-
?
?
EETI:
提供
Multito
uch
硬体制造
够酷搜
:
只搜寻
Kuso
?
?
DIY Surface
Table (I): NUI &
实作的总类
May 8th, 2008 by
admin
将文章转换为
简体
< br>我曾
经在
前面一
篇文章
提到
要写一系
列的教学文
来告诉大家
如何制作硬
体，
因为我了
解
做软体的人
的瓶颈在
于硬体，硬
体解决之后
，就是软体
人
< br>的天
空了。
而
Multitouch
这
种新型态的
< br>介面在未来
必定会成为
一个趋势，
一个
通用的介面
，在国外已
经有许多
的研究机构
开始大量投
入人力研究
了。
因此
，希望
台湾
对于
UI
研究
有兴趣的人
也可以多加
参与。
<
/p>
其实在台
湾已
经有不少人
做出了
Multitouch
的硬体，
但是在
Google
上面一查
，便
会发
现，中
文的相关
资料是非常
稀少的
。
相
较于国外的
热络程度来
< br>说是有
差距
的。
因此希望这
一系列的
教学文可以
弥补这个遗
憾。
当然，并
不是我
特别
懂，而我只
是愿意花些
时间来写
写这些文件
而已
。
谁
在推广
Multitouch:
在正
式开始时实
做之前，我
要先介绍
一些基本原
理，以及一
个团体
NUI
(Natural User
Interface)
。
NUI
是一
个荷
兰
Geek
所
发起的团体
，他们
对
于
Multitouch
的介面
推广不留余
力，
他们成
员中的每一
个人都会
在
Blog
旁边
加上上面的
那ㄧ个
Logo
。
他
们不但公
开他们的影
体作法，
也完
全公开
他们
的软体
。
<
/p>
对
于他们无私
的奉献这是
我深受感动
的地方
，他们似
乎
就只
是为
了推广而推
广。
这边
先介绍几
个
NUI
灵魂人物
的
B
log:
?
David Wallin
:
主要
负责
T
ouchLib
的开发
，他似乎
有很深的
Comp
uter Vision
的知识
Laurence Muller
:
非常积极
投入新的
Multitouch App
的开发
，
以及
修改
T
ouchLib
Adithya | Divesh
:
两位印
度人，
在
NUI
里
面非常活
跃，时常回
答大<
/p>
家的问题，
他们
Build
一个自己
的移动
式
Syst
em
?
?
?
?
Paul
D'Intino
: NUI
里面
的一
个要角，
积极投入
Multitouch
研究
Seth Sandler
:
刚完成
他的大学学
位，主要是
从事互动
艺术，他
Focus
< br>在
Music
上面，他
专门开发
跟
Music
有关
的
Multitouch App
Tim
:
德
国设计学院
的学生，
已经拿他设
计的
T
able
做了几次
参展
Chris
:
在
NUI
当中非
常活跃的能
人
?
?
好吧
，
我不
能
再继续介
绍下去了
，
我只
能说
NUI
聚集了一
群对于
Multitouch
介面
非常喜爱的
同好，来自
各个不同
国家。
他们实验了
各种不同
的
材质，
互相
交换实作的
讯息，所以
，如果想
要实做
Multitouch
的人在
这个
论坛
里
面可
以获得非常
详尽的资料
。
那
意思是说，
我也不用介
绍啰
?
因
为你们自
己看
资料就了解
啰
?
嗯，我当初是
从
Google
先找
到这几个
< br>人的
Blog
，后来
才发
现他们
的
Blog
有
一
些共同之
处，就是他
们的
Blog
上面会挂
个那个像
波浪
一般的奇
怪
Logo
，
所以我就
点进去后
，<
/p>
才发现真
正的宝山
。
不
过因为
宝山
< br>太过复杂
，要理
出一个头绪
还是
需要些
时间。
如果
< br>你先看完我
的教学
后，
在进去里
面
查找，可能
会对你比
较方便，第
一个是，因
为你已经有
了
< br>概念
，第二个是
，因为你知
道要
下哪
些关键字来
查找。
当然
不只
NUI
在推
广
Multitouch
，还有一
些团体像是
OpenTable
、
vvvv
这两
个
Group
。
不过我想
一开始我们
不要把事情
搞的这么复
杂，我
们先
从<
/p>
NUI
的东西来
入手好了
。
Multitouch
建置
原理
:
我们
想要研
究
Multitouch
的介面，
就必须要
先建置一
个
Multitouch
的
Table
。
如
何实做
T
able
的方
法非常多
。
你
可以用
电阻
/
电容
的方式
来建置
你<
/p>
的
Multitouch Table
，
也可以用纯
粹
Vision
的方
式来建置你
的
Tab
le
，
像是
下面这篇
< br>
UIST
的
Paper
，这位
博士生证明
了
Real-time Tracking
Finger
是
可以办的到
的。
或者
是学
Joe Marshall
侦测
手指颜色改
变来抓
取
Finger:
你也
可以学
Diamond Table
，
不过建
置这个
T
able
还有
复杂的电流
计算就
是了
:
你也
可以参考
Microsoft ThinSight
的作
法
，做一
个
IR
光的投
光以及
Sense
阵
列
:
或
是
Sony
的<
/p>
SmartSkin
，另外一种
利用电
阻的
特性的方
式
:
或者
是由
英国
的
Cardiff University
的研究员利
用声波
的方
式
:
又或
是像
Microsoft TouchLight
利
用
IR
光以及
Stereo
Camera
的方式
:
不然
也可以学
NextWindow
在角落塞
上
2
个
IR Se
nsor
，
只是常常
会很不
准而
已
:
不然
你也可以参
考
Johnny Lee
的方<
/p>
式
来把
Wii
当
成
Multitocuh Dev
ic
e
来用
，但是你最
多只能支援
四个点，
在
vgod
的部落
格
上面有
介绍其中一
个做
法
:
所以
，当我们在
选择用什么
方式来实
做时，是有
很多考量的
，所以，任
何
一种
选择都
有
Trade off
，主要是看
你想要制作
什么样
< br>的
Table
，在什
么情
况下
使用，并且
你期望花多
< br>少
effort
。
在
考量到稳定
性、实做方
便性、低
成本
以及真正
的
Multitouch
(
不
是
Johnny Lee
的阳春
型
Multitouch)
之下
，
有两
个方案显得
非常迷人。
一个
是
Microsoft Surface Table
所用
的
DI
(Diffused Illumination):
另外
一个是由
Jeff Han
所发
明的
FTIR
(Frustrated T
otal Internal
Reflection):
而这
两项建置技
术也是
DIY
族群所广
为拥抱的
，
因为价格
低，
实做
不
复杂
的原
因。
在
NUI
论坛里
面可以看
出来有两派
，一派
拥护<
/p>
FTIR
，一
派拥护
DI
，
而观
察的趋势是
，
早
起大部分
NUI <
/p>
的人
都是用
FTIR
，
不过当
Microsoft
Surface Table
推
出后，
DI
的方式
在
NUI
里面就大为
盛行了。
因
为
FTIR
以
及
DI
都是利用
红外光
(IR)
的
原理，
因此
在下篇文章
当中我
将会
先介绍
IR
的
特性，这篇
文章到目
前为止有点
长，就在此
先休息一下
吧。
我希望的
是，不
了解技术
的人在看完
文章之后，也
能完
全建立
你们自
己
的
Table
，所
以如果有任
何不懂
的地
方可以随
时提出来，
如果是我能<
/p>
够
解答
的部份，我
会为你解答
。
(
不过这
一篇似乎还
没讲到如何
实做
)
。
DIY Surface Table (II):
了解红外光
& DI
(Diffused Illumination)
May
9th, 2008 by
admin
将文章转换为
简体
< br>前面的文章中
，
我们谈到了许多不同种的实作方式，
最后由于整体考量我们选择
了
DI
(Diffuse Illumination)
以及
FTIR
(Frustrated Total Internal Reflection)
的
方式来制作我们的多点触控
(Multitouch)
桌面。
而这两种方式其实背后的原理都
是相同的，它们都利用红外线反射的原理来实作出来的。
而了解红外线的特性
对于互动设计是有很大的帮助的，
因为红外线的一些特性的关系，
许多互动设计
都会利用到红
外光
(IR)
。
像是之前在
Blog
上面介绍的棒球
互动设计
，
就是利用
红外光投射到人身
上，并侦测反射的变动量来达成。
红外线是什么
?
(
图片来源
:
金龙俊科技股份有限公司
)
我们知道
太阳打出来的能量是以电磁波的形式所存在，
而对于人类眼睛可见的能
< br>量范围我们称之为可见光。
根据
Wikipedia
上面的解释
:
「光域」通常指的是肉眼可见的光波域，即是从
400nm
（紫
）到
700nm
（红）
可以被人类眼睛
感觉得到的范围，一般称为「可见光域」（
Visible
）。
由于近
代科技的发达，
人类利用各种
「介质」
（特殊材质的感应器）
，
把感觉范围从
「可
见光」部份向两端扩充，最低可达到
0.08
～
0.1nm
（
X-RAY, 0.8
< br>～
1A
）
，最高
可达
10,000nm
（远
红外线
)
因此，
我们知道，
如果我们不是天赋异禀的人，
我们所能感知到光的范围应该不
会超出「光域」的范围太多。
而了解了这个特性
之后，我们就可以设计一种机
制，
让机器
“
只
”
可
以看到红外光，
而藉由感知到红外光的变化量来做出改变。
<
/p>
当
然，你也可以说，我们不一定要用红外光啊
!
是这样子没错，但是因为红外光对
于人类来说是看不到
的，
但是机器却可以感知的到，
有了这一层特性之后利用红
外光来建立互动桌面会方便的多。
当然，
你也可以利用环境光源来建立互动桌面，
但是环境光源由于并不
稳定，
因
此你所制作出来的互动桌面也就无法稳定了。
然而，用红外光真的只有好处没
有坏处吗
?
其实不是，
其实还是有副作用的。
我在
研究人眼追踪
(Eye-Trac
king)
仪器时
，偶然发现，原来红外光看久了会导致白内障
。
所以，在各位动手实验
之前，请勿
将红外光直射到自己的眼睛上头。
在后面我会一再强调这件事
情，
希望各位不要为了研究搞砸了身体，那我会感到非常愧疚的。
了解了红外线是怎么一回事之后，
我们就可以解释一下
DI (Diffuse Illumination)
以及
FTIR (Frustrated Total
Internal Reflection)
的背后原理。
当然，
了解背后
原理到实际做出来还是
有一段距离，说的跟做的还是会有一段差距的。
这就是
为什么读万卷书要行万里路的原因啊。
DI
(Diffused Illumination)
的背后原理
我们先一步一步来拆解背
后的原理，现在我们知道要做一个多点触控
(Multitouch)
的桌面需要一个
“
桌面
”
，
这点毫无疑问是吧
?
而我们又知道要利用
红外光
(IR )
反射的原理，因此，这个桌面好歹要是透光的。
因此，我们已经知
道需要两个物件了，一个是透光的桌面，一个是红外线投光
器。
关于透光的桌
面，可以用玻璃或
是压克力都可以；而红外线投光器的话，我在之后再介绍。
而手一接近桌子这个介面后，由于红外线
(IR)
受阻，因此就会反射回来。
聪明的你就会知到，
要在下面装一个
接受器，
藉由这个可以感知红外光线的接受
器之后，我们就可以
抓到手究竟是触碰到桌子哪一个位置。
而红外线的接受器
是什么呢
?
最普通也是最容易取的的就是红外线摄影机
(IR
Camera)
。
这时你会
开始抱怨到，最好是红外线摄影机
(IR Camera)
很容易取得，又很便宜
!
的确，
你自己买一个红外线摄影机
(IR Camera)
价格的确不便宜，
但是如果你自己做一
个，价格就很
便宜了。
我在后面会告诉你该如何制作你自己的红外线摄影机
(IR
Camera)
。
这边就让我们把这些条件当成已知。
所以，我们现在知道，我们要
利用
DI
的方式制作多点触控
(Multitouch)
桌面需要一个透明的介质、红外线
投光器
(IR
Illuminator)
以及红外线摄影机
(IR
Camera/Webcam)
。
不过，既然是互动桌面，应该是要有影像啊
!
没错，所以，我们还需要一个投影
机
(Project
or)
，而既然需要投影机，就需要投影的萤幕
(Diffus
er)
，投影的萤幕
的材质不同会有差别这是必然的。
在初期的试验，你可以用描图纸
(Tracing
Paper)
来当成你的投影萤幕。
我买了一大卷，
用都用不完，
也才
60
块台币。
关
于投影纸比较进阶的资讯，我们在实作的章节里再来谈它。
现在我们只要了解
原理就好了。
所以，整个设置就会如上图所示，我们先用红外线光
(IR
Illuminator)
往上打，
红外光碰到阻碍物后，反
射回来，经过红外线摄影机
(IR Camera/Webcam)
< br>接
收之后，经过一阵程式分析，就会了解手指触碰到桌面那个位置。
而投影机
(Projector)
所打出的画面，就会随着你手的移动来做应该要有的反应，这就要
看你最终程
式是怎么写。
当然，投影机是接在个人电脑
(PC)
上面的。
在上图的设置中，
我们可以看到投影布幕
(Diffuser)
是放在桌面下，
这是有原因
的。
实际上你也是可以把投影布幕
(Diffuser)
放到桌面上，不过设置就有些不
同。
让我来解释一下。
因为红外线投光器
(IR Illuminator)
直接往上打时会在
桌子的表面上面产生热点
(
Hot Spot)
，这点应该是很容易理解，你把手电筒往玻
璃上面一照，可以看到中间的点特别亮，那就是热点
(Hot
Spot)
。
而我们不希望有热点
(Hot
Spot)
产生，
因此投影布幕
(D
iffuser)
在此就扮演了两
个脚色，一个是把影像投影
出来，另外一个是把光源散射开来。
因为，一但产
生热点，产生热点的位置，手接近的时候是不会有反应的。
因为热点所反射的
红外光已经太强了，以致于你手移过去时所反射的红外光不
会大于热点
(Hot
Spot)
，因此红外线摄影机
(IR
Camera/Webcam)
就无法判别。
此外，投影机直射也会产生热点
(Hot
Spot)
，为什么呢
?
这是因为投
影机打出来
的光不仅仅只包含可见光的光域，
还包含了红外线<
/p>
(IR)
。
所
以，
更好的作法就是
在投影机前面加一个
IR Cut
，这个东西会把红外线的波段全部滤掉，但是对你
所投影出来的东西没什么影响
(
因为人只见到可见光
)
。
不过，
如果不想这么麻烦，
你就把投影布幕
(Diff
user)
弄在桌面下面就是了。
因此，从
DI (Diffused
Illumination)
的名字来看，我们从实作的细节来回顾，
大概就很清楚了解这个名字的意思。
它就是要让红外
光能够
“
均匀
”
在表面上面
散色，然后利用红外光反射的原理来达成互动桌
面的原理。
因此，
”
均匀
”
地让
光在表面散射是个关键，因为不均匀的光会造成程式难以处理。
不过，如果坚
持是用红外线往上打的方式，
基本上是
很难均匀，
还是要靠电脑视觉的方式来做
后处理，这个
TouchLib
已经帮我们处理好了，就不用担心了。
但是，
均匀光相对于不均匀光还是有很多好处的，
像是桌面角
角的地方，
如果不
是均匀光的话，
在桌
面角角的地方获得不到红外线光源，
或是获得的光源较为稀
少，
这时手即使案上去，反射回去的红外光
(IR)
也是非常地稀
少，因此电脑将
无法判别。
不过在后
面我会介绍几个方式来把它弄均匀，如果你不是要生产一
个产品，而只是要拿来玩，拿来
做研究，萤幕中间的部分应该就很够玩了。
所以，当我们了解
DI (Diffused
Illumination)
的方式之后，我们也就会了解
Microsoft
Surface Table
的实作原理，两个其实是一样的。
我们来看一下
Surface Table
< br>的设计图
(
上图
)
。
同样的，
Surface Table
需要一个红外线投光器
(Diffused
Illuminator)
，这就是图中的
2
号的那个圆圆的东西。
然后需要红外
线摄影机
(IR
Camera/Webcam)
来抓取反射回来的红外线光，就是
3
号的那个
东西。
不过我们会发现，
3
号的东西似乎有四个，没错，
Surface Table
利用了四个红
外线摄影机
(IR
Camera/Webcam)
。
这
是有原因的，
原因有两个，
一个是精准度
问题，一个是桌面高低的问题。
我们想想一个摄影机所能看
到的范围是有限的，
因此，
你要让摄影机能够看到更多只有两个
方式，
一个是装广角镜，
一个是把桌
子
拉高。
而把桌子拉高绝对是
Microsoft
所不能接受的，因为它的桌子是要像
一般的餐桌一般，太高就像是吧台桌了，在使用
上的行为跟感觉就不太一样
了。
因此，在这层考量下面，它们选用了四个红外线摄影机
(IR
Camera/Webcam)
。
选用四个红外线摄影机
(IR Camera/Webcam)
也可以增加
精准度，
想想看，
一个摄影机只负责一个区域，
而一个摄影机的像素也是有限的，
对于个别手的接触，
各个区块的参数可以自己调校，
而不是所有的摄影机全都用
一样的参数设定之类的。
最后，
投影机是
4
号那个东西，
打在
1
号的投影布上面。
所以，
这就是
Microsoft
Surface Table
所有的设置，你以后看到这类东西也可以跟你的朋友解释了。
而
我最后介绍的实作方式也会是
DI
(Diffused
Illumination)
，但是不会像
Microsoft
Surface Table
这么麻烦就是了，我们只需要一个红外线摄影机
(IR
Camera/Webcam)
，当然，桌子就要拉高一点。
我想文章到这边已经有点长了，
这边我们就先
休息一下，
我们在明天会再继续介
绍另外一个实作方式
FTIR (Frustrated Total Internal Reflection)
，虽然我们已
经知道了
DI
(Diffused Illumination)
的方式来实作
Table
，然而多了解一种实
作的方式，
会让你有多一种选择。
而
FTIR (Frustrated Total
Internal Reflection)
的实作方式跟
DI (Diffused
Illumination)
是有点类似的。
?
?
Picitup:
找图片，一步一步来
Multitouch: TouchWall
?
?
DIY Surface
Table (III):
瞭解
FTIR
(Frustrated Total
Internal Reflection)
May
14th, 2008 by
admin
将文章转换为
繁體
< br>各
位
久等
了，
< br>不好
意思
，这
几
天有
点忙
，所
以这
篇有
点
慢才
出来
。在
前一
篇
文
章
中
我
们已
经瞭
解了
红外
光
线，
也瞭
解了
DI (Diffused I
llumination) <
/p>
的
背
后
原
理，想
必大
家
已经<
/p>
迫不
及待
想做
一
个
Table
来
< br>玩玩
了。
不过
在这
一章
里
面
先
让我
们瞭
解另
外一
个类
似
的作
法
FTIR (Frustrated Total Internal
Reflection)
。
FTIR (Frustrated Total Internal
Reflection)
的
背
后原<
/p>
理
虽
然
我们
已经
知道
了
DI (Diffused
I
llum
ination)
的方<
/p>
式
来实
作
Table
，
然
而
多
了
解一
种实
作的
方式
，会
让
你有
多一
种选
择。
而
FTIR
(Frustrated Total
Internal Reflection)
的
实作
方式
跟
DI (Diffused Illumination)
是
有点
类似
的
。
FTIR (Frustrated Total
Internal Reflection)
的
实作
方式
是
由
Jeff
Han
在
2006
年提
出的
，他
的论
< br>文在
UI
ST
这个
UI
的
知名
Conference
上
面
也可
以看
到。
让我
们来
拆
解一
下
FTIR (Frustrated Total
Internal
Reflection)
的背
后原
理
吧
!
先
由
FTIR (Frustrated Total Internal
Reflection)
名
字来
看，
后面
三个
字
TIR (Total Internal Reflection)
< br>，代表
的
就是
全反
射
，所
谓的
全反
射就
是光
在
一
直
在一
个介
质里
面一
直反
射
而不
会逸
出
。让
我们
看一
下
Wikipedia
的正
式
解
释
:
全
内
反射
（又
称
全反
射）
是一
种光
学现
象
。当
光线
经过
两个
不同
折射
率
的介
质
时<
/p>
，部
份的
光线
会
于
介质
的
界面
被折
射，
其余
的则
被
反射
。但
是，
< br>当入
射
角
比
临界
角大
时（
光线
远离
法
线）
，光
线会
停止
进入
另
一介
面，
反之
会全
部
向
内
面反
射。
所
以
，上
图的
蓝色
的线
就是
全
反射
路径
。因
此我
们知
道<
/p>
全反
射跟
入射
角
以
及
介
质
有关
，
而
介质
是最
重要
的一
件事
情。而
Jeff Han
最
大的
贡献
就是
找到<
/p>
了
一
种
介质
，可
以让
红外
线在
里
面进
行全
反
射
，而
这个
莫
大的
贡献
就是
这个
全
反
射
的介
质竟
然是
如此
便宜
< br>的
压克
力。
因此
，知
道了
全
反射
介质
，知
道了
红
外
光
，我
们就
知道
这个
互动
桌
面大
概是
要怎
么建
置了
。
既然
大家<
/p>
已经
知道
了
DI (Diffused Illumina
tion) <
/p>
的
作法
，
那
FTIR
的
原理
跟
DI
非常
类
似，
因
此
我
们
就一
口气
解决
它吧
!
还有
，由
于我
的实
作是
用
< br>
DI (Diffused
I
llumination)
，
因此
在
下
面的
介
绍当
中，
我
会顺
便介
绍
一下
FTIR
(Frustrated
Total I
nternal
Reflection)
实
作需
要注
意
的地
方，
以
及可
以
参考
的
资
料。
而
又
由
于
我没
实作
过
这
种方
式，
因
此，
或许
会在
实作
细节
遇
到的
问题
< br>我就
不是
很
清
< br>楚
了，
不过
，大
体来
说，
应
该是
没什
么大
问题
就是
了
。
首
先
，你
还是
要有
透明
的介
质
，因
为透
明的
介质
是需
要
能够
产生
全反<
/p>
射的
，
所
以
，这
个介
质目
前是
限制
在
压克
力
(Acrylic)
，而
由
于要
让红
外线
光可
以打
进
去
，以
及产
生全
反射
，你
的
压克
力的<
/p>
厚度
必须
要超
过
8 mm
；而
你又
要让
光
在
里面
做全
反射
，因
< br>此你
的
压克
力的
四个
边必
须要
磨
光，
这里
所指
的磨
光
是
磨
到你
从一
个边
可以
看到
另
外一
头边
上的
东西
。这
样
子说<
/p>
明如
果还
不够
清
楚
的
话，
那下
图
Laurence
Muller
的
结
< br>果
图应
该会
让你
明瞭
什
么叫
做磨
光
:
(
图片
来
源
:
Laurence Muller
)
所
以
，在
准备
你的
压克
力的
阶
段时
，你
需要
的不
< br>只是
压
克力
，你
还需
要水
砂
纸
来
抛光
，以
及最
后用
Brasso
铜油
来做
最
后的
抛
光
动作
。所
需要
的
材
料
Laurence Muller
在
他
的
FTIR
实作
的
这
篇
文章
里
有
提到
:
?
o
o
o
?
?
?
?
?
水
砂
纸型
号
:
P320 (I used Norton T223 / P320 / Very
Fine)
P800A (I used Auto-paper P800A /
Super fine)
P1200A (I used Auto-paper
P1200A / Super fine)
Brasso
铜油
旧
衣
服
旧
报
纸
一
桶
水
最
后
你需
要的
是无
限的
耐心
…<
/p>
你
的面
板越
大<
/p>
，
你需
要抛<
/p>
光的
面积
就
越<
/p>
大
，加
油吧
!
在
上
面的<
/p>
设计
图当
中，
你
可
以
看到
在
FTIR
的实
作当
< br>中是
要
把红
外光
放在
边
边
的
< br>，然
后让
红外
光射
到压
克
力里
面去
，在
里面
做全
反
射。
这样
子有
一些
好
处
，
包括
了你
的红
外光
在平<
/p>
面
上面
是绝
对均
匀的
，至
少
会
比
用
DI (Diffused
I
llumination)
来
的
均匀
。同
样的<
/p>
，还
是利
用
红外
线摄
影机
(IR
Camera/Webcam)
来
接
收所
反弹
回来
的红
外光
线
< br>。然
后
，投
影机
的内
容还
是
要
打
到投
影布
幕
(Diffuser)
上面
。
整<
/p>
个
设计
大概
是这
个样
子，
但
是
你
会遇
到一
些问
题，
你
必须
要自
己焊
接你
的
LED
灯
，还
好，
在网
路上
面可
< br>以找
到
一票
这种
资料
，你
也可
以
在
Laurence
Muller
的
介
绍
文章
里
瞭
解
你要
如何
焊接
。最
后，
你终
< br>于
做出
来了
，你
或许
会
遇
到
< br>一些
问题
，正
如
Jeff Han
在他
的
Paper
中所
描述
的，
你必
须要
在萤
幕
上
面
用力
按压
才会
得到
比较
清
晰的
手指
亮点
，
这样
子有
点让
人困
扰
。
因
此
NUI
的
团
体发
现，如
果在
压克
力表
面上
铺上
一层
Silicon
，那
这个
问题
就可
以获
得
解
决
了。
如何
铺置
?
在
BlaXwan’s
中有
详细
介
绍
，
以下
是
DIY
影片
:
如
果
你顺
利用
FTIR (Frustrated Total Internal
Reflection)
建
立了
你的
Table
，
你就
可以
直接
跳过
下
< br>一章
DI (Diffused
I
llumination)
的建
置
。
然后
把
TouchLib
给
跑
起来
就可
以了
，这
个软
体我
会
在后
面介
绍到
。
基
本
上，
如果
你想
要用
FTIR
来建
立
Ta
ble
，在
网路
上面
< br>有很
多
资源
，你
只
要
打
入
“Multitouch, DIY, FTI
R” <
/p>
应该
就多
到
看不
完了
，大
部分
的都
是
NUI
G
roup
的人
。然
后你
就会
发
< br>现，
为什
么随
便一
个外
国
人家
里面
都有
个车
库，
然
后
车库
里面
都有
一些
杂七
杂
八的
工具
。一
些参
考资
料
:
?
?
?
?
Laurence
Muller
的
网
站
G
ravano
的
FTIR
实
作手
册
FTIR
实
作
介
绍
其
他
的就
G
oogle
吧
!
回
顾
DI
/FTIR
优
缺
点
不
过
在进
入下
一篇
前，
在让
我<
/p>
们回
顾一
下
DI (Diffused Illumination)
以
及
FTI
R (Frustrated Total
Internal Reflection)
的作
法
。
两
种作
法都
是用
红外
光
的
反
射原
来来
制作
互动
桌面
，
因此
，这
会有
一个
缺点
，
那就
是红
外
线
干扰
的
问
题
，你
不可
以把
你的
桌子
放
在太
阳光
下，
或是
环境
< br>当
中有
很多
红外
线的
地
方
，
< br>这会
让你
的桌
子很
不稳
定
。另
外，
它们
都是
用投
影机
，因
此
会有
个问
题，
就
是
你的
互动
桌面
怎样
都不
可
能太
“<
/p>
薄
”
，因
为你<
/p>
的
投影
机就
佔据
了投
影的
距
离
。
这也
就意
味
着
，如
果我
们
实作
比较
小的
面板
似乎
就
没有
多大
< br>的意
义，
所
以
< br>你
会看
到许
多利
用红
外光
设
计的
多点
触控
(Multitouch)
桌
面都
会设
计的
比
较
大张
一点
。最
后，
你用
的
因为
是投
影机
，除
非是
< br>特
殊的
投影
机，
不然
你
不
可
< br>以持
续开
机太
久，
会产
生
投影
机过
热的
问题
。
当
然
用红
外光
也有
一些
好处
，
包括
因为
是利
用反
射的
原
理，
因此<
/p>
可以
辨认
一
些<
/p>
物
体的
形状
，能
够辨
识物
体
的
形
状，
那可
以做
的互
动
应用
就广
了一
些。
当
然
，你
可以
说
，我
< br>们可
以用
电
阻做
成的
多点
触控
(Multitouch)
桌面
，然
后
在
桌
面
上面
再架
一个
W
ebcam
，也
可以
达到
。所
以，我说
，
FTI
R/DI
的
优势
就
是
要
把桌
子
做
的大
一点
，这
样
子在
成本
的优
势之
下，
这
个样
< br>式就
胜出
了。
不
过
即
使不
是成
本的
优势
，这
两
种方
式因
为容
易
DIY
，所
以
在目
前为
止也
是胜
出
，
至少
每一
个人
，只
要有
心<
/p>
都可
以做
的出
来
。
没错
，
是每
一个
人。
关
于
FTIR
以
及
DI
支间
的比
较。
由于
FTIR
是用
红外
光在
压克
力里
面做
全
反
射
，因
此，
打光
可以
说是
相
当均
匀，
不会
有什
么暗
角
的问
题，
而
DI
在这
方
面
就要
多费
一点
苦心
。
不
过
FTIR
受制
于全
< br>反射
的介
质，因此
只能
用压
克
力
；
而
DI
的话
，你
要用
什么
都可
以
，我
在论
坛上<
/p>
面看
到有
人甚
至
拿毛
玻璃
做
桌
面
，
这
样子<
/p>
连投
影布
幕
(Diffuser)
都省
了
。相较
于
FTIR
，
DI
在
环境
的
考
量
上面
要多
了一
点，
就是
因
为红
< br>外光
是往
上射
，因
此
在可
以反
弹红
外线
的
角
度
内，
如果
有个
反射
很强
的
物质
，也
会照
成干
扰，
像
是你
把镜
子放
在上
方
之
类
的；<
/p>
或是
你穿
的衣
服
在
袖
子的
地方
是闪
亮亮
容易
反
射的
材质
。
管
那
么多
!
做
就是
了
!<
/p>
分
析
了那
么多
，真
是嘴
砲一
大
堆，
管他
那
么
多，
选一
个
方式
，开
始实
作就
是
了
。
最后
让我
们来
一段
Laurence Muller
的
热
血制
作
Video:
看
完
< br>之后
，手
是不
是很
痒了
呢
?
下
一篇
我
会开
始介
绍
DI (Diffused
I
llumination)
的
实
作，
并告
诉你<
/p>
我用
的材
料
是什
么，
以及
可以
在哪
里购
买
。
DIY Surface
Table (IV):
制作
DI Table &
改造摄
影机
May 15th, 2008 by
admin
将文章转换为
繁體
< br>在
上一篇文章
当中，我们已经瞭解了
FTIR (Frustrated Total Internal
Refl
ection)
，
不过由于我是用
DI
(Diffused
Illumination)
来实作，
因此在
DI
(Diffused
Illumination)
的实作上面的细节我比较可以清楚描述。
我所描述的
材料购买地点仅适用于台湾台北市，
如果你是在海外的朋友，
请在你家附近找找，
或是网路上面找找。
所需材料
所需要准备的材料如下
:
?
一个透明材质
(
压克力
)
?
?
?
?
?
?
?
?
?
红外光投光器
(IR Illuminator)
投影机
(Projector)
(
有读者跟我说这个很难借到，
是否可以制作多点触
控面板就好，
是可以的，
因此为了借不到投影机的朋
友，
我会解释这一部
份
)
投影布幕
(Diffuser)
红外线摄影机
(IR Camera/Webcam)
木材
(
拿来做桌子，如果你要用别的材料也可以
)
反光镜
(
如果要做大一点的
Table
，需要把投影机的光线反射一下
)
Lee Filter
(
不一定要，我会解释这样做什么用
)
你的个人电脑
TouchLib
(
侦测手指的软体
)
让我们一个一个来解释吧。
透明材质
(
图片来源
:
乔达压克力
)
由于需要一个
Table
可以让红
外光反射回去，因此我们的桌子必须要是透明的
材质，这边我选用压克力，因为压克力还
蛮便宜的。我一开始的
Table
所做的
面板大小是
30*40 cm
，
(
凡事总得一步一步来，先试小的，
再试大的
)
，我的第
二个
prototype
则是
67*50
cm
。压克力的话，如果你家附近有广告看板公司的
< br>话，可以去问一下，买的厚度的话，我当时是买
8mm
(
因为我一开始原本想实作
FTIR)
，价格的话，因为我是在家附近的广告公司买的，所以
30*40 cm
的压克
力，我花了
NT 450
，
OK
，我知道我买贵了，但是我也不太想
花太多时间去找便
宜个两百块的地方，
那可能会花我很多时间以
及车程。
我是有在网路上面查到一
家，
叫做
乔达压克力
，
上面都列有相关规格
跟价钱，
因为我不需要是特定尺吋的，
我寄信去问了一下，
30*40*0.8 cm
只要
NT
230
，不过店离我家实在是有点远，
如果你家在这家旁边的话
可以跟他买。
(
老闆我好心帮你做了广告啊?)
红外线投光器
我在其他的部落格上面看到很多
DI
(Diffused
Illumination)
的设置，让我最
惊讶的是，
它们的红外线投光阵
列都是大砲级的，
真是有够夸张。
像是
Orion
他
的设置，用了三个大砲
(
如下图
)
，真是夸张，不过根据
Paul
的解释是，因为
他制作的
Table
想要放在阳光照到的地方，也就是说他要克服太阳的红外光，
因
此他向上打上来的红外光要比太阳照下来的红外光强很多才可以。
(
图片来源
:
Orion
)
这样子的解释是合理的
，
不过如果你只是要放在家里的角落玩，
那实在不需要这
么麻烦。
虽然我也想找大砲级的红外线投光器，
不过我在网路上面没看到哪边有
卖就是了，
或许在光华商场会
有卖?不过我懒病又发作了，
所以我在露天拍卖上
面看到有人在
卖红外线投光器，
看一下价格还可以我就买了。
我在露天拍卖上
面
找到的是这一家
LED SHOP
，里面有一个类别叫做
红外线投光器
，
一个
NT
430
，
看起来价钱合理，是老闆自己
DIY
的，一个投光器有
18
个
LED
，我想要老闆
客制化应该也是可以，不过可能要多收一点钱就是了。
(
图片来源
:
LED SHOP
)
我陆续跟老闆买了
850
nm
跟
940
nm
< br>的投光器，秉持着实验的精神，我两种都
试了，结果我发现
840
nm
的效果似乎比
940
nm
的效果好。另外，由于老闆卖
< br>的时候前端有加一个光敏电阻
(Cds)
，这个东西会侦
测你的环境光源，如果环境
光源比较暗，
他功率就会调高，
反之。
不过我要的是稳定的光源，
所以我后
来买
的投光器就请老闆把这个光敏电阻拿掉，并用最大功率来投光。还有另外一点，
我买的是
40
度角度的投光器，
你不会想买
15
度的，
这么小的角度要把平面打
均匀光
时在是有点麻烦。另外买超过
NT 1000
，似乎不用运费
。
(
黄老闆，我帮
你做了一个好广告啊
?)
投影机
这大概是里面仅次于
PC
最贵的材
料。
当然，
我们不能
DIY
一个投影机，
(
如果
你真的这么做的话，请通知我一下，请务必让小弟参观
)
，所以
，你只能去买一
台，或是借一台。因为作者平时人缘还算可以，因此就借到投影机了，<
/p>
(
看来我
最后应该需要写个感谢志
)
。有读者跟我反应说投影机难以取得，所以，我在稍
后会介绍无投影机版的作法。不过这就不是多点触控桌，而是多点触控面板啰。
感觉还是会有一段距离的差距
(
这在
HCI
着名的大师
Bill Buxton
的书中
Direct
Manipulation
interfaces
中会讨论到
)
，因此，如果能够的话，还是弄<
/p>
一台投影机来吧，这样子比较会有
WOW
的效果。
投影布幕
(Diffuser)
<
/p>
投影布幕不只是要将影像呈现出来，
还肩负着要把红外光线散射开
来的功用。
这
边一开始你可以挑选描图纸来做你的投影布幕
(Diffuser)
，我在师大路上面的
美术社买了一捲回来，好大一张，也才
NT
60
。所表现出来的效果来说还算是及
格，当然如果你不满意如此低廉的投影
布幕的话，在
NUI
的论坛里面有一个专
区就在讨论这个东西，
你可以在
NUI
论坛里面，
敲入关键字
Diffus
er
，
看看大
家用了什么布幕
(Diffuser)
，以及所呈现的效果。
进阶一点之后，
你可以试着去买一些比较专业的投影纸，
或是投影背板，
而比较
常在用的投影纸有两个
，一个是在
Jeff Han
的
FTIR
的原始
Paper
当中的
Rosco
Grey
，另外一个是
Lee
Filter
225
号。后面的两个都是比较专门的材料，
没有特别专门的门路似乎还问不太到。
Rosco
跟
Lee
Filter
都是给专业摄影的
人所使用的，
因此当我初次看
到这么名词时，
还挺不相信我走对网站了。
这是我
去
正成贸易公司
拿来的
Lee Filter Sample
纸本
:
有些人可能会有疑惑，
一定是要投影
布幕
(Diffuser)
吗
?
是的，
这是必须，
因
< br>为投影布幕有几个用处，
他必须要呈现投影机打上来的影像，
除此之外，
它要散
射光源。另外，这个布幕必须要让红外光
可以穿透，因为用
DI (Diffused
Illumination)
来实作的话，
< br>是要让红外线摄影机可以看到你手反射回来的红外
光线。根据我在
NUI
论坛里所看到的，
Rosco
Grey
似乎会吸收红外光，或者是
说，
红外光穿透率不是这么好，
不过我
也没真的试过
(
一张专业的投影纸都很贵
的
)
。不过对于大多数的人来说，你可以用描图纸
(Tracing Paper)
就好。
红外线摄影机
(IR
Camera/Webcam)
红外线摄影机是要用来侦测从
手反射回来的红外光，
这边你不用真的去买一个红
外线摄影机，
你可以用
Webcam
来改造就可以了。
在选择
Webcam
时，
请务必注
意几点事
情。第一点，你所选择的
Webcam
必须是定焦的
Webcam
，也就是说，
你的
Webcam
不会是追踪人脸的，
因为那会变成不定焦，
焦距会随着侦测到的东
西而改变，这样子我们的镜头所吃入的东西就
极端不稳定。第二点，一般的
Webcam
都会有
IR
Filter
，用来过滤红外光
(IR)
，我不知道为什么需要
IR
Filter
，而在选择
Webcam
时，你需要注意一下它的
Filter
是怎么安置的。
-
-
-
-
-
-
-
-
-
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