新聞中心

EEPW首頁 > 消費電子 > 業(yè)界動態(tài) > VR帶動人機接口全新體驗,眾多技術匯流 創(chuàng)造想像空間

VR帶動人機接口全新體驗,眾多技術匯流 創(chuàng)造想像空間

作者: 時間:2016-03-11 來源:ctimes 收藏
編者按:自VR成為市場話題后,有了不少想像空間,不僅是在影像觀賞有了全新體驗,結(jié)合了動作感測與語音輸入,或許能將使用者帶入一個全新的實境體驗環(huán)境。

  談到人機介面的發(fā)展,就形式上可以分成觸控與手勢辨識兩大類別,但就技術層次上,可以分成觸控、紅外線、超音波、音頻與影像辨識等,近期較為熱門的應用,莫過于語音輸入或是語音控制為主流。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201603/288120.htm

  開啟全新人機介面體驗

  隨著(虛擬實境)在這近半年成為科技產(chǎn)業(yè)的主流話題時,某一程度它亦可被歸納為人機介面的應用之一。(萊迪思半導體)亞太區(qū)資深事業(yè)發(fā)展經(jīng)理陳英仁表示,就應用來說,的確非常關注其未來的發(fā)展,現(xiàn)階段在人機介面領域的生態(tài)系統(tǒng)投入了相當多的心力與資源,其中亦不乏采取投資行動。

  陳英仁進一步談到,廣泛來看,VR最為需要的,就是影像延遲的基本問題是不被允許發(fā)生的,所以FPGA(可編程邏輯閘陣列)某程度上可以加速影像傳遞,避免這種情況發(fā)生,進而維持基本的使用者體驗。但如果再加上手勢呢?屆時,手勢或是手指的動作,也要即時輸入的情況下,也是需要感測器集線器(Sensor Hub)的幫忙才作到“即時”訊號傳遞與處理的要求,但這種感測器集線器在硬體規(guī)格與要求上又與智慧型手機的需求不太相同。



  圖1 : 單看VR裝置的話,它可能只提供了觀賞體驗,但如果加上手勢感測的話,使用體驗也許會更不一樣。(Source:techcrunch.com)

  ST大中華暨南亞區(qū)技術行銷與應用工程經(jīng)理蘇振隆也同意,VR談的是“真實互動”的體驗,拿掉了所謂的“搖桿”控制的情境,手勢的偵測或是手的動作感測,也許就能取而代之,像是手的動作感測或許就能用加速度計來負責。

  陳英仁認為,VR應用就形式上,仍可以分為有線與無線兩種,前者在流暢性與使用者體驗上,因為運算工作交由電腦來負責,所以VR裝置本身的工作負擔不會太大,但若是后者,無線訊號的傳遞就要保持連線暢通,此外,裝置本身還要顧慮到低功耗的課題,所以要因應的課題會較多。但從市場層面而言,還是會有不少裝置會朝向C/P值高的方向發(fā)展,在有限硬體條件的情況下,提供一定的使用者體驗,這也會是可以努力的空間。但在現(xiàn)階段,VR的主要體驗還是偏重影音呈現(xiàn)為主,過去Lattice在MHL與HDMI等標準,都有相當多的著墨,再加上前面所提到的,在人機介面也挹注了不少資源,相信未來VR應用的發(fā)展將會相當?shù)木伞?/p>



  圖2 : 由于VR仍是處在萌芽期階段,有些業(yè)者會在硬體規(guī)格有限的情況下,盡可能提供較佳的VR觀賞體驗。(Source:www.businessinsider.com)

  壓力感測加電容式觸控 注入智慧型手機活水

  人機介面的另一個課題,則是觸控技術的發(fā)展,iPhone 6S在推出之后,除了在處理器事件成了產(chǎn)業(yè)界所討論的熱門話題外,另外一個值得關注的議題,應是首次亮相的3D Touch技術。眾所皆知,智慧型手機所采用的觸控技術為電容式觸控,在過去這幾年的發(fā)展下,該技術其實已經(jīng)有相當高的成熟度。

  但也因此,該技術遲遲無法有效進展的情況下,蘋果所推出的3D Touch,也為智慧型手機觸控應用帶來更多的想像空間。由于電容式觸控主要是針對X、Y軸的電荷值加以計算,透過演算法的方式,以了解手指的觸控位置的所在處。這種作法僅限于平面2D的觸控,而蘋果的3D Touch,則是多加了“壓力感測”,透過不同的壓力變化值,提供反饋或是互動,以提供使用者更豐富的使用者體驗。

  ST(意法半導體)大中華暨南亞區(qū)類比、微機電與感測元件技術行銷經(jīng)理王嘉瑜說:“預計2016年,將會有80%的旗艦級手機搭載壓力感測技術?!笨梢韵胍?,3D Touch技術為已經(jīng)趨近成熟的智慧型手機市場注入了一股活水。



  圖3 : 蘋果的iPhone 6S為智慧型手機觸控技術帶來了全新的使用體驗(Source:Apple)

  不過,王嘉瑜也坦言,僅管導入壓力感測技術成了觸控螢幕的熱門話題,但考量到智慧型手機的成本與輕薄等課題,既有的面板、觸控與壓力感測晶片將來也會朝向整合為單一晶片的方向發(fā)展。而ST現(xiàn)階段的作法,則是充份利用既有的電容式觸控所需要的ADC(類比數(shù)位訊號轉(zhuǎn)號器),讓壓力與觸控的類比訊號都能由該ADC來進行訊號轉(zhuǎn)換的工作,再交由Cortex-M3架構(gòu)的MCU(微控制器)來進行該訊號的處理。

  王嘉瑜進一步談到,電容式觸控技術演變至今,對于類比訊號的處理已成了十分重要的議題,像是SNR(訊號雜訊比)值的提升以及訊號變化量的控制與管理等,都是關鍵。而ST在過去與智慧型手機大廠三星,在觸控技術的合作已有兩年多的時間,所以也累積了不少的經(jīng)驗與專利。

  而談到晶片整合的策略,王嘉瑜則是透露,在In Cell技術上,由于ST并沒有面板控制晶片的技術,所以ST有與臺廠的面板控制晶片業(yè)者在進行策略合作。然而,觀察智慧型手機的發(fā)展,感測器數(shù)量不斷增加,感測器集線器所面臨的負擔相信也日益提高,既然壓力與觸控可以由MCU來處理,那么,再加上動作感測器的訊號,MCU是否也能應付?而蘇振隆談到,對ST來說,這早就是“現(xiàn)在進行式”的現(xiàn)象,只要有Cortex-M4核心的MCU,都可以處理前述所談到的多元訊號處理的工作。

  提升輸入品質(zhì) MEMS麥克風變異性成關鍵

  至于前面所提到的語音輸入或是語音控制,此類應用在智慧型手機市場可以說是相當常見的使用情境,而MEMS麥克風則是近年來扮演相當重要的元件之一,根據(jù)IHS在2015年的十一月份的研究報告顯示,智慧型手機大廠蘋果在MEMS麥克風的使用量呈現(xiàn)逐年成長的態(tài)勢,光是2016年的使用量,就高達1,045百萬顆以上。



  圖4 : 語音控制成了近年來在高階智慧型手機上的一大賣點。(Source:9to5mac.files.wordpress.com)

  MEMS麥克風與其他以MEMS為基礎的元件相同,除了既有的MEMS元件外,還必須搭配專用的ASIC(特殊應用積體電路),專為處理類比訊號轉(zhuǎn)變成數(shù)位訊號,讓后端的主晶片可以接手處理后續(xù)的運算工作。英飛凌射頻及感測元件、電源管理及多元電子事業(yè)處資深行銷經(jīng)理潘哲源表示,早在1998年英飛凌就投入了這個市場一路到現(xiàn)在,在全球MEMS麥克風裸晶供應商位居第二的位置。

  潘哲源談到,今年蘋果已將要將麥克風的數(shù)量增加為四個,自2014年開始,大陸的手機業(yè)者也開始采用MEMS麥克風,其數(shù)量也呈現(xiàn)逐年增長的態(tài)勢。

  從技術層面考量,為了能讓聲音輸入能避免過多的干擾,對于SNR(訊號雜訊值)的要求也相當?shù)母撸苏茉粗赋?,一般來說,要在64dB以上的產(chǎn)品可被用在高端應用。但考量共振的情況,MEMS麥克風的變異性也相當重要,單一的MEMS麥克風必須控制在正負3dB內(nèi),兩顆的話,就是正負6dB。

  蘇振隆也補充說明談到,就語音指令的應用上,用到四個MEMS麥克風,主要是可以形成麥克風陣列,以作到360度的收音效果,而依照過去ST在市場上的策略,像是波束成形(BeamForming)或是降噪技術,ST都可以與第三方的合作伙伴合作,來提供對應的解決方案。

  由于語音輸入或是語音控制是屬于相當生活化的應用,按理來說,應需要軟硬體乃至于整個生態(tài)系統(tǒng),一起合作,才能挖掘出多元應用情境。但潘哲源不諱言,由于英飛凌身為裸晶的供應商,相對沒有機會與系統(tǒng)廠或是軟體業(yè)者有所接觸,反倒是與封裝業(yè)者有較多的配合。正如同前面所談到的,既然單一的MEMS麥克風必須控制在正負3dB左右,那么裸晶就必須控制在正負1dB內(nèi),畢竟在進入封裝程序后,多少還是會產(chǎn)生誤差。

  不過,英飛凌射頻及感測元件、電源管理及多元電子事業(yè)處經(jīng)理吳柏毅也補充,英飛凌與軟體業(yè)者有時候還是會有些接觸,透過這些交流,反饋到自家的晶片上,來進行研發(fā)。

  而撇開MEMS麥克風不談,吳柏毅也透露,在去年六月,英飛凌與Google先進科技計劃團隊(ATAP)聯(lián)手開發(fā)人機介面感測的解決方案,可望用于穿戴式裝置或其他應用。所采用的技術基礎是60GHz的無線雷達感測技術,英飛凌將收發(fā)器、天線與控制元件加以整合在極小且同一封裝內(nèi)。就目前公開的展示影片中,可以看到使用者能在不接觸表冠之下,輕松調(diào)整時間,開發(fā)團隊對于手指的轉(zhuǎn)動動作要相當高的熟悉度,才能打造出這類的應用情境。



  圖5 : 英飛凌與Google合作,利用60GHz頻段雷達技術進行手勢控制技術開發(fā)。(Source:Google ATAP)

  結(jié)論

  大體來看,人機介面技術的發(fā)展,這些既有技術,不論是感測器集線器亦或是感測元件等,仍會將在將來扮演重要角色。



關鍵詞: VR Lattice

評論


相關推薦

技術專區(qū)

關閉