1、2006年，Nintendo發(fā)表了新時代游戲主機Wii，掀起了體感游戲的序幕?！绑w感技術”的基本概念，在于人們可以很直接地使用肢體動作，與周邊的裝置或環(huán)境互動，而無需使用任何復雜的控制設備，便可讓人們身歷其境地與內容做互動。舉個例子，當你站在一臺電視前方，假使有某個體感設備可以偵測你手部的動作，此時假設是我們將手部分別向上、向下、向左及向右揮，用來控制電視臺的快轉、倒轉、暫停以及終止等功能，便是一種很直接地以體感操控周邊裝置的例子，或是將此四個動作直接對應于游戲角色的反應，便可讓人們得到身臨其境的游戲體驗。其他關于體感技術的應用還包括：3D虛擬現(xiàn)實、空間鼠標、游戲手柄、運動監(jiān)測、健康醫(yī)療照護等

2、，在未來都有很大的市場。體感技術原理及技術演進如圖1所示，圖片中的玩家手持游戲手柄進行“網球體感游戲”，玩家的手部擊球動作可完全用來模擬并控制游戲里游戲角色的球路，而玩家手部的動作與游戲角色球路的對應是如何實現(xiàn)的呢？原理在于玩家手上的手柄能獲取玩家手部的各種物理參數(shù)，例如：加速度、角速度、位移等等，然后再進一步通過算法，將這些物理參數(shù)轉化為人體在空間中的三個位移量，以及三個旋轉量，如此一來便可將手部在空間中的各種動作平移+旋轉完全描述出來，接著再將此平移及旋轉量傳輸給游戲角色，游戲角色便可與玩家做出相同的動作對應。因此所謂的“體感游戲”，便是通過各種傳感器捕捉人體的肢體動作平移+旋轉，并將所計

3、算出的肢體動作對應于游戲上角色的反應，使玩家的動作與游戲中角色的反應呈現(xiàn)1:1擬真的對應。圖2說明了近年來全世界在體感技術上的演進，依照體感方式與原理的不同，主要可分為三大類：慣性感測、光學感測以及慣性及光學聯(lián)合感測。慣性感測：主要是以慣性傳感器為主，例如用重力傳感器，陀螺儀以及磁傳感器等來感測使用者肢體動作的物理參數(shù)，分別為加速度、角速度以及磁場，再根據此些物理參數(shù)來求得使用者在空間中的各種動作。主要代表廠商為Logitech在2007年推出空間鼠標MxAir，使用三軸重力傳感器以及兩軸陀螺儀，可感測使用者在空間中的手部動作，并將此動作轉化為鼠標在屏幕上垂直方向與水平方向的位移。2009年，

4、蘋果智能型 開始拉開了 體感游戲熱門下載的序幕，許多使用慣性傳感器來適配的體感游戲不斷地孕育而生。其中，iPhone使用了以三軸重力感測以及三軸磁傳感器為主的慣性感測。2010年，基于未來 上即將陸續(xù)推出擁有重力傳感器、磁傳感器和陀螺儀的智能型 ，CyWee發(fā)展了面向這三種傳感器的特有算法，稱為九軸混合感測算法9-axisSensorFusionTechnology。所謂的九軸，指的便是可量測空間中三軸向之重力傳感器、可量測三軸向之磁傳感器，以及可量測三軸向之陀螺儀，此算法可克服傳統(tǒng)上僅使用個別單一傳感器的缺點，進而達成更精確的空間中動作捕捉原理體感體驗。光學感測：主要代表廠商為Sony及Mi

5、crosoft。早在2005年以前，Sony便推出了光學感應套件EyeToy，主要是通過光學傳感器獲取人體影像，再將此人體影像的肢體動作與游戲中的內容互動，主要是以2D平面為主，而內容也多屬較為簡易類型的互動游戲。直到2010年，Microsoft發(fā)表了跨世代的全新體感感應套件Kinect，號稱無需使用任何體感手柄，便可到達體感的效果，而比起EyeToy更為進步的是，Kinect同時使用激光及攝像頭RGB來獲取人體影像信息，可捕捉人體3D全身影像，具有比起EyeToy更為進步的深度信息，而且不受任何燈光環(huán)境限制。慣性及光學聯(lián)合感測：主要代表廠商為Nintendo及Sony。2006年所推出的W

6、ii，主要是在手柄上放置一個重力傳感器，用來偵測手部三軸向的加速度，以及一紅外線傳感器，用來感應在電視屏幕前方的紅外線發(fā)射器訊號，主要可用來偵測手部在垂直及水平方向的位移，來操控一空間鼠標。這樣的配置往往只能偵測一些較為簡單的動作，因此Nintendo在2009年推出了Wii手柄的加強版WiiMotionPlus，主要為在原有的Wii手柄上再插入一個三軸陀螺儀，如此一來便可更精確地偵測人體手腕旋轉等動作，強化了在體感方面的體驗。至于在2005年推出EyeToy的Sony，也不甘示弱地在2010年推出游戲手柄Move，主要配置包含一個手柄及一個攝像頭，手柄包含重力傳感器、陀螺儀以及磁傳感器，攝像

7、頭用于捕捉人體影像，結合這兩種傳感器，便可偵測人體手部在空間中的移動及轉動。體感技術于移動裝置端最新應用九軸體感技術+無線多媒體串流技術體感技術應用移動裝置上時，往往受限于 屏幕天生便嵌入 的特性，因此僅能以較簡單的體感方式來操作所有的體感游戲。例如在圖3的賽車游戲中，原本使用按鍵來控制賽車游戲的轉向，現(xiàn)在便可透過傾斜 的方式，來以體感方式真實模擬賽車游戲中的轉向。然而，在圖4中的高爾夫球游戲，假設你同樣想要以體感的方式揮動手臂來模擬游戲中人物的揮桿，便會覺察無法實現(xiàn)此操作，原因在于：當你揮動手臂時， 的畫面也隨著手臂揮擊出，此時便無法觀察游戲的進行，因此這類型的游戲十分不適合體感操作。而如圖

8、5所示，假設能將 視頻以無線、實時的方式傳輸至一固定屏幕TV上，此時玩家眼睛所及的游戲畫面并不會因 的揮動而影響體感游戲的進行，因此便可在 上體驗類似高爾夫球的體感游戲了。這是一個在移動設備上的創(chuàng)新應用，大大擴增體感游戲廠商開發(fā)體感游戲上的自由度，而無需局限于僅以較簡單體感方式傾斜或轉動 來進行體感游戲的開發(fā)。最適用于移動設備上之體感技術1九軸慣性感測9-axisSensorFusion對于一般移動設備來說，例如 及Table，皆為可攜式組件，因此需有固定于屏幕前方的光學感應棒的體感技術將受限。由于慣性體感感測無需任何感應棒置于玩家前方，因此以慣性感測方式應用于 體感游戲將是最正確的解決方案。

9、而慣性感測中九軸混合感測算法9-axisSensorFusion，將提供真正1:1動作對應，實時以及360°自由動作檢測的最正確表達。使用九軸混合感測算法的原因在于，各個單一的慣性傳感器都有各自的缺點，因此勢必得使用混合感測的方式，通過彼此補償來加以改善各自的缺點。如圖6所示，如果僅僅只使用重力傳感器，將會產生延遲反應、強烈誤動作以及奇異點等問題，這是因為重力傳感器會同時量測到重力變化以及人體加速度變化，因此假設無法將此兩個感測值加以別離，便會造成上述問題。而假設是以重力傳感器加上磁傳感器，除了延遲反應之外磁傳感器反應速率遠小于重力傳感器，磁傳感器也易受外界磁場的干擾，而造成感

10、測錯誤的問題。而假設是以重力傳感器加上陀螺儀的組合，則會產生累積誤差，而且陀螺儀易受溫度影響而產生的感測值飄移drifting等問題。因此，最完美的組合方案便是將三種傳感器結合起來進行混合感測及補償，便可到達最精確、最實時、絕對位置及不受磁場干擾等的體感體驗。圖7中描述了CyWee九軸混合算法的各種輸出，其中的校正后的Sensor原始數(shù)據，CyWee提供了動態(tài)及靜態(tài)校正，可讓使用者在使用中不會遇到感測數(shù)據不精確的問題，同時，也可使得工廠制造端無需額外進行傳感器校正程序。以及Orientation、旋轉矩陣、四元素、重力變化以及線性加速度輸出，也都提供了體感游戲開發(fā)商直接調用。例如OpenGL定

11、義的3D物體旋轉及平移的API，節(jié)省了游戲開發(fā)商對于體感演算開發(fā)的時間，這些輸出已經被定義于GoogleAndroid2.3之后版本的API中。此外，CyWee也提供了各種動作判斷輸出，可供體感游戲開發(fā)商直接調用。圖8描述了CyWee為開發(fā)商提供體感游戲中各種體感動作算法的輸出結果，稱為動作數(shù)據庫MotionLibrary，可大大地節(jié)省體感游戲開發(fā)商開發(fā)體感游戲的時間及成本，根據不同的動作類型，可適用于不同類型的體感輸出，例如射擊類動作輸出、射箭類動作輸出、擊打類動作輸出等。最適用于移動設備上之體感技術2無線多媒體串流技術WirelessHDMI圖9描述了世界上各個廠商對于無線多媒體串流技術的

12、規(guī)格比較，可根據操作頻段、影像壓縮方式、功耗、傳輸帶寬、支持最大分辨率、延時時間以及傳輸距離等因素來進行比較，可發(fā)現(xiàn)應用于移動設備上時，功耗及傳輸所需帶寬為最大的問題。功耗方面由于移動設備為一使用電池的裝置，因此，在能夠讓使用者使用無線多媒體串流超過數(shù)個小時例如：玩游戲、看影音視頻而不會耗盡電池的各種方案中，可發(fā)現(xiàn)CyWee的解決將是最正確的解決方案。而在所需傳輸帶寬方面，由于 使用的是1TransceiverX1Receiver天線，因此所能支持之最大傳輸帶寬有限，所以在超過1X1天線所能提供帶寬的解決方案，都將是無法適用的。最新動態(tài)與未來展望CyWee已擁有多年的發(fā)展體感技術的經驗，除了原

13、本在體感游戲及體感手柄銷售上有長足的進展外，在移動領域上更是為之前JILJointInnovationLaboratoryProject所唯一指定的體感方案供貨商。目前更進一步的授權許多國際大廠使用CyWee體感算法，并于Android2.3版本上加以整合，以適配Android2.3版本之后關于體感方面API的定義。而在無線多媒體串流的領域，由中國移動所主導的WiMoWirelessMobileMultimediaTransmissionProtocol移動終端無線多媒體傳送技術，為支持高清音視頻無線傳輸?shù)募夹g協(xié)議，該技術支持移動終端與大屏幕設備之間無線、實時、高畫質視頻信息傳輸，可實現(xiàn)以行動終端為核心的多屏共享互動。展望未來，九軸體感技術結合無線多媒體串流技術在移動設備上的發(fā)展?jié)摿κ侵档闷诖模鵁o線多媒體串流技術除了會更進一步提升芯片的性能外，也會將其整合于更多需要高傳輸