第三次交互革命 體感交互技術(shù)
來源:數(shù)字音視工程網(wǎng) 編輯:追憶 2014-01-28 09:43:41 加入收藏 咨詢

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導(dǎo)語
體感技術(shù),百度百科是這樣解釋的:在于人們可以很直接地使用肢體動作,與周邊的裝置或環(huán)境互動,而無需使用任何復(fù)雜的控制設(shè)備,便可讓人們身歷其境地與內(nèi)容做互動。當(dāng)我們看到美國大片里出現(xiàn)的此類鏡頭時,《鋼鐵俠》、《復(fù)仇者聯(lián)盟》、《特種部隊》這些場景是不是很讓人熱血沸騰?
為什么市場呼喚體感互動
人類創(chuàng)造的工具,都是人類自身力量的延伸。當(dāng)創(chuàng)造的工具還暫時不能滿足人類的需要的時候,人們就發(fā)明了神話,來表達(dá)這一愿望。比如,千里眼,順風(fēng)耳,瞬間轉(zhuǎn)移,刀槍不入,隨手變出東西來,一個跟頭十萬八千里。 最終人機交互的目的,就是機器和人類思維之間的鏈接越來越緊密,直到人們幾乎感覺不到機器的存在。打個比方,現(xiàn)在的手機要打電話,我們要借助號碼區(qū)分每一個人,要借助屏幕和鍵盤撥號,要借助聽筒和話筒來傳遞聲音,最理想的方式當(dāng)然是你想和一個人說話了,他就出現(xiàn)在你面前,然后開始說話,而擺脫現(xiàn)在這樣掏手機,撥號碼,把手機放在臉上這些其實有些繁瑣的人機交互動作。相信隨著技術(shù)的發(fā)展和人們對自己身體結(jié)構(gòu)、原理的探索,無縫的人機交互會到來的。
為什么《少數(shù)派報告》和《鋼鐵俠》里面的場景令人激動呢?歸根結(jié)底,我們渴望使用電腦、手機等電子設(shè)備的時候就如同指揮自己的手臂一般自然靈活。但看看電腦上的鼠標(biāo)、鍵盤,以及電視遙控器上密密麻麻、80% 情況下完全用不上的按鍵,我們就能明了——即便可觸摸電容屏在手機領(lǐng)域大規(guī)模流行之后,許多電子設(shè)備的人機交互仍然沒能改變。
從單向到互動,從小屏到大屏,從2D到3D,數(shù)字標(biāo)牌技術(shù)的變化讓我們應(yīng)接不暇。近幾年數(shù)字標(biāo)牌市場所呈現(xiàn)的井噴式發(fā)展,以其出色的多媒體傳播表現(xiàn)力,迅速成長為與電視、網(wǎng)絡(luò)、平面、廣播并稱的“第五媒體”。觸摸已成為目前數(shù)字標(biāo)牌技術(shù)主流,但正慢慢地從原來的“新”技術(shù)變成大眾化的“舊”技術(shù),已經(jīng)沒有過多的新鮮感。而體感技術(shù)作為一種全新顛覆性的凌空操控方式,正在吸引國內(nèi)外各大品牌廠家的高度重視,被視為下一代數(shù)字標(biāo)牌的主流技術(shù)。
體感技術(shù)并不神秘
體感技術(shù),在于人們可以很直接地使用"語音"、"手勢"、"身體動作"、面部識別等等,身體就是遙控器的方式,與周邊的裝置或環(huán)境互動,而無需使用任何復(fù)雜的控制設(shè)備。便可讓人們身歷其境地與內(nèi)容做互動,達(dá)成最佳的用戶體驗感。
體感技術(shù)的核心是實時追蹤,它與大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展指向相同:即信息技術(shù)編碼解碼的對象,正從語言深化到話語,包括體態(tài)語言、形象、視頻等體現(xiàn)于行為中的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。話語往往比概念化的語言更能反映人們身心的細(xì)微變化。
從世界上有計算機開始,人機交互就伴隨著計算機的進(jìn)化而進(jìn)化。這在很大程度上是顯而易見的,因為我們必須讓計算機讀懂我們所輸入的命令,并根據(jù)命令來運算和反饋。所謂人機交互,就是人與計算機打交道的方式。
這一歷史最早可追溯到1880年,美國人口調(diào)查局的赫曼·霍列瑞斯由于疲于手工處理人口普查數(shù)據(jù),開始尋求用機器制表的方式。其成果是穿孔卡計算機的出現(xiàn),而霍列瑞斯也因此被稱為“數(shù)據(jù)處理之父”。現(xiàn)在的人很難想象,原始的人機交互就是通過“卡槽”來定位信息,然后用機器來讀懂它。
體感技術(shù)作為人機交互的重要組成部分部分,也并非什么最新技術(shù),幾十年前就已出現(xiàn),它的的最初目的是研究機構(gòu)為了讓機器感知人體的大致位置與姿態(tài),從而指導(dǎo)機器人對人的舉動與命令做出精確相應(yīng)。游實際上,游戲領(lǐng)域在人機交互上的探索,要比其他行業(yè)探索得更早,比如六七年前任天堂發(fā)布的 Wii,就通過類似電視遙控器一般的手柄,開創(chuàng)“體感交互”的先河。早年打野鴨、打飛碟這種需要游戲光槍支援的游戲是體感游戲的原始雛形,為大家所熟知的VR戰(zhàn)警這種需要玩家手持光槍配合手臂、腰等肢體才能進(jìn)行的游戲可以理解為體感游戲的基礎(chǔ)。22年前一款Roll&Rocker游戲控制器將平衡體感技術(shù)首先應(yīng)用在娛樂中,它的外觀是一塊四邊略成圓弧形的平板,背面呈三角形,玩家需要站立上面,努力控制自己的平衡,同時利用不同的傾斜角度來控制游戲中的角色。盡管理念和技術(shù)在當(dāng)時都很超前和先進(jìn),但由于控制平衡的非常困難及靈敏度較差,很快被淘汰。跳舞毯作為全身體感運動的先行者獲得了廣泛認(rèn)可,到目前仍在不斷推陳出新。后來微軟開發(fā)出 Kinect,則將“體感交互”向前推進(jìn)了一大步,它讓人擺脫了手柄,直接通過身體的動作,就能夠讓游戲中的人物跟隨自己作出各種各樣的動作。
體感技術(shù)的興起
體感技術(shù)真正得到廣泛公眾關(guān)注起是在2006年,當(dāng)年4 月 28 日,任天堂公司公布開發(fā)代號為“Nintendo Revolution” 的新主機,名稱為 “Wii” 。其內(nèi)置的動作感應(yīng)裝置,為用戶帶來了全新的互動體驗,即使在硬件規(guī)格與畫面處理能力上遜于競爭者PS3、XBOX360,依然成功的躍上次世代主機銷售量的頂端成為新一代游戲機市場的霸主。任天堂Wii成功的吸引了許多過去不玩游戲的人群愿意接觸游戲,擴大了游戲市場。其競爭對手微軟和索尼為了擴大自己的玩家人群,提升產(chǎn)品的市場占有率,之后也相繼投入了體感游戲套件的開發(fā)。事實上早在2005年前索尼就曾經(jīng)涉足過體感游戲,推出了光學(xué)感應(yīng)套件EyeToy,其通過光學(xué)傳感器獲取人體影像,再將此人體影像的肢體動作與游戲中的內(nèi)容互動,應(yīng)用在較為簡易類型的互動游戲中,但沒有成功。后直到2010年索尼新一代體感設(shè)備PS MOVE(PlayStation Move)才推出,它和索尼的PS3 USB攝影機結(jié)合,創(chuàng)造了全新游戲模式。PS MOVE不僅會辨識上下左右的動作,還會感應(yīng)手腕的角度變化。所以無論是運動般的快速活動還是用筆繪畫般纖細(xì)的動作也能在PS MOVE重現(xiàn)。動態(tài)控制器亦能感應(yīng)空間的深度,令玩者感受到逼真的游戲體驗。同年,微軟也發(fā)表了全新體感感應(yīng)套件Kinect,號稱無需使用任何體感手柄,便可達(dá)到體感的效果,Kinect 同時使用激光及攝像頭(RGB)來獲取人體影像信息,可捕捉人體3D全身影像,不受任何燈光環(huán)境限制。
體感交互行業(yè)應(yīng)用風(fēng)頭正勁
任天堂、索尼、微軟三大廠商讓體感技術(shù)獲得了前所未有的關(guān)注,并成為一種風(fēng)潮,引領(lǐng)著越來多越多的廠商加入,其中就包括蘋果、谷歌以及各大電視機、電腦和硬件生產(chǎn)商。
據(jù)悉蘋果公司在三年前就申請了與任天堂Wii類似的魔術(shù)棒控制器以及Mac OS X中身體動作跟蹤技術(shù)的專利,盛傳即將推出的的蘋果電視將全面支持體感操作,此外蘋果還有可能利用體感技術(shù)開發(fā)與微軟Xbox 360競爭的產(chǎn)品。另一科技巨頭谷歌公司今年4月發(fā)布了一個叫“Project Glass”的未來眼鏡概念設(shè)計。這款眼鏡能夠為佩戴者提供所處環(huán)境的信息,融合了傳感器、語音識別以及體感控制技術(shù)。5月美國一家名為Leap Motion的公司推出了一套體感運動控制系統(tǒng)Leap 3D,該系統(tǒng)可以追蹤多個物體并識別手勢,當(dāng)Leap 3D啟動時,即可生成一塊4立方英尺的3D空間,在此空間內(nèi)的手指動作都會被捕捉到。與微軟Kinect擅長追蹤諸如揮舞網(wǎng)球拍等大幅度動作不同,Leap 3D能夠追蹤到幾毫米的動作,因此可以捕捉到用戶寫字或畫畫等精準(zhǔn)動作。電視廠商方面,三星、松下和我國的長虹、海信、創(chuàng)維、TCL等品牌都推出了具備體感游戲功能的智能電視。用戶通過語音就可以完成開關(guān)機、調(diào)節(jié)音量、換臺、搜索等功能;通過面部識別,可以直接登錄網(wǎng)絡(luò);通過手勢就可以進(jìn)行游戲互動。電腦廠商方面,聯(lián)想、方正、微星、海爾等整機廠商也紛紛推出了體感電腦,無需實際接觸電腦和鼠標(biāo)即可實現(xiàn)操作。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)時代的到來,手機除了具有通訊功能和娛樂功能外,體感功能也加入其中,用手機當(dāng)球拍,輕輕揮動手臂,就能體驗“體感游戲”帶來的樂趣。北京微創(chuàng)互通公司把體感捕捉技術(shù)運用到了廣告營銷推廣領(lǐng)域,人們在商區(qū)、影院與電子娛樂中心,僅僅站在屏幕面前,就能免費玩體感游戲,而為游戲付費的是廣告主與品牌店,由此達(dá)到了開發(fā)者、用戶與廣告主之間的共贏。上海曼恒數(shù)字技術(shù)公司研發(fā)出了融合體感交互的虛擬現(xiàn)實技術(shù),解決了虛擬交互過程中需要佩戴復(fù)雜動作捕捉設(shè)備的局限性,進(jìn)一步擴大了虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用范圍。新節(jié)奏、凱奧斯卡則推出了“3D虛擬試衣間”,通過手勢,在大屏幕前就可以看到各種服裝試穿效果。
幾大體感技術(shù)
其實,不論是 Wii、Kinect 還是 Leap Motion,其技術(shù)基礎(chǔ)都是“光編碼技術(shù)”——通過對一定區(qū)域內(nèi)的景深進(jìn)行編碼,然后用激光掃射場景并攝下衍射效果,再通過軟件計算,最終便得到較為精確的物體形態(tài)及運動軌跡。
據(jù) Hackaday 報道, 近日美國華盛頓大學(xué)的 4 名研發(fā)人員向公眾展示了一項名為 WiSee 技術(shù),這項技術(shù)通過家中的 Wi-Fi 信號來感知使用者的手勢,以此來控制家中的電子設(shè)備。WiSee 主要利用多普勒頻移(Doppler shift)原理,當(dāng)信號來源與使用者間的距離發(fā)生變動時,波的頻率也會隨之改變。而 WiSee 就是通過接受來自人體反射的 Wi-Fi 信號來判斷手勢,把寬頻信號轉(zhuǎn)為窄頻以方便識別細(xì)微動作,還能通過不同的信號源識別不同的用戶。這樣用戶不僅能夠在 PC 或電視面前進(jìn)行手勢控制,而只要身處家中被 Wi-Fi 覆蓋的任何一個角落都可以用手勢操控用電器。
不過,研究人員建議使用者最好設(shè)定一個特殊的手勢來喚醒 WiSee 的體感控制功能。
據(jù)悉,WiSee 可以在目前幾乎支持所有的 Wi-Fi 發(fā)射器。目前,通過 Wi-Fi 探測手勢的方式非常罕見,相關(guān)研究人員表示,在對人體九大主要手勢的探測研究中,WiSee 的平均準(zhǔn)確度為 94%,標(biāo)準(zhǔn)差為 4.6%。
真正流弊的地方在于,由于使用的是 Wi-Fi 信號,它可以“穿墻”探測手勢, WiSee 團(tuán)隊通過測試也證明了這一點。
當(dāng)然,WiSee 技術(shù)目前仍處于嬰兒期,但未來的前景不可估量。
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