不需遥控器 用“眼神”操控的投影机曝光

2012-04-06 15:25:52来源: 太平洋电脑网

“下午上课,教室的环境光变强了,老师要把投影机的亮度调高(从经济模式调到标准模式,低碳环保吗!),咦?遥控器呢,找不到了。翻箱倒柜,找到了,咦,没电了,晕!抽屉里发现有5号电池,打开遥控器电池后盖,要用7号电池,崩溃.......结果,后排的学生看不见。”对于这种情景实在是让人很无奈,有人说解决办法很简单,在投影机下放桌子,桌子上放椅子,让老师站在椅子上,然后就能调节吊装在房顶的投影机,不过,危险大大地,浪费时间大大地,不可取。

超声波+红外线 “眼神输入”操控投影机

当你遇到这样的情况怎么办,这次是调节亮度,下次没准是调节分辨率,再下次还可能是调节画面尺寸,下次还有很多,难道你每次都要“登高”调节吗!答案当然是否定的,我们要向这种繁琐的方式说“不”,那么你该怎么办!

既然遥控器不可用,那么我们就不用遥控器,我们用“意念”、用“眼神”来控制调节投影机。请不要认为笔者我疯了,我很正常,虽然笔者不能用“意念”来控制投影机,但是用“眼神”控制投影机却是十分可行的。

下面笔者将介绍一种名为“视线输入”的技术,该技术最初是为了帮助手脚功能丧失、全身瘫痪的重度残障者,通过这项技术,他们可以只靠眼部动作便可操作计算机,与之前备受关注的手势及语音输入相比更为先进,实用性更强。这项技术是由瑞典拓比公司(Tobii)实现的,基本原理采用角膜反射法,该视线输入计测装置被称为“Eye Tracker”。>>

在笔记本电脑上的实现原理

在笔记本电脑上的实现原理:

图(1):在笔记本上实现用眼神控制电脑操作

图(1)显示的是通过导入拓比视线入功能的笔记本电脑样机玩游戏的情形,游戏时只用视线即可击落接近地球的陨石。操作时既不用接触键盘也不用接触鼠标。

其原理是先向用户的眼睛照射红外线,并用摄像头拍摄反射图像。然后从该影像中提取普尔钦斑点(角膜上形成的红外线反射点)和瞳孔中心,根据两者的位置关系算出视线的方向。如果是个人电脑的话,就在显示器周围及下部嵌入照射红外线的装置和小型摄像头。或者通过USB连接小型化至可单手握持程度的这些外置装置,不需要使用头罩等大型用具来固定容易转移到视线输入计测装置上的视线。

图(2):显示视线输入功能使用状况的概念图

图(2)显示视线输入功能使用状况的概念图。通过显示器周围配置的光电传感器来获取眼睛的图像。通过注视点(x和y)来操作计算机(130),也可使用鼠标。

如果能够标配视线输入功能,个人电脑便有望省去键盘及鼠标。而电视拿来内置,也可省去遥控器。仅凭视线即可轻松操作——这种技术得以实现的话,图标的配置及大小等图形用户接口的设计也可能会朝着不同于现在的方向发展。

事实上,操作比预想的要轻松。用户只需坐在个人电脑前,用目光对校准用图形做10秒钟追踪,即可完成视线输入的准备工作。浏览文本文件时,随着目光对文字的追踪,会向下滚屏,而观看相册时,只需将目光移至下张照片,照片就会移到正面位置上来。

图(3):坐在显示器前,随着红外线的照射,屏幕上就会出现自己的视点(两个白色圆点)

由于比手势输入更简单,头部一动也不需要动,因此宛如自己在使用意念来控制一样。而且,将眨眼定义为确定的话,还可通过视线来选择应用程序的图标及窗口,使之启动。

图(4):用视线从特定窗口及工具条中选定图标后,

其画面就会显示出来,然后即可操作该显示画面

如果视线输入技术被配备到智能手机及平板PC上,那么使用视线输入的各种应用程序马上就会被全世界的软件工程师开发出来。拓比日本营业企划部主任大竹贤司充满期待地说:“从另一个角度来看,这也许还能够为改进面向残障者及老年人的应用程序及其图形接口的设计带来灵感。”>>

特制的屏幕或者白板

如何用投影机实现:特制的屏幕或者白板

由于投影投射出的画面并不像显示器那样的实体,而是一个看得见摸不着的虚体,所以我们要想实现“视线输入”技术,就需要解决视线定位与交互的问题。在这方面,我们可以借鉴交互式投影机的“交互功能”,利用电子白板或者屏幕作为影像实体化设备。

其实原理上和显示器相同,可以在周围及下部嵌入照射红外线的装置和小型摄像头。或者通过USB连接小型化至可单手握持程度的这些外置装置,不需要使用头罩等大型用具来固定容易转移到视线输入计测装置上的视线。

投影机与交互式电子白板

交互式电子白板其实就是一种利用定位技术视线交互功能的电子白板,具体的定位方式有几种:压感技术、激光技术、电磁波技术、红外线技术、超声波技术、等等,以采用红外线技术的交互式电子白板为例:由密布在显示区四周红外接收和发射对管形成水平和垂直方向的扫描网格,形成一个扫描平面网,当有可以阻挡红外光的物体阻挡住网格中的某对水平和垂直红外扫描线时,就可以通过被阻挡的水平和垂直方向的红外线位置确定X,Y坐标,实现坐标的定位。

采用红外线技术的交互式电子白板

通过交互式电子白板的定位,将信息反馈到红外设备,按照“Tobii”视线技术的实现原理,即可实现“视线输入”技术。>>

直接投射在墙壁上是否可实现?

不使用其他辅助设备,直接投射在墙壁上是否可实现?

之前所叙述的是使用白板或者屏幕来实现“视线输入”技术,那么是否能够不用任何外部辅助设备,直接在墙壁上就能实现“视线输入”技术呢?下面我们大胆的尝试设计一下:

我们可以使用超声波技术,就像蝙蝠使用超声波定位一样。蝙蝠在飞行时,会发出一种尖叫声,这是一种超声波信号,是人类无法听到的,因为它的音频很高。这些超声波的信号若在飞行路线上碰到其他物体,就会立刻反射回来,在接收到返回的信息之后,蝙蝠于振翅之间就完成了听、看、计算与绕开障碍物的全部过程。科学家把这种现象叫做回声定位。人类根据蝙蝠飞行识物的原理,制造出了雷达。

蝙蝠与雷达利用超声波原理

就像上面所描述的,可以利用特殊的识别技术,用超声波识别使用者的眼睛。就像蝙蝠飞行过程中躲开树木一样,它不仅仅能知道前面有障碍物,还知道障碍物的长度、宽度、厚度,就是说在三维空间内可以实现完美的定位和判断,这样根据人眼的大体特征,超声波“扫描”到用户的眼睛后,根据基本的特征能够识别到用户的眼睛,这样就相当于给用户的眼睛定位,而且是三维定位,能够判断人眼的具体位置。

然后在投影机中内置红外发射接收设备和摄像头等,根据超声波反馈的信息发射红外信号,扫描用户视网膜,这样便可完美实现“视线输入”技术,用户不需要其他外接设备便可用眼睛操作投影机。这个过程中,可能会使用到投影机相关的一些技术参数,不过这些参数都是可知的。

通过以上的步骤,就实现了“Tobii视线输入”技术的前半部分,然后根据它在电脑上的实现原理,就可以实现在投影机上。不过,“视线”输入技术还存在容易让用户感到疲劳感的危险性。因为要正确移动眼睛的话目光就必须集中精力,从而产生疲劳感。

全文总结:像第一种方式描述的使用特制的屏幕或者白板实现“视线输入”技术的可能性较大,不过可能在便利性和成本方面欠考虑。至于第二种的“超声波”+“红外”的设想也只是理论上可行,笔者并不清楚目前超声波技术的具体定位能力,是否能精确到毫米,甚至于微米及纳米,是否能精确的定位到用户的眼睛,这种设想实现起来可能很困难。

其实除了上面两种实现方式,还有一种更为简单的设想,就是将上面提到的超声波技术及红外技术结合到投影机的投射光束中,用光束及光束的反射光实现“视线输入”技术,不过现在这只是个想法,具体的实现原理还想不通,只能寄希望于后人了。

关键字:遥控器  眼神  操控  投影机

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/szds/2012/0406/article_3885.html
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