2010年4月25日 星期日

Webcam Whiteboard : A-Board 試用

Wiimote Whiteboard 主要是利用 Wiimote 有個 CMOS 的紅外線攝影鏡頭,可以追蹤紅外線「光點」的位置,經過它內建的晶片演算出座標以後,再透過藍芽傳輸給接收端。接收端收到資料以後,「座標軟體」再將之轉換為電腦的滑鼠「事件」。
因此,應用在「虛擬電子板」的關鍵在


硬體:
  • 紅外線攝影機
  • 紅外線光源(IR Pen)
  • 傳輸機置

軟(靭)體:
  • 計算紅外線光點位置
  • 座標軟體

用過 Wiimote Whiteboard 以後,就在想,只要能解決軟(靭)體的問題,利用 Webcam 應該也能逹到類似的效果,上網找了一下,果然已經有人寫好程式了。
甚至有些是提供「多點」觸控的方式,2009年為了實驗,我去離家最近的 3C 挑了好久,才選定了我的第一架 Webcam 。挑半天是因為對 Webcam 實在陌生,而價位差距又很大,實在不知道要選哪一種。

DIY 的 Webcam Whiteboard 實驗完的感想如何呢?流暢度不足、嚴重的 lag ,試想,在上課時,怎麼有可能「慢慢的」寫字、畫圖,這一點 Wiimote 是絕對勝出。為什麼差那麼多呢?Webcam 的速度是一大問題,Wiimote 的 CMOS 攝影機解析度只有 1024x768 ,但是速度夠快,而且不需使用到電腦的 CPU 來運算,這部份就明顯的比 Webcam 來得好。正因為這樣,原本想玩 Webcam Whiteboard 的 Webcam 就被我拿到教室裡當「實物投影機」了。

最近拿到了一款名為「A-Board」的虛擬電子白板,它的套件組成很簡單:一個 Webcam、一支紅外線筆、簡易的固定架和出版社數位部門自行開發的「座標軟體」。


先來看看套件裡的 Webcam:
  • 鏡頭前有一片帶有可見光濾鏡的滑蓋,讓我們可以輕鬆的控制這臺 Webcam 是否成為「紅外線攝影機」。這點比我自己 DIY 用磁片或是底片加膠帶方便多了。如果把滑蓋推離鏡頭,它又可以成為一般的 Webcam。
  • 鏡頭以兩點固定在機身,因此可以做一個方向的 360度旋轉,方便我們調整角度和收藏鏡頭。
  • 在機身底部有一個螺絲孔,可供我們固定 Webcam。
  • 和一般的 Webcam 一樣,它是利用 USB 來傳輸資料。接孔就在可旋轉的鏡頭上。
再來看看套件裡最令我感興趣的紅外線筆(IR Pen):
  • 金屬打造的筆身,將筆頭轉下來以後,可以看見在筆身內放置的兩顆 4 號電池。
  • 筆頭內置一顆 IR LED 、一顆紅光 LED和不明的電路(他們說我暫時不准拆開研究啦!)。
  • 圓弧造形、白色的筆頭可以透光,表面非常的光滑,摸起來就像一般的「滑鼠腳」上的墊片,不知是什麼材料做的,但這是我一直在尋找的材料啦!
  • 因為加了一顆紅光 LED 當狀態指示燈,使用者在「下筆」時應該會較有感覺,但是也因此要付出一點代價,難怪它要用到兩顆 4 號電池。
軟體的部份其實才是 Webcam 最重要的核心,少了它,Webcam 不過是 Webcam ,而 IR Pen 也不過是 IR Pen 而已。套件裡的軟體是由翰林出版社數位部自行開發的,目前它提供幾項功能:
  • 開機啟動:可以讓我們設定是否要在開機時順便啟動軟體。
  • 預覽視窗:將 Webcam 的可見光濾鏡滑蓋打開時,可供我們透過 Webcam 拍攝的畫面來調整 Webcam 的位置與角度。
  • 定位:它採用的是 13 點定位的方式來計算最佳的座標轉換原則。
  • 投射距離。
A-Board 試用的感覺如何呢?
先來說說優點:
  • 安裝、架設容易:硬體的部份,因為是一般的 Webcam,只要電腦有 USB ,插上去即可。軟體的部份,程式只有 3.5MB 左右,而且不需要安裝即可使用。
  • 定位容易:由於可以透過 Webcam 鏡頭看到景物,當我們在定位時可以輕鬆的將 Webcam 放置在合適的位置。
  • IR Pen 有質感、很靈敏。我向來習慣直接在教室可收放的投影幕上直接用 IR Pen 書寫,套件附的 IR Pen 通過考驗,它可以滑順的在會稍微飄動的投影幕上操作電腦。我甚至在家裡電腦的 LCD 上測試,書寫後並不會產生刮痕。
比較是進步的原動力,接下來看看 A-Board 的一些可加強的部份:
  • 資料傳輸採用 USB 雖然只要插拔很方便,但是一堆佔空間的線材和 Wiimote 的藍芽無線的方式比較起來,個人還是比較喜歡簡潔的無線傳輸。而且為了解決傳輸線不能過長,中間必須加 USB Hub 或是 Repeater 才能拉到較遠的位置。為了測試 A-Board,我花了300塊去買了一個平常不太用得到的 USB Hub ,還真有一點對不起地球!
  • 書寫時的流暢性有很大的可進步空間。A-Board 比起我之前的 DIY Webcam Whiteboard 好很多,但是如果和我現在平時教學上使用的 Wiimote Whiteboard 比起來,寫字時很顯較無法讓使用者可以 "隨心所欲" ,有一種被 A-Board "拖住" 的感覺。Webcam Whiteboard 必須傳輸大量的影像資料給電腦去分析 IR dots 的位置,這部份不知道在軟體上可以再提昇多少效能?
    下面是我讓小朋友測試的記錄影片:





    ※ 1-1 A-Board (軟體,IR Pen)+我自己的一般 Webcam 的測試影片
    ※ 2-1 純 A-Board 的測試影片
    ※ 2-2 A-Board + DIY IR Pen測試影片
    ※ 3-1 Wiimote + DIY IR Pen測試影

    以同樣都是 Webcam Whiteboard 來說,Webcam 的好壞會影響到流暢性的,所以我買的 Webcam 沒有 A-Board 套件中的的好,這是顯而易見的。
  • 套件裡的 IR Pen 可能因為筆身是金屬的,加上要使用到兩顆 4 號電池,拿在手中有一點沈,如果長時間拿,會是負擔。從拿到手的那一刻就有個疑惑,不太能理解,為什麼一顆 1.5 v 即可驅動的 IR Led ,卻要使用兩顆電池。
試用的結論是什麼?
人說:「由儉入奢易,由奢入簡難」,就一般電子白板的功能來說,如果我有硬體的電子白板,就不會考慮用 Wiimote Whiteboard;如果我有 Wiimote Whiteboard ,就不會考慮 Webcam Whiteboard;如果我沒別的選擇,Webcam Whiteboard 當然可以加減用用啦!

和網路上的朋友談到這個產品,大家最後總會問到「價格」。
Wiimote Whiteboard  的花費大概抓一下:
  • Wiimote : 1050 元。
  • IR Pen : 0~200 元 (0元是可能有人送,我 DIY 的 IR Pen No.8 一支成本30元不到)。
  • Bluetooth Dongle : 59~幾百,我買到便宜、易用的,一個 99 元,我們同事買到 59 元(太沒天良了!!)。
  • 軟體 : 網路有免費的。

Wiimote Whiteboard 的方案如果再加個免換電池的解決方案,貴一點,花了幾百塊錢,林林總總加一加,2000 元以內可以搞定。目前的 Webcam Whiteboard 用起來,流暢性很明顯不如 Wiimote Whiteboard ,價格如果訂得高,大家可能還是會喜歡 Wiimote Whiteboard 吧!!

那現行的 Webcam Whiteboard 有什麼優勢呢?
由於 Webcam Whiteboard 如果把可見光濾鏡拿掉就是一架 Webcam ,可以拍到景物,之前看廠商在展示時,利用 「Webcam 模式」,A-Board 可以玩 AR (Augmented Reality : 擴充實境技術),將印有類似「條碼」的小卡片在 Webcam 前面即可呈現「條碼」標定的立體物件,這部份肯定會讓學生大吃一驚。

在使用 Wiimote Whiteboard 時,最關鍵的一支好用的 IR Pen,為了一支筆,有 DIY 能力的人,想破頭,花很多時間努力的創造各式各樣的筆,無法 DIY 的則是到處在找現成的 IR Pen。因此,第一次看到 A-Board 的套件時,那支精美的壓感式的 IR Pen 是最吸引我的。可是當我很興奮的拿到 Wiimote Whiteboard 的螢幕上寫字時,卻大失所望──在「小畫家」裡,它畫出的線條居然是「虛線」。在幾經實驗以後,應該找到問題了,這支裝兩顆四號電池的精美 IR Pen 發出的 IR 光線強度,很明顯不如我們 DIY 只用一顆電池的簡單構造 IR Pen,它應用在像 A-Board 的 Webcam Whiteboard 是沒問題。但是像我的教室裡,Wiimote 置於離投影幕約 2.5 m , 高度不到 3m ,這樣的距離,A-Board 的 IR Pen 讓 Wiimote 無法偵測到穩定的光源,因此畫出的線會是虛線。據我實驗的結果:A-Board 的 IR Pen 必須在和 Wiimote 鏡頭距離在 2 公尺以內才可以正常使用,只要超過這個距離,它發出的光會像閃爍的一樣。以我們學校投影機投射出的畫面大小來說,Wiimote 最短也需要 2.5 公尺,看來,在不對 A-Board IR Pen 「動刀」的情形下,和 Wiimote Whiteboard 是無緣了。

備註:

3 則留言:

  1. 我在我們學校的環境中試用,以A-Board 的IR pen + wiimote whiteboard 畫出來的線也是虛線,.我們的wiimote 也是固定在大概2m左右的位置

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  2. 你好。我的中國也不是那麼好。我只說英語。

    我在哪裡可以買到,藍色的攝像頭白板?我很感興趣。謝謝。

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  3. Samuel :
    wiimote whiteboard is better than webcam whiteboard.

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