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        人機交互:理想境界還有多遠?

        來源:編輯:時間:2014/11/14
         

        本報記者 滕繼濮

            ■ 核心提示

          你是否想象過這樣的場景:早上沒睡夠,不想去逛商場為媽媽挑選母親節禮物。拍一下桌腿,桌面上立即出現了很多立體的按鈕圖像,點一個進去,某商場的貨架真實地立體地展現在面前,這件大衣的款式你并不滿意,便隨手把它向旁邊一撥,當你確認找到了自己喜歡的款式時,便輕輕點了一下這件衣服,支付完畢。一個小時后,商場就把衣服送到了門口。其實,這樣的技術離你我不遠。

         

        要想用上《阿凡達》中的電腦,這將會是一二十年間的事

          除了潘多拉星球瑰麗的景色和納威人高大的藍色身軀,電影《阿凡達》中人類使用的電腦也應該引起了你不少的贊嘆吧。一拍按鍵,全息立體的影像躍然入目,手指一劃,各種數據在空中轉換。

          其實類似的“人機交互”場景在各種科幻電影中出現了多年,《黑客帝國》、《少數派報告》等大片中的電腦都是這種類型,按先有科幻后有應用的邏輯,未來的“人機交互”一定會是這個樣子。

          未來是一片光明,但問題是這樣的“人機交互”離我們還遠嗎?

          作為節點之一的觸屏技術

          “觸屏技術可以被看做是通往終極人機交互途中的一個節點。”北京某科技企業的技術總監韓堅博士說。

          人機交互最理想的境界是自然交互。有人跟你說話時表情豐富,手又在不停比劃,語言相通的情況下相信你能很輕松地明白他要表達什么。人跟機器的交互也一樣,通過人的語言、手勢、表情等輸入,機器就知道該做什么,這就是人機交互的理想狀態。

          觸屏技術帶來了新奇的、簡單易用的人機接口,并且這樣的接口可以容易地被改進和更新,以實現新的系統特性或應用。以蘋果iPhone手機為代表,觸屏技術為我們帶來了夢幻般的操控體驗。

          1971年,美國人Sam Hurt就發明了觸摸屏技術,但是這項技術真正進入百姓生活,已經是上個世紀九十年代。目前普遍采用的觸屏主要有電阻式、表面電容式、投射電容式、表面聲波式和紅外線式等五種類型,iPhone用的就是透射電容式觸屏。在2007年以前,投射電容式觸屏的影響力并不大,正是iPhone以及LG普拉達手機的風靡讓這項技術走俏。

          電容觸摸控制采用一個涂有傳導物質(如ITO)的平面存儲電荷,傳導物質沿屏的X軸和Y軸傳導電流,當手指觸摸時控制電場發生變化,同時確定沿水平軸和垂直軸觸摸的位置。iPhone的多點觸控(Multi-Touch)可以使用戶在屏幕上同時觸摸多個地方。比如,將拇指和另一個手指放在屏幕上,然后分開,你就可以放大網頁或者圖片。

          也許有人會問,觸摸屏的確是出現在以前的科幻電影中,但是這和《阿凡達》中的高級電腦有什么聯系?

          這些應用于屏幕上的操控可以看做未來應用的基礎,“同樣是觸摸,對動作的理解是類似的,只不過在平面上手指動作的識別很容易些。”韓堅說,觸屏技術和科幻電影中的那種電腦有部分關聯,甚至還可看作是一個必經的階段。

          路透社網站曾刊文指出,受現代人的使用習慣及設備體積等因素影響,觸屏技術的應用很難擴至手機以外領域。這也就意味著,如想獲得更大型的觸摸控制體驗,新型的觸摸操控形式必將出現。

          更進一步的“體感”技術

          玩網球、釣魚這些游戲時,游戲者要像真打網球那樣揮舞手柄。2006年11月,日本任天堂公司推出了家用游戲主機Wii,憑借著有趣的體感游戲,Wii成為了最受家庭喜歡的游戲機。當時人在美國的韓堅和朋友轉了幾家商場,都因為Wii賣斷了貨沒有“得手”。

          通過加速度感知與光學定位,Wii遙控器可以準確掌握玩家手持控制器的一舉一動,包括揮動的方向、速度與指向,Wii的核心便是“追蹤”Tracking技術。Tracking技術來自于“虛擬現實”Virtual Reality技術,上世紀90年代發展成形。

          “與蘋果手機一樣,雖然這些人機交互技術不是任天堂原創的,但是他們卻實現了更好的應用。”韓堅說。

          在2009年的E3大展上,微軟推出了一個驚爆眼球的體感技術Project Natal,一段關于Project Natal將如何實現未來家庭娛樂的視頻在網上很快流行起來。

          Natal不需要使用任何控制器,它依靠一個3D相機捕捉三維空間中玩家的運動。比如玩家無需任何手柄,只需靠移動手指、搖搖頭、扭扭屁股、跳一跳或做出舉槍射擊的動作就能輕松實現游戲里的諸如選菜單、躲避子彈、跳躍、射擊等操作。

          這個系統還可以辨識人臉,讓玩家自動連上游戲,另外,它還能辨認聲音和接受聲控命令。比爾·蓋茨打了個比方:將來你可以拿著真正的網球拍在XBOX360(游戲主機)面前打網球,但是在Wii主機前你能拿的只有遙控器。蓋茨堅信這項技術還將會走入辦公領域。

          據稱,Project Natal將在2010年圣誕假期面世。拋開這些游戲機的娛樂性不談,體感技術讓我們看到,我們可以離開電腦屏幕,但是也能實現方式多樣的人機交互,科幻電影中的電腦離我們越來越近。操控問題的解決,已經指日可待。

          我們的“空中觸屏”與“遙控鼠標”

          手機是美國的,游戲機是日本的,也許你不禁會問,有沒有我們的?

          其實,韓堅所在的永新視博公司已經推出了一款型號為NSM6008的芯片,用它也能實現類似的操作。

          據韓堅介紹,該芯片方案可以識別空間動態三維位置,結合類似于蘋果手機上的多點觸控(Multi-Touch)技術,可實現具有3D定位的功能以及識別手部的動作,最終實現人機互動。去年他們和微軟聯合做了一次演示,戴上特制的手套,不用接觸顯示器,你就可以像使用觸屏手機那樣操控電腦,它有個很酷的名字叫做“空中觸屏”。

          韓堅稱:“這其實就是一個模擬人理解手勢的過程。”首先機器要捕捉到手,不能跟身體混淆在一起,這就需要一個攝像頭;經過一系列的后處理,再識別追蹤手的運動;最后再理解手勢的意思,比如正轉一圈代表放大,反轉一圈代表縮小等等。

          下一步,他們想要實現不戴手套的裸手控制,這讓人很容易想到快要與我們見面的Natal。盡管這枚芯片有著如此令人興奮的潛力,但是韓堅的團隊卻把目前的工作重點放在了一種叫做“遙控鼠標”的技術上。

          無線鼠標已經很流行,雖然免去了電線的困擾,但是鼠標離不開桌面仍不能算做是“自由”。他們用這枚芯片開發制作了一款遙控鼠標,它看似一款遙控器,但是直接對著電視屏幕,就可以隨意將光標挪到屏幕的任意位置,遙控器上又有鼠標的左右按鍵,這樣一來,鼠標就“逃離”了桌面。該芯片的輸入為圖像傳感器采集的數據流(最高支持每秒120幀,每幀30萬像素),經過圖像處理和模式識別算法進行處理后,最終可輸出每幀最多10個的運動目標坐標。

          “與‘空中觸屏’的道理差不多,但鼠標更好實現,所以我們目前將重點放在遙控這塊,當然這項技術也可以用來開發游戲。”韓堅表示,愈來愈多的人想把互聯網的業務加載到電視機上,電視機高清化也使此需求具備了一定的條件,所以他們現在想的是盡快把PC的用戶體驗搬到電視上,用此技術替代現有的電視遙控器,下一步才是更為復雜的人機交互,并最終想達到人機交互的理想境界。

          利用這枚國產芯片全面實現“空中觸屏”的操控需要多長時間?韓堅的答案是3—5年。那么,要想用上《阿凡達》中的電腦,韓堅認為這將會是一二十年間的事。

          這個答案讓記者很興奮,因為《阿凡達》的故事發生在2154年。

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