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人機交互可以算是對電子產(chǎn)品的用戶體驗影響最直接的一個技術(shù)。當(dāng)年蘋果借由電容觸控屏，將鍵盤、鼠標、軌跡球等一眾技術(shù)拉下馬的景象，相信很多人還記憶猶新。而今天，人機交互技術(shù)似乎又來到了升級換代的門檻上，誘惑著開發(fā)者和用戶往里走的種種因素中，手勢識別技術(shù)絕對算是最強的一股力量，特別是3D手勢識別。畢竟，舉手投足間就可以讓電子設(shè)備對用戶的“心思”做出響應(yīng)，將是一件很酷的事情。

與觸控技術(shù)在2D平面上的寫寫畫畫相比，3D手勢識別加上了一個Z軸“深”度的測量，使其可以承載更多人機交互信息，可以實現(xiàn)非接觸的感應(yīng)和控制，給產(chǎn)品的設(shè)計帶來更大的想象空間。3D手勢識別最為知名的應(yīng)用，恐怕要算是微軟推出的體感游戲外設(shè)Kinect了。它讓游戲玩家拋棄了游戲手柄，通過肢體的運動直接操控游戲。在此之后，各種基于光學(xué)的3D手勢識別技術(shù)逐漸發(fā)展起來。它們通過光柵、紅外發(fā)光器件、多攝像頭等不同方式完成對三維空間中Z軸方向運動的偵測，實現(xiàn)3D的手勢（或身體姿態(tài)）識別。

不過光學(xué)3D手勢識別還是有一定的技術(shù)門檻，想要玩轉(zhuǎn)不是一件容易的事，有些技術(shù)還需要進一步實用驗證和打磨。這對于那些希望盡快推出商用產(chǎn)品，在3D手勢識別領(lǐng)域“嘗鮮”的開發(fā)者來說，并不是好消息。因此，其他一些非光學(xué)的3D手勢識別技術(shù)就成為人們的重要選項。


圖1：基于電場感應(yīng)的GestIC技術(shù)原理

其中比較有代表性的，要數(shù)Microchip公司的GestIC技術(shù)。它基于電場感應(yīng)的原理，在電子設(shè)備周邊的空間中形成一個電場。當(dāng)手部在空間中運動時會使電場發(fā)生畸變，布設(shè)在電場中的電極接收器會感應(yīng)到這種變化，并通過專門的控制芯片進行信號處理，對手勢進行識別和運動追蹤，并將數(shù)據(jù)傳遞給電子設(shè)備做出響應(yīng)。Microchip代理商世健公司產(chǎn)品經(jīng)理介紹，與采用攝像頭的光學(xué)3D手勢識別技術(shù)相比，GestIC技術(shù)最大的優(yōu)勢在于功耗極低，能耗節(jié)省多達90%，同時能避免環(huán)境光等外部因素的干擾，雖然是一個近場識別技術(shù)，但其在家庭自動化、家電控制、音響系統(tǒng)、電腦及配件、汽車電子等方面，會有諸多應(yīng)用場景。


圖2：GestIC的拓撲結(jié)構(gòu)

Microchip專門為GestIC技術(shù)開發(fā)出MGC3030和MGC3130兩個專用的3D手勢識別和運動跟蹤控制器芯片，片上集成的Colibri手勢識別套件，Colibri套件結(jié)合了隱馬爾可夫模型（HMM）和x/y/z手部位置矢量，能夠識別多種3D手勢，其中MGC3130還可以實現(xiàn)x/y/z三維空間中的精準定位。同時，Microchip還提供了多種開發(fā)工具和Aurea評估仿真軟件，滿足不同開發(fā)者的需要，幫助他們快速進入Design-in階段，設(shè)計出能夠商用的產(chǎn)品。在2015年底Microchip還推出了整合3D手勢識別和2D多點觸控功能的控制器MGC34xx，以及配套的開發(fā)工具DM160225。這種2D+3D手勢識別的復(fù)合設(shè)計理念，給人機交互界面的設(shè)計帶來了更大的靈活度和可能性。作為Microchip的授權(quán)代理商，世健公司在該領(lǐng)域積累了多年經(jīng)驗，并已經(jīng)完成初步開發(fā)，在風(fēng)扇和LED產(chǎn)品中均有應(yīng)用，客戶只需根據(jù)自身需要進行二次開發(fā)即可。

在新技術(shù)面前，等待和觀望是讓人糾結(jié)的。GestIC恰好是這樣一種技術(shù)：能讓你在新一代人機交互技術(shù)興起時，快速地行動，搭上一班通往3D手勢識別市場的直通車。


圖3：GestIC技術(shù)可識別的3D手勢和動作