体感专利频发，从iPhone7 Plus双摄像头看苹果野心

如果说鼠标是PC电脑时代人机交互的主要设备，那么体感则可能成为智能设备未来更直接的人机交互方式。到2020年，体感摄像头在智能电视中的渗透率有望达80%，在智能手机中的渗透率可达50%，市场规模将达百亿量级。
　

虚拟现实VR产业的快速发展更加突显了体感交互技术的必要性：产品级三大VR头显HTC、Oculus和索尼PS均利用体感交互技术实现全沉浸式真实感用户体验；双目体感技术更有机会实现无需额外硬件的手势识别。

　　

以下为整理呈现的干货：

事实上，体感交互技术经理了三个阶段：

1.早期的智能设备交互才用手柄方式，如任天堂的Wii Remote和索尼PS Move等；

　　

2.2010年起，红外体感摄像头开始被使用在微软Kinect、英特尔RealSense等设备；

　　

3.2013年起，更加轻便的双目摄像头体感设备被应用在PS4、LeapMotion等产品中。

　　

手柄体感
通过手柄与主机的信号交互实现运动状态的精准捕捉。早期的智能设备交互才用手柄方式：

　　

1.通过红外/可见光拍摄，实现手柄的空间定位；

　　

2.借助手柄内置的传感器（如陀螺仪、地磁感应器等），实现手部活动的精准感知。

　　

手柄体感交互方式简单可靠，但硬件设备数量较多，难以提供真实的用户体验，因而正逐渐被红外体感、双目体感所取代。

　　

红外体感

光学摄像头和红外深度传感器确定人体空间位置。红外体感设备一般包括两部分：

　　

1.普通光学摄像头，实现人体的二维捕捉；

　　

2.红外深度传感器，通过发出或接收红外光来确定深度信息。

　　

二者结合即可获得人体的三维空间位置。

　　

红外体感交互方式可以解放双手，带来前所未有的互动体验，因而在大型设备（如智能电脑、智能电视等）中得到了广泛应用（体育类游戏、虚拟乐器弹奏、3D雕塑、机器人控制等），掀起了体感技术的热潮。红外体感的重要发展趋势是小型化，未来可能应用于VR、智能手机等移动终端。

　　

双目体感

硬件设备及简化，或将成为智能手机体感交互的长期方向。

　　

双目体感设备仅需要两个普通光学摄像头，利用双目立体视觉成像原理实现三维定位，即可进行手势、肢体动作的综合分析判断。

这种方法对于用户的输入限制较小，可以实现更加自然的人机交互；由于设备极简，更有可能应用至智能手机等小型移动终端。

目前，多款手机已经搭载双摄像头，如iPhone 7 Plus、LG Optimus 3D、HTC EVO 3D、LG V10、华为荣耀等，智能手机进入裸眼3D时代。

但是，双目体感尚存在计算量较大的问题，对硬件和算法的要求较高。预计伴随芯片和计算能力的提升，双目体感或将成为智能手机体感交互的长期发展方向。

苹果的双目体感布局

苹果多项专利全产品线布局体感控制，下一代产品或将搭载双目体感摄像头。

2013年11月，苹果收购微软Kinect的关键供应商PrimeSense。

2014年12月，美国专利商标局公布了苹果的一项体感操作专利ZoomGrid，是PrimeSense核心技术之一， 计划用于未来的Apple TV和Mac产品；此外，还有一项与PrimeSense无关的体感操作专利，用于iPhone、iPad或者iPod touch，这一项技术可以在设备的侧边进行远程手势操作，而无需任何接触。

2015年1月，苹果有获得一项与3D体感操作相关的技术专利，可以将用户的手势转化为计算机指令，专利文件中表示适用范围包括Apple TV、iPhone、iPad和Mac。

2016年7月，苹果旗下PrimeSense团队获得一项光学测绘专利，可以内嵌在iOS设备中，识别用户手势操作。此系统包括一个图形投影仪，用于生成图形光学投射在用户手部，光探测套件收集手部反射的光线并将图像数据发送给控制器，控制器构建手部三维立体图。此系统能嵌入iPhone、iPad、iPod、Mac等设备中。

2016年9月7日，苹果发布了新一代的iPhone7，搭载双摄像头。预计下一代苹果智能手机将大概率搭载双目体感技术，掀起体感应用的新浪潮。

体感交互技术关键供应商

InvenSense的核心技术在于陀螺仪、加速传感器、磁力传感器等元件，适用于手柄体感，其代表产品为任天堂Wii。

PrimeSense的关键技术是光编码LightCoding技术，曾被用于微软Kinect一代、华硕Xtion Pro等产品中，2013年被苹果收购后停止对外授权和供货。

Omek的主要技术优势为手势识别和追踪软件，2013年被英特尔收购，英特尔随后推出实感摄像头RealSense。

SoftKinetic精于深度感应芯片和体感中间件，供货索尼PS4。

LeapMotion的核心技术为双目摄像头手势追踪，面向PC和Mac发布体感控制器。

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