空間輸入的知覺系統

介面提供使用者一個與電腦溝通的平台，提供一個操作的方法以及傳遞出訊息。傳 統電腦的介面提供設計者空間塑模的需求始終尚缺乏。設計者受限在2D 輸入的介面限 制下，必須負擔大量的指令操作從事2D 視窗中的程序操作。設計者最重視的空間操作 行為，在2D 介面的限制下，必須轉換成各向度的操作以分開達成。這個流程與設計者 的直覺並不符合，因此，設計過程中，人類心智空間中產生了Cognitive load，為了轉換 3D 空間行為成 2D 指令操作的步驟。該負擔造成了設計者設計過程的障礙，干擾了設 計行為的運作。因此，本空間輸入系統的發展實際提出兩個功能以改善Cognitive loads 的問題：(1)感知空間位置，以及在該系統中提供(2)直覺地點選操作方法。

4.3.1 感知實體空間中的位置座標

由於電腦圖像並非真實的空間狀態，是由位元的運算所構成的，並不具備反應物理 空間狀態的能力。而人類是實體空間中的物體，透過實際的肢體行為與視覺思考進行塑

模創作。因此，比系統是利用影像輸入的方式，使得電腦得知實體空間中的資訊，並且 透果兩台攝影機的輸入來得隻空間位置的訊息。運作程序首先(a)讀入實體空間資訊，然 後(b)計算出空間的座標位置。

a.讀入實體空間資訊

由於單隻攝影機所讀入的空間資訊是有限制的，因此本系統透過CoronosPlus 影像 擷取卡的得以同時讀入兩台CCD 攝影機的資訊，得以更有效的掌握實體空間中的訊

y = 78936x^-1.8643 R² = 0.9489

因此，該介面提供了空間輸入的功能，直接將實體空間中光點的空間位置轉換成(x, y, z)參數的數值。使用該介面相當的簡單，只需要穿戴起 LED 手套，在面對兩隻 CCD 攝影機的面前，開始任意地移動手指的位置，光點的空間位置就會具體的呈現在該介面 上(圖 30)。該介面是利用 MIL 函式庫的視窗功能所寫出來的，左右的影像分別為 CCD 攝影機左右兩台所擷取到的畫面，在擷取到光點座標的位置會出現紅色的十字方框，(x, y,z)參數的數值將呈現在左上方。

圖30 感知空間位置系統的運作狀況

4.3.2 感知控制的意念

意念是感知中最深層的想法，最直接的表達。肢體通常對一些行為有很直接詮釋方 法。因此，此系統利用手勢表達的意思設定一套點選和瀏覽的方法。利用手勢中食指和 大拇指表現出用力得靠近彼此的動作設定成點選的行為，除此以外的姿勢全部設定成瀏 覽的行為。此控制方法直接整合在影像輸入系統當中，運用彩色CCD 攝影機讀入 RGB 資訊的原理，辨識亮點的顏色資訊。因此，本手勢訊號的設定利用紅色和綠色兩種顏色 的LED 光亮作為區隔。運用在手套的電路切換設計中，該影像輸入系統在擷取空間位 置的同時，一起辨識光點的顏色，將可以直接獲得手勢的動作狀態。

因此，該介面提供使用者在空間中活動的同時，任意的改變手勢點選的動作，透果 影像辨識的結果，將獲得現在手勢的狀態，呈現在左上角。手勢一共有兩種設定，當拇 指與食指靠近的時候，LED 會呈現光暈較大的紅色光澤；當拇指與食指分開的時候，

LED 會呈現光暈較小的綠色光澤。透過 RGB 的辨識，手勢的點選或是瀏覽的狀態將被 電腦獲得。

圖30 感知手勢狀態系統的運作狀況，左為瀏覽狀態，右為點選狀態。

Manipulate hand act

GUI behavior Manipulate

input device

mind hand Input

device computer

X-axis

Manipulate

hand act gesture behavior

mind hand computer

spatial control

Achieve spatial control Traditional

interface

Gestural spatial interface Traditional

interface

Gestural spatial interface

圖31 達成空間空控制行為的流程圖。設計者使用此空間輸入系統比起傳統的介面，可以以更簡短的 程序捯成空間控制的操作。