浅析人机界面互动技术的趋势发展

　　浅析人机界面互动技术的趋势发展

　　人机界面的发展趋势，多点触控、动作感应、虚拟实境等等都是目前的当红炸子鸡，不过研究与研发人员的眼光，除了紧盯目前的技术外，眼界应该看的更远，前述三种趋势的新发展即为触控回馈、全身动作感应、扩增实境。

　　如何在触控状态下给使用者最贴近真实的使用体验，触觉回馈是相当重要的机制。

　　人机界面虽然种类繁多，但是近几年来最重要的技术发展，多数研发人员甚至终端消费者都会同意，即多点触控（Multi-touch）、动作感应技术（Motion Sensing Technology）、以及虚拟实境（virtual reality）这三点莫属，特别是前两者的发展，在iPhone与Wii的热卖下，几乎已经达到人尽皆知的程度，而后者也相当热门。

　　不过设计者的眼光必须看的比现况更远，前述三项技术的发展新趋势，现在也已经可以看出端倪，甚至已经落实到产品上，严格说起来已经不是趋势而已经是实践，当然是人机界面设计者更不可忽略的发展。多点触控的重要发展趋势为强化触觉式触控回馈能力，动作感应技术则强调能够直接侦测全身动作、虚拟实境则改良为扩增实境，以下分别叙述其发展状况。

　　触觉式触控回馈

　　无论是单点还是多点触控，在实作之后，许多研究发现，触控的人机界面，由于通常是设计在屏幕之上，无论是否触发了设备的反应，触觉的感觉部分完全相同，除了难以判断是否已经完成了指令外，更有可能造成肌肉的伤害，因为在一般的界面中，指尖按压的瞬间感觉，已经足够让大脑判断，并将手指的加速度减低到零，但是多点触控却没有办法这样做，因此手指很难施加压力的强度，久而久之累积之下，可能又成为新的文明病。

　　除此之外，由于现在多点触控的承载装置，多是液晶屏幕，但是此类屏幕在强光下，可能会有看不清楚的情况，或是在不方便一直盯著屏幕看的地点使用，都会让触控屏幕比起传统的界面，例如键盘，让使用者更为困窘。前述状况的解决之道自然是合理的触控回馈技术，触控回馈技术的发展，由简易到困难，历经视觉、听觉、触觉三个回馈阶段。

　　视觉回馈阶段在触控技术落实后，即被采用，在屏幕上显示不同的状态，让使用者明白其输入已经被接受，但是这样的回馈机制却几乎无法解决前述的问题，因此很快被听觉回馈系统取代，即在触控讯号被接受时，装置会发出声音让使用者明了，甚至听觉回馈还能够模拟使用者熟悉的机器或键盘声，让使用者操控的亲切感与熟悉度更高。但声音回馈乍看之下解决了前述的问题，但是却又制造了新的问题，因为声音可能会对不相干的旁人造成干扰，或是让使用者泄漏本身的隐私，或是在吵杂的环境听不清楚或误听等问题，因此最新的发展让触控回馈特别强调触觉回馈机制。

　　触觉回馈还可以细分为震动回馈与力回馈两种，但通常合并讨论，此种利用触感的回馈机制之优势，根据工研院IEK的研究，有下列几种：1、可量化的讯号侦测：藉由软硬件的配合侦测而提供量化的触觉回馈程度。2、模拟机械按键的操作手感：机械按键允许使用者可以藉由指尖的触感来确认操作是否正确，然而普通触控面板无法提供同样触感。3、更多样式的使用者回馈机制：除了影像回馈及声音回馈之外，触感回馈亦能补足使用者的使用体验。4、降低视觉负荷：具有触感回馈的触控面板可以降低使用者的视觉负荷，尤其使用者在视野受限的情况之下依然可以操作。

　　全身动作侦测

　　任天堂（Nintendo）几年前推出的Wii游乐器将姿态侦测纳入游戏机，彻底的改变了长久以来的游戏机控制模式，不过其在游戏控制器手把中，加入动作感应器的作法，将被微软（Microsoft）箭在弦上即将推出的XBOX 360的杀手级武器「Project Natal」强势挑战。

　　Project Natal是指一种全新的姿态侦测人机界面。Wii虽然能够侦测使用者的姿态，而在游戏中做出相应的变化，甚至推出了Wii脚踏垫与Wii Motion Plus装置来侦测更精确的脚部姿态与加速度，但是无论怎么变化，都需要外部的装置辅助，甚至为了进化更先进的侦测功能，需要的外部装置也越多。

　　但Project Natal则只要使用者站到含有此技术的XBOX360前方，就可以与装置互动，使用者完全不需要任何外部装置。侦测的装置则是名为「Zcam」，是一个摄影机，但最独特的技术与特征，是在于其镜头旁边有一圈LED光源，会发射光波（红外线）记计算光源碰到物体而反射回来的时间，而即时计算达到三空间的相对位置体。，

　　Zcam的原理其实跟雷达或声纳一样，但是利用镜头发射的是光波而非声波，并利用半导体技术的进步，能更精准的计算与定位出3D立体空间的相对位置变化，并能及时计算达到每秒60页面的连续画面，而据传Zcam本身的运算不需要依赖主机的辅助，所以能让游戏主机专心计算画面内的效果，姿态感测与运算部分完全由摄影机来负责。当然，除了姿态传感器，Project Natal也有阵列麦克风等装置，感测声音。

　　当然，Project Natal的设计可预见一些明显的缺点，例如Zcam的摆放位置容易受到限制，如果周围或是使用者身上有可以吸收红外线的设备，就会让Zcam的侦测失准等，但是整体来观察，Zcam的感测设计，从2009年在CES与E3展示之后，就引起相当高的关注与期待，也让对手任天堂与索尼（Sony）纷纷表示有类似的技术将推出，显示竞争对手也都认为Project Natal是一项重大的威胁。

　　扩增实境

　　虚拟实境的概念是将现有的多媒体化声音、影像、绘图、文字等技术加以整合与改良，一起呈现到使用者前，核心概念是让使用者有身历其境的感觉，例如模拟出一个虚拟博物馆，却让使用者与亲访该处的游客有相似的体验。

　　虚拟实境的发展，过去受限于计算机的处理能力，无法做的非常拟真，虽然现在计算机科技发展突飞猛进，但是对于模拟真实环境还是力有未逮，例如气味的真实模拟。

　　因此许多研究者与开发人员，认为虚拟实境技术发展不能纯然利用虚拟技术，如果能够结合实境，反而能够发挥更大的效果，顺著这个理论发展出一支分派，即扩增实境，因此扩增实境严格来说并非虚拟实境的改良，而是新的应用方式。

　　扩增实境能够在现实的基础上，加入虚拟的影像，例如使用者戴上眼镜，就能够在眼镜中为看到的景观加上批注，例如某栋建筑物的用途（手机镜头与屏幕亦可做到），或是GPS讯号直接与车窗看到的影像做结合，达成更直观更明确的导航。

　　过去由于虚拟实境需要携带的装备，非常庞大笨重，但是目前已经可以微缩到如同数码眼镜或是手机内装置的大小，因此扩增实境未来的发展甚至比虚拟实境还被看好。