GestIC -Windows 8下的3D手勢控制

Microchip人機界面暨高階輸入裝置部門亞太區行銷經理Andreas Guete

微軟Windows 8平台開啟觸控螢幕操控的電腦新紀元，然而成本高居不下的觸控筆電，僅提供等同平板產品的2D平面觸控操作體驗，無法提供更直覺的體感操控方式。在微控制器、類比零件暨快閃技術領域的領導元件供應商Microchip Technology於2012年11月發表全新的GestIC專利技術，能提供當今廣泛的電腦終端產品全新的體感控制技術。透過非接觸式、手勢控制的使用者介面，實現3D立體的電腦操控體驗…

更直覺、免接觸的手勢控制技術

蘋果的iOS平台、Google的Android平台把螢幕觸控操作的方式帶進了手機/平板等消費性產品，順利取代按鈕式設計；任天堂的Wii、微軟的Kinect技術、Sony的PS3 Move也將體感控制方式帶進了遊戲機，打開以身體當控制器的全新玩法。至於長期使用鍵盤+滑鼠(或觸控板)為主的電腦市場裡，在微軟Windows 8推出之後，亦打開了以觸控螢幕操作的全新介面，加速了電腦〝平板化〞的腳步。

然而應用觸控螢幕的Windows 8觸控筆電成本既高且只能平面2D操控，長時間下來，不僅疲累且螢幕都是指紋，實用性有待市場考驗，促使其他操控技術廠商紛紛瞄準電腦市場提供新的體感技術。Microchip人機界面(HMID)暨高階輸入裝置部門亞太區行銷經理Andreas Guete先生，即針對電腦新一代的3D手勢控制技術做進一步說明與展示。

GestIC採全新近電場感測技術

Andreas介紹的Microchip GestIC 3D手勢控制技術便突破了上述限制。基於GestIC技術的MGC3130單晶片，是世界上第一款基於電近場(Electric Near Field；E-field)技術的3D手勢控制微處理器，提供免接觸的手部位置追蹤、3D手勢辨識、接近偵測與控制等功能。

GestIC的技術原理可在其IC附近約15公分的小範圍區域上產生近場電波，發出100kHz的載波頻率，其對應的波長為3公里。由於是無線電波，其電極之間的距離極微小，磁場與輻射量實際上是0，可以打造出Quasi static(準靜態)的電場，不會受到WiFi、藍牙、CDMA等行動射頻的干擾，亦不受到光線、聲音、膚色、溫濕度等周遭環境的影響，精確、快速地感測並追蹤手部位置，提供無接觸的自由空間3D手勢識別。

GestIC利用印刷電路板(PCB)走線或觸控感測器上的銦錫氧化物(ITO)塗層上的各種導電材料，製作出高達5個電近場感測電極。可以直接隱形地整合在傳統筆電、平板、鍵盤、繪圖板、手機、各種遙控器…等產品的Housing(外殼)內，不影響工業設計上的美觀。

MGC3130的手勢控制單晶片解決方案

基於GestIC技術的MGC3130單晶片，功能包括: (1)能夠營造出等同150 DPI滑鼠般的解析度、200 Hz取樣速率，可精確偵測到移動快速的手勢和手指運動。(2)超低雜訊的模擬前端。(3) 感測狀態下，僅150微瓦至最高70毫瓦的超低電流消耗，比一般使用攝影鏡頭(大於1200毫瓦)的體感識別系統的功耗更低90％，並具自動喚醒能力，有助於行動裝置永保開啟手勢感應功能。(4) 能自動自行校準，持續保持高精度偵測能力。(5) 可即時處理手勢及x/y/z位置數據，搭配內建的Colibri Suite手勢資料庫，及32位元的數位信號處理器。(6) 整合快閃記憶體，可升級手勢資料庫等數據。(7) 採70至130 kHz跳頻電場，可消除射頻干擾，抗環境光線和聲音干擾。

MGC3130內建的Colibri Suite內建了許多手勢資料庫，包括喚醒方法、位置追蹤、彈指手勢、旋轉手勢和符號手勢，能夠開/關、執行應用程式、指向、點擊、縮放、滾動、自由空間滑鼠懸停和許多其他功能。此外，Microchip提供了GestIC的API以及OverkeyUX的使用介面(Windows 8外觀)等完整的開發套件，讓廠商開發3D手勢操作的各式應用程式。

延伸Windows 8的觸控體驗: 3D手勢操作

Guete表示，以Windows 8的筆電、桌電、一體機(AIO PC)等系統來說，硬體廠商只要在鍵盤上加入GestIC技術 (PCB的電極塗佈)，搭配MGC3130即可用手勢操作Windows 8的全新介面，例如向左揮動就是開啟Charm Bar，向下揮動即可關閉Modern Apps，免觸控螢幕也可輕鬆操控。

MGC3130晶片已於2013年4月量產，並有單區評估套件，讓設計人員能夠輕鬆利用MGC3130來開發3D手勢控制的各種資訊產品。