wii的加速度感測器 - 任天堂

Wii遙控器掀起的革命，其上最主要的元件就是運用了MEMS技術的三軸加速度感測器
。根據MEMS and Nanotechnology Clearinghouse網頁上對MEMS（
Micro-Electro-Mechanical Systems──微機電系統）的定義是：把機械元件、感應器、
存取機構等電子機械元件，透過微型封裝技術將其整合在一塊矽晶片基座的IC上，自成一
個系統，具備小體積、低耗電、低成本等優點。如果一層晶片不夠還可以再加疊以塞入更
多元件，就跟半導體產業在同樣晶圓面積塞入更多電晶體的奈米製程演進道理相同。


Wii遙控器主要只需要知道兩個變因：加速度跟時間（一個持續動作），並不能也不需要
測知速度，因為比方你坐在時速300公里的高鐵列車上玩Wii，這時你跟列車是同一個系統
以時速300公里行進中，如果Wii遙控器可以測得這個速度，那你什麼遊戲也不用玩了，因
為除非你是超級賽亞人，否則怎麼也沒辦法做出一個超過時速300公里的動作。


加速度的感測基本原理為，在感測器的晶片上有兩片帶電板，一片固定在晶片上，另一片
以彈簧連接在第一片板子上，如果有加速度產生，以彈簧連接的那一片帶電板，就會靠近
或離開固定在晶片上的帶電板，而彈簧改變的長度跟產生的加速度兩者間會有比例關係。
而兩片不相連接的帶電板，就是一個平板電容，電容值與彼此的距離成反比（彈簧被壓縮
時電容上升；被拉開時則電容下降）。如此從電容變量就可反推得到一個方向的加速度，
而三軸加速度感測器則是在晶片上採用三個互相垂直的電容測量器，以測得沿三度空間X
、Y、Z軸所產生的加速度。而Wii遙控器上的三軸加速度感測晶片，可以辨識在靜止與傾
斜狀態下的重力加速度，以及移動、顫動與震動形成的加速度。遊戲設計者便可依此讓
Wii變成各種工具，除了熱門的兩款遊戲：《Wii Sports》跟《Wii第一次接觸》，充滿惡
搞風格的《舞動壞利歐工作室》更是以眾多的小遊戲把Wii遙控器的不同角色扮演充分發
揮，比方把遙控器當成拖把、吸塵器、鋸子、手指（挖鼻孔）、蒼蠅拍、打氣機、刨木機
等等。


Wii遙控器的三軸加速度感測器可以感應沿X、Y、Z三軸的平移與轉動，共六個自由度。不
同PS3手把以陀螺儀定位，Wii遙控器並沒有內建陀螺儀，而是將此工作交給了一根長條型
的感應棒（Sensor bar）。將其拆開後，可以發現內部只有兩端各5個IR LED（紅外線發
射二極體）負責發出紅外光，兩端最外側的IR LED微朝向外偏離中央，最內側的則往內微
朝向中央，中間三個彼此則較靠近成一群，朝向與感應棒垂直的正前方，且跟內外側的兩
個IR LED間隔稍遠。再由Wii遙控器前端紅外線感應裝置上的小鏡頭，根據其捕捉到IR
LED訊號的位置、距離、方向，來判斷遙控器跟螢幕間的距離以及在螢幕上的位置與動作
的方向。


當然即使Wii遙控器可以辨認具高複雜度的各種動作，但你也可以完全不理，照以往的操
控方式設計遊戲，因為只要把它橫起來擺，就可以當成傳統控制器使用，只是如果這樣就
好像叫霹靂遊俠李麥克開夥計去跑小黃一樣，什麼意思？浪費嘛！看到Wii遙控器可以達
到如此的操控互動性，許多遊戲開發者都表達想在Wii上開發遊戲的濃厚興趣，比方潛龍
諜影系列（Metal Gear Solid，老一輩的玩家叫特攻神諜Orz）的製作人小島秀夫，不久
前才表示PS3上MGS 4代的遊戲資料量將使用單層50GB的藍光光碟才夠，也說自己在做完
MGS 4後，希望能在Wii上開發遊戲，因為相對PS3的高畫質取向，遊戲開發就是在光碟中
塞入更多材質塞給它爆，但Wii則拋開此一方向，對遊戲設計者而言加入的是力學的考量
，如何把現實世界習以為常的物理動作藉由遙控器轉化到遊戲上？筆者試想光這一點應該
就可以讓遊戲開發者興奮很久。
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