體感技術是指人們無需使用任何復雜的控制設備直接使用肢體動作，與周邊的裝置或環(huán)境互動，使人們有身歷其境地的感覺。比如，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，此時若是我們用手分別向上、向下、向左及向右揮，用來控制影碟機的快轉、倒轉、暫停以及終止等功能，這便是一種很直接地以體感操控周邊裝置的例子。體感游戲的原理是利用攝像頭捕捉到的人物動作將其轉化為數據，計算機通過與前面的獲得的數據進行對比分析了解玩家的身體動作或手勢動作，從而實現直接的人機互動效果。
2010年，微軟推出了它的體感設備Kinect，這種革命性的設備借助一個3D攝像頭和手勢識別軟件讓人們利用身體的自然活動玩游戲，從而取代原始的掌上控制器， 有媒體形容它為“手勢鍵盤”(gesture keyboarding)。意思就是說，Kinect攝像頭可以捕捉到用戶的手勢動作，再把這些手勢語言轉換成游戲控制。具體來說，Kinect借助 PrimeSense軟件和攝像頭偵測、捕捉用戶手勢動作，然后再將捕捉到的影像與本身內部有的人體模型相對照。每一個符合內部已存人體模型的物體就會被創(chuàng)造成相關的骨骼模型，系統再將該模型轉換成虛擬角色，該角色通過識別該人體骨骼模型的關鍵部位進行動作觸發(fā)。存虛擬骨骼模型的幫助下，系統可識別 人體的 25個關鍵部位。微軟通過對 33DV systems公司的收購得到了后者的攝像頭識別技術，并在此基礎上加入了識別人體站立 /坐姿的新技術。
體感技術是什么？
那么體感技術到底是什么呢?它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。
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，此時若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 虛擬現實、空間鼠標、游戲手柄、運動監(jiān)測、健康醫(yī)療照護等，在未來都有很大的市場。
體感技術原理及分類
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，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1:1擬真的對應。
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，分別為加速度、角速度以及磁場，再根據此些物理參數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，蘋果智能型手機開始拉開了手機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，基于未來手機上即將陸續(xù)推出擁有重力傳感器、磁傳感器和陀螺儀的智能型手機，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 - axis Sensor Fusion Technology)。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Microsoft。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，便可達到體感的效果，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。
慣性及光學聯合感測
主要代表廠商為Nintendo及 Sony。2006年所推出的 Wii，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——Wii Motion Plus，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。
毫無疑問，體感互動技術的出現為我們的生活、工作、娛樂提供了另一番體驗，它的便捷、嵌入式的真實體驗感、交互性等一系列優(yōu)勢使得體感技術有廣闊的市場前景。而目前體感技術的使用已非常廣泛，涉及虛擬應用、3D建模、機械控制、虛擬樂器、虛擬娛樂、計算機相關應用、虛擬實驗、游戲操控、健康訓練等多個領域。而其中體感游戲機的開發(fā)對體感技術的應用尤為成功，我們前面提到的微軟Kinect、任天堂Wii和索尼Ps Move是目前主流的三大體感游戲機。
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