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跨界整合 互動世界新體驗
開放硬體帶來無盡趣味

【作者: 劉士達,林義翔】   2012年09月07日 星期五

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回想過去10年,軟體與硬體結合後,產生了一股勢不可檔的互動風潮,各家廠商相繼利用感測器與多媒體內容與之互動。但早在20年前,互動這件事情就以經悄悄地發生。


最早的互動形式可以分類成:『互動桌、互動地板、互動牆』。其中,互動牆早在30年前美國的學者Myron Krueger即製作出第一個原型,而後美國數位藝術家Golan Levin的Messa di Voce(美聲演繹)更是將聲音藝術與互動牆相互結合,可以讓現場觀眾發出聲音與牆面互動,無論是利用口哨、說話、呼喊或是唱歌,都能讓發出的聲音即時產生視覺效果,讓聲音被直接『看』見。


圖一 :   日本的iLuminate團體利用 LED燈條黏貼在舞者身上,透過無線傳輸與控制達到極具聲光效果的演出。
圖一 : 日本的iLuminate團體利用 LED燈條黏貼在舞者身上,透過無線傳輸與控制達到極具聲光效果的演出。

有了互動牆的表現形式後,進而發展到互動桌上。最具代表性的多點觸控互動桌,非屬Jefferson Y. Han在2006年所發表的多點觸控桌,這套系統不但結合雙手10指觸控,還能依據不同的觸控手勢進行內容變化。此系統相當完整,之後微軟surface互動桌也借鏡此系統相當多地方。


互動桌的表現形式,近幾年慢慢延伸至地面上。這類的互動方式最多出現在百貨公司或是商場內的地面,當參與者靠近時,地面上的多媒體內容根據人的位置改變,對應不同的視覺,還能變化出不同感受。


Physical Computing

互動的演進總是不斷在進行中,以往互動桌的組成是透過一台投影機與反射玻璃,先將視覺畫面打在半透明桌面上顯示,再由紅外線視訊攝影機進行手指位置的辨識。


近幾年這類的方式延伸成為Physical Computing的一環。利用實體物件與互動桌相互結合,使觸控方式提昇到物件本身也是輸入資訊的來源,Reactable就是這類互動方式的商業化作品。


Reactable系統結合物件上特殊設計的Tag進行辨識,這些Tag分別代表不同的音準、節奏、音色、音量等等。此外,這些實體物件的邊緣也能進行觸控,改變不同節奏的頻率或音量高低。


此系統也開放了部分的技術供開發者進行改進,可自行輸入文字產生辨識物件位置的Tag後,增加不同的音樂元素,更加豐富Reactable的趣味性。


互動介面技術,從過去的影像辨識讓使用者直接參與,到後來物件貼上Tag進行辨識,互動方式變得更加多樣化。在脫離了框框的限制後,感測器配戴在人體身上的互動方式也逐漸開始流行了起來。


2006年任天堂的Wii遊戲機上市後,體感遊戲一詞成為當年最熱門的話題。有了體感遊戲,更變化出體感互動技巧的盛行,國外駭客或玩家開始研究如何將Wii手把的感測資訊擷取至電腦,再透過電腦的數值分析改變多媒體內容變化,成為具有感測器互動的典範。


近年來流行的互動技巧

除了連接感測元件進行互動的模式外,國際上也發展出不同路線的新型態互動形式,最為常見的3D Projection Mapping技術在各大車展當中屢見不鮮。


此類表現形式常依照實體物件來設計多媒體視覺效果,觀賞者可直接看見真實空間中3D視覺效果。更有一些玩家結合感測元件,利用敲打的方式偵測訊號,變化投影畫面的視覺效果,變成更具互動效果的表現形式。


圖二 :   車展中常見的3D Projection Mapping效果
圖二 : 車展中常見的3D Projection Mapping效果

另一種結合感測器與手機裝置的互動行為,因為智慧型手機的盛行後,有越來越多的互動模式產生。


2011年的goolge I/O大會上就發表了Android ADK功能,讓Arduino可以與Android手機連接並互動,讓軟體工程師跨出框框的限制,與世界中的真實環境互動。


有了這些感測數值的擷取,手機可以知道空氣中的溫度,自動轉換佈景主題;或是感測使用者的心跳頻率,自動切換適當的手機鈴聲,這些都是感測器結合行動裝置所帶來的好處。


LED舞蹈的互動技巧解析

在表演上,結合LED控制與無線傳輸的互動式舞蹈,也從傳統的街舞表演昇華成極具聲光效果的視覺演出。當中的Arduino則成為控制LED的必要核心,透過簡單的程式撰寫,購買好所需的相關硬體模組,開放硬體的社群力量早已經準備好讓DIY玩家快速上手。


如果你想做出類似日本舞蹈團體iLuminate的LED舞蹈效果,在Adafruit.com上可以找到這樣的套件。基本上需要一條可定址的LED軟燈條,通常這類燈條在電子材料行不太容易買到,因為這種燈條大多需要一次購買大量的長度,但從網站上你可以買到一段1米長的幻彩燈條加上一塊Arduino Leonardo板。


使用Arduino Leonardo(Atmega32u4)開發板的好處在於結合了USB連接口,不需要再另外購買FTDI晶片,做UART轉USB資料傳輸,透過Atmega32u4內建的USB Bootloader功能即可寫入Arduino程式。


有了這兩塊必要的元件後,最大的互動裝置問題變成電池攜帶問題。通常這樣的燈條電源都需輸入12V直流電,而且幻彩燈條的RGB三色顯示相當消耗電力。如果製作大量的燈條,必須要有極大的電流才能正常工作。


目前除了一般常見的鋰電池外,國外有一種稱之為A123的磷酸鋰鐵電池,可提供更高的電流輸出,讓行動力高的互動裝置更能持久演出。


互動技巧從過去到現今,一直不斷地改變既有的表現形式,在與各領域跨界結合後,發展出多變的互動內容。


在開放硬體的社群當中,最大的優勢在於一個作品的產生後,立即有許多玩家或是駭客將它破解,並提供可使用相關硬體套件與開放原始碼,讓使用者自己體會DIY的樂趣。


有了這些相關套件提供與社群討論的便利性,每個人都可以發揮創意動手去做,不用畏懼複雜的技術或難以踏入的門檻,你欠缺的是好的創意尚未被立即實現。現在就動手挑選一件自己喜歡的互動技巧作品,找到相關套件並立即實作,體驗開放硬體帶來的無盡趣味吧!


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