熱感觸控技術(shù)為可穿戴設(shè)備打開一道門

【寫在前面】本文作者Daniel Kurz是德國增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(augmented reality)解決方案開發(fā)商Metaio 的研發(fā)實(shí)驗(yàn)室首席研究員，以下是他分享了他的團(tuán)隊(duì)發(fā)想出熱感觸控(thermal touch)技術(shù)的有趣經(jīng)歷…

某天我們意外拿到了一臺(tái)熱成像攝影機(jī)(thermographic camera)，在實(shí)驗(yàn)室玩得很開心；我們的研發(fā)團(tuán)隊(duì)其實(shí)一直在開發(fā)自然且直觀、透過頭戴顯示器與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用程序互動(dòng)的方式，這是第一次只純粹把玩新玩具。

我拿著那臺(tái)攝影機(jī)量測我的咖啡杯、顯示器溫度，還發(fā)現(xiàn)我臉部的溫度分布圖實(shí)在很有趣；我注意到，無論何時(shí)我將手放在桌子上，留在桌面上的殘余熱量都會(huì)在熱影像中明顯可見。而針對不同目標(biāo)物進(jìn)行的簡短實(shí)驗(yàn)顯示，這不只是我的桌子才會(huì)有的獨(dú)特現(xiàn)象，大多數(shù)的物體在人手觸摸過后，都會(huì)顯示出一個(gè)熱點(diǎn)。

那臺(tái)熱成像攝影機(jī)模塊包含一個(gè)可見光鏡頭，能在視野內(nèi)辨識并追蹤物體；于是我們有了一個(gè)點(diǎn)子：將透過熱影像來偵測人手觸摸動(dòng)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(jié)合在一起，就會(huì)是一個(gè)能自然地與那些物體以及相關(guān)數(shù)字信息互動(dòng)的方式──特別是能用在可穿戴式耳機(jī)上。

我們已經(jīng)習(xí)于為科技使用者尋找觸控方案──現(xiàn)在觸控確實(shí)已經(jīng)成為大多數(shù)技術(shù)默認(rèn)的用戶接口。穿戴式設(shè)備制造商已經(jīng)提出了多種接口解決方案，包括語音導(dǎo)航、 手指偵測與配套設(shè)備的深度追蹤，甚至裝在肩膀上的投影機(jī)等創(chuàng)新玩意兒；雖然這些方案選項(xiàng)是個(gè)很不錯(cuò)的開始，我們還是發(fā)現(xiàn)其中很多仍有所欠缺，甚至?xí)屢话阌脩舾械骄趩省?/p>

如果我們能讓每一種物體的表面都變成觸控屏幕怎么樣？這是我們在發(fā)現(xiàn)結(jié)合熱成像技術(shù)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)視覺算法能帶 來的潛在優(yōu)勢之后，賦予我們自己的一個(gè)新任務(wù)點(diǎn)子；我們用一臺(tái)聯(lián)想(Lenovo)的ThinkPad平板電腦來打造原型，用一個(gè)在五金行買到的簡單夾具，在平板電腦外掛了一個(gè)結(jié)合熱成像與可見光的攝影機(jī)模塊。

我們的概念驗(yàn)證軟件實(shí)作是以Metaio的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)SDK為基礎(chǔ)，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(biāo)頂部渲染(render)虛擬對象的功能，這是將虛擬信息相關(guān)聯(lián)至實(shí)體表面所必需的。

Metaio打造的熱感觸控設(shè)備原型，雖然成本較高也很笨重，卻替未來的免持式可穿戴設(shè)備互動(dòng)接口指引了新方向

當(dāng)然，我們的軟件尚未有支持熱成像技術(shù)的原生功能，因此我們必須讓Metaio SDK能支持熱成像攝影機(jī)所擷取的影像；唯一欠缺的東西是觸控偵測算法，于是我們開發(fā)了一個(gè)。接著我們開始尋找能容易展示的理想使用者案例以及應(yīng)用；經(jīng) 過幾次成功的現(xiàn)場測試，我們將為這個(gè)技術(shù)的概念化與實(shí)際用途收集在一起，拍成了以下的視訊。

我們所打造的原型設(shè)備不但笨重而且昂貴──目前該技術(shù)還不能算是消費(fèi)性技術(shù)，但這種與虛擬直徑互動(dòng)的新方式，為穿戴式計(jì)算機(jī)與頭戴式顯示器指引了一條明路。我 們相信，可穿戴式計(jì)算機(jī)的普及化只是遲早的問題，不過其用戶接口仍是一個(gè)有待克服的挑戰(zhàn)。這種熱感觸控接口若能打造得更強(qiáng)韌，會(huì)是觸控設(shè)備過渡到免持式設(shè)備的理想解決方案。

未來我們將持續(xù)改善原型設(shè)備的強(qiáng)韌度以及延遲，我們目前正在研究如何讓這個(gè)基礎(chǔ)方案能支持更先進(jìn)的互動(dòng)技 術(shù)，例如以不同的手指來觸摸物體會(huì)有不同的效果。或許第一款內(nèi)建熱成像攝影機(jī)的頭戴式設(shè)備上市還需要一些時(shí)間，但這類攝影機(jī)外型將會(huì)變得更小巧，價(jià)格也更 合理；至于支持熱成像功能的手機(jī)則可望在今年上市，這只是一個(gè)開始。