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優質生活體驗屋：互動式客廳桌與數位筆刷

97/10/07 13845

楊家輝｜成功大學電機工程學系、電機與資訊研發中心

丁俊仁｜成功大學電機工程學系

陳俊宇｜中興大學化學工程學系

楊富淳｜成功大學電機工程學系

互動式客廳桌

客廳是家人每天進出必經的地方。在出門前，我們對一天該做的事情會有相當的準備，也會了解及迎接這一天的挑戰。為了滿足這樣一個具有溝通需求的地方，筆者們選擇了大家進出必經的「客廳」，顯示各種生活習慣動作的結合訊息，來做為一個溝通的平台，並基於這樣子的需求，設計出互動式客廳桌。

在互動式客廳桌中，保留了一般生活化的操作方式，並且把數位科技融入這些操作中。互動式客廳桌的系統是以 42 英寸液晶顯示器與個人電腦做為主要架構，運用多項周邊裝置，包含無線射頻識別系統（RFID）模組、觸控電容模組、個人數位助理（PDA）設備模組，再配合多執行緒（multi-threading）的架構，連接上主機的資料庫，組成一個多功能的智慧型客廳桌。

這塊桌面可以有播放音樂、顯示天氣等基本功能，再藉由 RFID 的加持，能夠讓你隨時放幾張 RFID 卡片到桌上，就可以告訴你放在桌上的葡萄酒是哪個年分的。同樣地，它可以告訴你放在桌上的書的內容、作者、出版社等資料，甚至開始講起書中故事。簡單來說，它使無線射頻識別系統連結終端資訊處理，把訊息呈現在數位顯示平台上的技術應用在家庭裡。

家人可以藉由這個系統產品，在客廳進行情感交流、互動，來拉近彼此的距離。使用者只需坐在桌前，就可以把自己想使用的功能，利用桌子內建的 RFID 讀取器來讀取，軟體便會根據讀取進來的標籤項目自動判斷應該做什麼動作，使用者便可以獲知螢幕上出現的資訊或完成所要執行的動作。

互動式客廳桌的主要功能是提供人們一個更方便的互動環境，它整合多項技術，像是網路通訊技術及個人數位助理遠端功能，成為一個互動式裝置。所設計的互動式客廳桌具有以下的優點。

具備多功能　互動式客廳桌集合資訊顯示、時鐘、電話、遠端控制、變換桌面、天氣顯示、降雨機率、音響等功能於一身。也就是說，它整合一般家庭中不可或缺的多項裝置，形成多功能的智慧客廳桌，並能滿足家庭中不同使用者的需求。

人性化的操作環境　互動式客廳桌裝設有液晶螢幕，具有背光顯示功能，可以避免光線不足的困擾。它也內建有揚聲器，在操作時具有音效提示功能，使用者可以用這個揚聲器來聆聽音樂，也可以確認使用者的操作行為是否恰當。在人機介面中，它還利用了多種特效和動畫達到互動化的效果。

簡單化的功能表選單　在選單畫面中，它提供了完整功能的服務。不需要太多的複雜選單，只要簡單的幾個步驟，便可以讓使用者藉由選單得知所需要的資料。使用人更可以利用卡片感應的方式，直接由液晶螢幕顯示想要的資訊。這澈底改變了一般的使用者介面。

在互動桌的桌面下方有觸控輸入裝置，在觸控輸入裝置下方則有液晶顯示器。在右側，裝置了 RFID 讀寫器，左側有天線。在底部的正下方，放置著個人電腦主機。在每個獨立的設備空間中，都有散熱孔，以確保內部的設備不會因為過熱而燒毀。而且，這一個桌面採用組合式夾板。也就是說，假設今天要更換其中的任何一項，包括桌面底下的天線、42 英寸液晶顯示器或 RFID 讀寫器時，不需要動用任何一個釘子或鐵錘，就可以把舊設備卸下，並換上新的設備。

互動式客廳桌在平常未開啟時，桌面有如一面鏡子。所採用的是強化且不容易破碎的特殊玻璃，在玻璃下方也塗了一層特殊的金屬材質。在外在環境亮度比內層玻璃還亮時，從外面看來就有如一面鏡子。反之，如果開啟內部的液晶顯示器，內層的亮度就會比外面還亮，這時就可以透過特殊材質的玻璃看到液晶顯示器的內容。因此，當互動式客廳桌關機時，在外觀上或顏色上都跟一般客廳桌一樣。在需要的時候，開啟互動式客廳桌，就可得知想要的訊息。

設計的互動式客廳桌希望藉由多功能的整合，讓使用者獲得更多的便利與服務。在這一個互動式客廳桌中，它具有像是今日天氣、音樂播放、時間顯示、資訊顯示、即時溫度、降雨機率等選項的多種功能。它可以讓使用者依自己的需求設定搜尋條件，尋找相關的歷史紀錄，以建構一個完整的資料庫查詢系統。它運用行動式 PDA 的優點，建立一個在遠端就能利用無線網路達到遠端監控及管理互動式的客廳桌系統。

在不久的將來，整合 RFID 與資訊呈現平台會是個趨勢。如果這樣的技術整合運用在一般家庭環境裡，未來的客廳空間會有重大的概念變革。如果能以這種創新的概念整合設計能量，在這個領域的家具產品開發上占有領先的地位，後面衍生的市場或經濟價值不可限量。

數位筆刷

科技除了增進生活的便利性之外，也越來越強調機械與人的互動行為。這些互動式的產品包括互動會議桌（Microsoft Surface）、任天堂的 Wii 與麻省理工學院的影像式數位輸出入筆刷（I／O Brush）。除了互動式客廳桌外，筆者們也設計了數位筆刷，讓使用者獲得更多的便利與服務。

為了解決互動性遊戲與產品製作成本的問題，採用液晶顯示器取代投影器，來解決空間上與光線影響的缺點。並用一般的網路攝影機合併影像處理，做為液晶視窗上的定位機制，來取代昂貴的紅外線攝影機定位法。

類似過去兒童拿著傳統的畫筆塗鴉一般，數位筆刷可以如同影像式數位輸出入筆刷一樣，取材自身邊任何物體的影像與視訊。架構在這個平台上，也可以像微軟與任天堂一樣開發許多互動式遊戲，所需要的組件包含個人電腦、液晶顯示螢幕與網路攝影機。

數位筆刷可以把所有的藝術作品變得更生動、更活潑。譬如，在牆上看到的一張籃球比賽的廣告海報，如果使用數位筆刷來製作，它不再是一張死板板的海報，除了公告球賽的時間之外，還可以看到海報上的籃球員傳球或投籃進框。因此，使用數位筆刷之後，整個世界會變得更生動、更有趣。希望藉由這個系統的多功能整合觀念，讓使用者獲得更多的便利與服務。

在這個數位筆刷的平台上，使用影像處理的方法達到功能選擇、繪圖定位、影像與視訊擷取等功能。主要的定位方法採用游標方式定位，在使用筆刷擷取想要貼上的視訊或影像後，使用者可以藉由拖拉游標來繪圖，完成生動的作品。

同時，設計的概念在於以最低成本的設備，達到最佳效果的呈現。整合相關的技術，以達到創新、人性化、最佳化、低成本與實用性的目標，也正是筆者們的研究方向。因此，提出使用低成本的網路攝影機的影像辨識定位方法，取代昂貴的紅外線攝影機，來實現數位筆刷系統。在目前的市面上尚未有這種產品問世，相信數位筆刷的發展，未來也會對液晶顯示器的市場有所幫助。

在目前的數位筆刷系統開發更完整以後，對於親子之間或師生之間的互動，都會有很大的幫助。讓新時代的使用者能從更新奇、更有趣的創意彩繪娛樂平台中，獲得更多的互動、便利與享受。深信在不久以後，這個平台可以在數位生活與互動式遊戲的市場中占有一席之地。

名詞解釋

RFID：全名是Radio Frequency Identification，中文稱為無線射頻辨識系統或無線射頻識別系統。目前RFID已經出現在大家的生活中，像是在捷運悠遊卡、汽車防盜鎖、公司的門禁卡上都見得到它。
I∕O Brush：它是由麻省理工學院所開發的輸入輸出筆刷，使用觸控感測、發光二極體、攝影機等硬體來實現的平台。
Microsoft Surface:：它是微軟推出的互動式會議桌，使用投影機與紅外線機制實現用手指觸控桌面、點選視窗或拖拉照片的功能。

資料來源

《科學發展》2008年10月，430期，6 ~ 11頁

無線射頻識別(4) 人機介面(10)

優質生活體驗屋：互動式客廳桌與數位筆刷

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