热感触控技术为可穿戴设备打开一道门

【写在前面】本文作者Daniel Kurz是德国增强现实(augmented reality)解决方案开发商Metaio 的研发实验室首席研究员，以下是他分享了他的团队发想出热感触控(thermal touch)技术的有趣经历…

某天我们意外拿到了一台热成像摄影机(thermographic camera)，在实验室玩得很开心；我们的研发团队其实一直在开发自然且直观、透过头戴显示器与增强现实应用程序互动的方式，这是第一次只纯粹把玩新玩具。

我拿着那台摄影机量测我的咖啡杯、显示器温度，还发现我脸部的温度分布图实在很有趣；我注意到，无论何时我将手放在桌子上，留在桌面上的残余热量都会在热影像中明显可见。而针对不同目标物进行的简短实验显示，这不只是我的桌子才会有的独特现象，大多数的物体在人手触摸过后，都会显示出一个热点。

那台热成像摄影机模块包含一个可见光镜头，能在视野内辨识并追踪物体；于是我们有了一个点子：将透过热影像来侦测人手触摸动作的功能、以及透过一般可视影像 来侦测追踪被触摸物体的功能结合在一起，就会是一个能自然地与那些物体以及相关数字信息互动的方式──特别是能用在可穿戴式耳机上。

我们已经习于为科技使用者寻找触控方案──现在触控确实已经成为大多数技术默认的用户接口。穿戴式设备制造商已经提出了多种接口解决方案，包括语音导航、 手指侦测与配套设备的深度追踪，甚至装在肩膀上的投影机等创新玩意儿；虽然这些方案选项是个很不错的开始，我们还是发现其中很多仍有所欠缺，甚至会让一般用户感到沮丧。

如果我们能让每一种物体的表面都变成触控屏幕怎么样？这是我们在发现结合热成像技术与传统计算机视觉算法能带 来的潜在优势之后，赋予我们自己的一个新任务点子；我们用一台联想(Lenovo)的ThinkPad平板电脑来打造原型，用一个在五金行买到的简单夹具，在平板电脑外挂了一个结合热成像与可见光的摄影机模块。

我们的概念验证软件实作是以Metaio的增强现实SDK为基础，具备能适用平面与3D物体的追踪功能；此外还可提供在被追踪目标顶部渲染(render)虚拟对象的功能，这是将虚拟信息相关联至实体表面所必需的。

Metaio打造的热感触控设备原型，虽然成本较高也很笨重，却替未来的免持式可穿戴设备互动接口指引了新方向

当然，我们的软件尚未有支持热成像技术的原生功能，因此我们必须让Metaio SDK能支持热成像摄影机所撷取的影像；唯一欠缺的东西是触控侦测算法，于是我们开发了一个。接着我们开始寻找能容易展示的理想使用者案例以及应用；经 过几次成功的现场测试，我们将为这个技术的概念化与实际用途收集在一起，拍成了以下的视讯。

我们所打造的原型设备不但笨重而且昂贵──目前该技术还不能算是消费性技术，但这种与虚拟直径互动的新方式，为穿戴式计算机与头戴式显示器指引了一条明路。我 们相信，可穿戴式计算机的普及化只是迟早的问题，不过其用户接口仍是一个有待克服的挑战。这种热感触控接口若能打造得更强韧，会是触控设备过渡到免持式设备的理想解决方案。

未来我们将持续改善原型设备的强韧度以及延迟，我们目前正在研究如何让这个基础方案能支持更先进的互动技 术，例如以不同的手指来触摸物体会有不同的效果。或许第一款内建热成像摄影机的头戴式设备上市还需要一些时间，但这类摄影机外型将会变得更小巧，价格也更 合理；至于支持热成像功能的手机则可望在今年上市，这只是一个开始。