基於Android嵌入式系統的智慧電視設計

在Android 2.x版本雖已有智慧電視機上盒產品推出，但早期產品為使用手機系統移轉設計，操作介面不佳影響使用體驗。flexiVIEW

在智慧電視應用市場，由於Apple採取相對封閉的Eco System，因此在智慧電視的發展速度上明顯略較Google來得表現遜色，而Google在發佈針對小、中、大螢幕進行操作GUI最佳化的Android 4.x版本後，使智慧電視搭載Android系統已成市場潮流，不但3C廠紛紛採行，連家電大廠也紛紛導入應用...

隨著電子科技持續進展，強調智能化整合的新型態電視產品相繼推出，即便不是針對新一代智慧電視面向的電視產品，也可以利用數位機上盒或具連網功能的多媒體播放器，達到擴充智能應用的應用價值。

Google以Android搶占智慧電視應用市場

早期致力推廣連網電視的業者，以Apple最為積極，除投入部署內容與前端應用系統，搭配Apple的行動裝置應用資源、iTunes內容資源，提供全面性的連網數位內容應用架構。但實際上在智慧電視市場中，以內容保護優先的iOS系統平台，因為系統相對較封閉，加上連網電視平台的智能功能，未能如iPhone/iPod Touch提供這麼豐富的軟體應用資源，加上Apple並未開放非Apple業者應用其iOS授權發展智慧電視，以致於發展速度未能如Android系統之智慧電視發展來得快速。

尤其在電視應用方面，Google同樣採與智慧型手機相同的授權策略，多數廠商大多可以自Google官方管道取得裝置設計的產品認證，成為Google登記有案的Android產品設備，這對開發商來說，可以輕易運用第一手Android系統開發資源，進行最快速的產品開發，同時令出廠時的產品，即可使用豐沛的Google Play應用軟體市集的豐富應用軟體，而這相對於Apple過於保守、保護的產品策略，基本上是徒然流失搶攻智慧電視市場的大好機會。

針對新一代智慧電視應用，不管是整合型的智慧電視，還是數位機上盒產品，或是精簡功能應用型態的多媒體播放器，都是可讓電視連接到網際網路的關鍵角色，而連接至網際網路後即可如同電腦般享用數位內容，進行如分享音樂、視訊影音、社群網路、雲端應用等，而電視的角色也將扮演串接家中的智能家電，形式智慧家庭的中樞應用。

智慧電視將成為家中應用中樞 操控便利性成關鍵

當下一代智慧電視肩負家庭家電連網中樞的功能，對於硬體、操作人機介面的要求，自然不能以傳統舊電視的思維要求，而是必須採用更高效能、高度反饋的人機互動機制與GUI設計方法，使用戶直接享受智能化帶來的好處，而不是多了智能應用反而徒增更多學習操作的苦惱。

以目前最熱門的Android智慧電視系統平台觀察，智慧電視必須包含可管理的底層硬體架構與應用軟體，同時必須為終端用戶帶來一致性的使用者介面(UI)，藉此減少不必要的學習，同時仍必須搭配可擴展性的應用程式擴充應用彈性。其中，除系統底層外，Android智慧電視的關鍵軟體包含Adobe Flash Player、Google Chrome與JavaScript-based的widget應用引擎整合，提供智慧電視等同於一般電腦的網路使用體驗。

Android嵌入式系統為VM架構 第三方應用可輕易跨平台發佈

基本上，Android嵌入式系統，原本就是用來作為下一代行動裝置、智慧電視等連網平台應用基礎所設計的系統，尤其在Android 4.0改版後，在手機上的操作體驗可以很直覺地擴展延伸至大螢幕的TV應用。Android為以Linux核心為基礎，同時搭配多個採C語言撰寫的軟體庫，另關鍵在於用以執行應用程式碼之Dalvik虛擬機器(VM)。

至於Android的應用程式，完全為採Java語法撰寫，但語法需先轉換成Dalvik可執行格式後，才能在Android硬體平台上運行，開發應用程式則以Eclipse整合開發環境搭配程式庫進行產品設計與測試，由於應用程式均為在Dalvik虛擬機器上運行，因此針對Android平台的應用程式，具備可在不同硬體架構中自由轉移、穩定運行優勢，可大幅降低軟體產品跨不同硬體系統的額外開發成本。

優化智慧型電視的使用介面 提升使用者體驗

目前多數採行Android開發的智慧電視，在UI設計大多較以實用為主，因為大量的先進3D UI即時重繪需要耗用較多硬體處理效能，包含更快的處理器、高效能GPU甚至更多的系統記憶體來因應設計，尤其是在串流視訊上再追加半透明控制UI提示。在提示訊息方面，因應用戶使用的螢幕尺寸，若是整合型的智慧電視，螢幕尺寸大多可用客製設計而無需調校，但若是類似機上盒或多媒體播放器，因為設備接續的顯示裝置多元，就必須考量播放裝置需因應多元顯示比例的設計方案。

另外，使用者介面本身應該包含兩種操作情境，一種是一般電視觀賞，用戶不想過多操作與干擾狀態，所以遙控器應該是最簡單的數字型應用即可，另一種是強化智能應用體驗的豐富操作功能，智慧電視為了能在原生系統UI下提供全功能操作體驗，遙控器的設計方案可以是整合軌跡觸控板、MEMS動態感應或是搭載陀螺儀的3D滑鼠，讓用戶可利用現有的遙控器也能進行繁複連網或娛樂應用。

至於電視介面的UI設計，應包含選單按鍵，由於電視螢幕夠大，為減少誤操作與增加UI的尋跡性，操作選單可適度追加功能圖示或縮略圖(thumbnail)指引，提升使用者操作體驗。雖然與智慧型手機同採相同的系統架構，但實際上智慧電視對於多工運行的要求，並沒有智慧型手機要求高，多數的設計方案會將用戶退出單一應用程序即自動關閉該項應用，避免浪費有限的硬體資源，但在多核心運算方案逐漸成為智慧電視應用主流，針對多工、多執行緒的操作體驗如何透過遙控器進行操控與管理，仍是較困難的設計方向。

智慧電視關鍵應用仍以上網為多 需重視應用效能與操控便利

至於智慧電視的關鍵應用，除多媒體播放、串流視訊播放外，最重要的應用型態以網頁瀏覽為主，而Android系統為使用Google Chrome的應用架構，而Google Chrome本身即為採WebKit引擎整合的瀏覽器，智慧電視開發商可利用Android WebKit自行架構智慧電視的連網應用，發展Chrome-based JavaScript應用程式，利用TV終端進行連接遠端影音服務器，擷取所需的娛樂應用內容，或僅止於單純的網頁瀏覽，智慧電視都必須能因應相關操作需求。

而基於WebKit引擎的Chrome瀏覽器，其瀏覽性能關鍵在於處理JavaScript的效能表現，而要強化WebKit引擎效能，則必須透過提升整體硬體運行效能來加以改善，例如將CPU的時脈提高，或是改用雙核、四核應用方案，或利用GPU、記憶體的效能升級來加以改善。
至於，現有網際網路基於Adobe Flash開發的應用內容相當豐富，目前超過75%的網頁動態效果均為使用Adobe Flash開發！Adobe Flash幾乎可以說是網路數位內容的重要型態，Android若無法支援，勢必會令整個智慧電視的使用體驗大為失分。在Androd系統目前已可直接支援Adobe Flash Player，透過Adobe Flash Player的支援可以處理點陣甚至是向量繪圖資訊，呈現預先封裝的影音內容，但也必須嵌入式系統平台在軟？硬體上的最佳化支援，才能達到Adobe Flash內容的完美展演效果。

針對網路串流視訊優化 必須在硬體、軟體同步考量

智慧電視另一個關鍵應用為採串流形式播放全訊框的HD視訊，這對硬體來說，至少需支援一訊號源的HD串流視訊處理，而在處理串流視訊的同時系統還須保持餘裕，來進行使用者UI操作介面的指令接收與處理，同時監控各種指向裝置(遙控器、滑鼠、鍵盤、Web Cam、麥克風)的動態，及時中斷處理用戶操作行為。

而更高階的智慧電視，由於導入了雙核甚至多核心處理器，搭配強悍的GPU進行整合，因此可以在處理多Flash之HD視訊串流程序中，也可同步進行如HDMI的PIP(Picture-in-picture)處理，甚至可任意切換網路或本地端的視訊源進行播放。

面對網路視頻應用，可以說是智慧電視的重點應用項目，針對網路視訊，Android可以說是以h.264視訊壓縮串流為支援主力，例如，在Flash Player可運用硬體的GPU或是視訊硬體解碼器進行解碼，即可針對單一h.264高清視訊進行高效能處理，但若硬體無法處理h.264串流解碼時，Flash Player也可轉換改採軟體解碼核心因應，但利用軟體解碼會令整體系統效能受到影響，甚至會造成系統功耗驟升。