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人机交互技术换代,如何搭上通往3D手势识别的直通车? [2016/11/10]

人机交互可以算是对电子产品的用户体验影响最直接的一个技术。当年苹果借由电容触控屏,将键盘、鼠标、轨迹球等一众技术拉下马的景象,相信很多人还记忆犹新。而今天,人机交互技术似乎又来到了升级换代的门槛上, 人机交互可以算是对电子产品的用户体验影响最直接的一个技术。当年苹果借由电容触控屏,将键盘、鼠标、轨迹球等一众技术拉下马的景象,相信很多人还记忆犹新。而今天,人机交互技术似乎又来到了升级换代的门槛上,诱惑着开发者和用户往里走的种种因素中,手势识别技术绝对算是最强的一股力量,特别是3D手势识别。毕竟,举手投足间就可以让电子设备对用户的“心思”做出响应,将是一件很酷的事情。
  与触控技术在2D平面上的写写画画相比,3D手势识别加上了一个Z轴“深”度的测量,使其可以承载更多人机交互信息,可以实现非接触的感应和控制,给产品的设计带来更大的想象空间。3D手势识别最为知名的应用,恐怕要算是微软推出的体感游戏外设Kinect了。它让游戏玩家抛弃了游戏手柄,通过肢体的运动直接操控游戏。在此之后,各种基于光学的3D手势识别技术逐渐发展起来。它们通过光栅、红外发光器件、多摄像头等不同方式完成对三维空间中Z轴方向运动的侦测,实现3D的手势(或身体姿态)识别。
  不过光学3D手势识别还是有一定的技术门槛,想要玩转不是一件容易的事,有些技术还需要进一步实用验证和打磨。这对于那些希望尽快推出商用产品,在3D手势识别领域“尝鲜”的开发者来说,并不是好消息。因此,其他一些非光学的3D手势识别技术就成为人们的重要选项。

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图1:基于电场感应的GesTIC技术原理
  其中比较有代表性的,要数Microchip公司的GesTIC技术。它基于电场感应的原理,在电子设备周边的空间中形成一个电场。当手部在空间中运动时会使电场发生畸变,布设在电场中的电极接收器会感应到这种变化,并通过专门的控制芯片进行信号处理,对手势进行识别和运动追踪,并将数据传递给电子设备做出响应。Microchip代理商世健公司产品经理介绍,与采用摄像头的光学3D手势识别技术相比,GesTIC技术最大的优势在于功耗极低,能耗节省多达90%,同时能避免环境光等外部因素的干扰,虽然是一个近场识别技术,但其在家庭自动化、家电控制、音响系统、电脑及配件、汽车电子等方面,会有诸多应用场景。

  图2:GesTIC的拓扑结构
  Microchip专门为GestIC技术开发出MGC3030和MGC3130两个专用的3D手势识别和运动跟踪控制器芯片,片上集成的Colibri手势识别套件,Colibri套件结合了隐马尔可夫模型(HMM)和x/y/z手部位置矢量,能够识别多种3D手势,其中MGC3130还可以实现x/y/z三维空间中的精准定位。同时,Microchip还提供了多种开发工具和Aurea评估仿真软件,满足不同开发者的需要,帮助他们快速进入Design-in阶段,设计出能够商用的产品。在2015年底Microchip还推出了整合3D手势识别和2D多点触控功能的控制器MGC34xx,以及配套的开发工具DM160225。这种2D+3D手势识别的复合设计理念,給人机交互界面的设计带来了更大的灵活度和可能性。作为Microchip的授权代理商,世健公司在该领域积累了多年经验,并已经完成初步开发,在风扇和LED产品中均有应用,客户只需根据自身需要进行二次开发即可。
  在新技术面前,等待和观望是让人纠结的。GestIC恰好是这样一种技术:能让你在新一代人机交互技术兴起时,快速地行动,搭上一班通往3D手势识别市场的直通车。

  GestIC技术可识别的3D手势和动作
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  世健是完整解决方案的供应商,为亚洲电子厂商包括原设备生产商(OEM)、原设计生产商(ODM)和电子制造服务提供商(EMS)提供优质的液位计液位变送器电容式液位计电容式液位变送器物位开关的元器件、工程设计及供应链管理服务。
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  世健的总部设于新加坡,是新加坡的主板上市公司,拥有超过六百名员工,在亚太区超过二十五个城市设有分公司和办事处,遍及新加坡、马来西亚、泰国、越南、中国、印度、印尼、菲律宾、新西兰及澳大利亚等国家。世健集团在2015年的年营业额接近8亿3千万美元。世健在1993年开始发展中国业务,中国区的总部设于香港,并拥有11个分公司及办事处、2个研发中心及2个物流中心,遍及中国多个城市。