眼球控制 解放你的雙手

眼球控制 解放你的雙手

蔡卓卲/拓墣產業研究所研究員

隨著Kinect帶動體感的風潮逐漸流行，愈來愈多樣的體感操作技術也開始受到各界關注。除了手勢操作、全身體感、聲音控制、腦波控制等方式以外，利用眼球的移動來操控裝置，也成為品牌廠商開始投入研發的一項新體感控制方式。

醫療使用的字母版(Informative Pointing)，可以算是眼球控制技術和應用的起源。為了與一些無法開口與移動身體的病患溝通，醫生採用A～Z的字母版，透過病患眼神移動來拼出完整的字句進行溝通。所以醫療是眼球控制技術最初的主要應用領域，後來才逐漸的被消費電子裝置所應用。

早在2008年，NTT DoCoMo就曾研發出使用眼球控制的手機產品，原理很類似目前的腦波控制技術，是利用測量使用者眼睛周邊電流變化來進行操控。但這種方式對於消費者十分不便利，所以也無法成為一項成熟的商品。最近這1～2年眼球控制技術又突然熱門起來，有多家單位陸續開發出不同的眼球控制技術。

但是現今多數採用的技術和之前偵測電波變化方式並不相同，而是藉由攝影機追蹤使用者的眼球移動，以更直接的方式進行電子產品操作。

歐洲發展蓬勃　亞洲進入商用

　1.Oculometer

Oculometer技術為法國科學研究中心(CNRS)所發表，使用者可利用眼球移動來進行書寫、繪圖等工作。原理是透過Oculometer的攝影機抓取眼球的運動，並分析攝影機所獲取的影像中，人的眼球是看向什麼方向，以獲得X軸與Y軸位置，達到書寫文字或繪圖效果。

　2.GT3D系統

GT3D系統是倫敦帝國理工學院所研發，可讓帕金森症等行動不便病患使用眼球控制技術與他人交流、瀏覽網頁和書寫電子郵件。GT3D系統成本低於40英磅，主要硬體設備包括兩台攝影鏡頭及一副連接眼鏡。原理是透過鏡頭不斷擷取眼睛的圖片，並計算瞳孔方位來進行眼球控制。開發團隊認為這套系統也可應用在商業產品上，成為三維的眼球追蹤系統。

　3.Senseye

Senseye技術是由丹麥哥本哈根團隊所研發，這種技術可透過手機前鏡頭來追蹤眼球移動，並且達到眼球控制的相關功能，這項技術也同樣原自醫療用途的ITU Gaze Tracker技術。

　4.Samsung Galaxy S III

在Samsung Galaxy S III手機中，也採用了眼球追蹤功能。Galaxy S III的智慧休眠(Smart Stay)是利用前鏡頭去抓取眼睛的注視方向，如果長時間消費者沒有使用手機，且眼睛沒有盯著手機螢幕看，手機就會進入休眠狀態。此外，網頁閱覽時也能透過眼球來進行操控。

　5.Tobii平板電腦C12

在CES 2012展上，Tobii這家瑞典公司展出名為Tobii Eye Asteroids的大型遊戲機台，讓使用者可以透過眼球來進行射擊遊戲。Tobii在2012年8月時，也與聯想合作推出名為C12的Windows 8平板電腦，主打眼球控制功能。但若C12售價遠高於競爭者，就算具備眼球控制的新穎功能，也不容易在市場上打勝仗。

　6.海爾眼球控制TV

2012年7月的青島SINOCES展中，海爾曾展出能感應眼球移動的電腦U-School，海爾在IFA 2012也展出了可用眼球控制的電視。這款電視是在使用者前方放置感應裝置，感測使用者的眼球運動藉此操控電視。不過這項產品目前還偏向展示用，控制的精細度上還有改善空間。

直接迅速方便　「點擊」問題待解

眼球控制的優點和其他體感控制技術一樣，可以提供使用者最為直接的控制方式。而眼球的移動卻是最迅速的，比起利用遙控器、觸控、手勢等操作方式，能最快地達到目標位置。

其次，無論手勢操作、控制器，還是現在最主流的觸控，都需要用到手來進行操作，但眼球控制並不需要特意空出手來。且大部分技術都改用鏡頭來抓取眼球移動軌跡，所以也不需要再搭配其他特殊裝置，可說是更方便的控制方式。

但眼球控制仍存在一些缺陷，最明顯的就是如何利用眼球進行「點擊」這個動作。使用者如果使用滑鼠，只要單擊滑鼠左鍵即可，如果是利用觸控，則只要用手指觸碰就好。但在眼球控制的方式中，眼光看到並不等於「點擊」，因為無法從看到某一個點就去判定使用者是要「點擊」還是「不點擊」。尤其人的眼光常常會自動抓捕出現或移動的物體，除非直接偵測使用者的腦波，否則目前要用眼球進行「點擊」這個動作，大約只有兩種主要方式。

一種方式是注視目標達一定秒數，另一種方式則是透過不自然的眨眼方式來控制。但不管何種方式，都需要花費些許時間，讓原本眼球控制在速度上的優勢大打折扣，甚至還不如直接觸控來得方便與迅速。尤其現代人生活幾乎離不開電腦，光是點擊滑鼠的次數都會讓手指勞累，更何況長期眨眼睛會帶給使用者更大的負擔。

內建鏡頭模組　降低硬體成本

至於眼球控制的成本面部分，由於現在這類的產品較少，且大多數都是醫療器材而非消費電子產品，較難直接估出一個成本結構。但從另一個角度來看，眼球控制原理其實與Kinect的體感控制很相似，都是利用鏡頭模組來抓取影像，之後再進行分析、計算進行操控。因此，若以Kinect的起始售價149美元推估，眼球控制的成本絕對低於這個數值。

不過，由於Kinect的全身體感需要大量的影像分析和計算，運算負擔較為沉重，Microsoft為了讓Kinect具備一定運算能力，才使得售價從原本預計的99美元提高到最後定案的149美元。但眼球控制則不需要像全身體感如此大量的圖像數據分析，因為眼球控制只需抓取眼球瞳孔方向的移動變化，運作上較為簡單，再加上GT3D系統成本也不足60美元，所以眼球控制成本是可以控制在100美元以下。

如果再考慮到相機鏡頭日漸普及，大多數裝置無論手機、平板電腦還是筆電，鏡頭搭載率都不斷上升。只要透過這些裝置內建的鏡頭，就可以抓取使用者眼睛移動，並不需要額外的鏡頭硬體成本。如果從這方面來看，眼球控制的成本還能再壓低，甚至可以利用現有裝置內建鏡頭模組而不需要增加額外的硬體成本。

觸控應用廣泛　短期恐難超越

眼球控制的使用者介面設計上，必須和傳統操控設備的設計介面有所不同，但卻和觸控操作相似。這是因為觸控與眼球控制在操作理念上比較接近，都是直接點擊目標，不像控制器要按多次才能達到目的，也都講求省時與小幅動作，不像體感操作還要比手畫腳。

如此一來，就會產生一個問題，那就是觸控都已廣泛使用在各種裝置了，為什麼消費者還需要眼球控制？畢竟在同樣的使用者介面下，都已經有熟悉的觸控模式，再加上眼球控制還有「點擊」的問題必須克服，還不如手指直接點選還比較方便。因此，眼球控制似乎很難超越觸控，成為裝置主流的操控方式。

假使眼球控制想要取代觸控，甚至展現出其存在價值，就必須要找出眼球控制的獨特和不可替代之處，以及眼球控制可以做到但觸控卻無法達成的功能。

觸控其實就可以解決大部分的控制功能，尤其在多點觸控的設計下，除了點擊之外，要進行縮放都很方便。而眼球控制只要有「點擊」這個要素，就不容易較觸控來得便利，只能在某些特定的功能上，提供輔助的操作方式。

補強觸控弱點　體貼消費者需求

　(1) 特定遊戲操作

可以使用眼球控制的功能會是在某些特定的遊戲，或者是應用軟體上，如果是特別針對眼球控制這樣的操作方式來設計，就會需要眼球控制，但這類型的應用多半都是當裝置上已經開始搭載眼球控制功能，才會開始有人逐漸去開發這方面的應用，並不是能成為吸引裝置去搭載眼球控制的因素。

　(2) 閱讀與瀏覽

既然觸控需要手來進行操作，那自然也有使用者無法騰出手來的時候，尤其行動裝置往往需要手來進行拿取。例如在擁擠的公車上，一手要穩住身體，另一隻手拿著行動裝置時，如果要進行觸控操作是比較辛苦的，特別閱讀文章需要頻繁翻頁，更是不方便。

在這種狀況下，若能透過眼球追蹤與操作，讓使用者眼睛看到哪裡，文章或網頁就隨之移動或翻頁，會比頻繁的觸控方便。而觀看地圖時，若也能利用眼球來移動地圖，將更方便使用者追蹤目的地。這些功能設計，就是考慮到觸控操作較不人性化之處，運用眼球控制來進行補強，使消費者在裝置使用上更加方便。

　(3) 休眠自動感應

Sony曾推出一款搭載鏡頭模組的電視，可偵測前方是否有使用者來決定電源關閉或開啟。而Samsung Galaxy S III也具備眼球追蹤系統，來判定操作者是否還盯著螢幕看，藉此決定裝置是否進入省電休眠。這樣的好處在於，如果使用者長時間盯著螢幕，就不需要一直去觸碰螢幕來避免螢幕進入休眠，降低系統誤判造成的不便。

蒐集消費資訊　附加功能更實用

透過上述情境可知，即使消費電子產品逐漸以觸控為主流，眼球控制在某些狀況下還是有其價值性。因此，不應該將眼球控制當成新穎、創新的主流操作方式來看待，若從這樣的方向去設計產品，推出以眼睛控制為主要操作模式的消費電子產品，恐怕淪為曇花一現的話題，或少數人嚐鮮購買的產品而導致失敗。

而從過去的電流感應改成現在的鏡頭追蹤，雖然增加了眼球控制技術的應用領域。但如果要將眼球控制當作主流的控制方式，主要應用產品還是以醫療和戶外看板為主，而非消費電子產品。

醫療產品本來就是眼睛控制技術的起源，主要應用在特殊需求病患身上。戶外看板部分，眼球控制與追蹤可讓來往的消費者快速找到、看到想要看的內容。透過眼球追蹤，還可以替廠商收集資料，了解消費者對於哪個部分最感興趣，目光盯在哪個地方最久等。

而鏡頭模組是眼球控制的硬體設備，只要具備相機模組裝置就有可能進行眼球操作，這個相機模組也可進行臉部辨識、手勢操作等額外功能。在此前提下，當裝置已具備相機模組時，消費電子產品要增加眼球控制功能，成本並不會提高很多。因此，眼球控制仍具有作為消費電子產品輔助功能的潛力。

適合手持產品　平板電腦再加分

那麼究竟何種消費電子產品，比較適合眼球控制？這個問題需要考慮幾個要點，首先就是功能性。前文提到眼球控制的使用者模式與觸控接近，適合眼球控制的產品多數也是適合觸控功能的產品，但適合觸控的產品卻未必適合使用眼球控制。例如消費者還是習慣用遙控器來操作類似電視的產品，除非透過電視瀏覽網路，否則光靠眼睛去控制電視，並不見得會比較方便。

其次，就是成本考量。對消費者而言，與其選擇需要增加額外硬體的產品，還不如直接在已經具備鏡頭模組的產品上增加眼球控制。畢竟眼球控制的定位並不是主要的操控方式，消費者不見得願意花大錢額外增加眼球控制功能。

光是以上兩點，就可以將適合眼球控制的產品範圍縮小不少，最適合的產品應該是平板電腦、智慧型手機這類的手持產品。這類型的產品多半用一隻手拿著、另一隻手控制，但在某些環境下（如擠公車、捷運），用來控制裝置的那隻手並不見得能空出來，此時眼球控制自然會成為一種好的替代選擇。而其中又以平板電腦最需要，因為其尺寸較大、重量也較重，仍以雙手握持的方式較為方便，會較智慧型手機需要眼球控制。

及早掌握專利　品牌廠才有勝算

對於消費電子產品廠商來說，眼球控制的功能是否應該發展，答案是肯定的。只要在已具備鏡頭模組的產品上搭載眼球控制，硬體成本自然會被壓低，在這個前提下，最大的問題和成本就會出現在技術與專利上。提早使用眼球控制功能，除了可以讓自家產品具備競爭對手所沒有的功能外，也能在專利和技術發展上領先一步。

至於眼球控制技術來源，多屬於歐洲研究機構或新興技術公司，較少掌握在現今品牌大廠手中。而技術的核心價值並不在於硬體，而在於軟體程式，比方說，如何抓取計算眼睛移動資料、如何讓靈敏度上升、如何減少運算負擔等。眼球控制技術與應用正處於萌芽期，品牌廠商應該透過投資、結盟，或併購來掌握專利，之後就可以開始在自家產品上搭載眼球控制。

未來消費電子產品將不再採取單一的控制方式，將整合愈來愈多樣化與人性化的控制方式。或許觸控會成為主流的控制方式，但是聲音控制、眼球控制等技術也會逐漸整合進入產品中。所以，包括眼球控制所需要的相機模組、麥克風、感應元件等零組件將愈來愈重要，這些也是品牌廠商需要開始注意的地方。

2012-11-04 工商時報