用Scratch玩手勢控制（下）

謝作如

毫無疑問，Leap Motion是一款很有趣的體感控制器。借助于斯蒂芬·豪威爾“Scratch 2.0 Plug-in for Leap Motion”插件，中小學生用Scratch2.0，就能編寫出很酷的手勢控制方面的應用來。在上期的文章中，我借助“用手‘抓’住小貓”和“深海捕魚”兩個范例，初步介紹了手勢控制方面的編程。在這期的文章中，我們繼續研究稍微復雜的手勢識別功能的實現。

需要提示的是，Scratch2.0的文件能夠保存其原先使用的第三方插件信息。你只要打開原來保存的手勢控制程序，就不需要再次去載入“LeapMotion.json”腳本文件了。這樣一來，我們編寫需要第三方插件的Scratch程序就比較方便了。

用手勢實現放大和縮小功能

通過手勢控制圖片或者網頁的放大和縮小，是手機觸控屏上的常見應用。這一功能雖然常見，但在普通的觸控屏上實現起來并不容易，因為這涉及多點觸控。Leap Motion可以識別雙手，剛好可以讓我們體驗這一好玩的功能。

以下是一個通過手勢控制小魚大小的程序，具體功能為：雙手握拳，然后改變雙手之間的距離，屏幕上的小魚也就根據距離的變化，自行放大或者縮小，其界面如圖1所示。

程序功能分析：

①首先我們需要判斷雙手是否握拳，用“Hand-1 Open？”和“Hand-2 Open？”不成立就可以判斷。原理很好理解，但代碼拼接起來有點長，這也是圖形化編程語言的最大不足。

②而后要判斷雙手之間有沒有改變距離。我使用d1和d2兩個變量，d1記錄的是上一次的距離，d2記錄的是當前的距離。然后將d2除以d1的值與角色的原大小相乘，并設定角色大小。這樣就能夠用動態的雙手距離控制角色大小了。

需要注意的是，如果雙手不處于“握拳”狀態時，d1的值需要初始化為0。不然，這會導致你無法連續做縮放角色的操作。完整的代碼如圖2所示。

和電腦玩“石頭剪刀布”

“石頭剪刀布”是大家最熟悉的猜拳游戲了，和電腦玩“石頭剪刀布”游戲的程序也多如牛毛。但是，那些程序無非是用鼠標鍵盤選擇一個按鈕，然后和電腦出的隨機數進行比較，無趣得很。你甚至不知道電腦是不是耍了什么手段，畢竟電腦永遠是在你選擇后才暗中“出拳”。你見過有誰真正用劃拳的形式和電腦玩“石頭剪刀布”嗎？

我們可以借助Leap Motion，做一個玩家和電腦可以“公平”玩猜拳的手勢游戲。游戲設定為：當倒計時結束，玩家和電腦同時“出拳”，然后電腦識別出玩家的手勢，根據自己的出拳結果，判斷輸贏。

游戲的核心功能并不復雜。首先要讓電腦能夠判斷玩家出的拳（手勢）是石頭還是剪刀或者布。這三個手勢中，比較麻煩的是“剪刀”，這需要進行多次測試，看Leap Motion的識別結果是否準確。比如我就用下頁圖3的代碼，分別判斷當玩家出“剪刀”的時候，五個手指的狀態分別是處于什么情況，記錄并分析。

也許是插件的BUG或者是Leap Motion的識別存在某些不足，“剪刀”這一手勢，插件反饋的往往不是“食指和中指”可見，反而是“大拇指和食指”可見。經過多次測試，我發現如下表所示的規律：

可能有人會問，對于“石頭”的判斷，為什么不直接用“‘hand-1 Open’不成立”呢？其實，對于Leap Motion來說，“剪刀”也是“‘hand-1 Open’不成立”的。既然我們僅僅是為了區分三種手勢，也可以更簡單點，將三種情況合并起來判斷，如圖4。

需要注意的是，玩家出拳前最好要先把手勢做標準，然后展示在Leap Motion的上方，不要太靠近。尤其不能等手到了固定的位置再做出手勢，這樣容易導致Leap Motion誤判。在實際的測試中，Leap Motion還是能讓我滿意的，識別的準確率能達到90%。

好了，既然三種手勢都能正確識別，這個程序的核心功能就實現了。我們可以優化一下程序，把其他功能完善起來。限于篇幅，具體的代碼就不再贅述了。具體界面如圖5-圖9所示。

看到“后出”提示了嗎？在這個游戲中，我們再也不用擔心電腦作弊了，因為它甚至會比你先出。當然，如果你不及時出拳，程序會判定你“后出”的。總之，誰也別想耍賴。

借助這兩個范例，我們初步實現了一些有趣的手勢識別功能，但是也發現“Scratch 2.0 Plug-in for Leap Motion”插件存在很多不足。如果你具有一定的編程能力，還可以下載插件源碼，增加相應的功能，讓Scratch2.0的手勢控制更加強大。我們希望有更多的高手，在他人的開源代碼基礎上，增加新的功能后再開源出去。如果你用Leap Motion識別出更多的手勢，請別忘了分享你的代碼。

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