在豐富了我們的手指文化后，人機(jī)交互又被微軟推向了另個(gè)一高潮。2010 年 6 月 14 日一個(gè)讓我們激動(dòng)萬(wàn)分的深刻，微軟正式發(fā)布針對(duì) Xbox 360 的體感外設(shè) Kinect ，這個(gè)小東西使我們的人機(jī)交互體驗(yàn)從手指上升到整個(gè)肢體，使用肢體語(yǔ)言來(lái)與計(jì)算設(shè)備交流。他不僅包括了日常普遍使用的 RGB 彩色攝像頭，還包括了由紅外線發(fā)射器與紅外線 CMOS 攝像頭構(gòu)成的 3D 結(jié)構(gòu)光深度感應(yīng)器，同時(shí)也有追焦技術(shù)與陣列式麥克風(fēng)。

這些復(fù)雜的軟硬件結(jié)合系統(tǒng)構(gòu)成了這個(gè)聰明的小家伙。在對(duì)用戶面部識(shí)別與肢體判斷中所使用到的技術(shù)涵蓋了機(jī)器學(xué)習(xí)、圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺的相關(guān)領(lǐng)域。可見其背后的強(qiáng)大算法支撐起這個(gè)革命性的全新人際交互方式，這是那么自然、友好甚至更有趣。

而這篇《心理學(xué)家為虛擬角色發(fā)布情感需求的插件》的報(bào)道，讓我們對(duì)未來(lái)的人機(jī)交互變革又充滿了很多期待。文中談到，Paul Ekman 是美國(guó)的一位心理學(xué)家，在上世紀(jì) 70 年代,他和同事開發(fā)了一種方法來(lái)分類和評(píng)估人的面部表情。那時(shí)許多心里學(xué)家認(rèn)為人們的面部表情是從一種文化向另一種文化傳遞人們的具體情感變化。

通過 Ekman 的方法所獲得的針對(duì)全世界所有文化間人們面部表情的開創(chuàng)性數(shù)據(jù)庫(kù)，但是他們發(fā)現(xiàn)在所有文化間，人們針對(duì)六種基本的情感——生氣、恐懼、高興、驚喜、厭惡與悲傷都具有一樣的面部表情，也就是說面部表情的產(chǎn)生不存在不同文化間的傳遞。他們因此開發(fā)了名為面部行為編碼系統(tǒng) (Facial Action Coding System or FACS）的面部表情分類法,根據(jù)這個(gè)分類法能夠識(shí)別出每一種表情所對(duì)應(yīng)的面部肌肉的移動(dòng)。

這套系統(tǒng)不僅對(duì)心理學(xué)家研究情感在日常生活中的作用非常有用，而且完全可以挪用到虛擬世界中。FACS 可以用相對(duì)容易的方法直接為由計(jì)算機(jī)生成的虛擬人物提供真實(shí)的面部表情。這樣虛擬人物自然而然就具有了與真實(shí)人類相似的情感因素。但這需要建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的面部表情數(shù)據(jù)庫(kù)，如今 Delft 大學(xué)的人機(jī)交互系學(xué)者 Joost Broekens 及其同事就做了這樣的事情。他們實(shí)際上基于 FACS 創(chuàng)建了一個(gè)包含六種虛擬表情的數(shù)據(jù)庫(kù)，每一種表情就是一個(gè)向量集合，其中包含的這些向量用來(lái)表示一張活潑的臉龐上不同部分是如何移動(dòng)以模擬一個(gè)基本的情感。

當(dāng)然通過計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的虛擬表情仍需要我們?nèi)祟愖约合刃性u(píng)估，具體來(lái)說是找了一些志愿者詢問他們當(dāng)一個(gè)虛擬角色 （Avatar）靠近或走遠(yuǎn)或從一側(cè)觀看時(shí)，其面部表情表達(dá)了什么樣的情緒及其強(qiáng)烈程度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示這些由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的虛擬表情或多或少傳達(dá)了同真實(shí)人臉?biāo)鶄鬟f的一樣的情感。為什么是或多或少，因?yàn)檫@確實(shí)有一些主觀色彩的問題不那么好解決，比如一張恐懼的面部表情也可能看起來(lái)是一張吃驚的面部表情，一張厭惡的面部表情也可能與生氣時(shí)的表情相混淆。

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有意思的是 Broekens 也進(jìn)行了這樣的實(shí)驗(yàn)，將兩種基本的虛擬表情做個(gè)簡(jiǎn)單的線性組合生成新的表情，然后讓志愿者們做評(píng)估。例如將高興的表情和生氣的表情做線性組合就可以傳遞出邪惡或頑皮的表情。人們的面部表情其實(shí)是很豐富的，可以猜想作為六種最基本的表情通過將其不同的線行組合就能夠產(chǎn)生許許多多豐富的表情，這肯定是一件很有趣的事情。對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)感興趣的讀者可以參閱這片論文。

雖然可能六種基本表情未必能最本質(zhì)反應(yīng)人們的情感，但這樣的選擇足以包含日常生活中人們常用的情感表達(dá)。通過對(duì)虛擬人物增加了豐富多彩的面部表情信息后，將為我們的人機(jī)交互帶來(lái)全新的體驗(yàn)。盡管微軟已經(jīng)將 Kinect 做了很多深度開發(fā)比如增加了視頻會(huì)議或社交元素，其中的人物都是計(jì)算機(jī)生成的虛擬人物但如果將這些人物同時(shí)賦予能夠表達(dá)人類情感的面部表情信息，這又將為我們提供更加有趣的交互體驗(yàn)。

現(xiàn)在可以想象，通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)你的面部進(jìn)行分析識(shí)別出你的大致年齡（國(guó)內(nèi)外有相關(guān)學(xué)者正在從事這樣的工作），然后生成年齡匹配的一個(gè)虛擬人物，再對(duì)你的面部表情實(shí)時(shí)分析，給你的虛擬人物也同時(shí)附上相似的虛擬表情，這樣在虛擬世界中就產(chǎn)生了一個(gè)近乎真實(shí)且富含感情色彩的你，再通過 Kinect 就能與其他的虛擬人物進(jìn)行情感互動(dòng)，甚至是計(jì)算機(jī)本身虛擬的人物。這必將引領(lǐng)人機(jī)交互領(lǐng)域的大發(fā)展，其背后強(qiáng)大的學(xué)習(xí)算法和識(shí)別方法以及云計(jì)算技術(shù)將功不可沒，相信未來(lái)的人機(jī)交互將更加多姿多彩。

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作者：tee