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【摘要】可穿戴设备已经由概念走向消费级产品，但在推广普及方面受到了很多制约，本文分析了其中的原因，针对目前存在的问题设计了一种智能服装，旨在达到和超越手持设备的功能和用户体验。
【关键词】可穿戴设备；人机交互；用户体验
1.绪论
硬件技术在门槛上不断降低，价格也不断下降，为可穿戴计算设备的发展提供了契机。近年来，可穿戴设备受到了厂商的极力吹捧，也引来了学术界的广泛关注，但在市场上始终不温不火，只有极少用户表示看好其发展。这种冰火两重天的境遇，其实是一个技术范式在生命周期初段的正常现象。如何去推动这个范式，使它早日进入快速发展的阶段，成了当前亟待研究的课题。
目前制约穿戴式设备发展的因素主要有以下几点：
（1）设备与用户之间缺乏便捷的互动方式，难以提供较好的用户体验。“以智能手表为例，由于智能手表的产品属性决定了其屏幕大小的限制。1～2寸屏的界定毫无疑问会使得当今在智能手机和平板电脑流行的触控体验大大降低。但遗憾的是，尽管屏幕相当小，但其操作的方便性并未因此得到提高，甚至不如小尺寸的智能手机。”
（2）在功能定位上，与手持设备有一定的重合。如果要在新设备上实现智能手机、平板电脑的部分功能，那么就必须具有其它优势，才有可能在前者的市场里分得一杯羹。
（3）能耗和性能之间的矛盾使得电池成为了瓶颈。目前主流的大尺寸触屏手机普遍能提供一天或更长时间的续航时间，而作为可穿戴设备代表作的Google Glass只能连续使用6小时。
基于当前的硬件性能和技术规范，本文设计了一个系统，将不同的硬件分别从不同的位置嵌入到衣物内，并使它们和一些输入输出设备有机结合，形成服装计算机，旨在提供给人们更有效的人机交互工具和更好的用户体验。
2.相关技术
要实现本文的目的，需要用到一系列关键技术。特别是高效的输入和输出方法。大屏手机和平板电脑目前已经能在80%的应用场合下代替电脑，但由于缺乏能实际上代替实体键盘的高效输入方式，目前还不能完全用于办公场合。下面是服装计算机需要的一些技术作为支持。
2.1 显示设备
为了使服装计算机能向用户反馈信息，需要显示设备。OLED柔性屏技术是近年来的热点，相信很快会有消费级的产品。这种屏幕可粘贴到衣服上作为显示器，不会影响衣服的柔软性。更好的方案是抬头显示设备，例如像Google Glass、Recon Jet这样的产品，使我们能透过显示屏看到真实世界，人们需要从屏幕中走出来，由虚拟现实走向增强现实，不是让科技将我们剥离生活，而是把科技带入我们的生活。
2.2 高效输入控制
Google Glass的一个众所周知的问题是，它的主要输入方式是语音控制，而目前的语音识别存在着微小的延迟，而且在噪音复杂的环境会影响用户体验。由于服装计算机不像手机那样存在尺寸限制的问题，可以选用多种输入设备，如触控板、带有陀螺仪的智能腕带，甚至可以是基于MicroUSB接口的外接键盘。
2.3 移动设备的续航力
将整个系统嵌入到服装里的优势在于，一件服装有足够的面积，可以嵌入多块电池，允许选用更强大的处理器。Google Glass为了增加的续航力，选用了德州仪器2011年的产品OMAP 4430，其主频仅有1GHz。而本文讨论的系统大可配备最新的高端ARM产品，如主频高达2.3GHz的高通四核处理器骁龙Snapdragon MSM8974AB。
目前手机上的电池做到了在非常薄有较大的容量，如果在服装里嵌入6～12块1000毫安的电池，可以在不降低衣服穿着舒适性的前提下获得总量可观的电力。
3.系统设计
3.1 总体布局
本文所设计的服装计算机基于ARM构架，是一种面向普通消费者，主要用于日常生活的通用型智能设备，因此要求它能在日常的穿着上实现。在此前提下，其载体可以是特殊设计的，带有夹层的T恤、衬衣，也可以是夹克或正装。3.2 输入和操控
本文为服装计算机考虑了不同的输入方式，其一是在笔记本上广泛使用的Synaptics触摸板，在没有鼠标的情况下，触摸板能提供接近于手机触屏的操控便捷性。由于Synaptics触摸板是为x86笔记本电脑设计的，若要使用这种设备，必须为其开发基于ARM的驱动程序。
此外，带有陀螺仪的智能手环或腕带可以使用户快速下达简单的指令，实现手机摇一摇那样的操作，然后依靠Wi-Fi将相关信息传达到服装计算机的主机部分。
3.3 抬头显示和功能裁剪
目前无线供电技术还没完全在商业上获得成功，因此对于眼镜显示器的供电考虑只能是与服装连线或使用独立电池。前者的好处是可以一并解决显示信号的传输问题，但外在的线路会降低美观，并对用户体验造成严重影响，一个理智的厂商绝不会做出这样的尝试。
由于智能眼镜普遍存在的电池容量的瓶颈，在服装计算机的设计中，应该简化它的功能，而该系统也并不需要智能眼镜的“智能”部分来参与处理和存储。特别是考虑到CPU作为耗电大户，若将眼镜自身的处理能力剥离出来，只以无线的方式接收显示信号并显示图像，使其作为一个精简版的，不自带计算能力的眼镜显示器，将会大大提高续航力。
4.结语
该服装计算机还停留在设想阶段，若要转化为可用的产品并在市场上夺取一席之地，还面临许多工程难题和其他问题，这些问题简单列举如下：
（1）可能存在硬件冲突。搭建一个基于ARM平台的系统很复杂，其难度大大超过组装一款x86 PC机。第一是因为在ARM的领域里没有像“IBM兼容机标准”这样的业界规范；第二是ARM在系统优化方面对技术的要求相当苛刻，这也是为什么那些三流厂商推出Android手机很多都存在着高配低能的问题。
（2）仅从硬件成本来看，服装计算机比目前的手持设备昂贵；最终价格可能更高，因为在该系统下开发驱动的门槛也会远远高于那些成熟的系统。
（3）冬天，服装计算机的发热可以对人体起到额外的保暖效果；反过来，到了夏季，散热就会成为最严重的问题。
如上所述，服装计算机能实现更高级的人机结合，是一个非常具有前景的方向，但由于存在着上述问题，要出现消费级产品并获得市场上的成功，还有很长的路要走。
参考文献
[1]罗秋云.可穿戴设备遍地开花，只是“看上去很美”[J].IT时代周刊，2013，21：46-47.
[2]孙永杰.可穿戴式计算设备：移动互联设备的延伸或颠覆？[J].通信世界，2013，9：17.
[3]李力.个人计算设备的未来发展趋势探索[J].产业与科技论坛，2013，10：129-130.
[4]熊燕.抗噪声语音识别技术研究[J].中国信息科技，2006，
07：206-207.
[5]三星新专利曝光，利用手指变为触控键盘[EB/OL].http：//mobile.pconline.com.cn/439/4393456.html.
作者简介：李力（1982—），初级助理实验师，现供职于重庆电子工程职业学院，主要研究方向：多媒体技术、虚拟化、云计算。
【关键词】可穿戴设备；人机交互；用户体验
1.绪论
硬件技术在门槛上不断降低，价格也不断下降，为可穿戴计算设备的发展提供了契机。近年来，可穿戴设备受到了厂商的极力吹捧，也引来了学术界的广泛关注，但在市场上始终不温不火，只有极少用户表示看好其发展。这种冰火两重天的境遇，其实是一个技术范式在生命周期初段的正常现象。如何去推动这个范式，使它早日进入快速发展的阶段，成了当前亟待研究的课题。
目前制约穿戴式设备发展的因素主要有以下几点：
（1）设备与用户之间缺乏便捷的互动方式，难以提供较好的用户体验。“以智能手表为例，由于智能手表的产品属性决定了其屏幕大小的限制。1～2寸屏的界定毫无疑问会使得当今在智能手机和平板电脑流行的触控体验大大降低。但遗憾的是，尽管屏幕相当小，但其操作的方便性并未因此得到提高，甚至不如小尺寸的智能手机。”
（2）在功能定位上，与手持设备有一定的重合。如果要在新设备上实现智能手机、平板电脑的部分功能，那么就必须具有其它优势，才有可能在前者的市场里分得一杯羹。
（3）能耗和性能之间的矛盾使得电池成为了瓶颈。目前主流的大尺寸触屏手机普遍能提供一天或更长时间的续航时间，而作为可穿戴设备代表作的Google Glass只能连续使用6小时。
基于当前的硬件性能和技术规范，本文设计了一个系统，将不同的硬件分别从不同的位置嵌入到衣物内，并使它们和一些输入输出设备有机结合，形成服装计算机，旨在提供给人们更有效的人机交互工具和更好的用户体验。
2.相关技术
要实现本文的目的，需要用到一系列关键技术。特别是高效的输入和输出方法。大屏手机和平板电脑目前已经能在80%的应用场合下代替电脑，但由于缺乏能实际上代替实体键盘的高效输入方式，目前还不能完全用于办公场合。下面是服装计算机需要的一些技术作为支持。
2.1 显示设备
为了使服装计算机能向用户反馈信息，需要显示设备。OLED柔性屏技术是近年来的热点，相信很快会有消费级的产品。这种屏幕可粘贴到衣服上作为显示器，不会影响衣服的柔软性。更好的方案是抬头显示设备，例如像Google Glass、Recon Jet这样的产品，使我们能透过显示屏看到真实世界，人们需要从屏幕中走出来，由虚拟现实走向增强现实，不是让科技将我们剥离生活，而是把科技带入我们的生活。
2.2 高效输入控制
Google Glass的一个众所周知的问题是，它的主要输入方式是语音控制，而目前的语音识别存在着微小的延迟，而且在噪音复杂的环境会影响用户体验。由于服装计算机不像手机那样存在尺寸限制的问题，可以选用多种输入设备，如触控板、带有陀螺仪的智能腕带，甚至可以是基于MicroUSB接口的外接键盘。
2.3 移动设备的续航力
将整个系统嵌入到服装里的优势在于，一件服装有足够的面积，可以嵌入多块电池，允许选用更强大的处理器。Google Glass为了增加的续航力，选用了德州仪器2011年的产品OMAP 4430，其主频仅有1GHz。而本文讨论的系统大可配备最新的高端ARM产品，如主频高达2.3GHz的高通四核处理器骁龙Snapdragon MSM8974AB。
目前手机上的电池做到了在非常薄有较大的容量，如果在服装里嵌入6～12块1000毫安的电池，可以在不降低衣服穿着舒适性的前提下获得总量可观的电力。
3.系统设计
3.1 总体布局
本文所设计的服装计算机基于ARM构架，是一种面向普通消费者，主要用于日常生活的通用型智能设备，因此要求它能在日常的穿着上实现。在此前提下，其载体可以是特殊设计的，带有夹层的T恤、衬衣，也可以是夹克或正装。3.2 输入和操控
本文为服装计算机考虑了不同的输入方式，其一是在笔记本上广泛使用的Synaptics触摸板，在没有鼠标的情况下，触摸板能提供接近于手机触屏的操控便捷性。由于Synaptics触摸板是为x86笔记本电脑设计的，若要使用这种设备，必须为其开发基于ARM的驱动程序。
此外，带有陀螺仪的智能手环或腕带可以使用户快速下达简单的指令，实现手机摇一摇那样的操作，然后依靠Wi-Fi将相关信息传达到服装计算机的主机部分。
3.3 抬头显示和功能裁剪
目前无线供电技术还没完全在商业上获得成功，因此对于眼镜显示器的供电考虑只能是与服装连线或使用独立电池。前者的好处是可以一并解决显示信号的传输问题，但外在的线路会降低美观，并对用户体验造成严重影响，一个理智的厂商绝不会做出这样的尝试。
由于智能眼镜普遍存在的电池容量的瓶颈，在服装计算机的设计中，应该简化它的功能，而该系统也并不需要智能眼镜的“智能”部分来参与处理和存储。特别是考虑到CPU作为耗电大户，若将眼镜自身的处理能力剥离出来，只以无线的方式接收显示信号并显示图像，使其作为一个精简版的，不自带计算能力的眼镜显示器，将会大大提高续航力。
4.结语
该服装计算机还停留在设想阶段，若要转化为可用的产品并在市场上夺取一席之地，还面临许多工程难题和其他问题，这些问题简单列举如下：
（1）可能存在硬件冲突。搭建一个基于ARM平台的系统很复杂，其难度大大超过组装一款x86 PC机。第一是因为在ARM的领域里没有像“IBM兼容机标准”这样的业界规范；第二是ARM在系统优化方面对技术的要求相当苛刻，这也是为什么那些三流厂商推出Android手机很多都存在着高配低能的问题。
（2）仅从硬件成本来看，服装计算机比目前的手持设备昂贵；最终价格可能更高，因为在该系统下开发驱动的门槛也会远远高于那些成熟的系统。
（3）冬天，服装计算机的发热可以对人体起到额外的保暖效果；反过来，到了夏季，散热就会成为最严重的问题。
如上所述，服装计算机能实现更高级的人机结合，是一个非常具有前景的方向，但由于存在着上述问题，要出现消费级产品并获得市场上的成功，还有很长的路要走。
参考文献
[1]罗秋云.可穿戴设备遍地开花，只是“看上去很美”[J].IT时代周刊，2013，21：46-47.
[2]孙永杰.可穿戴式计算设备：移动互联设备的延伸或颠覆？[J].通信世界，2013，9：17.
[3]李力.个人计算设备的未来发展趋势探索[J].产业与科技论坛，2013，10：129-130.
[4]熊燕.抗噪声语音识别技术研究[J].中国信息科技，2006，
07：206-207.
[5]三星新专利曝光，利用手指变为触控键盘[EB/OL].http：//mobile.pconline.com.cn/439/4393456.html.
作者简介：李力（1982—），初级助理实验师，现供职于重庆电子工程职业学院，主要研究方向：多媒体技术、虚拟化、云计算。