2012年全球最炙手可熱的科技公司毫無疑問當屬美國的Leap Motion（以下簡稱LM）。他們帶來了新一代的桌面體感設備，工作精度可達到0.01mm，官方聲稱是目前任何設備的200倍（應該是指實時體感設備），但是價格卻只有大約70$。
LM的控制器演示一出，網上關於該設備工作原理的各路技術討論異常熱烈，我們也在第一時間對其原理進行過剖析和預測。對於網上關於LM控制器原理及應用的曲解，我們非常希望能夠之糾正，但是由於缺乏必要的論據支持，我們也無法使大家信服。隨着最近工作的進展，我們也對LM控制器的追蹤性能進行了模擬，從而證明理論的可行性。但是因為從事相關的專業工作，請允許我們無法如數傾囊，但是我們會在允許的范圍內，盡可能為大家詳細解讀LM控制器的工作原理。以下為我們通過普通攝像頭所模擬的LM控制器工作原理及目標追蹤性能。
LM控制器采用立體視覺原理，配備雙攝像頭的控制器如同人眼一樣，能夠對空間物體進行坐標定位。為了方便理解，大家可以試着快速輪流閉合左右眼，可以看到物體的位置會發生平移，這就是視差。一旦出現視差，就可以在人腦中產生空間縱深的感覺，這就是3D電影的基本工作原理。電影在制作的時候分別拍攝給左右眼看的畫面，人為制造視差，所以在觀看平面畫面時會產生三維空間錯覺。當然這個視差是不能隨意定義的，必須和人眼瞳孔的間距匹配起來，我們稱之為基線長度。不同年齡、性別、種族的人群的視覺基線長度都略有差別，所以3D電影不一定適合所有人群觀看。
這種應用於立體視覺的測量方法，我們稱之為三角測量法。三角測量法是用於定位目標空間位置最常用和最基本的方法，應用場合小到我們常見的Kinect、激光反求等，大到飛機裝配等高精度作業環境。在LM控制器的雙攝像頭基線距離固定后，就可以進行設備校准。校准后的控制器可以精確計算出目標相對於攝像頭的空間坐標。
在了解LM控制器的基本工作原理后，下面我們講講控制器的工作過程。當我們把手伸到控制器的工作區時，兩個攝像頭需要同時捕捉目標，並且實時計算目標的視差，就可以得到它的空間信息。這里我們所說的目標是指已經過濾后的目標信息，如指尖和掌心，所以大家不要再想着可以通過控制器來做三維掃描，這是辦不到的。控制器的工作區域必須是雙攝像頭的公共視場區域，所以過於復雜的多點姿勢操作控制器是無法識別的。
照明部分。為了更加方便地識別目標，控制器上的LED燈需要對目標進行照明，加強目標與背景的亮度對比，使之更容易識別，同時使設備在光線較暗的環境中也可以使用。相反，如果在室外有太陽或者紅外光較充分的地方，會影響控制器的正常使用。
計算效率。LM在算法上主要采用了TBD技術。該技術的一大優點就是能夠准確跟蹤目標，但是缺點是對於內存有一定壓力，而且也會需要一定的計算量，況且還采用了高幀率的雙攝像頭。根據官方的動態來看，未來LM會通過數學模型的優化再來降低CPU的占用資源。
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