Такие современные устройства ввода, как клавиатура или мышь, уже давно стали атрибутами нашей повседневной жизни. И надо сказать, что клавиатура и мышь прекрасно справляются со своей работой. То же самое касается и сенсорного управления, повсеместно используемого в различных гаджетах и мобильных компьютерах. Однако тактильный, осязательный метод – это далеко не единственная возможность взаимодействия человека и компьютера. Ведь для общения друг с другом люди могут использовать взгляд, голос или жесты.

Все это может быть применимо и в отношении взаимодействия человека с компьютерами и бытовыми устройствами. Во всяком случае, дизайнеры и инженеры уже давно работают над тем, чтобы предложить пользователям что-то новое, интересное в плане управления компьютером. Многие эксперты полагают, что в будущем человек сможет общаться с компьютерными системами только посредством своих традиционных «средств коммуникации». Пока же реализуются только первые шаги в этом направлении. В этой статье остановимся на самых интересных технологиях.

Технология Kinect. Отслеживание движений

Одна из самых продвинутых технологий в этой области является Kinect от компании Microsoft. Kinect представляет собой аксессуар для приставки Xbox 360, считывающий все движения человека и позволяет ему действовать в дополненной игровой реальности без контроллеров вообще. Нужно отметить, что устройства, отслеживающие положение тела человека, начали разрабатываться уже достаточно давно, однако их проблемой было то, что для отслеживания жестов и движений пользователя последнему нужно было занять эталонную позу. Отчасти эту проблему удалось решить разработчикам Microsoft, которые в конце 2010 года представили публике  интерактивный контроллер Kinect, предоставляющий возможность взаимодействовать с консолью без помощи традиционного контроллера в виде джойстика. В данном случае управление осуществляется через устную речь и определенные позы тела.

Kinect

Как же работает технология Kinect? В устройстве размещаются два сенсора. Один из них является инфракрасным, его предназначение – «прощупывание» окружающего пространства. Второй сенсор помогает преобразовать полученные данные в 3D-проекцию и далее обеспечить отслеживание движений человека внутри нее. Встроенный процессор измеряет по всему полю зрения сенсора расстояния от камеры до сцены. Система «видит» и записывает человека как набор движущихся точек, причем данные считываются каждую десятую долю секунды. В игровом процессе она определяет, где располагаются руки, ноги и голова пользователя, автоматически подбирая для него наиболее подходящий виртуальный скелет. На основе информации о движении тела игрока и подобранного скелета формируется своеобразный 3D персонаж, который участвует в игре.

Конечно, технология отслеживания движений и жестов, а также бесконтактного управления контентом Kinect  с самого начала продемонстрировала определенные недостатки. Далеко не всегда система отслеживает действия человека так, как этого бы хотелось разработчикам технологии. Тем не менее, технология Kinect постоянно совершенствуется и находит свое применение уже за пределами игровой индустрии. В частности, с помощью Kinect сегодня можно проводить эффектные мультимедийные презентации, не пользуясь никакими устройствами ввода или контроллерами. Технология способна работать  с любыми проекционными системами, плазменными и ЖК-панелями. В данном случае пользователь может управлять любым контентом, не касаясь рукой дисплея, только лишь взмахами руки. В компании Microsoft удовлетворены развитием своей технологии и надеются уже в самом ближайшем будущем использовать Kinect в различных мобильных гаджетах и смартфонах.

LeapMotion

Альтернативной Kinect  в области управления жестами является технология LeapMotion, которая, по словам ее разработчиков, способна гораздо более точно отслеживать движения пользователя. Устройство для управления жестами называется Leap, его главное предназначение – заменить традиционную мышку или сенсорный дисплей для управления компьютером. Перед устройством образуется мнимый куб со стороной примерно 61 сантиметр, в котором пользователь располагает свои руки для работы. В этом пространстве Leap отслеживает движения и жесты человека с высокой точностью. Устройство распознает все десять пальцев, причем точность их передвижения улавливается до долей миллиметра. Задержки здесь практически сведены к минимуму.  Хотя лаги, конечно, случаются, однако само расположение руки в пространстве устройство определяет довольно точно – вплоть до 0,01 миллиметра.

LeapMotion

Интересно, что само устройство Leap представляет собой очень скромную, компактную коробочку размером с обычную флешку. К компьютеру Leap подключается посредством кабеля USB. Далее нужно только установить специальное программное обеспечение, которое можно загрузить с официального сайта, и зарегистрировать устройство. Правда, пока доступных и интересных приложений под LeapMotion не так много, поэтому устройство можно рассматривать только как своего рода игрушку для любителей самых передовых технологий. Однако для LeapMotion уже открылась широкая область применения – она может быть реализована в различных мобильных компьютерах и гаджетах. Например,  зачем покупать дорогостоящий ноутбук с сенсорным экраном, когда можно просто подключить к своему старенькому мобильному ПК через USB-порт контроллер LeapMotion и получить потрясающие возможности управления.

На сегодняшний день LeapMotion является одной из самых лучших технологий для отслеживания движений и управления компьютером без прикосновений. Она опять-таки постоянно развивается и в последних версиях данной системы захват движений стал еще более реалистичным, плюс были решены разные мелкие проблемы. Причем положительные изменения были достигнуты сугубо программными средствами.

Технология LeapMotion не могла не привлечь внимание производителей мобильных компьютеров. В частности, уже выпущен в продажу ноутбук HP Envy 17 LeapMotion SE со встроенной технологией управления жестами LeapMotion. Помимо обычных устройств ввода, этот ноутбук предлагает пользователю возможность управлять происходящим на экране, просто махнув рукой или пошевелив пальцами. Интегрированный модуль LeapMotion специально разрабатывался для встраивания в мобильные устройства и поэтому получился на семьдесят процентов меньше предшествующей версии. Контроллер размещается под клавиатурой и позволяет с помощью простых жестов и движений руками совершать стандартные операции, например, прокручивание списков, увеличение масштаба фотоизображений и многое другое.

Tobii EyeMobile. Управление взглядом

Шведская компания TobiiTechnology в конце 2013 года представила публике свое новое творение – это гаджет EyeMobile, с помощью которого можно работать на Windows-планшетах, используя не жесты, а только взгляд. Устройство основано на действии невидимого инфракрасного излучения. Основное предназначение EyeMobile заключается в том, чтобы помочь взаимодействовать с планшетом тем людям, у кого имеются серьезные проблемы со здоровьем. Речь идет, прежде всего, о больных параличом, людях с травмами в области спинного мозга или заболеваниями двигательных нейронов. Таким людям с трудом удается поднимать руки, чтобы поводить ими по сенсорному дисплею. Впрочем, новинка может понравиться и поклонникам высоких технологий, кто гоняется за покупкой самых инновационных устройств.

Tobii eyeMobile

Гаджет EyeMobile способен работать с Windows-планшетами, например, с SurfacePro., а также с обычными компьютерами и ноутбуками, на которых установлена полноценная Windows. Он идет в комплекте с подставкой, позволяющей прикрепить планшет к столу и взаимодействовать с мобильным компьютером через USB-порт. При этом устройство располагается в нижней части этой подставки.

Принцип работы EyeMobile заключается в использовании двух камер, отслеживающих движение глаз пользователя. Тем самым, устройство позволяет выполнять стандартные операции только движением глаз. Например, выбор нужного пункта из списка или прокручивание Интернет-страниц. Устройство плавно следует за глазами человека, когда он читает страницу. Данная технология пока имеет определенные минусы, главным из которых остается высокая цена. За EyeMobile придется заплатить более четырех тысяч долларов.

iMotion

Еще одна инновационная разработка в этой области – контроллер iMotion, который дает возможность управлять компьютерами и телевизорами с интегрированной камерой без прикосновений. Для выполнения простых команд достаточно лишь нескольких жестов. iMotion является универсальным устройством, поддерживающим разнообразные приложения и игры на ПК, мобильные приложения iOS и Android. Обычный телевизор в доме он может превратить в «умный» TV, в котором вместо пульта ДУ будет использоваться удобное жестовое управление.

Технология предусматривает создание виртуального сенсорного дисплея перед человеком и обеспечении функции тактильной обратной связи, чтобы пользователь мог получить физическое ощущение прикосновения к виртуальному объекту в игровом процессе или при работе с приложением. Само устройство выглядит как перчатка, которую просто нужно надеть на кисть. В этой перчатке имеются три ярких светодиода, которые размещаются в виде треугольника. Веб-камера призвана отслеживать их движение. iMotion способен распознавать команды в виде перемещения, вращения руки на дистанции до 5 метров от камеры.

imotion

Примечательно, что с самого начала iMotion задумывался исключительно как тренажер для обучения людей, в частности, стрельбе из оружия. Но потом концепция проекта поменялась и теперь это универсальное устройство может использоваться как интересное дополнение к игровой консоли, замена пульта ДУ для телевизора или удобный способ управления компьютером.

The EyeTribeTracker. Устройство управления при помощи глаз

В заключение, стоит упомянуть об инновационном устройстве от датской компании The EyeTrіbe, которое позволяет управлять планшетами и мобильными телефонами только с помощью взгляда. Кстати, эта компания была основана простыми студентами, посещавшими Институт информационных технологий в Копенгагене. Устройство TheEyeTribeTracker основывается на применении инфракрасного излучения, которое проецируется на зрачок человека и позволяет камере отслеживать любые его движения. Помимо этого, здесь используется революционное решение, направленное на предсказывание направление движения глаз пользователя.

The Eye Tribe Tracker

Когда пользователь переводит взгляд с одной точки на другую, устройство получает команды на переход к соответствующим деталям пользовательского интерфейса. При этом моргания и подмигивания понимаются устройство как нажатие кнопки мыши. Для того, чтобы пользоваться возможностями устройства, человек должен располагаться от него на расстоянии от 45 до 75 сантиметров.

Есть и другое условие —  для корректной работы диагональ планшетного компьютера или смартфона не должна превышать 24 дюйма. Подсоединяется устройство к мобильным гаджетам через USB-порт. С помощью этого девайса и управления взглядом можно просматривать страницы в глобальной сети и работать с приложениями. Датская компания призывает производителей планшетных компьютеров и смартфонов внедрять данную разработку.