淺析人機(jī)界面互動(dòng)技術(shù)的趨勢(shì)發(fā)展

      人機(jī)界面的發(fā)展趨勢(shì)，多點(diǎn)觸控、動(dòng)作感應(yīng)、虛擬實(shí)境等等都是目前的當(dāng)紅炸子雞，不過研究與研發(fā)人員的眼光，除了緊盯目前的技術(shù)外，眼界應(yīng)該看的更遠(yuǎn)，前述三種趨勢(shì)的新發(fā)展即為觸控回饋、全身動(dòng)作感應(yīng)、擴(kuò)增實(shí)境。

　　  如何在觸控狀態(tài)下給使用者最貼近真實(shí)的使用體驗(yàn)，觸覺回饋是相當(dāng)重要的機(jī)制。

　　 人機(jī)界面雖然種類繁多，但是近幾年來最重要的技術(shù)發(fā)展，多數(shù)研發(fā)人員甚至終端消費(fèi)者都會(huì)同意，即多點(diǎn)觸控(Multi-touch)、動(dòng)作感應(yīng)技術(shù)(Motion Sensing Technology)、以及虛擬實(shí)境(virtual reality)這三點(diǎn)莫屬，特別是前兩者的發(fā)展，在iPhone與Wii的熱賣下，幾乎已經(jīng)達(dá)到人盡皆知的程度，而后者也相當(dāng)熱門。

　　  不過設(shè)計(jì)者的眼光必須看的比現(xiàn)況更遠(yuǎn)，前述三項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展新趨勢(shì)，現(xiàn)在也已經(jīng)可以看出端倪，甚至已經(jīng)落實(shí)到產(chǎn)品上，嚴(yán)格說起來已經(jīng)不是趨勢(shì)而已經(jīng)是實(shí)踐，當(dāng)然是人機(jī)界面設(shè)計(jì)者更不可忽略的發(fā)展。多點(diǎn)觸控的重要發(fā)展趨勢(shì)為強(qiáng)化觸覺式觸控回饋能力，動(dòng)作感應(yīng)技術(shù)則強(qiáng)調(diào)能夠直接偵測(cè)全身動(dòng)作、虛擬實(shí)境則改良為擴(kuò)增實(shí)境，以下分別敘述其發(fā)展?fàn)顩r。

　　  觸覺式觸控回饋

　　  無論是單點(diǎn)還是多點(diǎn)觸控，在實(shí)作之后，許多研究發(fā)現(xiàn)，觸控的人機(jī)界面，由于通常是設(shè)計(jì)在屏幕之上，無論是否觸發(fā)了設(shè)備的反應(yīng)，觸覺的感覺部分完全相同，除了難以判斷是否已經(jīng)完成了指令外，更有可能造成肌肉的傷害，因?yàn)樵谝话愕慕缑嬷�，指尖按壓的瞬間感覺，已經(jīng)足夠讓大腦判斷，并將手指的加速度減低到零，但是多點(diǎn)觸控卻沒有辦法這樣做，因此手指很難施加壓力的強(qiáng)度，久而久之累積之下，可能又成為新的文明病。

　　  除此之外，由于現(xiàn)在多點(diǎn)觸控的承載裝置，多是液晶屏幕，但是此類屏幕在強(qiáng)光下，可能會(huì)有看不清楚的情況，或是在不方便一直盯著屏幕看的地點(diǎn)使用，都會(huì)讓觸控屏幕比起傳統(tǒng)的界面，例如鍵盤，讓使用者更為困窘。前述狀況的解決之道自然是合理的觸控回饋技術(shù)，觸控回饋技術(shù)的發(fā)展，由簡易到困難，歷經(jīng)視覺、聽覺、觸覺三個(gè)回饋階段。

　　  視覺回饋階段在觸控技術(shù)落實(shí)后，即被采用，在屏幕上顯示不同的狀態(tài)，讓使用者明白其輸入已經(jīng)被接受，但是這樣的回饋機(jī)制卻幾乎無法解決前述的問題，因此很快被聽覺回饋系統(tǒng)取代，即在觸控訊號(hào)被接受時(shí)，裝置會(huì)發(fā)出聲音讓使用者明了，甚至聽覺回饋還能夠模擬使用者熟悉的機(jī)器或鍵盤聲，讓使用者操控的親切感與熟悉度更高。但聲音回饋乍看之下解決了前述的問題，但是卻又制造了新的問題，因?yàn)槁曇艨赡軙?huì)對(duì)不相干的旁人造成干擾，或是讓使用者泄漏本身的隱私，或是在吵雜的環(huán)境聽不清楚或誤聽等問題，因此最新的發(fā)展讓觸控回饋特別強(qiáng)調(diào)觸覺回饋機(jī)制。

　　  觸覺回饋還可以細(xì)分為震動(dòng)回饋與力回饋兩種，但通常合并討論，此種利用觸感的回饋機(jī)制之優(yōu)勢(shì)，根據(jù)工研院IEK的研究，有下列幾種：1、可量化的訊號(hào)偵測(cè)：藉由軟硬件的配合偵測(cè)而提供量化的觸覺回饋程度。2、模擬機(jī)械按鍵的操作手感：機(jī)械按鍵允許使用者可以藉由指尖的觸感來確認(rèn)操作是否正確，然而普通觸控面板無法提供同樣觸感。3、更多樣式的使用者回饋機(jī)制：除了影像回饋及聲音回饋之外，觸感回饋亦能補(bǔ)足使用者的使用體驗(yàn)。4、降低視覺負(fù)荷：具有觸感回饋的觸控面板可以降低使用者的視覺負(fù)荷，尤其使用者在視野受限的情況之下依然可以操作。

　　  全身動(dòng)作偵測(cè)

　　  任天堂(Nintendo)幾年前推出的Wii游樂器將姿態(tài)偵測(cè)納入游戲機(jī)，徹底的改變了長久以來的游戲機(jī)控制模式，不過其在游戲控制器手把中，加入動(dòng)作感應(yīng)器的作法，將被微軟(Microsoft)箭在弦上即將推出的XBOX 360的殺手級(jí)武器「Project Natal」強(qiáng)勢(shì)挑戰(zhàn)。

　  　Project Natal是指一種全新的姿態(tài)偵測(cè)人機(jī)界面。Wii雖然能夠偵測(cè)使用者的姿態(tài)，而在游戲中做出相應(yīng)的變化，甚至推出了Wii腳踏墊與Wii Motion Plus裝置來偵測(cè)更精確的腳部姿態(tài)與加速度，但是無論怎么變化，都需要外部的裝置輔助，甚至為了進(jìn)化更先進(jìn)的偵測(cè)功能，需要的外部裝置也越多。

      但Project Natal則只要使用者站到含有此技術(shù)的XBOX360前方，就可以與裝置互動(dòng)，使用者完全不需要任何外部裝置。偵測(cè)的裝置則是名為「Zcam」，是一個(gè)攝影機(jī)，但最獨(dú)特的技術(shù)與特征，是在于其鏡頭旁邊有一圈LED光源，會(huì)發(fā)射光波(紅外線)記計(jì)算光源碰到物體而反射回來的時(shí)間，而即時(shí)計(jì)算達(dá)到三空間的相對(duì)位置體。，

　　  Zcam的原理其實(shí)跟雷達(dá)或聲納一樣，但是利用鏡頭發(fā)射的是光波而非聲波，并利用半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，能更精準(zhǔn)的計(jì)算與定位出3D立體空間的相對(duì)位置變化，并能及時(shí)計(jì)算達(dá)到每秒60頁面的連續(xù)畫面，而據(jù)傳Zcam本身的運(yùn)算不需要依賴主機(jī)的輔助，所以能讓游戲主機(jī)專心計(jì)算畫面內(nèi)的效果，姿態(tài)感測(cè)與運(yùn)算部分完全由攝影機(jī)來負(fù)責(zé)。當(dāng)然，除了姿態(tài)傳感器，Project Natal也有陣列麥克風(fēng)等裝置，感測(cè)聲音。

　　  當(dāng)然，Project Natal的設(shè)計(jì)可預(yù)見一些明顯的缺點(diǎn)，例如Zcam的擺放位置容易受到限制，如果周圍或是使用者身上有可以吸收紅外線的設(shè)備，就會(huì)讓Zcam的偵測(cè)失準(zhǔn)等，但是整體來觀察，Zcam的感測(cè)設(shè)計(jì)，從2009年在CES與E3展示之后，就引起相當(dāng)高的關(guān)注與期待，也讓對(duì)手任天堂與索尼(Sony)紛紛表示有類似的技術(shù)將推出，顯示競爭對(duì)手也都認(rèn)為Project Natal是一項(xiàng)重大的威脅。

　　  擴(kuò)增實(shí)境

　  　虛擬實(shí)境的概念是將現(xiàn)有的多媒體化聲音、影像、繪圖、文字等技術(shù)加以整合與改良，一起呈現(xiàn)到使用者前，核心概念是讓使用者有身歷其境的感覺，例如模擬出一個(gè)虛擬博物館，卻讓使用者與親訪該處的游客有相似的體驗(yàn)。

　　  虛擬實(shí)境的發(fā)展，過去受限于計(jì)算機(jī)的處理能力，無法做的非常擬真，雖然現(xiàn)在計(jì)算機(jī)科技發(fā)展突飛猛進(jìn)，但是對(duì)于模擬真實(shí)環(huán)境還是力有未逮，例如氣味的真實(shí)模擬。

　　  因此許多研究者與開發(fā)人員，認(rèn)為虛擬實(shí)境技術(shù)發(fā)展不能純?nèi)焕�用虛擬技術(shù)，如果能夠結(jié)合實(shí)境，反而能夠發(fā)揮更大的效果，順著這個(gè)理論發(fā)展出一支分派，即擴(kuò)增實(shí)境，因此擴(kuò)增實(shí)境嚴(yán)格來說并非虛擬實(shí)境的改良，而是新的應(yīng)用方式。

　　  擴(kuò)增實(shí)境能夠在現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上，加入虛擬的影像，例如使用者戴上眼鏡，就能夠在眼鏡中為看到的景觀加上批注，例如某棟建筑物的用途(手機(jī)鏡頭與屏幕亦可做到)，或是GPS訊號(hào)直接與車窗看到的影像做結(jié)合，達(dá)成更直觀更明確的導(dǎo)航。

　  　過去由于虛擬實(shí)境需要攜帶的裝備，非常龐大笨重，但是目前已經(jīng)可以微縮到如同數(shù)碼眼鏡或是手機(jī)內(nèi)裝置的大小，因此擴(kuò)增實(shí)境未來的發(fā)展甚至比虛擬實(shí)境還被看好。