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2009.01.23

Wiimote 電子白板

電子白板給人的印象是昂貴的象徵，如同幾年前，單槍投影機要出現在教學現場，都是一件不容易的事。2007年底，韓裔的美國博士班學生 Johnny Chung Lee 發表了如何利用 Wii 的遙控器(Wii Remote, 簡稱為 Wiimote) 監看紅外線筆的動作，進而控制電腦滑鼠的方法。讓電子白板進入教學現場的可美夢可以立即實現。

Johnny Chung Lee 很大方的將他的研究結果分享給廣大的網友，我們可以在他的網站上 ( http://www.cs.cmu.edu/~johnny/projects/wii/ )看到實作的方法，也可以下載到定位所需的「座標軟體」。一支 Wiimote 、一支紅外線筆和藍牙傳輸器，加上免費的座標定位軟體，花費不到新臺幣兩千元，即可擁有過去幾萬塊才能建置的電子白板，只能說，我們的學生有福了。

Wiimote 裡面有一個加了濾鏡的 CMOS 攝影鏡頭，它能夠同時追縱四個紅外線光源，並將資料透過藍牙傳輸給遠方的設備。當我們的電腦有了藍牙傳輸器以後(現在的 Notebook 幾乎都內建)，即可和 Wiimote 連線並取得紅外線 LED 的發光位置，透過熱心網友寫的「座標軟體」，就能夠轉換成電腦滑鼠的座標，進而控制電腦。有了紅外線筆取代滑鼠，電腦的畫面投射在黑板前的螢幕，我們上課時可以和學生面對面的站在黑板前，任意的用紅外線筆按按按(或點點點)操作電腦，不再是坐在電腦桌前操作，更拉近了師生間的距離。如果有多支紅外線筆，也可以讓多位學生上台操作，可以增加互動性及趣味性。

Wiimote 電子白板軟硬體需求

目前這個最便宜的電子白板，軟硬體的基本需求如下：

  • 電腦+單槍，或是電腦+大尺寸螢幕。自己實驗或玩一玩就用電腦+普通螢幕，使用起來就像觸控螢幕的感覺。

  • Wii 的遙控器 Wiimote (右把手)
    Wiimote

  • 藍牙傳輸器 (Class 1 USB 約 2xx , Class 2 約 4xx , 電腦內建者免)
    USB 藍牙傳輸器

  • 紅外線筆 ，可以自己製作或上網購買別人做好的。
    雄自製的紅外線筆

    《 我的自製紅外線筆》

  • 座標軟體，例如：

    只要到前述的兩個網站其中一個，下載並儲存，並將壓縮檔解壓縮到自己想儲存的位置即可。要使用時，Wiimote Whiteboard 就找 WiimoteWhiteboard v0.?.exe 執行；Smoothboard 1.0 以前的版本就找 WiimoteSmoothboard.exe 執行。
    (註：Smoothboard 1.0 以後變成要註冊，下載回來後直接執行該程式會進行安裝，以後就由捷徑啟動程式。只是沒有註冊在使用前要等約 10 秒。)

  • 執行前述的兩個座標軟體， 需要在系統上有安裝 .Net Framework 3.5，有問題時，別忘了這部份。

Wiimote 電子白板操作程序

在使用 Wiimote 電子白板時，比較要花時間的是前置的準備程序，依序有：

  1. 藍牙連線
    1. 插入 USB 藍牙傳輸器(電腦內建者免)。
    2. 啟動藍牙連線軟體。
    3. 同時按下 Wiimote 上的按鈕 1和按鈕2 後，操作藍牙連線軟體進行連線。
  2. 游標定位
    1. 將 Wiimote 置於離螢幕約 1∼2 公尺的位置。
    2. 啟動「座標軟體」。
    3. 進行游標定位與調整 Wiimote 位置與角度。

    按這裡看Wiimote 電子白板使用流程圖

藍牙連線

Wiimote Whiteboard 和 Wiimote Smoothboard 兩個座標軟體都是透過藍牙來傳輸資料，它們支援不少藍牙連線軟體。市面上的藍牙傳輸器有很多種，所附的驅動程式也不同，像我買的第一支 USB 藍牙傳輸器無法使用 Windows XP 內建的驅動程式，但它附了 IVT BlueSoleil 1.x 中文版；第二支藍牙傳輸器則沒有安裝光碟，但是 Windows XP 可以自動抓到它的型號，並安裝合適的驅動程式。下面是我使用過的兩種如何利用藍牙，讓電腦和 Wiimote 搭上線的方法。

 

游標定位

「座標軟體」可以說是 Wiimote 電子白板最重要的靈魂，有了它，才能將藍牙傳來的資料轉換為滑鼠的位置和動作。首先，我們要告訴座標軟體，哪裡到哪裡是螢幕顯示的範圍，讓它將 Wiimote 拍到的位置和電腦中的實際位置做對應。

前面提過，Wiimote 是透過內建的紅外線攝影鏡頭捕捉紅外線光源的位置，它的鏡頭據說只有 45 度的視角，加上 Wiimote 離紅外線光源愈遠，就愈感應不到。所以 Wiimote 擺放的位置就是一門學問。基本上，由於我們的紅外線筆發出的紅外光強度有限，Wiimote 離螢幕最好能在二公尺以內，以我們書寫的習慣，如果能將它置於頭頂以上，由上向下的角度，比較能夠捕捉到紅外線光源。但是置頂可能較費神、費工，看到有網友利用附夾子又可調整高度及角度的麥克風架，如果能弄一支放在教室中使用，應該是最方便的。

下面是我試過的兩種置頂的方式：第一種用鐵絲穿過女孩子夾頭髮用的大夾子，再用長尾夾固定在日光燈座的鐵殼上，缺點是夾子夾的位置每次都會變，校正較花時間。第二種是先用紙箱的瓦楞紙做一個可放 Wiimote 的容器，加上一個桌上型的小三角架(它終於有用途了)，再以四個大長尾夾固定在日光燈殼上，這種方式比第一種穩定多了。

Wiimote1-1
Wiimote1-2
Wiimote2-1
Wiimote2-2

Wiimote 擺放位置的最佳的距離、高度及角度則要透過座標軟體來輔助校正了。目前較多人使用的座標軟體來說，Johnny 的 Wiimote Whiteboard 在游標定位的功能上較陽春，而 Boon Jin 的 Smoothboard 則提供了較多的資訊可供我們較方便的校正。下面以 Smoothboard 0.46 為例，看看如何校正 Wiimote 的位置。

1.啟動 Smoothboard，如果連上線，我們可以在 Smoothboard 中看到 Wiimote 的剩餘電量有多少；而原來 Wiimote 上閃爍的藍色燈會只剩下最左邊的一個燈恆亮 。

Smoothboard游標定位　→ Smoothboard校正2

在 Smoothboard 視窗的下半部有 Tracking Utilization ，該數值為追蹤率，另外， 那個灰底框中的白色四邊形(多邊形)則為 Wiimote 的可視範圍，我們可以根據這兩項資訊來調整 Wiimote 的位置和角度。最底下的 IR dots 則可以顯示 Wiimote 看到的紅外線光源有幾個，可以讓我們檢視是否有干擾的光源。

如果按 "Show Settigs" 的按鈕，視窗會往右擴展，顯示更多的資訊。其中 "Calibration" 是我們校正 Wiimote 位置的好幫手。

2. 以滑鼠按一下 Smoothboard 中的 "Quick Calibration" 按鈕 ( "Calibration" 按鈕) ，或是按一下 Wiimote 上的 A 按鈕。即可出現下面的定位畫面。

Smoothboard 定位

3.進行定位。先以數位相機確認一下紅外線筆會發光後，並將 Wiimote 對準投射的畫面中央後固定，利用紅外線筆在投射的畫面，對準左上角的紅色十字後按一下按鈕。如果 Wiimote 看到紅外光了，Smoothboard 會自動將紅色十字跳到右上角；繼續利用紅外線筆對準後按按鈕讓它發光進行定位，成功了，紅色十字會再跳到右下角和左下角。四個角都好了，會回到前一次的畫面。

如果第一個十字就失敗，可以試著慢慢調整 Wiimote，找到合適的位罝及角度。

4.「四點定位」後，回到 Smoothboard 檢視一下 Wiimote 偵測的情形。

校正的兩個大原則：

  • 讓白色的區塊盡量方正，而且不要超出黑底。
  • Tracking Utilization 盡量提高。

例如：

Smoothboard偏差

白色的區塊落到黑色範圍的右下方，表示屆時投影畫面右下角的操作，Wiimote 無法監看到紅外線筆的操作，所以我們應該要把Wiimote 往原來位置的右下方調整。

Smoothboard 往右修正

Wiimote 往右調整位置後

Smoothboard 往下修正

Wiimote 往下調整位置後

以「四點定位」調整完 Wiimote 的最佳位置以後，我們就可以將座標軟體最小化(可別關了它)，然後用紅外線筆自由的在投射的電腦畫面上點、點、點囉！

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