视野丨墙壁桌面秒变平板触控投影

显示屏经过多年的发展已经从原来单纯的具有显示作用转变为现在兼具触控与显示的功能。过去十余载,我们从手机上看到了科技的发展进步,在日常生活中常见的显示屏也纷纷加入了触屏功能,让其功能更加多样可控。如今,“触屏技术”也逐渐从实体屏幕转向投影,毫无疑问,依靠墙体或平面投射显示的触控投影在未来也拥有相当广阔的应用空间。

我们在外国的科技大片中经常能够看到主角在空中操控着一个又一个“屏幕”,就像钢铁侠在设计“战衣”时一样。在没有实体按钮的情况下,点击“虚拟键盘”,屏幕的显示就会跟随其操作出现变化,相当神奇。在没有实体按钮或无线发射器操作的情况下,电脑主机怎么能够接收到他们进行操作?让人非常感兴趣。而在近两年来,这种“匪夷所思”的操作已然成为了现实。

触控投影的组成

据笔者了解,全球首款智能触控式投影仪是年InFocus(富可视)制造的。一般来说目前出现的触控投影系统都主要由以下几个部分组成:第一部分:信号采集部分,根据互动需求进行捕捉拍摄,捕捉设备有红外感应器、视频摄录机、热力拍摄器等;第二部分:信号处理部分,该部分把实时采集的数据进行分析,所产生的数据与虚拟场景系统对接;第三部分:成像部分,利用投影机或其他显像设备把影像呈现在特定的位置,显像设备除了投影机外,等离子显示器、液晶显示器、LED屏幕都可以作为互动影像的载体.第四部分:辅助设备,如传输线路,安装构件,音响装置等。

使用者的触摸是如何检测的

以索尼“黑科技”XperiaTouch为例,该投影仪能把任意表面变成触屏,让你隔空触控并且能够和朋友共同使用,整个投影屏幕大小可以达到23英寸到80英寸之间。XperiaTouch还内置了音响。当然,让众多人好奇的是它的原理和实现方式,它集合了索尼众多工程师的智慧和技术。

它的的运作原理首先是通过捕捉设备(感应器)对目标影像(如参与者)进行捕捉拍摄,然后由影像分析系统分析,从而产生被捕捉物体的动作,该动作数据结合实时影像互动系统,使参与者与屏幕之间产生紧密结合的互动效果。投影机投射的光线是可见光部分,它的红外部分被它内部的过滤膜过滤掉了,这样对于摄像机来讲它看不到投影机投射的内容,如果红外线如果强的话,摄像机就可以看见人体了。

怎样加强摄像机看到的物体的图像呢,幸运的是市场上这样红外主动发射技术已经很成熟了,例如监控市场上卖的那种夜视摄像头就可以发射近红外(nm),功率更大的有专门的远距离红外灯,目前夜视摄像头技术也比较成熟,根据内部组件大小的改变,它甚至可以达到80m的距离。夜视摄像头主动发射红外,然后ccd(电荷耦合器件图像)传感器接受红外,那么互动投影中最难的部分,人体与背景虚拟对象的分割就解决了,摄像机得到的是一副黑白的单色背景的包括人的图像。下一步,检测人体的运动,采用图像差分技术,差分就是把摄像头得到的连续两帧的图像进行相减,那么得到的是什么呢,得到的是运动的部分,所以说只要人在动,差分就会把动的部分截取下来。接下来就是分析得到的数据了,再将虚拟部分投射出来了。

当然复杂的互动投影不只是这些技术,这些只是最基本的原理了,其间还涉及到摄像机的标定,光流法寻找运动方向,性能的优化处理,特殊的效果。通常来说,触控投影一般拥有其独特的光学影像交互技术,只是几实现的原理上些许的不同,但最终都能够实现“触屏投影”的效果。

就像刚才聊到的XperiaTouch一样,它的内部拥有多个传感器,可以检测周围环境的湿度和温度,此外还内置GPS和电子指南针传感器,同时还支持蓝牙4.2,并且还支持NFC功能,这些功能中,有相当一部分是组成“触控”的条件。

XperiaTouch

由于XperiaTouch的信号输入是不需要借助外置发射器协助的,它在实用性方面显然更为简单灵活。此外,市面上还有使用其它交互方式的触控投影,例如借助外置红外线发射器形成交互的。这些发射器通常会做成笔的形状方便使用,当使用者拿起触控笔进行操作时,它的信号便会立刻被这支触控笔内置的光处理单元捕捉到。在捕捉后,再经由操控笔内部的红外信号发射器传达到投影仪内,由此进行人机之间的交互。

市面上的触控投影

SONYXperiaTouch

这款产品是SONY在年IFA大会上发布的“黑科技”产品,,该机当时凭借小巧的体积、炫酷的隔空触控技术,给外界留下了深刻的印象。而在年年末,索尼也正式面向中国市场发布了这款产品,并正式命名为XperiaTouch。索尼XperiaTouch从发布到上市,也有一段时间了,相信很多

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