不需遙控器 用“眼神”操控的投影機曝光

“下午上課，教室的環(huán)境光變強了，老師要把投影機的亮度調(diào)高(從經(jīng)濟模式調(diào)到標準模式，低碳環(huán)保嗎!)，咦?遙控器呢，找不到了。翻箱倒柜，找到了，咦，沒電了，暈!抽屜里發(fā)現(xiàn)有5號電池，打開遙控器電池后蓋，要用7號電池，崩潰.......結(jié)果，后排的學生看不見。”對于這種情景實在是讓人很無奈，有人說解決辦法很簡單，在投影機下放桌子，桌子上放椅子，讓老師站在椅子上，然后就能調(diào)節(jié)吊裝在房頂?shù)耐队皺C，不過，危險大大地，浪費時間大大地，不可取。

當你遇到這樣的情況怎么辦，這次是調(diào)節(jié)亮度，下次沒準是調(diào)節(jié)分辨率，再下次還可能是調(diào)節(jié)畫面尺寸，下次還有很多，難道你每次都要“登高”調(diào)節(jié)嗎!答案當然是否定的，我們要向這種繁瑣的方式說“不”，那么你該怎么辦!

既然遙控器不可用，那么我們就不用遙控器，我們用“意念”、用“眼神”來控制調(diào)節(jié)投影機。請不要認為筆者我瘋了，我很正常，雖然筆者不能用“意念”來控制投影機，但是用“眼神”控制投影機卻是十分可行的。

下面筆者將介紹一種名為“視線輸入”的技術(shù)，該技術(shù)最初是為了幫助手腳功能喪失、全身癱瘓的重度殘障者，通過這項技術(shù)，他們可以只靠眼部動作便可操作計算機，與之前備受關(guān)注的手勢及語音輸入相比更為先進，實用性更強。這項技術(shù)是由瑞典拓比公司(Tobii)實現(xiàn)的，基本原理采用角膜反射法，該視線輸入計測裝置被稱為“Eye Tracker”。>>

在筆記本電腦上的實現(xiàn)原理

在筆記本電腦上的實現(xiàn)原理：

圖(1)顯示的是通過導(dǎo)入拓比視線入功能的筆記本電腦樣機玩游戲的情形，游戲時只用視線即可擊落接近地球的隕石。操作時既不用接觸鍵盤也不用接觸鼠標。

其原理是先向用戶的眼睛照射紅外線，并用攝像頭拍攝反射圖像。然后從該影像中提取普爾欽斑點(角膜上形成的紅外線反射點)和瞳孔中心，根據(jù)兩者的位置關(guān)系算出視線的方向。如果是個人電腦的話，就在顯示器周圍及下部嵌入照射紅外線的裝置和小型攝像頭。或者通過USB連接小型化至可單手握持程度的這些外置裝置，不需要使用頭罩等大型用具來固定容易轉(zhuǎn)移到視線輸入計測裝置上的視線。

圖(2)顯示視線輸入功能使用狀況的概念圖。通過顯示器周圍配置的光電傳感器來獲取眼睛的圖像。通過注視點(x和y)來操作計算機(130)，也可使用鼠標。

如果能夠標配視線輸入功能，個人電腦便有望省去鍵盤及鼠標。而電視拿來內(nèi)置，也可省去遙控器。僅憑視線即可輕松操作——這種技術(shù)得以實現(xiàn)的話，圖標的配置及大小等圖形用戶接口的設(shè)計也可能會朝著不同于現(xiàn)在的方向發(fā)展。

事實上，操作比預(yù)想的要輕松。用戶只需坐在個人電腦前，用目光對校準用圖形做10秒鐘追蹤，即可完成視線輸入的準備工作。瀏覽文本文件時，隨著目光對文字的追蹤，會向下滾屏，而觀看相冊時，只需將目光移至下張照片，照片就會移到正面位置上來。

由于比手勢輸入更簡單，頭部一動也不需要動，因此宛如自己在使用意念來控制一樣。而且，將眨眼定義為確定的話，還可通過視線來選擇應(yīng)用程序的圖標及窗口，使之啟動。

其畫面就會顯示出來，然后即可操作該顯示畫面

如果視線輸入技術(shù)被配備到智能手機及平板PC上，那么使用視線輸入的各種應(yīng)用程序馬上就會被全世界的軟件工程師開發(fā)出來。拓比日本營業(yè)企劃部主任大竹賢司充滿期待地說：“從另一個角度來看，這也許還能夠為改進面向殘障者及老年人的應(yīng)用程序及其圖形接口的設(shè)計帶來靈感?！?gt;>

特制的屏幕或者白板

如何用投影機實現(xiàn)：特制的屏幕或者白板

由于投影投射出的畫面并不像顯示器那樣的實體，而是一個看得見摸不著的虛體，所以我們要想實現(xiàn)“視線輸入”技術(shù)，就需要解決視線定位與交互的問題。在這方面，我們可以借鑒交互式投影機的“交互功能”，利用電子白板或者屏幕作為影像實體化設(shè)備。

其實原理上和顯示器相同，可以在周圍及下部嵌入照射紅外線的裝置和小型攝像頭?；蛘咄ㄟ^USB連接小型化至可單手握持程度的這些外置裝置，不需要使用頭罩等大型用具來固定容易轉(zhuǎn)移到視線輸入計測裝置上的視線。

交互式電子白板其實就是一種利用定位技術(shù)視線交互功能的電子白板，具體的定位方式有幾種：壓感技術(shù)、激光技術(shù)、電磁波技術(shù)、紅外線技術(shù)、超聲波技術(shù)、等等，以采用紅外線技術(shù)的交互式電子白板為例：由密布在顯示區(qū)四周紅外接收和發(fā)射對管形成水平和垂直方向的掃描網(wǎng)格，形成一個掃描平面網(wǎng)，當有可以阻擋紅外光的物體阻擋住網(wǎng)格中的某對水平和垂直紅外掃描線時，就可以通過被阻擋的水平和垂直方向的紅外線位置確定X，Y坐標，實現(xiàn)坐標的定位。

通過交互式電子白板的定位，將信息反饋到紅外設(shè)備，按照“Tobii”視線技術(shù)的實現(xiàn)原理，即可實現(xiàn)“視線輸入”技術(shù)。>>

直接投射在墻壁上是否可實現(xiàn)?

不使用其他輔助設(shè)備，直接投射在墻壁上是否可實現(xiàn)?

之前所敘述的是使用白板或者屏幕來實現(xiàn)“視線輸入”技術(shù)，那么是否能夠不用任何外部輔助設(shè)備，直接在墻壁上就能實現(xiàn)“視線輸入”技術(shù)呢?下面我們大膽的嘗試設(shè)計一下：

我們可以使用超聲波技術(shù)，就像蝙蝠使用超聲波定位一樣。蝙蝠在飛行時，會發(fā)出一種尖叫聲，這是一種超聲波信號，是人類無法聽到的，因為它的音頻很高。這些超聲波的信號若在飛行路線上碰到其他物體，就會立刻反射回來，在接收到返回的信息之后，蝙蝠于振翅之間就完成了聽、看、計算與繞開障礙物的全部過程?？茖W家把這種現(xiàn)象叫做回聲定位。人類根據(jù)蝙蝠飛行識物的原理，制造出了雷達。

就像上面所描述的，可以利用特殊的識別技術(shù)，用超聲波識別使用者的眼睛。就像蝙蝠飛行過程中躲開樹木一樣，它不僅僅能知道前面有障礙物，還知道障礙物的長度、寬度、厚度，就是說在三維空間內(nèi)可以實現(xiàn)完美的定位和判斷，這樣根據(jù)人眼的大體特征，超聲波“掃描”到用戶的眼睛后，根據(jù)基本的特征能夠識別到用戶的眼睛，這樣就相當于給用戶的眼睛定位，而且是三維定位，能夠判斷人眼的具體位置。

然后在投影機中內(nèi)置紅外發(fā)射接收設(shè)備和攝像頭等，根據(jù)超聲波反饋的信息發(fā)射紅外信號，掃描用戶視網(wǎng)膜，這樣便可完美實現(xiàn)“視線輸入”技術(shù)，用戶不需要其他外接設(shè)備便可用眼睛操作投影機。這個過程中，可能會使用到投影機相關(guān)的一些技術(shù)參數(shù)，不過這些參數(shù)都是可知的。

通過以上的步驟，就實現(xiàn)了“Tobii視線輸入”技術(shù)的前半部分，然后根據(jù)它在電腦上的實現(xiàn)原理，就可以實現(xiàn)在投影機上。不過，“視線”輸入技術(shù)還存在容易讓用戶感到疲勞感的危險性。因為要正確移動眼睛的話目光就必須集中精力，從而產(chǎn)生疲勞感。

全文總結(jié)：像第一種方式描述的使用特制的屏幕或者白板實現(xiàn)“視線輸入”技術(shù)的可能性較大，不過可能在便利性和成本方面欠考慮。至于第二種的“超聲波”+“紅外”的設(shè)想也只是理論上可行，筆者并不清楚目前超聲波技術(shù)的具體定位能力，是否能精確到毫米，甚至于微米及納米，是否能精確的定位到用戶的眼睛，這種設(shè)想實現(xiàn)起來可能很困難。

其實除了上面兩種實現(xiàn)方式，還有一種更為簡單的設(shè)想，就是將上面提到的超聲波技術(shù)及紅外技術(shù)結(jié)合到投影機的投射光束中，用光束及光束的反射光實現(xiàn)“視線輸入”技術(shù)，不過現(xiàn)在這只是個想法，具體的實現(xiàn)原理還想不通，只能寄希望于后人了。