眼球控制 解放你的双手

2012-11-11 20:38:13来源: 工商时报
    随著Kinect带动体感的风潮逐渐流行,愈来愈多样的体感操作技术也开始受到各界关注。除了手势操作、全身体感、声音控制、脑波控制等方式以外,利用眼球的移动来操控装置,也成为品牌厂商开始投入研发的一项新体感控制方式。

     医疗使用的字母版(Informative Pointing),可以算是眼球控制技术和应用的起源。为了与一些无法开口与移动身体的病患沟通,医生采用A~Z的字母版,透过病患眼神移动来拼出完整的字句进行沟通。所以医疗是眼球控制技术最初的主要应用领域,后来才逐渐的被消费电子装置所应用。

     早在2008年,NTT DoCoMo就曾研发出使用眼球控制的手机产品,原理很类似目前的脑波控制技术,是利用测量使用者眼睛周边电流变化来进行操控。但这种方式对于消费者十分不便利,所以也无法成为一项成熟的商品。

     最近这1~2年眼球控制技术又突然热门起来,有多家单位陆续开发出不同的眼球控制技术。

     但是现今多数采用的技术和之前侦测电波变化方式并不相同,而是藉由摄影机追踪使用者的眼球移动,以更直接的方式进行电子产品操作。

     欧洲发展蓬勃

     亚洲进入商用

     1.Oculometer

     Oculometer技术为法国科学研究中心(CNRS)所发表,使用者可利用眼球移动来进行书写、绘图等工作。原理是透过Oculometer的摄影机抓取眼球的运动,并分析摄影机所获取的影像中,人的眼球是看向什么方向,以获得X轴与Y轴位置,达到书写文字或绘图效果。

     2.GT3D系统

     GT3D系统是伦敦帝国理工学院所研发,可让帕金森症等行动不便病患使用眼球控制技术与他人交流、浏览网页和书写电子邮件。GT3D系统成本低于40英磅,主要硬件设备包括两台摄影镜头及一副连接眼镜。原理是透过镜头不断撷取眼睛的图片,并计算瞳孔方位来进行眼球控制。开发团队认为这套系统也可应用在商业产品上,成为三维的眼球追踪系统。

     3.Senseye

     Senseye技术是由丹麦哥本哈根团队所研发,这种技术可透过手机前镜头来追踪眼球移动,并且达到眼球控制的相关功能,这项技术也同样原自医疗用途的ITU Gaze Tracker技术。

     4.Samsung Galaxy S III

     在Samsung Galaxy S III手机中,也采用了眼球追踪功能。Galaxy S III的智能休眠(Smart Stay)是利用前镜头去抓取眼睛的注视方向,如果长时间消费者没有使用手机,且眼睛没有盯着手机屏幕看,手机就会进入休眠状态。此外,网页阅览时也能透过眼球来进行操控。

     5.Tobii平板计算机C12

     在CES 2012展上,Tobii这家瑞典公司展出名为Tobii Eye Asteroids的大型游戏机台,让使用者可以透过眼球来进行射击游戏。Tobii在2012年8月时,也与联想合作推出名为C12的Windows 8平板计算机,主打眼球控制功能。但若C12售价远高于竞争者,就算具备眼球控制的新颖功能,也不容易在市场上打胜仗。

     6.海尔眼球控制TV

     2012年7月的青岛SINOCES展中,海尔曾展出能感应眼球移动的计算机U-School,海尔在IFA 2012也展出了可用眼球控制的电视。这款电视是在使用者前方放置感应装置,感测使用者的眼球运动藉此操控电视。不过这项产品目前还偏向展示用,控制的精细度上还有改善空间。

     直接迅速方便

     「点击」问题待解

     眼球控制的优点和其它体感控制技术一样,可以提供使用者最为直接的控制方式。而眼球的移动却是最迅速的,比起利用遥控器、触控、手势等操作方式,能最快地达到目标位置。

     其次,无论手势操作、控制器,还是现在最主流的触控,都需要用到手来进行操作,但眼球控制并不需要特意空出手来。且大部分技术都改用镜头来抓取眼球移动轨迹,所以也不需要再搭配其它特殊装置,可说是更方便的控制方式。

     但眼球控制仍存在一些缺陷,最明显的就是如何利用眼球进行「点击」这个动作。使用者如果使用鼠标,只要单击鼠标左键即可,如果是利用触控,则只要用手指触碰就好。但在眼球控制的方式中,眼光看到并不等于「点击」,因为无法从看到某一个点就去判定使用者是要「点击」还是「不点击」。尤其人的眼光常常会自动抓捕出现或移动的物体,除非直接侦测使用者的脑波,否则目前要用眼球进行「点击」这个动作,大约只有两种主要方式。

     一种方式是注视目标达一定秒数,另一种方式则是透过不自然的眨眼方式来控制。但不管何种方式,都需要花费些许时间,让原本眼球控制在速度上的优势大打折扣,甚至还不如直接触控来得方便与迅速。尤其现代人生活几乎离不开计算机,光是点击鼠标的次数都会让手指劳累,更何况长期眨眼睛会带给使用者更大的负担。内建镜头模块

     降低硬件成本

     至于眼球控制的成本面部分,由于现在这类的产品较少,且大多数都是医疗器材而非消费电子产品,较难直接估出一个成本结构。但从另一个角度来看,眼球控制原理其实与Kinect的体感控制很相似,都是利用镜头模块来抓取影像,之后再进行分析、计算进行操控。因此,若以Kinect的起始售价149美元推估,眼球控制的成本绝对低于这个数值。

     不过,由于Kinect的全身体感需要大量的影像分析和计算,运算负担较为沉重,Microsoft为了让Kinect具备一定运算能力,才使得售价从原本预计的99美元提高到最后定案的149美元。但眼球控制则不需要像全身体感如此大量的图象数据分析,因为眼球控制只需抓取眼球瞳孔方向的移动变化,运行上较为简单,再加上GT3D系统成本也不足60美元,所以眼球控制成本是可以控制在100美元以下。

     如果再考虑到相机镜头日渐普及,大多数装置无论手机、平板计算机还是笔记本,镜头搭载率都不断上升。只要透过这些装置内建的镜头,就可以抓取使用者眼睛移动,并不需要额外的镜头硬件成本。如果从这方面来看,眼球控制的成本还能再压低,甚至可以利用现有装置内建镜头模块而不需要增加额外的硬件成本。

     触控应用广泛

     短期恐难超越

     眼球控制的使用者接口设计上,必须和传统操控设备的设计接口有所不同,但却和触控操作相似。这是因为触控与眼球控制在操作理念上比较接近,都是直接点击目标,不像控制器要按多次才能达到目的,也都讲求省时与小幅动作,不像体感操作还要比手画脚。

     如此一来,就会产生一个问题,那就是触控都已广泛使用在各种装置了,为什么消费者还需要眼球控制?毕竟在同样的使用者接口下,都已经有熟悉的触控模式,再加上眼球控制还有「点击」的问题必须克服,还不如手指直接点选还比较方便。因此,眼球控制似乎很难超越触控,成为装置主流的操控方式。

     假使眼球控制想要取代触控,甚至展现出其存在价值,就必须要找出眼球控制的独特和不可替代之处,以及眼球控制可以做到但触控却无法达成的功能。(作者/拓墣产业研究所蔡卓卲研究员)

     触控其实就可以解决大部分的控制功能,尤其在多点触控的设计下,除了点击之外,要进行缩放都很方便。而眼球控制只要有「点击」这个要素,就不容易较触控来得便利,只能在某些特定的功能上,提供辅助的操作方式。

     补强触控弱点

     体贴消费者需求

     (1) 特定游戏操作

     可以使用眼球控制的功能会是在某些特定的游戏,或者是应用软件上,如果是特别针对眼球控制这样的操作方式来设计,就会需要眼球控制,但这类型的应用多半都是当装置上已经开始搭载眼球控制功能,才会开始有人逐渐去开发这方面的应用,并不是能成为吸引装置去搭载眼球控制的因素。

     (2) 阅读与浏览

     既然触控需要手来进行操作,那自然也有使用者无法腾出手来的时候,尤其行动装置往往需要手来进行拿取。例如在拥挤的公车上,一手要稳住身体,另一只手拿著行动装置时,如果要进行触控操作是比较辛苦的,特别阅读文章需要频繁翻页,更是不方便。

     在这种状况下,若能透过眼球追踪与操作,让使用者眼睛看到哪里,文章或网页就随之移动或翻页,会比频繁的触控方便。而观看地图时,若也能利用眼球来移动地图,将更方便使用者追踪目的地。这些功能设计,就是考虑到触控操作较不人性化之处,运用眼球控制来进行补强,使消费者在装置使用上更加方便。

     (3) 休眠自动感应

     Sony曾推出一款搭载镜头模块的电视,可侦测前方是否有使用者来决定电源关闭或开启。而Samsung Galaxy S III也具备眼球追踪系统,来判定操作者是否还盯著屏幕看,藉此决定装置是否进入省电休眠。这样的好处在于,如果使用者长时间盯著屏幕,就不需要一直去触碰屏幕来避免屏幕进入休眠,降低系统误判造成的不便。

     搜集消费信息

     附加功能更实用

     透过上述情境可知,即使消费电子产品逐渐以触控为主流,眼球控制在某些状况下还是有其价值性。因此,不应该将眼球控制当成新颖、创新的主流操作方式来看待,若从这样的方向去设计产品,推出以眼睛控制为主要操作模式的消费电子产品,恐怕沦为昙花一现的话题,或少数人尝鲜购买的产品而导致失败。

     而从过去的电流感应改成现在的镜头追踪,虽然增加了眼球控制技术的应用领域。但如果要将眼球控制当作主流的控制方式,主要应用产品还是以医疗和户外看板为主,而非消费电子产品。

     医疗产品本来就是眼睛控制技术的起源,主要应用在特殊需求病患身上。户外看板部分,眼球控制与追踪可让来往的消费者快速找到、看到想要看的内容。透过眼球追踪,还可以替厂商收集资料,了解消费者对于哪个部分最感兴趣,目光盯在哪个地方最久等。

     而镜头模块是眼球控制的硬件设备,只要具备相机模块装置就有可能进行眼球操作,这个相机模块也可进行脸部辨识、手势操作等额外功能。在此前提下,当装置已具备相机模块时,消费电子产品要增加眼球控制功能,成本并不会提高很多。因此,眼球控制仍具有作为消费电子产品辅助功能的潜力。

     适合手持产品

     平板计算机再加分

     那么究竟何种消费电子产品,比较适合眼球控制?这个问题需要考虑几个要点,首先就是功能性。前文提到眼球控制的使用者模式与触控接近,适合眼球控制的产品多数也是适合触控功能的产品,但适合触控的产品却未必适合使用眼球控制。例如消费者还是习惯用遥控器来操作类似电视的产品,除非透过电视浏览网络,否则光靠眼睛去控制电视,并不见得会比较方便。

     其次,就是成本考量。对消费者而言,与其选择需要增加额外硬件的产品,还不如直接在已经具备镜头模块的产品上增加眼球控制。毕竟眼球控制的定位并不是主要的操控方式,消费者不见得愿意花大钱额外增加眼球控制功能。

     光是以上两点,就可以将适合眼球控制的产品范围缩小不少,最适合的产品应该是平板计算机、智能型手机这类的手持产品。这类型的产品多半用一只手拿著、另一只手控制,但在某些环境下(如挤公车、捷运),用来控制装置的那只手并不见得能空出来,此时眼球控制自然会成为一种好的替代选择。而其中又以平板计算机最需要,因为其尺寸较大、重量也较重,仍以双手握持的方式较为方便,会较智能型手机需要眼球控制。

     及早掌握专利

     品牌厂才有胜算

     对于消费电子产品厂商来说,眼球控制的功能是否应该发展,答案是肯定的。只要在已具备镜头模块的产品上搭载眼球控制,硬件成本自然会被压低,在这个前提下,最大的问题和成本就会出现在技术与专利上。提早使用眼球控制功能,除了可以让自家产品具备竞争对手所没有的功能外,也能在专利和技术发展上领先一步。

     至于眼球控制技术来源,多属于欧洲研究机构或新兴技术公司,较少掌握在现今品牌大厂手中。而技术的核心价值并不在于硬件,而在于软件程序,比方说,如何抓取计算眼睛移动资料、如何让灵敏度上升、如何减少运算负担等。眼球控制技术与应用正处于萌芽期,品牌厂商应该透过投资、结盟,或并购来掌握专利,之后就可以开始在自家产品上搭载眼球控制。

     未来消费电子产品将不再采取单一的控制方式,将集成愈来愈多样化与人性化的控制方式。或许触控会成为主流的控制方式,但是声音控制、眼球控制等技术也会逐渐集成进入产品中。所以,包括眼球控制所需要的相机模块、麦克风、感应元件等零组件将愈来愈重要,这些也是品牌厂商需要开始注意的地方。(作者/拓墣产业研究所研究员蔡卓卲)

关键字:眼球控制

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2012/1111/article_16908.html
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