3D手势控制技术:从游戏机突围至消费电子
2011年将是3D手势识别技术证明自己不仅限于儿童游戏的一年。自从在任天堂Wii用的无线游戏接口中首次面世几年后,基于MEMS传感器的手势识别技术已将触角伸向智能手机,并准备占有最具象征意义的消费者接口:电视遥控器。
自从Wii于2006年发布后,任天堂公司的竞争对手们都开发出了各自的3D手势识别和处理技术。索尼公司为寻求高精度控制的游戏发烧友提供了Move Playstation控制器;微软则通过Xbox Kinect实现了游戏接口的免提功能。
苹果率先利用微机电传感器的潜能成功构建更直观的智能手机接口,并于2007年在iPhone中增加了MEMS加速度计,在2010年增加了MEMS陀螺仪。苹果的竞争对手紧随其后,不久许多3D指令(如摇动-撤消、提起-接听和反面朝下-断开连接)将成为标准的智能手机功能。
当今,消费产品OEM商正在他们全线产品中增加3D手势识别功能。一些公司使用从GestureTek公司获得的技术许可,其它公司则从Hillcrest Laboratories公司或Movea公司获取许可。Movea公司拥有250多项相关专利,覆盖像使用陀螺仪控制光标之类的技术;Hillcrest公司拥有100多项专利,包括使用加速度计和陀螺仪跟踪运动的专利。两家公司都为3D手势设计师提供了增值的软件开发工具,它们分别是Movea公司的Gesture Builder和Hillcrest公司的Freespace MotionStudio。
谷歌则是在Gingerbread(姜饼)版的Android操作系统中增加了基于MEMS的手势识别应用编程接口,能够识别诸如倾斜、旋转、插入和切削等动作。
"运动处理最终将被主流消费者所接受。"InvenSense公司创始人Steve Nasiri表示,"我们预测用于运动处理和手势识别的硬件将像照相机模块一样在智能手机中普及开来。"该公司是首家在单个裸片上整合加速度计和陀螺仪的MEMS芯片制造商。
InvenSense的陀螺仪和加速度计/陀螺仪组合芯片嵌入了一个运动处理器,用于执行识别用户手势所必需的复杂传感器融合算法,并帮助卸载应用处理器的任务。InvenSense公司计划明年在单个裸片上整合加速度计、陀螺仪和磁力计(电子罗盘)。
在国际消费电子展(CES)上,InvenSense公司的运动处理数据库首次出现在电视遥控器和智能手机中,前者用于实现3D手势识别,后者用于基本的电话功能(比如只需将手机拿起来靠近耳朵就能接听电话)。这两种产品都是LG Electronics公司的产品。Magic Motion遥控器用于LG的Infinia系列3D电视机。LG公司9.2毫米宽的Optimus Black智能手机据称是全球最薄的智能手机,可以识别多种独特的手势指令。
其它MEMS芯片制造商同样将手势识别算法集成进了他们的加速度计和陀螺仪。例如,Kionix公司有数十种型号的产品集成了内置手势识别算法,而且公司的Gesture Designer软件开发套件能够帮助OEM商设计出他们自己的手势控制效果。
"电视遥控器公司正在努力将手势识别技术集成进自己的产品中,这要求非常复杂的动作应用。"Kionix公司首席执行官Greg Galvin指出,"这里的亮点是将视听输入功能集中于电视机,允许用户通过一个遥控器实现频道切换、音乐下载、照片库浏览、或文字处理和互联网冲浪。"
在IPTV上执行应用程序和浏览网站内容要求遥控器具有像鼠标一样的精度,以便进行点击和基于手势的控制。"这些应用确实需要MEMS。"Galvin表示。
苹果用户已经非常熟悉2D手势控制,像收捏缩放(pinch-to-zoom)之类的指令已经被苹果的计算和智能手机对手所充分使用。
智能电视之年
Hillcrest公司创始人兼首席执行官Dan Simpkins认为,2011年是"智能电视之年",并补充道,"50多年来,电视市场终于首次迎来了一种新的输入技术。"Hillcrest公司的Loop指针是一种空中鼠标,专门针对那些想要将计算机与电视机连接起来的消费者而设计,并使用为IPTV开发的Kylo浏览器。
LG公司在CES上展示的Magic Motion遥控器使用的是Hillcrest公司的Freespace手势识别技术,可以帮助用户通过复杂的点击屏幕界面浏览基于网络和传统的电视内容。