新世紀(jì)最火的技術(shù)玩物是什么？有人說(shuō)是iPhone，有人說(shuō)是PS Move，有人說(shuō)是Wii，有人說(shuō)是Kinect……其實(shí)，萬(wàn)變不離其宗，那就是體感技術(shù)（motion sensing）?；瑒?dòng)的手勢(shì)、舞動(dòng)的胳膊、擺動(dòng)的大腿……一切身體的姿態(tài)和動(dòng)作，皆被捕捉并轉(zhuǎn)化為指令，最終以華麗的面目呈現(xiàn)在你眼前。因?yàn)樗?，人工智能的進(jìn)程加快了一大步，從觸摸到操控已經(jīng)完成，下一步我們還會(huì)發(fā)明些什么呢？

趨勢(shì)的出現(xiàn)

在2011年CES（美國(guó)消費(fèi)電子展）上，Intel給出了明確答案：所謂的次世代游戲，核心還是體感。新瓶裝舊酒，玩的就是趨勢(shì)。此前，所有的體感游戲都滿足兩點(diǎn)：體驗(yàn)性和互動(dòng)性。這款游戲的鼻祖說(shuō)不清是Wii還是PS Move的升級(jí)版，但把體感技術(shù)搬進(jìn)筆記本應(yīng)該還是首次。

相信玩過(guò)PS Move，Wii以及Kinect的讀者，一定對(duì)動(dòng)態(tài)捕捉記憶猶新。沒錯(cuò)，那就是體感技術(shù)的元神——跟蹤記錄我們?nèi)S空間里的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而模擬我們的動(dòng)作。這一點(diǎn)，在很多電影中都有所體現(xiàn)。比如《黑客帝國(guó)》中的基努·里維斯、《阿凡達(dá)》中的薩姆·沃辛頓，他們都不是神，只是在動(dòng)態(tài)捕捉之后，前者可以躲子彈，后者變身外星人。

體感的原理

體感技術(shù)以動(dòng)態(tài)捕捉為基礎(chǔ)，這種記錄的方式可分為兩類：光學(xué)被動(dòng)式和慣性運(yùn)動(dòng)測(cè)量混合。PS Move的玩家應(yīng)該對(duì)各種手柄印象深刻，三軸加速計(jì)、三軸陀螺儀，甚至包括地磁感應(yīng)器（其實(shí)就是電子指南針）。Wii的方式有些特別，它主要是通過(guò)紅外感應(yīng)器來(lái)判斷手柄發(fā)出的動(dòng)作。而PS Move其實(shí)是用eye捕捉手柄在三維空間的動(dòng)作，但光球里面有地磁感應(yīng)器，所以體感精度更加準(zhǔn)確，可以校正部分誤差和更準(zhǔn)確地判斷姿勢(shì)和指向等。

在這里必須強(qiáng)調(diào)，任天堂的Wii絕對(duì)是體感技術(shù)里程碑式的杰作，甚至有人說(shuō)PS Move體感就是學(xué)wii的。從慣性運(yùn)動(dòng)上來(lái)說(shuō)，這兩個(gè)體感的性質(zhì)差不多，但是光學(xué)判斷控制器在空間運(yùn)動(dòng)的原理和考慮點(diǎn)則不是一樣的。因?yàn)镻S Move的eye可以進(jìn)行攝像，能進(jìn)行人臉辨別，可以通過(guò)影像使用反響力學(xué)判斷持有手柄者上半身的運(yùn)動(dòng)，還可以將人物通過(guò)攝像頭進(jìn)入虛擬游戲當(dāng)中。如果你覺得這段講述有些眩暈頭大的話，找來(lái)《派對(duì)游戲大集合》的宣傳片看看，就會(huì)一目了然。我在這里說(shuō)的體感原理主要是，機(jī)器將人物通過(guò)攝像頭記錄，出現(xiàn)在游戲里，以增強(qiáng)游戲的真實(shí)感。

而稍晚出現(xiàn)的Kinect體感原理，則是感應(yīng)全身運(yùn)動(dòng)和聲音式識(shí)別，這對(duì)體感技術(shù)無(wú)疑是一種提升。這款曾經(jīng)震驚美國(guó)洛杉磯電子娛樂展的神作，一出世就贏得萬(wàn)千寵愛，畢竟是微軟應(yīng)對(duì)Wii的臥薪嘗膽之作、Natal計(jì)劃的勝利成果。Kinect是針對(duì)XBOX360游戲機(jī)研發(fā)的機(jī)頂功能擴(kuò)展裝置，能夠讓玩家的身體變成控制器：玩家移動(dòng)手臂，屏幕上的游戲人物也同樣移動(dòng)手臂；玩家跳躍，游戲人物也會(huì)跟著跳躍。也正是因?yàn)檫@一點(diǎn)，才讓很多玩家樂此不疲high過(guò)頭。電腦會(huì)根據(jù)玩家做出的動(dòng)作不同而執(zhí)行相應(yīng)指令，在體驗(yàn)身臨其境的同時(shí)又達(dá)到了鍛煉身體的目的，真可謂一舉兩得。

《新科學(xué)家》雜志在2010年初報(bào)道稱，這款深度感應(yīng)攝像頭能夠在10毫秒內(nèi)識(shí)別和跟蹤身體部位，并將其鎖定在4立方厘米的空間內(nèi)，同時(shí)只消耗Xbox 10%至15%的處理資源。消耗一定處理資源尤其讓玩家感到擔(dān)憂，在他們看來(lái)，只要消耗游戲機(jī)處理資源便會(huì)對(duì)游戲品質(zhì)產(chǎn)生不利影響。

Kinect新紀(jì)元

事實(shí)勝于雄辯，從去年11月上市至今，Kinect已然成為一個(gè)嶄新的游戲平臺(tái)。蘋果在這方面暫時(shí)沒有重要的新品應(yīng)對(duì)，這讓微軟揚(yáng)眉吐氣了一把。其實(shí)，Kinect 的技術(shù)提供方以色列的 PrimeSense最先相中的合作伙伴就是喬布斯的蘋果。哪知蘋果先讓 PrimeSense 簽署一大堆的法律文件和保密協(xié)議，這讓PrimeSense非常惱火，轉(zhuǎn)而向微軟投懷送抱。嘗到體感技術(shù)甜頭的微軟并不滿足，參與“目標(biāo)識(shí)別計(jì)算法”的其中一位幕后英雄就表示，應(yīng)用于游戲只是這一界面更加簡(jiǎn)潔的技術(shù)的起點(diǎn)。微軟英國(guó)劍橋研究院的杰米·肖頓說(shuō)：“我認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)能夠在未來(lái)應(yīng)用到其他領(lǐng)域?！钡拇_，Kinect可能不止改變玩家玩電腦游戲，還會(huì)改變體感技術(shù)的未來(lái)。

此言非虛，因?yàn)槲④浹芯吭旱目茖W(xué)應(yīng)用科學(xué)主管Steven Batchiche已經(jīng)有了新發(fā)現(xiàn)。最近，他就通過(guò)演示視頻展示了這一手勢(shì)技術(shù)的最新開發(fā)動(dòng)態(tài)。視頻中，手勢(shì)控制系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)面向下的配備反射式顯示屏的投影機(jī)來(lái)捕捉其光線路徑上物體的動(dòng)態(tài)，然后將這一動(dòng)態(tài)回饋給計(jì)算機(jī)，使之通過(guò)識(shí)別程序在顯示器中重現(xiàn)你的動(dòng)作。

這一縱向體感捕捉系統(tǒng)如果再加上一個(gè)Kinect攝像頭的話，就能實(shí)現(xiàn)操作者視覺與手勢(shì)的全方位跟蹤，從而讓顯示器變得更像一個(gè)玻璃窗：無(wú)論你走到哪，做出怎樣的動(dòng)作，“玻璃窗”都會(huì)反應(yīng)出相應(yīng)的全系圖像變化。

行業(yè)的跟進(jìn)

微軟在玩命挖掘Kinect的價(jià)值，索尼也躍躍欲試。體感技術(shù)風(fēng)起云涌，光靠PS Move打天下，顯然不能夠令索尼滿意。為了緊跟時(shí)尚，索尼決定在2012年推出PS4，其主要變革就是搭載類似Kinect的動(dòng)態(tài)偵測(cè)攝像頭。這款PS4主機(jī)將在年底由富士康與和碩聯(lián)合科技兩家企業(yè)投產(chǎn)，明年出貨將達(dá)到2000萬(wàn)臺(tái)。

無(wú)獨(dú)有偶，微軟也準(zhǔn)備明年公布新的XBOX主機(jī)，任天堂也要發(fā)Wii U，看來(lái)2012年會(huì)是玩家全面進(jìn)入體感游戲新平臺(tái)的時(shí)代。國(guó)外游戲媒體VideoGamer透露的信息稱，微軟已經(jīng)做好準(zhǔn)備在2012年的E3展上公布XBOX360主機(jī)的繼任者，而Crytek公司也已經(jīng)開始為新平臺(tái)開發(fā)《時(shí)空分裂者(Timesplitters)》的下一部作品《時(shí)空分裂者4》，但Crytek方面很快出面否認(rèn)，微軟方面則始終對(duì)新機(jī)傳聞保持緘默。

微軟和索尼磨刀霍霍，主要原因還是在于任天堂即將在2012年4月之后推出Wii U。據(jù)說(shuō)，Wii U的手柄屏幕創(chuàng)意極大地刺激了微軟和索尼次時(shí)代新機(jī)的構(gòu)想。

而據(jù)臺(tái)灣《電子時(shí)報(bào)》消息，臺(tái)灣零部件供應(yīng)商透露，索尼公司計(jì)劃2011年底量產(chǎn)下一代視頻游戲機(jī)PS4，并于2012年正式推出?？磥?lái)，供貨商已經(jīng)泄露了索尼的圖謀，PS4將支持類似微軟Kinect的體感技術(shù)。相信索尼會(huì)在明年與E3、任天堂的Wii U和微軟XBOX360的Kinect正面對(duì)抗。這再次證明，全方位體感解決方案是業(yè)界的一塊金礦。

體感進(jìn)化論

從微軟Kinect體感技術(shù)的進(jìn)化，大家可以看到一個(gè)趨勢(shì)：繼鼠標(biāo)和鍵盤之后，體感技術(shù)的誕生宣告了一個(gè)“人機(jī)互動(dòng)”新時(shí)代的來(lái)臨。過(guò)去，手柄、鍵盤和鼠標(biāo)等輸入設(shè)備極大地減緩了操控的快感，你知道你左右的不過(guò)是計(jì)算機(jī)。但是，當(dāng)你徹底丟棄它們，你就能享受放手一搏的新體驗(yàn)，真正融入計(jì)算機(jī)所創(chuàng)造的虛擬世界之中。

去年，微軟的Kinect發(fā)售25天就取得了300萬(wàn)臺(tái)的銷量，風(fēng)風(fēng)光光地賺了個(gè)盆滿缽滿?？康氖鞘裁?？全方位體感無(wú)疑再度點(diǎn)燃了人們對(duì)體感技術(shù)的熱情，數(shù)字足以說(shuō)明市場(chǎng)的潛力。但人們或許更關(guān)心的是：這種新奇的人機(jī)交互技術(shù)除了游戲，還會(huì)延伸到哪些領(lǐng)域？

首先，關(guān)于動(dòng)作捕捉，之前已經(jīng)介紹過(guò)，其在電影技術(shù)里的應(yīng)用頗廣，幾乎所有的動(dòng)作片、動(dòng)畫片都有動(dòng)態(tài)捕捉的影子。當(dāng)高清向觀眾走來(lái)，我們也完成了從2D到3D的革命。體感技術(shù)，說(shuō)到底就是動(dòng)作感應(yīng)控制技術(shù)，即由機(jī)器通過(guò)某些特殊方式對(duì)用戶的動(dòng)作進(jìn)行識(shí)別、解析，并按照預(yù)定方式，使相應(yīng)動(dòng)作在機(jī)器端做出反饋。

每天晃著iPhone或iPad的用戶對(duì)體感并不陌生，你放平手機(jī)就變橫屏；你晃動(dòng)一下就播放下一首歌曲；你玩軌跡球，就仿佛手里端著一個(gè)平板，上面的球會(huì)根據(jù)傾斜角度不同而來(lái)回滾動(dòng)。沒錯(cuò)，這就是體感技術(shù)——一切從游戲開始。

從游戲開始

回溯歷史你會(huì)發(fā)現(xiàn)，體感技術(shù)的發(fā)展可謂突飛猛進(jìn)。當(dāng)年索尼的PS2配件EYETOY令玩家為之一振，因?yàn)樗皿w感技術(shù)帶來(lái)了全新的游戲體驗(yàn)。攝像頭會(huì)將電視前玩家的身體掃描并“放入”電視畫面，玩家可以在電視畫面里的卡通場(chǎng)景中，揮動(dòng)雙手來(lái)進(jìn)行拳擊、擦玻璃、放煙花等游戲。其實(shí)，EYETOY的原理并不復(fù)雜，攝像頭以固定的速率采集圖像，當(dāng)場(chǎng)景內(nèi)無(wú)變化時(shí)，前后兩幅圖像內(nèi)容一致，當(dāng)有物體運(yùn)動(dòng)時(shí)則產(chǎn)生差異，因此通過(guò)簡(jiǎn)單的對(duì)相鄰兩幀圖像的相減，得到畫面中不同的部分，即可以感知是否有運(yùn)動(dòng)物體及運(yùn)動(dòng)物體的一些屬性，比如大小、位置和顏色等。從這個(gè)角度來(lái)講，EYETOY更像是普及教程，扮演著引路人的角色，讓更多人認(rèn)識(shí)了體感技術(shù)。

真正引發(fā)體感技術(shù)商業(yè)價(jià)值的是對(duì)3D圖像、動(dòng)作的完美捕捉。3D圖像已經(jīng)成了游戲界的主要流行趨勢(shì)，特別是《阿凡達(dá)》在全球狂砍20億美元之后，更是有超過(guò)50%的游戲開發(fā)引擎都將技術(shù)側(cè)重點(diǎn)放在了3D技術(shù)上。

此后的重量級(jí)產(chǎn)品是任天堂公司的Wiimote。任天堂在Wiimote的身體內(nèi)安裝了一塊來(lái)自Analog Device的ADXL330 MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))三軸加速度傳感芯片，而其采用的BiCMOS制程技術(shù)，能夠在X/Y/Z三個(gè)軸向上感知3G的加速度，并且采用模擬的方式輸出結(jié)果。因此，Wii可以將玩家對(duì)于Wiimote控制器的動(dòng)作進(jìn)行復(fù)制，并在游戲畫面中的卡通人物身上再現(xiàn)。一招鮮吃遍天，Wii一騎絕塵，把老對(duì)手微軟和索尼遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋在身后。

知恥而后勇的索尼于2010年3月推出了名為PlayStation Move的動(dòng)感遙控器。索尼取得的成績(jī)是：到目前為止，已經(jīng)有來(lái)自全球的36個(gè)游戲開發(fā)商確定將為PS3的新動(dòng)作感應(yīng)控制器PlayStation Move 制作游戲作品，其中包括EA、動(dòng)視、NBGI、SE等日美游戲大廠。7個(gè)月后，微軟最新的體感設(shè)備Kinect上市，上市十天銷量即超過(guò)100萬(wàn)臺(tái)。

破解的狂歡

Wii、PS Move、Kinect追逐用戶身體的動(dòng)作，對(duì)用戶進(jìn)行面部“辨識(shí)”，甚至還能聽懂玩家的語(yǔ)音命令……而這些在游戲領(lǐng)域的應(yīng)用只是體感技術(shù)的冰山一角。體感，極有可能掀起人類使用電腦的革命性風(fēng)暴，最終改變控制的方式。

現(xiàn)在，利用體感技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新的有很多先行者，如Oliver Kreylos。這個(gè)在Kinect上市第三天就將其破解并將視頻放到Y(jié)ouTube上的家伙，專門研究虛擬現(xiàn)實(shí)和3D圖像。2010年11月7日，他在拿到Kinect后，意識(shí)到自己可以下載一些軟件，然后通過(guò)自己的電腦使用Kinect。之后，他馬上開始用Kinect錄制“全息”視頻圖片，這些圖片可以在電腦屏幕上進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。除Oliver Kreylos之外，還有很多程序員、機(jī)器人專家和業(yè)余愛好者也試圖將Kinect用于其它用途。來(lái)自西班牙的20歲機(jī)械工程學(xué)生Hector Martin利用Kinect進(jìn)行3D繪畫，而麻省理工學(xué)院的博士生Philipp Robbel用一個(gè)周末的時(shí)間將Kinect和iRobot Greate的功能結(jié)合在一起，設(shè)計(jì)出一款新產(chǎn)品，他稱之為“KinectBot”。 Philipp Robbel利用Kinect傳感器探測(cè)人的存在，執(zhí)行人們通過(guò)肢體動(dòng)作或聲音發(fā)出的命令，并且可以把“看到”的東西制成3D地圖。

面對(duì)人們對(duì)新技術(shù)的破解，微軟呈現(xiàn)了兩種不同的態(tài)度：在破解之初，微軟曾提出模糊的警告，聲稱將與執(zhí)法部門合作以阻止這種“篡改產(chǎn)品”的行為。但馬上，微軟又改變了態(tài)度，開始接受這種無(wú)處不在的“黑客行為”。這種改變，似乎跟當(dāng)年喬布斯應(yīng)對(duì)iPhone越獄有異曲同工之妙。微軟XBOX Live高級(jí)主管Craig Davidson在接受媒體采訪時(shí)表示：“每當(dāng)我們的技術(shù)引起參與和興奮時(shí)，我們都認(rèn)為這是好事。那種希望新科技面世后不被修改的想法是幼稚的。”現(xiàn)在，修改Kinect已經(jīng)不僅僅是一種業(yè)余愛好，有些人甚至把它變成了職業(yè)——Xbox的團(tuán)隊(duì)甚至為此向“黑客”們敞開了大門。

未來(lái)的進(jìn)路

目前，體感技術(shù)尚屬于新興領(lǐng)域，所以任何一款體感技術(shù)的產(chǎn)品都不能稱得上完美，他們大多和我們?nèi)粘Ｊ褂玫倪b控設(shè)備一樣，存在著精度和延遲的問(wèn)題。從集中在30fps左右的體感采集速度表現(xiàn)來(lái)看，作為一種用戶與系統(tǒng)界面的交互還說(shuō)得過(guò)去，對(duì)于游戲操作來(lái)說(shuō)，就差太遠(yuǎn)了。以賽車游戲《Forza》為例，賽車在時(shí)速每小時(shí)200公里時(shí)，移動(dòng)速度是56米/秒。拋開數(shù)據(jù)處理的延遲不談，玩家看到游戲畫面，做出動(dòng)作，Kinect需要0.03秒以后才能發(fā)現(xiàn)，而這時(shí)車輛已經(jīng)駛出了2米。事實(shí)上，從技術(shù)創(chuàng)新角度來(lái)講，體感技術(shù)將人手從手柄中解脫出來(lái)，是一種突破，但價(jià)格高、復(fù)雜度高、精度低、延遲卻是這一技術(shù)不得不面對(duì)的新問(wèn)題。

人工智能也好，虛擬現(xiàn)實(shí)也罷，體感技術(shù)只是提供了一個(gè)很好的開端，它讓所謂的發(fā)明家、發(fā)夢(mèng)者一起開創(chuàng)著平民化體感的新時(shí)代。比如，微軟正致力于讓體感技術(shù)與玩家的感受有一個(gè)更真實(shí)的互動(dòng)關(guān)系。也許在并不遙遠(yuǎn)的某天，虛擬世界將打破那層越來(lái)越薄的玻璃，與真實(shí)世界融為一體。