Цифровой журнал «Компьютерра» 2010 № 34 - [12]
В процессе демонстрации в такую интерактивную поверхность превратился выделенный на столе прямоугольник размером около 24 х 36 дюймов (61 х 91 см). В состав демонстрационного стенда вошли светодиодный видеопроектор с разрешением SVGA и яркостью 170 люмен, а также TOF-камера, способная помимо цветной картинки с разрешением 320 х 240 пикселей получать c помощью инфракрасных датчиков данные о «глубине» этой картинки, то есть о расстоянии до фиксируемых объектов. Камера была установлена на расстоянии около 30 дюймов (108 см) над столом. Производитель пикопроектора — компания Microvision, камера была предоставлена фирмой PrimeSense.
По словам Беверли Гаррисон, все комплектующие, камера и проектор, использованные в демонстрационном стенде — это прототипы. Со временем она рассчитывает применять в системах OASIS лазерные пикопроекторы, к достоинствам которых относятся миниатюрность и экономичность.
Дело в том, что подобным системам не требуются проекторы с регулируемым фокусом: при стационарной установке, к примеру, над кухонным столом нужно просто подобрать объектив с подходящим фокусным расстоянием, а это означает возможность использовать самые простые модели. Более того, для питания таких проекторов достаточно низковольтных линий, которые обычно прокладываются в кухонной мебели для подключения подсветки.
Гаррисон подчёркивает, что системы OASIS значительно дешевле, чем интерактивные столы Microsoft Surface (о последнем поколении таких столов мы писали весной) и гораздо проще в установке. Ключевыми компонентами, благодаря которым стало возможным создание подобной интерактивной системы, это камеры, измеряющие глубину и пикопроекторы.
Действительно, OASIS — во многом плод самых современных технологий. Ведь ещё 15 лет назад системы распознавания мало в чём превосходили магазинные сканеры штрих-кодов, а видеопроекторы были тяжёлыми и громоздкими и могли использоваться, в основном, в конференц-залах и домашних кинотеатрах.
Перед командой Беверли Гаррисон стояло три принципиальных задачи: разработать теоретическую основу конструирования объектно-ориентированных интерактивных систем; понять, каким образом пользователи предпочитают взаимодействовать с такими системами и, наконец, создать интерактивную систему, способную создавать свои «островки» в обычной обстановке.
Ключевая особенность системы OASIS в её способности производить над физическими объектами виртуальные действия, причём эти действия кажутся пользователям совершенно естественными. Система может создавать и удалять новые виртуальные объекты, объединять их в группы и сохранять их для последующего использования. Кроме того, существует возможность отменять ошибочные команды.
Для распознавания физических объектов в OASIS применяется компьютерное «зрение». К примеру, если вы кладёте на кухонный стол апельсин, система при помощи камеры, программного обеспечения и базы данных определяет, что это именно апельсин, а не помидор.
Затем пикопроектор «прикалывает» рядом с апельсином виртуальный ярлычок, над которым проецируется виртуальная кнопка. Как заверяют разработчики, ярлычок и кнопка появляются на столе менее чем через секунду после того, как на него положен объект.
После нажатия на виртуальную кнопку на стол выводится круговое меню, в котором можно выбрать одно из нескольких действий: найти рецепты приготовления блюд из апельсинов, найти похожие фрукты или совместимые продукты, найти подробную информацию в интернете или внести апельсины в список будущих покупок, указав их точное количество.
В основе системы распознавания лежит трёхмерная модель стола, на котором нет ни одного объекта. Когда на него помещаются новые объекты, то OASIS сравнивает изначально пустую 3D-модель с новой, рассчитывая глубину объектов на основе измерений в инфракрасном свете. Более того, поскольку система имеет дело с 3D-моделью поверхности, она совершенно не обязательно должна быть плоской.
Испытания показали, что OASIS работает с поверхностями практически любой фактуры — от полированного гранита до меди. Проблемы могут возникнуть лишь с отображением текстовых ярлыков и меню: их будет сложно разобрать, к примеру, на дереве с выраженной волокнистой структурой.
Благодаря использованию камеры, измеряющей расстояние до объектов, система способна отличить руку, проносящуюся над столом от пальца, касающегося поверхности и нажимающего на виртуальную кнопку. Для этого OASIS определяет расположение кончика пальца в трёхмерном пространстве и устанавливает, не находится ли он в определённой точке, перпендикулярной поверхности.
О коммерческом использовании системы OASIS речь пока не идёт — сначала надо устранить некоторые её недостатки. Пока непонятно, как минимизировать влияние на работу системы других источников инфракрасного света (например, пультов дистанционного управления), как быть с прозрачными объектами (бутылками с водой) или как сделать, чтобы система игнорировала украшения на пальцах и руках. Впрочем, Гаррисон убеждена, что со всеми этими проблемами удастся справиться уже в обозримом будущем.
