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高(從經(jīng)濟模式調到標準模式，低碳環(huán)保嗎!)，咦?遙控器呢，找不到了。翻箱倒柜，找到了，咦，沒(méi)電了，暈!抽屜里發(fā)現有5號電池，打開(kāi)遙控器電池后蓋，要用7號電池，崩潰.......結果，后排的學(xué)生看不見(jiàn)?！睂τ谶@種情景實(shí)在是讓人很無(wú)奈，有人說(shuō)解決辦法很簡(jiǎn)單，在投影機下放桌子，桌子上放椅子，讓老師站在椅子上，然后就能調節吊裝在房頂的投影機，不過(guò)，危險大大地，浪費時(shí)間大大地，不可取。

當你遇到這樣的情況怎么辦，這次是調節亮度，下次沒(méi)準是調節分辨率，再下次還可能是調節畫(huà)面尺寸，下次還有很多，難道你每次都要“登高”調節嗎!答案當然是否定的，我們要向這種繁瑣的方式說(shuō)“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(lái)控制調節投影機。請不要認為筆者我瘋了，我很正常，雖然筆者不能用“意念”來(lái)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(xiàn)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(guò)這項技術(shù)，他們可以只靠眼部動(dòng)作便可操作計算機，與之前備受關(guān)注的手勢及語(yǔ)音輸入相比更為先進(jìn)，實(shí)用性更強。這項技術(shù)是由瑞典拓比公司(Tobii)實(shí)現的，基本原理采用角膜反射法，該視線(xiàn)輸入計測裝置被稱(chēng)為“Eye Tracker”。>>

在筆記本電腦上的實(shí)現原理

在筆記本電腦上的實(shí)現原理：

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

其原理是先向用戶(hù)的眼睛照射紅外線(xiàn)，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(diǎn)(角膜上形成的紅外線(xiàn)反射點(diǎn))和瞳孔中心，根據兩者的位置關(guān)系算出視線(xiàn)的方向。如果是個(gè)人電腦的話(huà)，就在顯示器周?chē)跋虏壳度胝丈浼t外線(xiàn)的裝置和小型攝像頭?；蛘咄ㄟ^(guò)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(lái)固定容易轉移到視線(xiàn)輸入計測裝置上的視線(xiàn)。

圖(2)顯示視線(xiàn)輸入功能使用狀況的概念圖。通過(guò)顯示器周?chē)渲玫墓怆妭鞲衅鱽?lái)獲取眼睛的圖像。通過(guò)注視點(diǎn)(x和y)來(lái)操作計算機(130)，也可使用鼠標。

如果能夠標配視線(xiàn)輸入功能，個(gè)人電腦便有望省去鍵盤(pán)及鼠標。而電視拿來(lái)內置，也可省去遙控器。僅憑視線(xiàn)即可輕松操作——這種技術(shù)得以實(shí)現的話(huà)，圖標的配置及大小等圖形用戶(hù)接口的設計也可能會(huì )朝著(zhù)不同于現在的方向發(fā)展。

事實(shí)上，操作比預想的要輕松。用戶(hù)只需坐在個(gè)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(xiàn)輸入的準備工作。瀏覽文本文件時(shí)，隨著(zhù)目光對文字的追蹤，會(huì )向下滾屏，而觀(guān)看相冊時(shí)，只需將目光移至下張照片，照片就會(huì )移到正面位置上來(lái)。

由于比手勢輸入更簡(jiǎn)單，頭部一動(dòng)也不需要動(dòng)，因此宛如自己在使用意念來(lái)控制一樣。而且，將眨眼定義為確定的話(huà)，還可通過(guò)視線(xiàn)來(lái)選擇應用程序的圖標及窗口，使之啟動(dòng)。

其畫(huà)面就會(huì )顯示出來(lái)，然后即可操作該顯示畫(huà)面

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

特制的屏幕或者白板

如何用投影機實(shí)現：特制的屏幕或者白板

由于投影投射出的畫(huà)面并不像顯示器那樣的實(shí)體，而是一個(gè)看得見(jiàn)摸不著(zhù)的虛體，所以我們要想實(shí)現“視線(xiàn)輸入”技術(shù)，就需要解決視線(xiàn)定位與交互的問(wèn)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(shí)體化設備。

其實(shí)原理上和顯示器相同，可以在周?chē)跋虏壳度胝丈浼t外線(xiàn)的裝置和小型攝像頭?；蛘咄ㄟ^(guò)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(lái)固定容易轉移到視線(xiàn)輸入計測裝置上的視線(xiàn)。

交互式電子白板其實(shí)就是一種利用定位技術(shù)視線(xiàn)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(xiàn)技術(shù)、超聲波技術(shù)、等等，以采用紅外線(xiàn)技術(shù)的交互式電子白板為例：由密布在顯示區四周紅外接收和發(fā)射對管形成水平和垂直方向的掃描網(wǎng)格，形成一個(gè)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(xiàn)時(shí)，就可以通過(guò)被阻擋的水平和垂直方向的紅外線(xiàn)位置確定X，Y坐標，實(shí)現坐標的定位。

通過(guò)交互式電子白板的定位，將信息反饋到紅外設備，按照“Tobii”視線(xiàn)技術(shù)的實(shí)現原理，即可實(shí)現“視線(xiàn)輸入”技術(shù)。>>

直接投射在墻壁上是否可實(shí)現?

不使用其他輔助設備，直接投射在墻壁上是否可實(shí)現?

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

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(shí)，會(huì )發(fā)出一種尖叫聲，這是一種超聲波信號，是人類(lèi)無(wú)法聽(tīng)到的，因為它的音頻很高。這些超聲波的信號若在飛行路線(xiàn)上碰到其他物體，就會(huì )立刻反射回來(lái)，在接收到返回的信息之后，蝙蝠于振翅之間就完成了聽(tīng)、看、計算與繞開(kāi)障礙物的全部過(guò)程?？茖W(xué)家把這種現象叫做回聲定位。人類(lèi)根據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(guò)程中躲開(kāi)樹(shù)木一樣，它不僅僅能知道前面有障礙物，還知道障礙物的長(cháng)度、寬度、厚度，就是說(shuō)在三維空間內可以實(shí)現完美的定位和判斷，這樣根據人眼的大體特征，超聲波“掃描”到用戶(hù)的眼睛后，根據基本的特征能夠識別到用戶(hù)的眼睛，這樣就相當于給用戶(hù)的眼睛定位，而且是三維定位，能夠判斷人眼的具體位置。

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

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

全文總結：像第一種方式描述的使用特制的屏幕或者白板實(shí)現“視線(xiàn)輸入”技術(shù)的可能性較大，不過(guò)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(hù)的眼睛，這種設想實(shí)現起來(lái)可能很困難。

其實(shí)除了上面兩種實(shí)現方式，還有一種更為簡(jiǎn)單的設想，就是將上面提到的超聲波技術(shù)及紅外技術(shù)結合到投影機的投射光束中，用光束及光束的反射光實(shí)現“視線(xiàn)輸入”技術(shù)，不過(guò)現在這只是個(gè)想法，具體的實(shí)現原理還想不通，只能寄希望于后人了。