淺析人機界面互動技術的趨勢發(fā)展

　　人機界面的發(fā)展趨勢，多點觸控、動作感應、虛擬實境等等都是目前的當紅炸子雞，不過研究與研發(fā)人員的眼光，除了緊盯目前的技術外，眼界應該看的更遠，前述三種趨勢的新發(fā)展即為觸控回饋、全身動作感應、擴增實境。

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

　　人機界面雖然種類繁多，但是近幾年來最重要的技術發(fā)展，多數(shù)研發(fā)人員甚至終端消費者都會同意，即多點觸控（Multi-touch）、動作感應技術（Motion Sensing Technology）、以及虛擬實境（virtual reality）這三點莫屬，特別是前兩者的發(fā)展，在iPhone與Wii的熱賣下，幾乎已經(jīng)達到人盡皆知的程度，而后者也相當熱門。

　　不過設計者的眼光必須看的比現(xiàn)況更遠，前述三項技術的發(fā)展新趨勢，現(xiàn)在也已經(jīng)可以看出端倪，甚至已經(jīng)落實到產(chǎn)品上，嚴格說起來已經(jīng)不是趨勢而已經(jīng)是實踐，當然是人機界面設計者更不可忽略的發(fā)展。多點觸控的重要發(fā)展趨勢為強化觸覺式觸控回饋能力，動作感應技術則強調能夠直接偵測全身動作、虛擬實境則改良為擴增實境，以下分別敘述其發(fā)展狀況。

　　觸覺式觸控回饋

　　無論是單點還是多點觸控，在實作之后，許多研究發(fā)現(xiàn)，觸控的人機界面，由于通常是設計在屏幕之上，無論是否觸發(fā)了設備的反應，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，因為在一般的界面中，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，但是多點觸控卻沒有辦法這樣做，因此手指很難施加壓力的強度，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)在多點觸控的承載裝置，多是液晶屏幕，但是此類屏幕在強光下，可能會有看不清楚的情況，或是在不方便一直盯著屏幕看的地點使用，都會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，觸控回饋技術的發(fā)展，由簡易到困難，歷經(jīng)視覺、聽覺、觸覺三個回饋階段。

　　視覺回饋階段在觸控技術落實后，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，即在觸控訊號被接受時，裝置會發(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，因為聲音可能會對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調觸覺回饋機制。

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

　　全身動作偵測

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

　　Project Natal是指一種全新的姿態(tài)偵測人機界面。Wii雖然能夠偵測使用者的姿態(tài)，而在游戲中做出相應的變化，甚至推出了Wii腳踏墊與Wii Motion Plus裝置來偵測更精確的腳部姿態(tài)與加速度，但是無論怎么變化，都需要外部的裝置輔助，甚至為了進化更先進的偵測功能，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的XBOX360前方，就可以與裝置互動，使用者完全不需要任何外部裝置。偵測的裝置則是名為「Zcam」，是一個攝影機，但最獨特的技術與特征，是在于其鏡頭旁邊有一圈LED光源，會發(fā)射光波（紅外線）記計算光源碰到物體而反射回來的時間，而即時計算達到三空間的相對位置體。，

　　Zcam的原理其實跟雷達或聲納一樣，但是利用鏡頭發(fā)射的是光波而非聲波，并利用半導體技術的進步，能更精準的計算與定位出3D立體空間的相對位置變化，并能及時計算達到每秒60頁面的連續(xù)畫面，而據(jù)傳Zcam本身的運算不需要依賴主機的輔助，所以能讓游戲主機專心計算畫面內的效果，姿態(tài)感測與運算部分完全由攝影機來負責。當然，除了姿態(tài)傳感器，Project Natal也有陣列麥克風等裝置，感測聲音。

　　當然，Project Natal的設計可預見一些明顯的缺點，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備，就會讓Zcam的偵測失準等，但是整體來觀察，Zcam的感測設計，從2009年在CES與E3展示之后，就引起相當高的關注與期待，也讓對手任天堂與索尼（Sony）紛紛表示有類似的技術將推出，顯示競爭對手也都認為Project Natal是一項重大的威脅。

　　擴增實境

　　虛擬實境的概念是將現(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，例如模擬出一個虛擬博物館，卻讓使用者與親訪該處的游客有相似的體驗。

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

　　因此許多研究者與開發(fā)人員，認為虛擬實境技術發(fā)展不能純然利用虛擬技術，如果能夠結合實境，反而能夠發(fā)揮更大的效果，順著這個理論發(fā)展出一支分派，即擴增實境，因此擴增實境嚴格來說并非虛擬實境的改良，而是新的應用方式。

　　擴增實境能夠在現(xiàn)實的基礎上，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（手機鏡頭與屏幕亦可做到），或是GPS訊號直接與車窗看到的影像做結合，達成更直觀更明確的導航。

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