人機交互可以算是對電子產品的用戶體驗影響最直接的一個技術。當年蘋果借由電容觸控屏，將鍵盤、鼠標、軌跡球等一眾技術拉下馬的景象，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備對用戶的“心思”做出響應，將是一件很酷的事情。

 

與觸控技術在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，可以實現非接觸的感應和控制，給產品的設計帶來更大的想象空間。3D手勢識別最為知名的應用，恐怕要算是微軟推出的體感游戲外設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，各種基于光學的3D手勢識別技術逐漸發(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3D的手勢（或身體姿態(tài)）識別。

 

不過光學3D手勢識別還是有一定的技術門檻，想要玩轉不是一件容易的事，有些技術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品，在3D手勢識別領域“嘗鮮”的開發(fā)者來說，并不是好消息。因此，其他一些非光學的3D手勢識別技術就成為人們的重要選項。

 

圖1：基于電場感應的GestIC技術原理

 

其中比較有代表性的，要數Microchip公司的GestIC技術。它基于電場感應的原理，在電子設備周邊的空間中形成一個電場。當手部在空間中運動時會使電場發(fā)生畸變，布設在電場中的電極接收器會感應到這種變化，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，并將數據傳遞給電子設備做出響應。Microchip代理商世健公司產品經理介紹，與采用攝像頭的光學3D手勢識別技術相比，GestIC技術最大的優(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，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，會有諸多應用場景。

 

圖2：GestIC的拓撲結構

 

Microchip專門為GestIC技術開發(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，設計出能夠商用的產品。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手勢識別的復合設計理念，給人機交互界面的設計帶來了更大的靈活度和可能性。作為Microchip的授權代理商，世健公司在該領域積累了多年經驗，并已經完成初步開發(fā)，在風扇和LED產品中均有應用，客戶只需根據自身需要進行二次開發(fā)即可。

 

在新技術面前，等待和觀望是讓人糾結的。GestIC恰好是這樣一種技術：能讓你在新一代人機交互技術興起時，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技術可識別的3D手勢和動作