1.1 项目简介和背景知识
本章将初步介绍有形交互及其应用领域。在开始制作前,我们会向读者介绍适合自己的硬件,并熟悉它的工作原理和使用方法。最后,我们将介绍如何使用这个工具玩一个线上小游戏。
1.1.1 欢迎来到交互世界
在使用各种电子设备时,我们都要通过用户界面来操作设备与系统。我们可以通过按钮或者选项来告诉设备我们的决定,也可以通过语音或手势更精确地操纵设备,引导设备帮助我们完成工作。
随着计算机运算能力的提升,在未来,我们将会把数字系统应用到日常的生活场景中去。在这一前提下,机器的用户界面不仅仅是停留在屏幕上的线上信息。我们所使用的日常用品乃至场景本身,都可能成为交互界面。将线上信息与真实世界统一到一起,是未来交互发展的方向之一。
有形交互的任务即是解决这一问题。
有形交互试图将线上信息与现实世界相结合。例如,我们在移动目标物体时,不是按下象征向右移动的按钮,而是直接向右移动一个真实的物体。
使用有形交互的形式,计算机的操作方式将会更为自然,原本的虚拟世界也能在现实世界中得到真实的体现。以下是有形交互的几个实用案例。
3D模型投影inFORM诞生于MIT媒体实验室。用户可以远程操控变形表面,让小球来回滚动,甚至将小球捧在“手心”。
明和电机设计的音乐蝌蚪是一款电子乐器。让蝌蚪张嘴,便可以发声。手指在蝌蚪的尾巴上滑动,可以控制音调的高低。
有形交互与图形界面:ReacTable
ReacTable是一款适合现场演出的合成器。通过移动模块或点击桌面,演奏者可轻松进行操作。
1.1.2 硬件介绍
本书将围绕有形交互这一概念,进行玩具、游戏和交互系统的制作。在制作这些项目时,我们需要使用Makey Makey或具备同等功能的硬件。请您根据实际情况采购适合自己的硬件设备。
1.Makey Makey
Makey Makey诞生于MIT媒体实验室,是一款可以模拟键盘和方向键、鼠标的电路板。使用这个硬件的乐趣在于,你可以赋予任何导电物体交互功能。
优点:即插即用,兼容Windows 与 Mac。
硬件操作无需代码,适合新手。
缺点:接口不牢固,使用时要小心。
对象:初学者
2.酷乐宅
这是本土化的Makey Makey。个人条件允许的情况下,还请多多支持国货。
优点:无需编程。
比原版多了两个字母接口。
板子背后的原件被封在塑料外壳内,更好地保护接口。
配套软件可以修改不同接口映射的键盘按键。
缺点:不兼容Mac。
对象:初学者
3.Arduino
对象:中高级电子玩家
因为Makey Makey的原型使用了Arduino Leonardo,所以如果你手头有Arduino,可以将其直接改装成Makey Makey。以我手头最原始的Uno板子为例,因为没有模拟键盘的功能,需要用FLIP更新USB固件,不过Leonardo不需要这个步骤。此外,市面上可以买到将Arduino改装成Makey Makey的扩展板,价格比较便宜。总之,Arduino不同型号硬件的改造流程不一定相同,请根据自己的实际情况来决定。
1.1.3 硬件工作原理
不论是Makey Makey、酷乐宅,还是改装后的Arduino,它们的工作原理都是相同的。使用电路板上的两个接口测量人体的电容,我们就得到了一个电容传感器。同时,使用铝箔等导电材料,提升测量的敏感度。因此,我们可以把铝箔当作开关,像使用键盘一样按下某一个按键。当我们触摸铝箔时,电容数值升高。没有触摸时,数值会保持在较低的范围。我们可以设定一个阈值。阈值就是根据测量数值判断按键能否被激活的门槛。测量数值大于阈值时,键盘上的按键被触发。相反,测量数值小于阈值时,什么也不会发生。