動作擷取追蹤的嵌入式體感控制新技術
- DIGITIMES企劃
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體感控制技術，主要是藉由辨識人的各種肢體運動，來達到與電子產品互動的目的，除了觸控螢幕，讓消費者以觸控(Touch)方式來互動之外，在其他領域方面，非觸控(Touchless)類的應用也逐漸普及，這些技術包含光學類的空間手勢辨識、動作擷取、追蹤系統等等，也有非光學類的像透過微機電技術來實作，讓體感操控技術發展未來無可限量。
2006年開始，Jeff Han在TED大會展示了世上第一套多點觸控的顯示面板，就可做到像當今平板電腦那樣的“多點觸控”(Multi-touch)功能，包含10點觸控，繪圖、放大、縮小、旋轉、螢幕鍵盤打字等等，吸引了科技界的目光。
而將多點技術商品化的就是蘋果，在2007年iPhone中首度實現，以多點觸控螢幕取代傳統鍵盤或指標裝置，引爆了後來觸控技術的大流行，不僅逼走了以鍵盤輸入的黑莓機，也讓PC產業導入全新的多點觸控輸入方式。迄今2013年為止，智慧型手機、平板電腦、與各式行動裝置的互動介面設計，幾乎是以觸控為主流。
應用在中小尺寸產品的觸控技術已很純熟，但應用在大尺寸顯示的環境下，業界則改用其他技術來達成。例如2008年任天堂在Wii遊戲機採用手持的體感遙控器，搭配放在電視前面的光學感應器，來達到體感控制能力。2010年索尼的PS Move + PS Eye也是類似的微機電控制+光學感測設計技術達成。至於微軟的Kinect，則是完全採用光學感測與追蹤的方式，玩家身體就是遙控器，不必手持任何控制器來操作。
PC市場回歸“非觸控”的體感操控技術
至於PC部分，由於2012年微軟Windows 8首度導入觸控技術，嘗試以跨平板與PC的雙操作介面，來吸引消費者買單。但可惜的是，觸控筆電的成本高，只能平面2D操控，使用觸控時螢幕會晃動，且長時間使用，雙手在半空中且容易造成疲勞，且螢幕沾滿指紋，妨礙美工製作，甚至被認定為不符合人體工學的設計，也因為實用性受質疑，迄今為止，觸控筆電的滲透率仍偏低。
有鑑於此，PC業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界有更成熟的體感技術，以便及早應用在新一代的PC產品上，拯救PC低迷的銷售量。因此其他操控技術廠商，紛紛瞄準PC市場來設計新的體感技術，讓“非觸控類”體感控制技術進入所謂的戰國時代。
各式光學類的體感技術
Leap Motion公司於2012年5月公布Leap Motion體感控制技術，並於2013年7月正式供貨。售價79.99美元，該裝置僅半包香菸的大小，只要將它連接USB延長線並放在鍵盤前方的桌面上，就可以實現3D手勢操作的體感操作。其原理是內建雙攝影機與三組紅外線感測器，營造出電腦螢幕前端約1公尺的半球型偵測區域，具有150度的視野，以光學方式擷取與追蹤使用者的10根手指的細微運動，最小可以追蹤到0.01mm的移動，且使用者不會注意到延遲的情形。
Leap Motion公司不僅提供軟體開發工具包(SDK)給開發者，並提供Airspace軟體商城讓用戶下載體感控制專用的App，建構自家產品的生態體系。而在系統廠商合作部分，HP Envy 17 (17.3吋) Leap Motion SE便是業界首部內建這種控制器的筆電，將感應器嵌入在靠近觸控板附近，用戶只要直接揮動雙手，就能隔空操作。
至於微軟部分，繼Kinect在Xbox 360遊戲機的成功之後，微軟也在2012年推出Kinect for Windows，並發佈相關軟體開發工具(SDK)，讓PC也能享受到Xbox 360那樣的操作體驗。只要將產品連接到USB，並拉到顯示器上端，並安裝專屬的驅動程式，便可使用。其原理是透過三組攝影機，以近攝模式來感應到其前面接近40公分的物體，以分析其動作，能夠運用到商業、娛樂或各種不同行業領域，提供更高品質的Windows體感使用體驗。
由於Kinect的硬體體積稍大，單價高(249.99美元)。搭配筆電較不方便，也無法嵌入電腦內部，又距離太接近(40公分以上才行)，因此較適合稍遠距離的應用，如客廳，會議室，較不適合桌面環境使用，主要可應用到醫院(如運動復健)、學校(如互動教學)或商場(如虛擬試衣)等領域。
而Intel部分，則是在2013年7月購併以色列商Omek Interactive，取得其Grasp技術，為下世代PC平台加入體感控制新元素。Grasp的原理是透過3D深度相機(Depth Camera)，能夠偵測使用者手指的移動與手勢動作，搭配其開發工具，可以協助開發者快速建立手勢與手指追蹤等互動介面，並應用在程式或各式裝置上。
Grasp支援多點觸控、雙手控制，適合在近距離環境(10公分)下，因此很適合筆電/桌電等辦公室或書房環境使用。目前Grasp可支援Windows 8的各種操作，預計2014年起，將有機會看到整合3D相機模組、內建Grasp技術的Ultrabook。
其他值得關注的全新體感控制技術
除了上述的商業公司，還有許多新創公司正在開發全新的體感控制技術，讓體感操作的產品有不同的面貌呈現於市。
(1) Thalmic Labs的MYO
加拿大Thalmic Labs所推出MYO數位腕帶，是一款穿戴式無線控制器。內部搭載了ARM處理器、6軸加速度感應器、還有鋰電池。只要將這條 MYO 腕帶戴在手腕上，便能偵測到使用者的極細微的肌肉運動，甚至每一根手指、神經緊拉與縮放的各項手勢動作，然後將偵測的數據透過藍芽4.0傳輸到各電子設備，便可進行各種體感控制的需求。
MYO的SDK可支援Windows、Mac、Android、iOS等平台，一般使用下電池可以支撐好幾天沒問題，該產品預計2014年初期上市，售價約149美元。這款產品不需要將手對著規定的方向使用，使用方便，且應用極廣，例如基本的有切換電腦程式、調整音量、播放影片、簡報…等，而進階的，則可應用在電腦遊戲中(玩家只要比出槍的手勢，便可射擊)，或控制遙控飛機，在軍事應用上也能拿來操控無人偵查車等。也有人認為可拿來搭配Google Glass這類穿戴式裝置使用。
(2) RACTIV的Haptix
相較於其他花俏體感控制器來說，美商RACTIV公司的訴求就簡單多了，其Haptix就是一種單純用來取代滑鼠的裝置，卻不需要太改變你既有的使用習慣。Haptix在2013年8月美國群眾募款網站Kickstarter首先公布並亮相，並成功募得了開發資金。
Haptix是一種可掛載在各種2D平面上(如筆電螢幕、電腦主機)上的3D多點觸控裝置。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640x360，能夠精確捕捉到手的移動位置，即使在黑暗環境下也能偵測得到。只要連接到USB 2.0埠即可使用。
使用時，不需大動作像個交通警察在指揮交通一樣，只要雙手在鍵盤或桌面上操作，可空手使用，也可拿筆來畫圖，只要在Haptix拍攝到的範圍即可這樣才能用得比較久。可以應用的範圍，包括遊戲、商業程式、娛樂軟體等等，建議售價70美元，預計2014年2月起將優先供應給Kickstarter的募款者。
