DIY互动投影桌子.doc

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DIY Surface Table (I): NUI & 实作的总类
May 8th, 2008 by admin
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我曾经在前面一篇文章提到要写一系列的教学文来告诉大家如何制作硬体，因为我了解做软体的人的瓶颈在于硬体，硬体解决之后，就是软体人的天空了。 而Multitouch这种新型态的介面在未来必定会成为一个趋势，一个通用的介面，在国外已经有许多的研究机构开始大量投入人力研究了。 因此，希望台湾对于UI研究有兴趣的人也可以多加参与。 其实在台湾已经有不少人做出了Multitouch的硬体，但是在Google上面一查，便会发现，中文的相关资料是非常稀少的。 相较于国外的热络程度来说是有差距的。 因此希望这一系列的教学文可以弥补这个遗憾。 当然，并不是我特别懂，而我只是愿意花些时间来写写这些文件而已。
谁在推广Multitouch:

在正式开始时实做之前，我要先介绍一些基本原理，以及一个团体 NUI (Natural User Interface)。 NUI是一个荷兰Geek所发起的团体，他们对于Multitouch的介面推广不留余力，他们成员中的每一个人都会在Blog旁边加上上面的那ㄧ个Logo。 他们不但公开他们的影体作法，也完全公开他们的软体。 对于他们无私的奉献这是我深受感动的地方，他们似乎就只是为了推广而推广。
这边先介绍几个NUI 灵魂人物的Blog:
· David Wallin:主要负责TouchLib的开发，他似乎有很深的Computer Vision的知识
· Laurence Muller :非常积极投入新的Multitouch App的开发，以及修改TouchLib
· Adithya | Divesh:两位印度人，在NUI里面非常活跃，时常回答大家的问题，他们Build一个自己的移动式System
· Paul D'Intino: NUI里面的一个要角，积极投入Multitouch研究
· Seth Sandler:刚完成他的大学学位，主要是从事互动艺术，他Focus在Music上面，他专门开发跟Music有关的Multitouch App
· Tim:德国设计学院的学生，已经拿他设计的Table做了几次参展
· Chris:在NUI当中非常活跃的能人
好吧，我不能再继续介绍下去了，我只能说NUI聚集了一群对于Multitouch介面非常喜爱的同好，来自各个不同国家。 他们实验了各种不同的材质，互相交换实作的讯息，所以，如果想要实做Multitouch的人在这个论坛里面可以获得非常详尽的资料。 那意思是说，我也不用介绍啰?因为你们自己看资料就了解啰?嗯，我当初是从Google先找到这几个人的Blog，后来才发现他们的Blog有一些共同之处，就是他们的Blog上面会挂个那个像波浪一般的奇怪Logo，所以我就点进去后，才发现真正的宝山。 不过因为宝山太过复杂，要理出一个头绪还是需要些时间。 如果你先看完我的教学后，在进去里面查找，可能会对你比较方便，第一个是，因为你已经有了概念，第二个是，因为你知道要下哪些关键字来查找。
当然不只NUI在推广Multitouch，还有一些团体像是 OpenTable、vvvv 这两个Group。 不过我想一开始我们不要把事情搞的这么复杂，我们先从NUI的东西来入手好了。
Multitouch 建置原理:
我们想要研究Multitouch的介面，就必须要先建置一个Multitouch的Table。 如何实做Table的方法非常多。 你可以用电阻/电容的方式来建置你的Multitouch Table，也可以用纯粹Vision的方式来建置你的Table，像是下面这篇 UIST的Paper，这位博士生证明了Real-time Tracking Finger是可以办的到的。

或者是学 Joe Marshall 侦测手指颜色改变来抓取Finger:
你也可以学 Diamond Table，不过建置这个Table还有复杂的电流计算就是了:

你也可以参考 Microsoft ThinSight的作法，做一个IR光的投光以及Sense阵列:

或是Sony的 SmartSkin，另外一种利用电阻的特性的方式:

或者是由英国的Cardiff University的研究员利用声波的方式:
又或是像 Microsoft TouchLight 利用IR光以及Stereo Camera的方式:

不然也可以学 NextWindow 在角落塞上2个IR Sensor，只是常常会很不准而已:

不然你也可以参考 Johnny Lee的方式来把Wii当成Multitocuh Device来用，但是你最多只能支援四个点，在 vgod的部落格上面有介绍其中一个做法:

所以，当我们在选择用什么方式来实做时，是有很多考量的，所以，任何一种选择都有Trade off，主要是看你想要制作什么样的Table，在什么情况下使用，并且你期望花多少effort。 在考量到稳定性、实做方便性、低成本以及真正的Multitouch (不是Johnny Lee的阳春型Multitouch)之下，有两个方案显得非常迷人。 一个是 Microsoft Surface Table 所用的DI (Diffused Illumination):

另外一个是由 Jeff Han所发明的FTIR (Frustrated Total Internal Reflection):

而这两项建置技术也是DIY 族群所广为拥抱的，因为价格低，实做不复杂的原因。 在NUI 论坛里面可以看出来有两派，一派拥护FTIR，一派拥护DI，而观察的趋势是，早起大部分NUI 的人都是用FTIR，不过当Microsoft Surface Table 推出后，DI 的方式在NUI 里面就大为盛行了。
因为FTIR 以及DI 都是利用红外光(IR) 的原理，因此在下篇文章当中我将会先介绍IR 的特性，这篇文章到目前为止有点长，就在此先休息一下吧。 我希望的是，不了解技术的人在看完文章之后，也能完全建立你们自己的Table，所以如果有任何不懂的地方可以随时提出来，如果是我能够解答的部份，我会为你解答。 (不过这一篇似乎还没讲到如何实做)。

DIY Surface Table (II): 了解红外光& DI (Diffused Illumination)
May 9th, 2008 by admin
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前面的文章中，我们谈到了许多不同种的实作方式，最后由于整体考量我们选择了DI (Diffuse Illumination)以及FTIR (Frustrated Total Internal Reflection)的方式来制作我们的多点触控(Multitouch)桌面。 而这两种方式其实背后的原理都是相同的，它们都利用红外线反射的原理来实作出来的。 而了解红外线的特性对于互动设计是有很大的帮助的，因为红外线的一些特性的关系，许多互动设计都会利用到红外光(IR)。 像是之前在 Blog上面介绍的棒球互动设计，就是利用红外光投射到人身上，并侦测反射的变动量来达成。

红外线是什么?

(图片来源: 金龙俊科技股份有限公司)
我们知道太阳打出来的能量是以电磁波的形式所存在，而对于人类眼睛可见的能量范围我们称之为可见光。 根据Wikipedia上面的解释:
「光域」通常指的是肉眼可见的光波域，即是从400nm（紫）到700nm（红）可以被人类眼睛感觉得到的范围，一般称为「可见光域」（Visible）。 由于近代科技的发达，人类利用各种「介质」（特殊材质的感应器），把感觉范围从「可见光」部份向两端扩充，最低可达到0.08～0.1nm（X-RAY, 0.8～1A） ，最高可达10,000nm（远红外线)
因此，我们知道，如果我们不是天赋异禀的人，我们所能感知到光的范围应该不会超出「光域」的范围太多。 而了解了这个特性之后，我们就可以设计一种机制，让机器“只” 可以看到红外光，而藉由感知到红外光的变化量来做出改变。 当然，你也可以说，我们不一定要用红外光啊! 是这样子没错，但是因为红外光对于人类来说是看不到的，但是机器却可以感知的到，有了这一层特性之后利用红外光来建立互动桌面会方便的多。
当然，你也可以利用环境光源来建立互动桌面，但是环境光源由于并不稳定，因此你所制作出来的互动桌面也就无法稳定了。 然而，用红外光真的只有好处没有坏处吗?其实不是，其实还是有副作用的。 我在研究人眼追踪(Eye-Tracking)仪器时，偶然发现，原来红外光看久了会导致白内障。 所以，在各位动手实验之前，请勿将红外光直射到自己的眼睛上头。 在后面我会一再强调这件事情，希望各位不要为了研究搞砸了身体，那我会感到非常愧疚的。
了解了红外线是怎么一回事之后，我们就可以解释一下DI (Diffuse Illumination) 以及FTIR (Frustrated Total Internal Reflection) 的背后原理。 当然，了解背后原理到实际做出来还是有一段距离，说的跟做的还是会有一段差距的。 这就是为什么读万卷书要行万里路的原因啊。
DI (Diffused Illumination) 的背后原理
我们先一步一步来拆解背后的原理，现在我们知道要做一个多点触控(Multitouch) 的桌面需要一个“桌面”，这点毫无疑问是吧? 而我们又知道要利用红外光(IR ) 反射的原理，因此，这个桌面好歹要是透光的。 因此，我们已经知道需要两个物件了，一个是透光的桌面，一个是红外线投光器。 关于透光的桌面，可以用玻璃或是压克力都可以；而红外线投光器的话，我在之后再介绍。

而手一接近桌子这个介面后，由于红外线(IR) 受阻，因此就会反射回来。

聪明的你就会知到，要在下面装一个接受器，藉由这个可以感知红外光线的接受器之后，我们就可以抓到手究竟是触碰到桌子哪一个位置。 而红外线的接受器是什么呢? 最普通也是最容易取的的就是红外线摄影机(IR Camera)。 这时你会开始抱怨到，最好是红外线摄影机(IR Camera) 很容易取得，又很便宜! 的确，你自己买一个红外线摄影机(IR Camera) 价格的确不便宜，但是如果你自己做一个，价格就很便宜了。 我在后面会告诉你该如何制作你自己的红外线摄影机(IR Camera)。 这边就让我们把这些条件当成已知。 所以，我们现在知道，我们要利用DI 的方式制作多点触控(Multitouch)  桌面需要一个透明的介质、红外线投光器(IR Illuminator) 以及红外线摄影机(IR Camera/Webcam)。

不过，既然是互动桌面，应该是要有影像啊! 没错，所以，我们还需要一个投影机(Projector)，而既然需要投影机，就需要投影的萤幕(Diffuser)，投影的萤幕的材质不同会有差别这是必然的。 在初期的试验，你可以用描图纸(Tracing Paper) 来当成你的投影萤幕。 我买了一大卷，用都用不完，也才60 块台币。 关于投影纸比较进阶的资讯，我们在实作的章节里再来谈它。 现在我们只要了解原理就好了。

所以，整个设置就会如上图所示，我们先用红外线光(IR Illuminator) 往上打，红外光碰到阻碍物后，反射回来，经过红外线摄影机(IR Camera/Webcam) 接收之后，经过一阵程式分析，就会了解手指触碰到桌面那个位置。 而投影机(Projector) 所打出的画面，就会随着你手的移动来做应该要有的反应，这就要看你最终程式是怎么写。 当然，投影机是接在个人电脑(PC) 上面的。
在上图的设置中，我们可以看到投影布幕(Diffuser) 是放在桌面下，这是有原因的。 实际上你也是可以把投影布幕(Diffuser) 放到桌面上，不过设置就有些不同。 让我来解释一下。 因为红外线投光器(IR Illuminator) 直接往上打时会在桌子的表面上面产生热点(Hot Spot)，这点应该是很容易理解，你把手电筒往玻璃上面一照，可以看到中间的点特别亮，那就是热点(Hot Spot)。

而我们不希望有热点(Hot Spot) 产生，因此投影布幕(Diffuser) 在此就扮演了两个脚色，一个是把影像投影出来，另外一个是把光源散射开来。 因为，一但产生热点，产生热点的位置，手接近的时候是不会有反应的。 因为热点所反射的红外光已经太强了，以致于你手移过去时所反射的红外光不会大于热点(Hot Spot)，因此红外线摄影机(IR Camera/Webcam) 就无法判别。
此外，投影机直射也会产生热点(Hot Spot)，为什么呢? 这是因为投影机打出来的光不仅仅只包含可见光的光域，还包含了红外线(IR)。 所以，更好的作法就是在投影机前面加一个IR Cut，这个东西会把红外线的波段全部滤掉，但是对你所投影出来的东西没什么影响(因为人只见到可见光)。 不过，如果不想这么麻烦，你就把投影布幕(Diffuser) 弄在桌面下面就是了。
因此，从DI (Diffused Illumination) 的名字来看，我们从实作的细节来回顾，大概就很清楚了解这个名字的意思。 它就是要让红外光能够“均匀” 在表面上面散色，然后利用红外光反射的原理来达成互动桌面的原理。 因此，”均匀” 地让光在表面散射是个关键，因为不均匀的光会造成程式难以处理。 不过，如果坚持是用红外线往上打的方式，基本上是很难均匀，还是要靠电脑视觉的方式来做后处理，这个TouchLib 已经帮我们处理好了，就不用担心了。
但是，均匀光相对于不均匀光还是有很多好处的，像是桌面角角的地方，如果不是均匀光的话，在桌面角角的地方获得不到红外线光源，或是获得的光源较为稀少，这时手即使案上去，反射回去的红外光(IR) 也是非常地稀少，因此电脑将无法判别。 不过在后面我会介绍几个方式来把它弄均匀，如果你不是要生产一个产品，而只是要拿来玩，拿来做研究，萤幕中间的部分应该就很够玩了。

所以，当我们了解DI (Diffused Illumination) 的方式之后，我们也就会了解Microsoft Surface Table 的实作原理，两个其实是一样的。 我们来看一下Surface Table 的设计图(上图)。 同样的，Surface Table 需要一个红外线投光器(Diffused Illuminator)，这就是图中的2 号的那个圆圆的东西。 然后需要红外线摄影机(IR Camera/Webcam) 来抓取反射回来的红外线光，就是3 号的那个东西。
不过我们会发现，3号的东西似乎有四个，没错，Surface Table 利用了四个红外线摄影机(IR Camera/Webcam)。 这是有原因的，原因有两个，一个是精准度问题，一个是桌面高低的问题。 我们想想一个摄影机所能看到的范围是有限的，因此，你要让摄影机能够看到更多只有两个方式，一个是装广角镜，一个是把桌子拉高。 而把桌子拉高绝对是Microsoft 所不能接受的，因为它的桌子是要像一般的餐桌一般，太高就像是吧台桌了，在使用上的行为跟感觉就不太一样了。 因此，在这层考量下面，它们选用了四个红外线摄影机(IR Camera/Webcam)。 选用四个红外线摄影机(IR Camera/Webcam) 也可以增加精准度，想想看，一个摄影机只负责一个区域，而一个摄影机的像素也是有限的，对于个别手的接触，各个区块的参数可以自己调校，而不是所有的摄影机全都用一样的参数设定之类的。
最后，投影机是4 号那个东西，打在1 号的投影布上面。 所以，这就是Microsoft Surface Table 所有的设置，你以后看到这类东西也可以跟你的朋友解释了。 而我最后介绍的实作方式也会是DI (Diffused Illumination)，但是不会像Microsoft Surface Table 这么麻烦就是了，我们只需要一个红外线摄影机(IR Camera/Webcam)，当然，桌子就要拉高一点。
我想文章到这边已经有点长了，这边我们就先休息一下，我们在明天会再继续介绍另外一个实作方式FTIR (Frustrated Total Internal Reflection)，虽然我们已经知道了DI (Diffused Illumination) 的方式来实作Table，然而多了解一种实作的方式，会让你有多一种选择。 而FTIR (Frustrated Total Internal Reflection) 的实作方式跟DI (Diffused Illumination) 是有点类似的。

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DIY Surface Table (III): 瞭解 FTIR (Frustrated Total Internal Reflection)
May 14th, 2008 by admin
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各位久等了，不好意思，这几天有点忙，所以这篇有点慢才出来。在前一篇文章中我们已经瞭解了红外光线，也瞭解了 DI (Diffused Illumination) 的背后原理，想必大家已经迫不及待想做一个 Table 来玩玩了。不过在这一章里面先让我们瞭解另外一个类似的作法 FTIR (Frustrated Total Internal Reflection)。
FTIR (Frustrated Total Internal Reflection) 的背后原理
虽然我们已经知道了 DI (Diffused Illumination) 的方式来实作 Table，然而多了解一种实作的方式，会让你有多一种选择。而 FTIR (Frustrated Total Internal Reflection) 的实作方式跟 DI (Diffused Illumination) 是有点类似的。FTIR (Frustrated Total Internal Reflection) 的实作方式是由 Jeff Han 在 2006 年提出的，他的论文在 UIST 这个 UI 的知名 Conference 上面也可以看到。让我们来拆解一下 FTIR (Frustrated Total Internal Reflection) 的背后原理吧!

先由 FTIR (Frustrated Total Internal Reflection) 名字来看，后面三个字 TIR (Total Internal Reflection)，代表的就是全反射，所谓的全反射就是光在一直在一个介质里面一直反射而不会逸出。让我们看一下 Wikipedia 的正式解释:
全内反射（又称全反射）是一种光学现象。当光线经过两个不同折射率的介质时，部份的光线会于介质的界面被折射，其余的则被反射。但是，当入射角比临界角大时（光线远离法线），光线会停止进入另一介面，反之会全部向内面反射。
所以，上图的蓝色的线就是全反射路径。因此我们知道全反射跟入射角以及介质有关，而介质是最重要的一件事情。而 Jeff Han 最大的贡献就是找到了一种介质，可以让红外线在里面进行全反射，而这个莫大的贡献就是这个全反射的介质竟然是如此便宜的压克力。因此，知道了全反射介质，知道了红外光，我们就知道这个互动桌面大概是要怎么建置了。既然大家已经知道了 DI (Diffused Illumination) 的作法，那 FTIR 的原理跟 DI 非常类似，因此我们就一口气解决它吧! 还有，由于我的实作是用 DI (Diffused Illumination)，因此在下面的介绍当中，我会顺便介绍一下 FTIR (Frustrated Total Internal Reflection) 实作需要注意的地方，以及可以参考的资料。而又由于我没实作过这种方式，因此，或许会在实作细节遇到的问题我就不是很清楚了，不过，大体来说，应该是没什么大问题就是了。
首先，你还是要有透明的介质，因为透明的介质是需要能够产生全反射的，所以，这个介质目前是限制在压克力 (Acrylic)，而由于要让红外线光可以打进去，以及产生全反射，你的压克力的厚度必须要超过 8 mm；而你又要让光在里面做全反射，因此你的压克力的四个边必须要磨光，这里所指的磨光是磨到你从一个边可以看到另外一头边上的东西。这样子说明如果还不够清楚的话，那下图 Laurence Muller 的结果图应该会让你明瞭什么叫做磨光:

(图片来源: Laurence Muller)
所以，在准备你的压克力的阶段时，你需要的不只是压克力，你还需要水砂纸来抛光，以及最后用 Brasso 铜油来做最后的抛光动作。所需要的材料 Laurence Muller在他的 FTIR 实作的这篇文章里有提到:
· 水砂纸型号:
o P320 (I used Norton T223 / P320 / Very Fine)
o P800A (I used Auto-paper P800A / Super fine)
o P1200A (I used Auto-paper P1200A / Super fine)
· Brasso 铜油
· 旧衣服
· 旧报纸
· 一桶水
· 最后你需要的是无限的耐心…你的面板越大 ，你需要抛光的面积就越大，加油吧!

在上面的设计图当中，你可以看到在 FTIR 的实作当中是要把红外光放在边边的，然后让红外光射到压克力里面去，在里面做全反射。这样子有一些好处，包括了你的红外光在平面上面是绝对均匀的，至少会比用 DI (Diffused Illumination) 来的均匀。同样的，还是利用红外线摄影机 (IR Camera/Webcam) 来接收所反弹回来的红外光线。然后，投影机的内容还是要打到投影布幕 (Diffuser) 上面。
整个设计大概是这个样子，但是你会遇到一些问题，你必须要自己焊接你的 LED 灯，还好，在网路上面可以找到一票这种资料，你也可以在 Laurence Muller 的介绍文章里瞭解你要如何焊接。最后，你终于做出来了，你或许会遇到一些问题，正如 Jeff Han 在他的 Paper 中所描述的，你必须要在萤幕上面用力按压才会得到比较清晰的手指亮点，这样子有点让人困扰。因此 NUI 的团体发现，如果在压克力表面上铺上一层 Silicon，那这个问题就可以获得解决了。如何铺置? 在 BlaXwan’s 中有详细介绍，以下是 DIY 影片:
如果你顺利用 FTIR (Frustrated Total Internal Reflection) 建立了你的 Table，你就可以直接跳过下一章 DI (Diffused Illumination) 的建置。然后把 TouchLib 给跑起来就可以了，这个软体我会在后面介绍到。
基本上，如果你想要用 FTIR 来建立 Table，在网路上面有很多资源，你只要打入 “Multitouch, DIY, FTIR” 应该就多到看不完了，大部分的都是 NUI Group 的人。然后你就会发现，为什么随便一个外国人家里面都有个车库，然后车库里面都有一些杂七杂八的工具。一些参考资料:
· Laurence Muller 的网站
· Gravano 的 FTIR 实作手册
· FTIR 实作介绍
· 其他的就 Google 吧!
回顾 DI/FTIR 优缺点
不过在进入下一篇前，在让我们回顾一下 DI (Diffused Illumination) 以及 FTIR (Frustrated Total Internal Reflection) 的作法。两种作法都是用红外光的反射原来来制作互动桌面，因此，这会有一个缺点，那就是红外线干扰的问题，你不可以把你的桌子放在太阳光下，或是环境当中有很多红外线的地方，这会让你的桌子很不稳定。另外，它们都是用投影机，因此会有个问题，就是你的互动桌面怎样都不可能太 “薄”，因为你的投影机就佔据了投影的距离。这也就意味着，如果我们实作比较小的面板似乎就没有多大的意义，所以你会看到许多利用红外光设计的多点触控 (Multitouch)  桌面都会设计的比较大张一点。最后，你用的因为是投影机，除非是特殊的投影机，不然你不可以持续开机太久，会产生投影机过热的问题。
当然用红外光也有一些好处，包括因为是利用反射的原理，因此可以辨认一些物体的形状，能够辨识物体的形状，那可以做的互动应用就广了一些。当然，你可以说，我们可以用电阻做成的多点触控 (Multitouch) 桌面，然后在桌面上面再架一个 Webcam，也可以达到。所以，我说，FTIR/DI 的优势就是要把桌子做的大一点，这样子在成本的优势之下，这个样式就胜出了。不过即使不是成本的优势，这两种方式因为容易 DIY，所以在目前为止也是胜出，至少每一个人，只要有心都可以做的出来。没错，是每一个人。
关于 FTIR 以及 DI 支间的比较。由于 FTIR 是用红外光在压克力里面做全反射，因此，打光可以说是相当均匀，不会有什么暗角的问题，而 DI 在这方面就要多费一点苦心。 不过 FTIR 受制于全反射的介质，因此只能用压克力；而 DI 的话，你要用什么都可以，我在论坛上面看到有人甚至拿毛玻璃做桌面，这样子连投影布幕 (Diffuser) 都省了。相较于 FTIR，DI 在环境的考量上面要多了一点，就是因为红外光是往上射，因此在可以反弹红外线的角度内，如果有个反射很强的物质，也会照成干扰，像是你把镜子放在上方之类的；或是你穿的衣服在袖子的地方是闪亮亮容易反射的材质。
管那么多! 做就是了!
分析了那么多，真是嘴砲一大堆，管他那么多，选一个方式，开始实作就是了。最后让我们来一段 Laurence Muller 的热血制作 Video:
看完之后，手是不是很痒了呢? 下一篇我会开始介绍 DI (Diffused Illumination) 的实作，并告诉你我用的材料是什么，以及可以在哪里购买。

DIY Surface Table (IV): 制作 DI Table & 改造摄影机
May 15th, 2008 by admin
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在上一篇文章当中，我们已经瞭解了 FTIR (Frustrated Total Internal Reflection)，不过由于我是用 DI (Diffused Illumination) 来实作，因此在 DI (Diffused Illumination) 的实作上面的细节我比较可以清楚描述。我所描述的材料购买地点仅适用于台湾台北市，如果你是在海外的朋友，请在你家附近找找，或是网路上面找找。
所需材料
所需要准备的材料如下:
· 一个透明材质 (压克力)
· 红外光投光器 (IR Illuminator)
· 投影机 (Projector) (有读者跟我说这个很难借到，是否可以制作多点触控面板就好，是可以的，因此为了借不到投影机的朋友，我会解释这一部份)
· 投影布幕 (Diffuser)
· 红外线摄影机 (IR Camera/Webcam)
· 木材 (拿来做桌子，如果你要用别的材料也可以)
· 反光镜 (如果要做大一点的 Table，需要把投影机的光线反射一下)
· Lee Filter (不一定要，我会解释这样做什么用)
· 你的个人电脑
· TouchLib (侦测手指的软体)
让我们一个一个来解释吧。
透明材质

(图片来源: 乔达压克力)
由于需要一个 Table 可以让红外光反射回去，因此我们的桌子必须要是透明的材质，这边我选用压克力，因为压克力还蛮便宜的。我一开始的 Table 所做的面板大小是 30*40 cm，(凡事总得一步一步来，先试小的，再试大的)，我的第二个 prototype 则是 67*50 cm。压克力的话，如果你家附近有广告看板公司的话，可以去问一下，买的厚度的话，我当时是买 8mm (因为我一开始原本想实作 FTIR)，价格的话，因为我是在家附近的广告公司买的，所以 30*40 cm 的压克力，我花了 NT 450，OK，我知道我买贵了，但是我也不太想花太多时间去找便宜个两百块的地方，那可能会花我很多时间以及车程。我是有在网路上面查到一家，叫做乔达压克力，上面都列有相关规格跟价钱，因为我不需要是特定尺吋的，我寄信去问了一下，30*40*0.8 cm 只要 NT 230，不过店离我家实在是有点远，如果你家在这家旁边的话可以跟他买。(老闆我好心帮你做了广告啊…)
红外线投光器
我在其他的部落格上面看到很多 DI (Diffused Illumination) 的设置，让我最惊讶的是，它们的红外线投光阵列都是大砲级的，真是有够夸张。像是 Orion 他的设置，用了三个大砲 (如下图)，真是夸张，不过根据 Paul 的解释是，因为他制作的 Table 想要放在阳光照到的地方，也就是说他要克服太阳的红外光，因此他向上打上来的红外光要比太阳照下来的红外光强很多才可以。

(图片来源: Orion)
这样子的解释是合理的，不过如果你只是要放在家里的角落玩，那实在不需要这么麻烦。虽然我也想找大砲级的红外线投光器，不过我在网路上面没看到哪边有卖就是了，或许在光华商场会有卖…不过我懒病又发作了，所以我在露天拍卖上面看到有人在卖红外线投光器，看一下价格还可以我就买了。我在露天拍卖上面找到的是这一家 LED SHOP，里面有一个类别叫做红外线投光器，一个 NT 430，看起来价钱合理，是老闆自己 DIY 的，一个投光器有 18 个 LED，我想要老闆客制化应该也是可以，不过可能要多收一点钱就是了。

(图片来源: LED SHOP)
我陆续跟老闆买了 850 nm 跟 940 nm 的投光器，秉持着实验的精神，我两种都试了，结果我发现 840 nm 的效果似乎比 940 nm 的效果好。另外，由于老闆卖的时候前端有加一个光敏电阻(Cds)，这个东西会侦测你的环境光源，如果环境光源比较暗，他功率就会调高，反之。不过我要的是稳定的光源，所以我后来买的投光器就请老闆把这个光敏电阻拿掉，并用最大功率来投光。还有另外一点，我买的是 40 度角度的投光器，你不会想买 15 度的，这么小的角度要把平面打均匀光时在是有点麻烦。另外买超过 NT 1000，似乎不用运费。(黄老闆，我帮你做了一个好广告啊…)
投影机
这大概是里面仅次于 PC 最贵的材料。当然，我们不能 DIY 一个投影机，(如果你真的这么做的话，请通知我一下，请务必让小弟参观)，所以，你只能去买一台，或是借一台。因为作者平时人缘还算可以，因此就借到投影机了，(看来我最后应该需要写个感谢志)。有读者跟我反应说投影机难以取得，所以，我在稍后会介绍无投影机版的作法。不过这就不是多点触控桌，而是多点触控面板啰。感觉还是会有一段距离的差距 (这在 HCI 着名的大师 Bill Buxton 的书中 Direct Manipulation interfaces 中会讨论到)，因此，如果能够的话，还是弄一台投影机来吧，这样子比较会有 WOW 的效果。
投影布幕 (Diffuser)
投影布幕不只是要将影像呈现出来，还肩负着要把红外光线散射开来的功用。这边一开始你可以挑选描图纸来做你的投影布幕 (Diffuser)，我在师大路上面的美术社买了一捲回来，好大一张，也才 NT 60。所表现出来的效果来说还算是及格，当然如果你不满意如此低廉的投影布幕的话，在 NUI 的论坛里面有一个专区就在讨论这个东西，你可以在 NUI 论坛里面，敲入关键字 Diffuser，看看大家用了什么布幕 (Diffuser)，以及所呈现的效果。
进阶一点之后，你可以试着去买一些比较专业的投影纸，或是投影背板，而比较常在用的投影纸有两个，一个是在 Jeff Han 的 FTIR 的原始 Paper 当中的 Rosco Grey，另外一个是 Lee Filter 225 号。后面的两个都是比较专门的材料，没有特别专门的门路似乎还问不太到。Rosco 跟 Lee Filter 都是给专业摄影的人所使用的，因此当我初次看到这么名词时，还挺不相信我走对网站了。这是我去正成贸易公司拿来的 Lee Filter Sample 纸本:

有些人可能会有疑惑，一定是要投影布幕 (Diffuser) 吗? 是的，这是必须，因为投影布幕有几个用处，他必须要呈现投影机打上来的影像，除此之外，它要散射光源。另外，这个布幕必须要让红外光可以穿透，因为用 DI (Diffused Illumination) 来实作的话，是要让红外线摄影机可以看到你手反射回来的红外光线。根据我在 NUI 论坛里所看到的，Rosco Grey 似乎会吸收红外光，或者是说，红外光穿透率不是这么好，不过我也没真的试过 (一张专业的投影纸都很贵的)。不过对于大多数的人来说，你可以用描图纸 (Tracing Paper) 就好。
红外线摄影机 (IR Camera/Webcam)
红外线摄影机是要用来侦测从手反射回来的红外光，这边你不用真的去买一个红外线摄影机，你可以用 Webcam 来改造就可以了。在选择 Webcam 时，请务必注意几点事情。第一点，你所选择的 Webcam 必须是定焦的 Webcam，也就是说，你的 Webcam 不会是追踪人脸的，因为那会变成不定焦，焦距会随着侦测到的东西而改变，这样子我们的镜头所吃入的东西就极端不稳定。第二点，一般的 Webcam 都会有 IR Filter，用来过滤红外光 (IR) ，我不知道为什么需要 IR Filter，而在选择 Webcam 时，你需要注意一下它的 Filter 是怎么安置的。

(图片来源: Dabinn的笔记)
在Dabinn的笔记里面有介绍到如何制作 红外线摄影机 (IR Webcam)，你可以看到 Dabinn 是用罗技的 Webcam 来改造，而里面有 IR Filter，这个 IR Filter 就直接镀在镜头上面，所以你必须要用工具来把它磨掉，磨掉之后，还要重新抛光。如果我真的介绍这种作法，我想大家应该会想要把我给杀了。真是别闹了!

(图片来源: 露天拍卖)
所以，你选择 Webcam 时，要注意一下型号，看看 IR Filter 是不是直接镀膜在镜头表面，如果是的话，就放弃它吧。我们要选择省力的方式啊! 我选择 Microsoft VX-1000，因为它的 IR Filter 是一片玻璃，你只要把 Webcam 拆开，然后把镜头后面的 IR Filter 取出来就可以了。当然不是只有 VX-1000 是这样子设计的，你可以在 NUI 论坛里面的 Camera Section 里面查寻其他相关的 Webcam。为了让大家都可以自己动手做多点触控桌，我这边就以 VX-1000 拆解来做说明，如果你已经了解并可以自己拆解的话，你可以跳过这一段。(这让我想到当兵时的枪枝分解…)
**分解开始**

开始之前，请先准备好你的螺丝起子。

这就是我们可爱的 Webcam，它将要担负最重要的任务啊!

我们将 Webcam 转到侧面，会看到一个软垫，把它戳出来就是了。

戳出来的结果，然后把螺丝转出来。左边做完换右边。

当你把两边的螺丝转起来后，Webcam 主体就跟架子分离了，然后你会看到两边有着两个橡胶环，当然是要把它拿起来。

Webcam 的后面还有一个螺丝，别忘记了。

拆解下来的零件，请妥善放好来，你等会儿还要把它组回去。