揭开体感技术的面纱　软、硬件联手缔新献

工研院服科中心技术长 吴宗和博士。

对于高价值产业的发展趋势，工研院服科中心技术长吴宗和博士指出：「应朝向服务科技化、制造服务化两个方向进行，且两者相辅相成。」所谓制造服务化，即是将硬件设备结合加值服务来提升产品价值，例如Apple的App Store的成功经验，造就了iPhone不仅只是一支手机而已，背后的数码内容服务才是关键所在。

有监于此，制造服务化也成为体感系统的设计策略，像是增实境(Augmented Reality)之类的互动体感(Interactive motion sensing)即具有相当地潜在价值，透过介于虚拟世界(如：游戏内容)与真实世界相结合的连结与互动，打造出创新的服务与应用。

然而，互动体感应用前提在于具备Smart endpoints with 3D display、Motion sensing、Virtual reality及feedback mechanism等装置，其次则是服务的适切性(Service usability)，特别是使用者界面(User Interface)，这将影响到客户使用感受与忠诚度。经由Xtion Store体感创新应用开放平台的机制，可将内容产业(Content provider)、软件开发(Software developer)及系统开发(System provider)等各方资源整合，让体感创新应用于运动、医疗复健、游戏、教育及电子商务等产业。至于工研院在体感创新应用联盟中所扮演的角色，则是推动规格标准化，制定平台中的有关系统、界面等条件的统一规范，让体感创新的开发获得全球化应用。

华硕电脑多媒体事业处总经理简孝坚致词时提到：「华硕投入体感产业的原因，不外乎是周遭生活上的需求。」例如：家中小孩活拨好动，在体感技术的帮助下，将可吸引小孩的注意力，使其专注在学习上，也省下父母陪伴的时间；一般在网络上购买的衣服，时常发现样式不适合或造型不搭配，此时若能先行虚拟试衣，势必能减少这类情形发生;当家中的长辈需要肢体复健时，如果能在家中进行，将可避免往返医院的麻烦，以上这些都是体感技术的应用层面，进而让生活更美好。

华硕不仅拥有Xtion PRO、Xtion PRO LIVE的开发成果，在Xtion Store体感创新应用开放平台(Open Platform 2.0)的推动上也不遗余力。

简孝坚于说明时指出：「透过此平台提供更容易分享的的体感开发界面与套件，同时整合软、硬件，以及数码内容与专业的厂商或团体，共同开发体感的创新应用，加速并带动体感的产业的发展，提供消费者更精彩而愉快的便利生活。」

不仅如此，简孝坚同时也提到Open Platform 2.0的特色在于开放性、便利性、普及性、国际化、发展性及多元化等6大特点。

由于开放性的特质，使得软件的撰写更为容易；而便利性与国际化，则是因为Xtion Store是建构于网络上，信息的交换省时且方便，同时有利于华硕全球品牌与代理的推广;而发展出来的体感装置，将搭配PC使用，毕竟PC拥有普及性的特质，运算效能与应用提升的支持度亦是最佳，且没有国家限制(如：大陆不能销售游戏机)，避免销售上的障碍，这就是发展性与普及性的优势所在。此外，Xtion Store可一并用于B2B、B2C方面，拥有多元化销售的优点。

Xtion Store所具备的B2C销售功能，将藉由交互式使用者界面(Interactive UI)，让使用者可以轻松浏览下载最新的游戏或应用程序，未来将再整合更多元的体感创新数码内容像是商业应用、游戏运动、教育学习及复健医疗等产业应用，且Xtion Store预计2011年11月上线，使得体感创新迈进一大步。

基于在体感创新联盟中的B2B定位，Xtion Store具备了Management、Resource及Library等架构，作为获得联盟整合Application Developer、Content Provider等而来的App的平台。

至于华硕在Open Platform 2.0上所扮演的角色，则是透过Xtion PRO、Xtion PRO LIVE套件，协助软件人员透过SDK(Software Development Kit)开发出PC上的应用。接下来将扩展至机顶盒(STB)市场，以因应未来Smart TV的风潮，并创造出更大的效益。此外，华硕本身所要发展的方向为WAVI Xtion，利用WAVI系统将房间内的PC影像、声音经由无线传输到客厅电视上，并透过Xtion侦测以手势直接控制PC，用来浏览照片、控制影片操作选单、上网、甚至是使用社群网站等互动操作，即是透过电视屏幕，以体感方式控制PC。当然，游戏机也是华硕在体感市场另一个着眼点，毕竟PC拥有最多的游戏支持，甚至还有网络上的Flash游戏，因此华硕期许所有的游戏都能够透过WAVI Xtion来进行。

其实华硕的WAVI Xtion跟微软的体感游戏机Kinect系出同源，芯片合作商都是Prime Sense。不过，WAVI Xtion是以PC为平台，且PC每年上亿台的市场规模，加上软件开发商也都在PC上开发程序，且具备升级容易等优点，因此基于PC做为体感应用平台将会是明佳策略。同时简孝坚也表示，尽管跟Kinect有竞争关系，但双方应先把市场做大，并格外看好大陆体感市场机会，加上Xbox无法在大陆销售，故华硕会先聚焦大陆。华硕预定在10月份推出体感遥控套件，今(2011)年底前预定出货10万台。

运算核心与产业标准

除了开发机制与联盟合作外，体感创新的核心技术也是令人关注的议题，因此本次研讨会也邀请到在3D传感领域拥有深厚背景的PrimeSence与会。PrimeSence业务总监尤纪凯提到：「所谓3D传感技术，即是利用光学设备撷取环境信息，将其组合成3D模型的技术。」

当然，一并也赋予了机器准确的视觉能力，并具备学习使用者的设计，颠覆了现有科技产品需要由使用者去学习的使用模式。同样是摄像装置，对于一般图片所获得的是RGB三原色的信息。当搭载3D传感技术后，则能够取得影像的深度(Depth map)信息。

PrimeSence亦提供了完整的3D传感解决方案，除了名为NiTE的Middleware外，在硬件上涵盖了PS1080传感芯片，以及传感装置的参考设计(Reference Design)等元素。基本上，3D传感的技术架构Host端可分为驱动程序、Middleware及应用程序(Application)等部分。

当Xtion PRO等装置撷取环境影像后，转换成深度信息，并传递到Host端由驱动程序接收并解读出来，但对软件开发而言，却无法了解这些复杂信息所代表的意义，所以需要Middleware去分析，将有效的内容提供给应用程序使用。

举例来说，透过Middleware将撷取到的背景、人体轮廓等多余影像去除，从中组合成所需的人体关节的节点数据。对游戏程序而言，人体关节的节点数据即可接到虚拟3D人物上。另一方面，应用程序不见得要位于Server内，亦可透过云端技术放在网络上与Middleware连结。

不过Server端整合应用程序的作法，并不符合前述提到的Open Platform 2.0概念。因此，PrimeSence与ASUS等多个合作夥伴，共同成立了OpenNI规范，为软件开发提供了标准化的API工具，成为普及化的幕后推手。

OpenNI最大的特色在于完全免费，不论任何技术层面均可参与，并将Compliant Hardware、Middleware及NI(Natural Interaction)Apps三方资源有效整合。若再融入之前提到的3D传感架构中，除了硬件端与Firmware完全结合外，应用程序还可藉由OpenNI存取Middleware、传感装置内部的功能，甚至是具备脸部识别等独特设计的Middleware，搭载至系统自然也不成问题。

对应用程序开发而言，在符合OpenNI的前提下，不需重新撰写软件，只要稍做修改即可轻松导入各种平台与Middleware。观察OpenNI的推广效益，目前具有超过2,000位的注册会员，以及10万个以上的SDK下载，同时已有上百个应用程序是采用OpenNI所开发，并以每天10个以上的速度成长，可见OpenNI的潜力无穷。

为了激荡出创意分享的火花，OpenNI还成立了Arena机制，提供开发者一个上传成果的舞台，同时30%的Apps会公布原始码(Source code)下载。

而OpenNI Arena的立意在于作为开发者间沟通的桥梁，进而将开发者社群与Publisher、Manufacturer、Application Store及Enthusiastic Consumer串连起来，以期达到观察创意趋势、发掘人才、加强开发者互动、将NI(Natural Interface)延伸到新领域等愿景。

事实上，当3D摄像装置将体感影像撷取进来后，还需经过Depth Map、Middleware等一连串复杂的数据转换，这时也考验着CPU的运算能力。因此本次也邀请到业界知名的嵌入式处理器(Embedded Processor)厂商─德州仪器，为各位解说DSP(Digital Signal Processor)在体感创新硬件上所扮演的角色。德州仪器的应用协理郑曜廷提到：「由于目前Xtion的开发套件是用于PC上，故可直接使用PC的处理器计算运作。不过，开发者也可采用嵌入式的处理芯片，来减少数据传输占据带宽的问题，同时增加计算的效率。」

为此联盟与德州仪器合作，让开发者可在传感器上直接置入芯片，让图片数据的计算在前端就处理完毕，如此便可减少计算的时间，且传输通道也可用来传送更重要的信息或指令。

经过实际测试，德州仪器DSP与FPGA、PC的比较结果，在SobelEdge Detector、Bayer Filter Demosacing及Gaussian Pyramid等测试项目上，均有显着突出的数据。即便PC的成绩在Bayer Filter Demosacing上较为出色，但却是配备了双核、2GHz以上的处理器，以及2GB的存储器才有如此的表现。不仅如此，德州仪器的DSP本身也采用了硬件加速器的设计，以提升在3D Point Cloud、k-means方面的运算表现。

另外，德州仪器DSP几项的3D影像处理技术上，甚至超越PC的运算速度，且拥有小巧低耗电的嵌入式设计优势。

针对体感需求的差异，德州仪器开发了多款DSP因应不同的市场定位，例如DM36xx系列，即是用来搭配手部体感的产品；而DM3730则是作为全身性的体感技术的运算核心，具备15个节点的侦测能力。

为增进DSP平台上软件的开发，并充分发挥在运算效能上的优势，德州仪器还提供了Vision Software Libraries的服务。其中包括OpenCV、vLib、IMGLib及3DVLib等部分，除内容广泛外，还可开放原始码，并透过Ti E2E论坛来相互交流，以期软件能针对DSP最佳化，并与DSP缜密结合发挥最大效益。