及其圖形接口的設計帶來靈感?！?gt;>

特制的屏幕或者白板

如何用投影機實現(xiàn)：特制的屏幕或者白板

由于投影投射出的畫面并不像顯示器那樣的實體，而是一個看得見摸不著的虛體，所以我們要想實現(xiàn)“視線輸入”技術，就需要解決視線定位與交互的問題。在這方面，我們可以借鑒交互式投影機的“交互功能”，利用電子白板或者屏幕作為影像實體化設備。

其實原理上和顯示器相同，可以在周圍及下部嵌入照射紅外線的裝置和小型攝像頭。或者通過USB連接小型化至可單手握持程度的這些外置裝置，不需要使用頭罩等大型用具來固定容易轉(zhuǎn)移到視線輸入計測裝置上的視線。

交互式電子白板其實就是一種利用定位技術視線交互功能的電子白板，具體的定位方式有幾種：壓感技術、激光技術、電磁波技術、紅外線技術、超聲波技術、等等，以采用紅外線技術的交互式電子白板為例：由密布在顯示區(qū)四周紅外接收和發(fā)射對管形成水平和垂直方向的掃描網(wǎng)格，形成一個掃描平面網(wǎng)，當有可以阻擋紅外光的物體阻擋住網(wǎng)格中的某對水平和垂直紅外掃描線時，就可以通過被阻擋的水平和垂直方向的紅外線位置確定X，Y坐標，實現(xiàn)坐標的定位。

通過交互式電子白板的定位，將信息反饋到紅外設備，按照“Tobii”視線技術的實現(xiàn)原理，即可實現(xiàn)“視線輸入”技術。>>

直接投射在墻壁上是否可實現(xiàn)?

不使用其他輔助設備，直接投射在墻壁上是否可實現(xiàn)?

之前所敘述的是使用白板或者屏幕來實現(xiàn)“視線輸入”技術，那么是否能夠不用任何外部輔助設備，直接在墻壁上就能實現(xiàn)“視線輸入”技術呢?下面我們大膽的嘗試設計一下：

我們可以使用超聲波技術，就像蝙蝠使用超聲波定位一樣。蝙蝠在飛行時，會發(fā)出一種尖叫聲，這是一種超聲波信號，是人類無法聽到的，因為它的音頻很高。這些超聲波的信號若在飛行路線上碰到其他物體，就會立刻反射回來，在接收到返回的信息之后，蝙蝠于振翅之間就完成了聽、看、計算與繞開障礙物的全部過程?？茖W家把這種現(xiàn)象叫做回聲定位。人類根據(jù)蝙蝠飛行識物的原理，制造出了雷達。

就像上面所描述的，可以利用特殊的識別技術，用超聲波識別使用者的眼睛。就像蝙蝠飛行過程中躲開樹木一樣，它不僅僅能知道前面有障礙物，還知道障礙物的長度、寬度、厚度，就是說在三維空間內(nèi)可以實現(xiàn)完美的定位和判斷，這樣根據(jù)人眼的大體特征，超聲波“掃描”到用戶的眼睛后，根據(jù)基本的特征能夠識別到用戶的眼睛，這樣就相當于給用戶的眼睛定位，而且是三維定位，能夠判斷人眼的具體位置。

然后在投影機中內(nèi)置紅外發(fā)射接收設備和攝像頭等，根據(jù)超聲波反饋的信息發(fā)射紅外信號，掃描用戶視網(wǎng)膜，這樣便可完美實現(xiàn)“視線輸入”技術，用戶不需要其他外接設備便可用眼睛操作投影機。這個過程中，可能會使用到投影機相關的一些技術參數(shù)，不過這些參數(shù)都是可知的。

通過以上的步驟，就實現(xiàn)了“Tobii視線輸入”技術的前半部分，然后根據(jù)它在電腦上的實現(xiàn)原理，就可以實現(xiàn)在投影機上。不過，“視線”輸入技術還存在容易讓用戶感到疲勞感的危險性。因為要正確移動眼睛的話目光就必須集中精力，從而產(chǎn)生疲勞感。

全文總結(jié)：像第一種方式描述的使用特制的屏幕或者白板實現(xiàn)“視線輸入”技術的可能性較大，不過可能在便利性和成本方面欠考慮。至于第二種的“超聲波”+“紅外”的設想也只是理論上可行，筆者并不清楚目前超聲波技術的具體定位能力，是否能精確到毫米，甚至于微米及納米，是否能精確的定位到用戶的眼睛，這種設想實現(xiàn)起來可能很困難。

其實除了上面兩種實現(xiàn)方式，還有一種更為簡單的設想，就是將上面提到的超聲波技術及紅外技術結(jié)合到投影機的投射光束中，用光束及光束的反射光實現(xiàn)“視線輸入”技術，不過現(xiàn)在這只是個想法，具體的實現(xiàn)原理還想不通，只能寄希望于后人了。