紅外多點觸摸式交互技術原理介紹

Xperia Touch

SONY家的這東西仍是個基于安卓系統的投影儀，但它的界面是能觸控的，這點你懂么？就是說，你不但能看見它投影的東西，還能跟投影畫面觸控交互。

Xperia Touch 的外觀與傳統投影儀有很大不同。采用類似機箱的造型。體積并不是很大，跟一本牛津詞典的厚度差不多，機身重2.1磅，隨身攜帶起來很方便。

它不僅帶有100流明超短焦投影系統，還搭載了 Android 操作系統。

Xperia Touch的投影距離超短，在15英寸、也就是38厘米的距離內，就能投出一個100英寸的畫面。

最牛逼的是，它可以將你身邊任何平面的投影都變為觸控屏幕?。?！

它內部的Android智能設備，配置的是驍龍650芯片。另外還有立體聲揚聲器和電池內置，適合隨身攜帶。

由于處理器的強大，再加上超強的感應探頭，在平面上觸控就跟抹了油一樣靈敏！

互動PK的小游戲也都操縱自如。。。

興起時，你甚至可以在地板上盡情涂鴉，把投影當成涂鴉區

做飯時，你可以直接把投影當成食譜區

Xperia Touch 內置立體聲揚聲器，感覺來了，就彈首鋼琴曲，把投影當成琴鍵區，還可以來打碟哦~

此外，它還能像智能音箱一樣語音控制各種家居！

還能用社交軟件視頻聊天，預留視頻提醒～

帶Android系統，能投影，這些都不稀奇，但能在投影上觸控就真的是有點意思的了，那么這是什么技術原理呢？

原來，Xperia Touch 使用了基于紅外觸控技術的的傳感器，和索尼的 SXRD 投影屏幕技術，通過傳感器和 60fp 相機能夠檢測用戶的手勢和點擊。

紅外多點觸摸式交互技術

紅外多點觸摸的定位技術, 識別并描述了雙手觸摸式交互動作, 并建立了雙手觸摸式交互模型, 這種交互技術比傳統的鼠標操作更加自然直觀, 大大提高了人機交互的效率。

紅外光感應觸摸定位

這里的多點定位使用左右兩套紅外光傳感器?(如圖1(a)?所示) , 同時完成紅外光線的發射和接收。光傳感器集成了紅外光發射器和接收器, 它采用紅外發光二極管作為光源, 電荷耦合器件CCD 作為光探測器件. 回歸反射帶是分布于顯示設備邊緣的一排特殊光反射材料, 用于將紅外光線按原方向反射。

觸摸探測過程中, 紅外發光二極管發射的紅外光線入射到回歸反射面后沿原路徑返回, 紅外接收傳感器CCD 接收返回的紅外光線形成光帶圖像. 圖 1 (a)?所示的是左傳感器的發光二極管發射的紅外光線經回歸反射后由 CCD 光接收器接收的整個過程. 當手指、 筆或其它指點觸摸物體進入紅外光場時會產生遮擋效應, 這些遮擋導致部分光線不能正常反射, 從而在CCD 的接收光帶上出現了手指陰影和形狀。

由于回歸反射帶自身及外界紅外干擾的影響, 紅外 CCD照相機上獲得的圖像并不是單一的光帶圖像, 而是具有很多紅外干擾背景的復雜圖像. 采用以下步驟對光帶進行定位和提?。?/p>

(1)?邊緣檢測：通過提取光帶區域的邊緣特征, 確定光帶的邊緣。

(2)?光帶區域探測：依次對圖像進行水平掃描和垂直掃描, 用矩形框確定探測到的每一部分光帶的區域。

(3)?區域合并和過濾：區域探測獲得的光帶的區域如果相互鄰接則進行合并, 對不符合光帶特征規律的探測區域, 將對其進行過濾。

根據相鄰兩次CCD 探測的結果可以判斷出觸摸的狀態,確定觸摸點是進入點、 退出點、 還是連續觸摸點。?

對每個觸摸點的識別定位算法，如圖 1 (b)?所示，在光遮擋過程完成后, 紅外接收傳感器獲取手指的遮擋信息, 再利用三角定位算法對遮擋點進行定位, 從而確定觸摸的位置。根據圖1 (b)?上的參數可以將觸摸點的位置計算公式定義為：

雙手交互動作識別體系

在光感應多點定位的基礎上, 通過對觸摸點位置的變化、數量的增減、 觸摸點軌跡的分析可以對雙手的觸摸動作進行識別。雙手動作的實施是一個具有時間跨度的過程行為, 因此要求對雙手的操作過程實時分析和處理, 并及時通知上層以便應用系統實時響應。雙手交互識別體系通過基于過程分析的方法完成以下的功能：

(1)?雙手運動檢測

(2)?雙手觸摸形狀驗證

(3)?觸摸軌跡識別

(4)?多動作模式分類

基于多點定位識別的實時硬件檢測, 雙手交互識別通用程序對雙手的運動特征進行探測, 判斷雙手在屏幕的觸摸形狀, 進而估計雙手的姿態. 在運動過程中不斷記錄雙手的運動軌跡, 經過運動模型處理識別各種雙手動作. 雙手交互識別體系的構成如下圖所示。

應用雙手觸摸交互, 用戶可以擺脫傳統交互方法的束縛,使用自然直觀的方式與信息空間進行無障礙的交流, 從而可以將更多的精力投入到任務的分析和問題的解決當中。用戶的雙手動作符合自然的操作習慣, 易于在用戶的心理模型和交互動作間建立一致的映射, 在交互過程中體現了以用戶為中心的設計思想。

在進入智能化生活的今天，智能家居、智能手機、智能汽車以及無人零售等新興行業的應用中，基于紅外觸摸技術的各種遙感控制一定會為我們帶來想象無限的神奇體驗。

編輯：黃飛

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