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光電/顯示技術  

創新熱感觸控技術是怎麼誕生的?

上網時間: 2014年06月24日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:擴增實境  Metaio  熱感觸控  熱成像攝影機  介面 

【寫在前面】本文作者Daniel Kurz是德國擴增實境(augmented reality)解決方案開發商Metaio 的研發實驗室首席研究員,以下是他分享了他的團隊發想出熱感觸控(thermal touch)技術的有趣經歷…

某天我們意外拿到了一台熱成像攝影機(thermographic camera),在實驗室玩得很開心;我們的研發團隊其實一直在開發自然且直觀、透過頭戴顯示器與擴增實境應用程式互動的方式,這是第一次只純粹把玩新玩具。

我拿著那台攝影機量測我的咖啡杯、顯示器溫度,還發現我臉部的溫度分佈圖實在很有趣;我注意到,無論何時我將手放在桌子上,留在桌面上的殘餘熱量都會在熱影像中明顯可見。而針對不同目標物進行的簡短實驗顯示,這不只是我的桌子才會有的獨特現象,大多數的物體在人手觸摸過後,都會顯示出一個熱點。

那台熱成像攝影機模組包含一個可見光鏡頭,能在視野內辨識並追蹤物體;於是我們有了一個點子:將透過熱影像來偵測人手觸摸動作的功能、以及透過一般可視影像來偵測追蹤被觸摸物體的功能結合在一起,就會是一個能自然地與那些物體以及相關數位資訊互動的方式──特別是能用在可穿戴式耳機上。

我們已經習於為科技使用者尋找觸控方案──現在觸控確實已經成為大多數技術預設的使用者介面。穿戴式裝置製造商已經提出了多種介面解決方案,包括語音導航、手指偵測與配套裝置的深度追蹤,甚至裝在肩膀上的投影機等創新玩意兒;雖然這些方案選項是個很不錯的開始,我們還是發現其中很多仍有所欠缺,甚至會讓一般用戶感到沮喪。

如果我們能讓每一種物體的表面都變成觸控螢幕怎麼樣?這是我們在發現結合熱成像技術與傳統電腦視覺演算法能帶來的潛在優勢之後,賦予我們自己的一個新任務點子;我們用一台聯想(Lenovo)的ThinkPad平板電腦來打造原型,用一個在五金行買到的簡單夾具,在平板電腦外掛了一個結合熱成像與可見光的攝影機模組。

我們的概念驗證軟體實作是以Metaio的擴增實境SDK為基礎,具備能適用平面與3D物體的追蹤功能;此外還可提供在被追蹤目標頂部渲染(render)虛擬物件的功能,這是將虛擬資訊相關聯至實體表面所必需的。

Metaio打造的熱感觸控裝置原型
Metaio打造的熱感觸控裝置原型,雖然成本較高也很笨重,卻替未來的免持式可穿戴裝置互動介面指引了新方向

當然,我們的軟體尚未有支援熱成像技術的原生功能,因此我們必須讓Metaio SDK能支援熱成像攝影機所擷取的影像;唯一欠缺的東西是觸控偵測演算法,於是我們開發了一個。接著我們開始尋找能容易展示的理想使用者案例以及應用;經過幾次成功的現場測試,我們將為這個技術的概念化與實際用途收集在一起,拍成了以下的視訊。

Metaio打造的熱感觸控裝置原型
Metaio打造的熱感觸控裝置原型,雖然成本較高也很笨重,卻替未來的免持式可穿戴裝置互動介面指引了新方向(點選此連結另開YouTube視訊)

我們所打造的原型裝置不但笨重而且昂貴──目前該技術還不能算是消費性技術,但這種與虛擬直徑互動的新方式,為穿戴式電腦與頭戴式顯示器指引了一條明路。我們相信,可穿戴式電腦的普及化只是遲早的問題,不過其使用者介面仍是一個有待克服的挑戰。這種熱感觸控介面若能打造得更強韌,會是觸控裝置過渡到免持式裝置的理想解決方案。

未來我們將持續改善原型裝置的強韌度以及延遲,我們目前正在研究如何讓這個基礎方案能支援更先進的互動技術,例如以不同的手指來觸摸物體會有不同的效果。或許第一款內建熱成像攝影機的頭戴式裝置上市還需要一些時間,但這類攝影機外型將會變得更小巧,價格也更合理;至於支援熱成像功能的手機則可望在今年上市,這只是一個開始。

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Wearables Get a New Interface,by Daniel Kurz)





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