PS3的新型控制器 剖析高精度的秘密

 　　“連人在靜止時自然產(chǎn)生的微小‘晃動’都能檢測到”(索尼計算機娛樂(SCE)，Worldwide Studios總裁吉田修平)。

　　微軟公司采用了讓用戶容易理解、無需控制器的方法，而SCE則向追求高精度、使用控制器的新手勢輸入發(fā)起了挑戰(zhàn)。索尼在從2010年9月開始銷售的PlayStation 3中采用的手勢輸入技術(shù)“PlayStation(PS) Move”中，將棒狀終端“PS Move動作控制器”內(nèi)的傳感器與基于PS3攝像頭“PS Eye”的圖像識別技術(shù)相結(jié)合。用戶手持專用終端，在Eye前方揮動即可操作游戲(圖A-1)。利用該方法，“可實現(xiàn)超過手勢輸入的高精度操作”(吉田)。

　　圖A-1：利用棒狀終端和攝像頭檢測動作

　　PS Move利用內(nèi)置3軸加速度傳感器、陀螺儀傳感器及地磁傳感器的棒狀控制器終端“PS Move動作控制器”和專用攝像頭“PS Eye”來檢測用戶的動作。

　　動作控制器配備了3軸加速度傳感器、陀螺儀傳感器以及地磁傳感器三種傳感器。利用加速度傳感器可判斷加速度和傾斜，利用陀螺儀傳感器可判斷縱搖(Pitch)、首搖(Yaw)以及橫搖(Roll)等旋轉(zhuǎn)動作。利用地磁傳感器還可以判斷方向等，能夠以高精度檢測手部和腕部的動作。

　　另外，動作控制器的頂端部分帶有直徑約45mm的發(fā)光球體“Sphere”，通過利用PS Eye檢測該球體的大小，來測量與電視之間的距離。由此，可以更準確地掌握用戶在空間上的位置。

　　通過獲得微細的動作和位置信息，還可進行更加縝密的手勢操作。例如，在乒乓球游戲中，可以通過微妙的球拍操作應對多種類型的變化球。

　　在陀螺儀傳感器和地磁傳感器的配置方面下工夫

　　拆解動作控制器的內(nèi)部，可以看到索尼為提高檢測精度而在傳感器部和發(fā)光部上所下的功夫。例如，將xy軸用和z軸用陀螺儀傳感器分別配置在基板的中心線上(圖A-2)。目的是為了在向左或向右搖動控制器時，使“搖動幅度”相同注A-1)。

　　注A-1)采用這種配置，用手握住時，宛如用手包圍住陀螺儀傳感器一樣。因此，也有觀點認為這樣做“使環(huán)境溫度一定，會抑制檢測精度的降低”(某技術(shù)人員)。

　　圖A-2：PS Move動作控制器的主板

　　動作控制器的主板正面安裝了加速度傳感器和陀螺儀傳感器，背面安裝了地磁傳感器等。部件的說明為本站推斷。

　　地磁傳感器配置在距離磁性體盡可能遠的位置上。目的是為了控制因無用的磁場變化而產(chǎn)生的檢測誤差。配置的部件中尺寸最大的磁性體是鋰離子充電電池。因此，地磁傳感器安裝在遠離電池的主板上方。

　　此外，關(guān)于發(fā)光部分，為了利用攝像頭進行更準確的檢測，極力降低了Sphere發(fā)出的光的色斑。

　　例如，Sphere讓LED光源發(fā)出的光從內(nèi)部向橡膠球體均勻照射。為了均勻地發(fā)光，利用了沒有接縫的一體成形技術(shù)來制造Sphere。

　　Sphere越大攝像頭越容易檢測，但也越容易出現(xiàn)色斑。Sphere的直徑約為45mm，這幾乎是能夠兼顧高檢測精度和色斑控制的極限尺寸。