紅外多點(diǎn)觸摸式交互技術(shù)原理介紹

Xperia Touch

SONY家的這東西仍是個(gè)基于安卓系統(tǒng)的投影儀，但它的界面是能觸控的，這點(diǎn)你懂么？就是說，你不但能看見它投影的東西，還能跟投影畫面觸控交互。

Xperia Touch 的外觀與傳統(tǒng)投影儀有很大不同。采用類似機(jī)箱的造型。體積并不是很大，跟一本牛津詞典的厚度差不多，機(jī)身重2.1磅，隨身攜帶起來很方便。

它不僅帶有100流明超短焦投影系統(tǒng)，還搭載了 Android 操作系統(tǒng)。

Xperia Touch的投影距離超短，在15英寸、也就是38厘米的距離內(nèi)，就能投出一個(gè)100英寸的畫面。

最牛逼的是，它可以將你身邊任何平面的投影都變?yōu)橛|控屏幕?。?！

它內(nèi)部的Android智能設(shè)備，配置的是驍龍650芯片。另外還有立體聲揚(yáng)聲器和電池內(nèi)置，適合隨身攜帶。

由于處理器的強(qiáng)大，再加上超強(qiáng)的感應(yīng)探頭，在平面上觸控就跟抹了油一樣靈敏！

互動(dòng)PK的小游戲也都操縱自如。。。

興起時(shí)，你甚至可以在地板上盡情涂鴉，把投影當(dāng)成涂鴉區(qū)

做飯時(shí)，你可以直接把投影當(dāng)成食譜區(qū)

Xperia Touch 內(nèi)置立體聲揚(yáng)聲器，感覺來了，就彈首鋼琴曲，把投影當(dāng)成琴鍵區(qū)，還可以來打碟哦~

此外，它還能像智能音箱一樣語音控制各種家居！

還能用社交軟件視頻聊天，預(yù)留視頻提醒～

帶Android系統(tǒng)，能投影，這些都不稀奇，但能在投影上觸控就真的是有點(diǎn)意思的了，那么這是什么技術(shù)原理呢？

原來，Xperia Touch 使用了基于紅外觸控技術(shù)的的傳感器，和索尼的 SXRD 投影屏幕技術(shù)，通過傳感器和 60fp 相機(jī)能夠檢測(cè)用戶的手勢(shì)和點(diǎn)擊。

紅外多點(diǎn)觸摸式交互技術(shù)

紅外多點(diǎn)觸摸的定位技術(shù), 識(shí)別并描述了雙手觸摸式交互動(dòng)作, 并建立了雙手觸摸式交互模型, 這種交互技術(shù)比傳統(tǒng)的鼠標(biāo)操作更加自然直觀, 大大提高了人機(jī)交互的效率。

紅外光感應(yīng)觸摸定位

這里的多點(diǎn)定位使用左右兩套紅外光傳感器?(如圖1(a)?所示) , 同時(shí)完成紅外光線的發(fā)射和接收。光傳感器集成了紅外光發(fā)射器和接收器, 它采用紅外發(fā)光二極管作為光源, 電荷耦合器件CCD 作為光探測(cè)器件. 回歸反射帶是分布于顯示設(shè)備邊緣的一排特殊光反射材料, 用于將紅外光線按原方向反射。

觸摸探測(cè)過程中, 紅外發(fā)光二極管發(fā)射的紅外光線入射到回歸反射面后沿原路徑返回, 紅外接收傳感器CCD 接收返回的紅外光線形成光帶圖像. 圖 1 (a)?所示的是左傳感器的發(fā)光二極管發(fā)射的紅外光線經(jīng)回歸反射后由 CCD 光接收器接收的整個(gè)過程. 當(dāng)手指、 筆或其它指點(diǎn)觸摸物體進(jìn)入紅外光場(chǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生遮擋效應(yīng), 這些遮擋導(dǎo)致部分光線不能正常反射, 從而在CCD 的接收光帶上出現(xiàn)了手指陰影和形狀。

由于回歸反射帶自身及外界紅外干擾的影響, 紅外 CCD照相機(jī)上獲得的圖像并不是單一的光帶圖像, 而是具有很多紅外干擾背景的復(fù)雜圖像. 采用以下步驟對(duì)光帶進(jìn)行定位和提?。?/p>

(1)?邊緣檢測(cè)：通過提取光帶區(qū)域的邊緣特征, 確定光帶的邊緣。

(2)?光帶區(qū)域探測(cè)：依次對(duì)圖像進(jìn)行水平掃描和垂直掃描, 用矩形框確定探測(cè)到的每一部分光帶的區(qū)域。

(3)?區(qū)域合并和過濾：區(qū)域探測(cè)獲得的光帶的區(qū)域如果相互鄰接則進(jìn)行合并, 對(duì)不符合光帶特征規(guī)律的探測(cè)區(qū)域, 將對(duì)其進(jìn)行過濾。

根據(jù)相鄰兩次CCD 探測(cè)的結(jié)果可以判斷出觸摸的狀態(tài),確定觸摸點(diǎn)是進(jìn)入點(diǎn)、 退出點(diǎn)、 還是連續(xù)觸摸點(diǎn)。?

對(duì)每個(gè)觸摸點(diǎn)的識(shí)別定位算法，如圖 1 (b)?所示，在光遮擋過程完成后, 紅外接收傳感器獲取手指的遮擋信息, 再利用三角定位算法對(duì)遮擋點(diǎn)進(jìn)行定位, 從而確定觸摸的位置。根據(jù)圖1 (b)?上的參數(shù)可以將觸摸點(diǎn)的位置計(jì)算公式定義為：

雙手交互動(dòng)作識(shí)別體系

在光感應(yīng)多點(diǎn)定位的基礎(chǔ)上, 通過對(duì)觸摸點(diǎn)位置的變化、數(shù)量的增減、 觸摸點(diǎn)軌跡的分析可以對(duì)雙手的觸摸動(dòng)作進(jìn)行識(shí)別。雙手動(dòng)作的實(shí)施是一個(gè)具有時(shí)間跨度的過程行為, 因此要求對(duì)雙手的操作過程實(shí)時(shí)分析和處理, 并及時(shí)通知上層以便應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)。雙手交互識(shí)別體系通過基于過程分析的方法完成以下的功能：

(1)?雙手運(yùn)動(dòng)檢測(cè)

(2)?雙手觸摸形狀驗(yàn)證

(3)?觸摸軌跡識(shí)別

(4)?多動(dòng)作模式分類

基于多點(diǎn)定位識(shí)別的實(shí)時(shí)硬件檢測(cè), 雙手交互識(shí)別通用程序?qū)﹄p手的運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)行探測(cè), 判斷雙手在屏幕的觸摸形狀, 進(jìn)而估計(jì)雙手的姿態(tài). 在運(yùn)動(dòng)過程中不斷記錄雙手的運(yùn)動(dòng)軌跡, 經(jīng)過運(yùn)動(dòng)模型處理識(shí)別各種雙手動(dòng)作. 雙手交互識(shí)別體系的構(gòu)成如下圖所示。

應(yīng)用雙手觸摸交互, 用戶可以擺脫傳統(tǒng)交互方法的束縛,使用自然直觀的方式與信息空間進(jìn)行無障礙的交流, 從而可以將更多的精力投入到任務(wù)的分析和問題的解決當(dāng)中。用戶的雙手動(dòng)作符合自然的操作習(xí)慣, 易于在用戶的心理模型和交互動(dòng)作間建立一致的映射, 在交互過程中體現(xiàn)了以用戶為中心的設(shè)計(jì)思想。

在進(jìn)入智能化生活的今天，智能家居、智能手機(jī)、智能汽車以及無人零售等新興行業(yè)的應(yīng)用中，基于紅外觸摸技術(shù)的各種遙感控制一定會(huì)為我們帶來想象無限的神奇體驗(yàn)。

編輯：黃飛

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