GNU/Linux 腕式录像电话
腕式录像电话是今天已经实现的科幻概念。使这项新技术成为可能的两个关键创新概念是
使用人体穿戴计算机系统 (WearComp) 作为基站(参见我在 LJ,1999 年 2 月发表的文章“多伦多大学 WearComp Linux 项目”)。来自腕表的图像被发送到 WearComp,然后从 WearComp 发送到互联网。从互联网接收的图像被发送到腕表显示器(全彩色 VGA 显示器)。使用实验性无线电发射器以每秒六到八帧的速度传输全彩色广播质量。
伴随掩护活动的使用。与科幻小说中腕式录像电话可能如何工作的愿景不同,摄像头向前而不是向上指向用户。这样,腕表捕获佩戴者正在观看的物体的视频图像,而不仅仅是佩戴者的照片。因此,拍照或拍摄视频可以通过伴随的掩护活动来掩盖,例如查看时间或只是将手臂放在柜台上(参见侧边栏“伴随掩护活动”)。
VGA 屏幕使用设置为 640x480、24 位颜色的 XF86Config 进行配置,允许以捕获的分辨率显示视频。摄像头也以 640x480 分辨率运行,以每秒 30 帧的速度捕获 24 位彩色视频。图像可以本地处理或存储,也可以以较低的速率传输。未来版本将以每秒 30 帧的记录速度传输图像,而不是当前由慢速(每秒 2.4 兆比特)无线电链路施加的每秒六到八帧的限制。
腕表提供带有 XF86 的计算机输出屏幕,取景器功能在其上运行,使用其中一个窗口或根窗口。图形,包括透明的 oclock,出现在视频取景器窗口的顶部。
使用 VideoOrbits 图像稳定器,它可以拍摄 640x480、24 位彩色图片,宽度可达 5000 像素,真 48 位彩色(可转换为适合高质量打印的 24 位彩色图片)。VideoOrbits 在 GPL 下可用,网址为 http://wearcam.org/orbits/。
在图 1 中,Eric Moncrief 被展示佩戴着手表,Stephen Ross 以 24 位真彩色视觉效果显示在 XF86 屏幕上。
当选择 SECRET 功能时,它会通过关闭 oclock 的透明度来隐藏视频会议窗口,使手表看起来像一块普通的手表(仅显示填充整个 640x480 像素屏幕的时钟)。OPEN 功能取消 SECRET 功能并再次打开视频会议会话。
在腕表上运行 GNU/Linux (GNUX) 出现的一个技术问题是输入。我们正在试验输入饼状菜单系统。用户可以轻松选择罗盘的八个方向,但由于该设备具有钟面(至少,这是其伴随的掩护用途),因此 12 位饼状菜单最有意义。
饼状菜单在 Callahan、Hopkins、Weiser 和 Shneiderman 于 1988 年发表的“饼状菜单性能的比较分析”中进行了描述。
图 3 描绘了腕表显示器的自然饼状菜单选择。显示器通常是一个计算机屏幕,向下 480 像素,横向 640 像素,对角线测量大约 0.7 英寸。显示器上是钟面的图像,叠加在来自摄像头的视频信号之上。时间显示为透明的 xclock 或 oclock(或两者兼而有之,一个叠加在另一个之上)。我们修改后的 oclock 可从 http://wearcam.org/gclock/ 获得,并且正在开发独占或 (EOR) oclock 以减少屏幕空间使用。在图中描绘的示例中,时间是 4:03。
该设备看起来确实像一块普通的手表,尽管它是一块以电子方式显示指针的手表,因为它实际上是一块手表,以及其他功能。对于这样的手表来说,屏幕上显示一个圆形是很自然的(这是原始 oclock 的一个功能),但与 oclock 不同,它在圆的周围显示数字。这样,更容易看时间,数字也可以被赋予次要含义(例如,选择“0”停止录制,选择“4”杀死所有进程并停止处理器,选择“7”从睡眠模式唤醒系统等)。
由于人类非常擅长看时间,因此商业手表上通常缺少数字,有些手表甚至没有每小时的标记。相反,我们通常依靠我们增强的视觉敏锐度来辨别时针在钟面上的角度。因此,即使不太注意钟面,也可以使用时钟菜单也就不足为奇了。用户只需在所需的方向上划过钟面即可。
在当前发明的背景下,在触摸感应钟面上输入数字可以作为矢量来完成(例如,不考虑位置,仅考虑方向)。因此,从左到右的笔划被视为数字 3,而不管笔划的开始或结束位置。向下笔划(例如,从上到下)被视为数字 6,而不管笔划的开始或结束位置,依此类推。
因此,可以轻松地将电话号码输入到设备中,并且类似地,可以构建一个字母表,很像用于电话语音邮件等的自动 DTMF(双音多频)应答系统的字母表。
由于电话上有 12 个按钮,并且钟面上也有 12 个小时,因此钟面上的数字与电话键盘的数字之间可以存在一一对应的关系。10:00 和 11:00 小时用于电话键盘的符号“*”和“#”。
通过钟面菜单输入的数据通常与从场景制作的视频记录相结合。钟面菜单足以输入百货商店经理的姓名,该姓名可以附加到视频文件头,以便稍后可以使用这些短文本标题导航大型录制视频数据库。
由于腕表与身体直接接触,因此可以确定佩戴者的脉搏(心率)以及皮肤电导率(出汗指数),并且可以将此信息附加到视频信号或与视频信号一起记录。例如,这可能有助于未来搜索所有佩戴者心率超过特定阈值的视频。已经发现,当百货商店经理在退款政策方面不诚实时,或者店员拒绝告诉顾客他的姓名时,顾客的心率会急剧增加,并且顾客经常大量出汗。因此,这些额外信息可以稍后帮助定位先前在退款柜台发生的争论中的紧张时刻。
显示器的小尺寸需要开发一种 X Window 系统配置,该配置易于在小屏幕上阅读。这促成了 Linaccess 项目的诞生,该项目使 GNUX 可以在弱视系统上访问。该项目有两个截然不同但密切相关的目标。首先,使 GNUX 可供视力障碍人士或患有弱视的人士访问,例如与年龄相关的黄斑变性、青光眼等。(请注意,该项目与 blinux 项目的不同之处在于,Linaccess 的目标是使用视觉输出,但使其更容易被弱视人士访问。)其次,使 GNUX 可在小屏幕上使用,例如腕表系统。在很多方面,当我们试图阅读 0.7 英寸对角线屏幕时,我们都患有弱视。
许多人认为 Steve Mann 博士 (mann@eecg.toronto.edu) 是可穿戴计算机(计算不同于腕表和眼镜等专用设备)以及 EyeTap 摄像机和现实调解器的发明者。他还于 1995 年建造了世界上第一个伪装的、功能齐全的 WearComp,其显示器和摄像头隐藏在普通眼镜中,用于创作他获奖的纪录片“ShootingBack”。他还是腕式录像电话、chirplet 变换(一种用于信号处理的新数学框架)以及比较参数图像处理的发明者。他目前是多伦多大学电气和计算机工程系的成员。