Sensor-Fusion: Windows 8 soll Sensornutzung vereinfachen
Microsoft hat in einem Blogeintrag Details(öffnet im neuen Fenster) zur Sensorunterstützung in Windows 8 veröffentlicht. Die Basisfunktionen kennen Nutzer schon von ihren Smartphones und Tablets, aber auch mancher Computer bietet schon heute entsprechende Funktionen. Microsoft will aber einen Schritt weiter gehen und Entwicklern flexible APIs an die Hand geben, um die Sensoren auf neue Art und Weise zu nutzen.
Automatische Bildschirmanpassung
Bereits mit Windows 7 führte Microsoft die Unterstützung von Lichtsensoren ein, um die Helligkeit des Displays an das Umgebungslicht anzupassen. Je heller die Umgebung, je heller muss das Display leuchten, damit man etwas erkennen kann. Zugleich aber kann eine zu große Helligkeit auch stören und vor allem reduziert sie die Akkulaufzeit.
Wie viele Smartphones sollen auch Tablets mit Windows 8 die Bildschirmdarstellung der Haltung des Geräts anpassen können, also automatisch vom Hochkant- in den Quermodus wechseln. Dazu wertet Windows 8 die Daten von Beschleunigungssensoren aus.
Sensor-APIs für Entwickler
Neben diesen Basisfunktionen soll Windows 8 aber auch neue Möglichkeiten für Applikationen schaffen. Dazu unterstützt Windows 8 neben einem einfachen Beschleunigungssensor auch einen 3D-Beschleunigungssensor sowie ein 3D-Magnetometer, wodurch sich ein um die Neigung des Geräts korrigierter Kompass realisieren lässt. Auch die in einigen neuen Smartphones integrierten Gyroskope werden von Windows 8 unterstützt.
Die Ergebnisse in Microsofts Experimenten mit den einzelnen Sensoren waren aber ernüchternd: starkes Rauschen, zu langsame Reaktion und große Ungenauigkeit. Erst in Kombination lassen sich die Sensoren sinnvoll nutzen, was Microsoft als 9-Achsen-Sensor-Fusion bezeichnet. Das Ganze funktioniert also besser als seine Einzelteile.
9-Achsen-Sensor-Fusion
Das von Microsoft auf Basis dieser Erkenntnisse entwickelte API bietet zwei Modi: Im Pass-Through-Modus werden die Sensordaten unverändert weitergegeben und im Sensor-Fusion-Modus generiert Microsoft aus den Daten leichter nutzbare Datentypen. Je nach Applikation wird der eine oder andere Modus besser geeignet sein.
Damit das am Ende auch mit vielen Windows-8-Geräten funktioniert, hat Microsoft zusammen mit Hardwarepartnern eine Zertifizierungsrichtlinie entwickelt und schreibt gewisse Regeln für Gerätehersteller vor. Zudem hat Microsoft einen einheitlichen Klassentreiber entwickelt, der mit allen Windows-kompatiblen Sensoren funktioniert, die per USB oder Bussystemen wie I2C angebunden sind.
Damit der für Windows 8 entwickelte Sensorstandard möglichst breite Unterstützung findet, hat Microsoft zusammen mit seinen Partnern einen öffentlichen Standard entwickelt, der im Juli 2011 in Form der HID-Spezifikation (Human Interface Device) vom USB Implementors Forum verabschiedet wurde. So soll jeder Sensoren für Windows-8-Geräte entwickeln können.
Leistungsaufnahme verringern
Damit die neuen Sensoren die Akkulaufzeit der Geräte nicht übermäßig verkürzen, hat Microsoft bei der Entwicklung seines APIs darauf geachtet, dass möglichst viele Berechnungen für die Sensor-Fusion auf Hardwareebene ablaufen, so dass die CPU mit diesen Aufgaben nicht belastet wird. Zudem hat Microsoft umfangreiche Filter implementiert, so dass nur die für eine gerade ausgeführte App notwendigen Berechnungen vorgenommen werden. So soll sichergestellt werden, dass nur Sensordaten weiterverarbeitet werden, die die App auch auswerten kann. Das soll die CPU zusätzlich entlasten.
Sensor-Fusion ausprobieren
Entwickler, die Microsofts Konferenz Build besucht haben, können das Sensor-API in Windows 8 mit dem dort verteilten Samsung Tablet ausprobieren. Dabei handelt es sich um eine Spezialanfertigung, in die sämtliche unterstützten Sensortypen integriert wurden. Insgesamt wurden 4.000 Tablets von Microsoft verteilt.
Wer kein solches Tablet erhalten hat, kann das in das Tablet integrierte Sensorpaket einzeln von ST Microelectronics kaufen. Das "ST Microelectronics eMotion Development Board for Windows 8" (Modell STEVAL-MKI119V1(öffnet im neuen Fenster) ) wird per USB angeschlossen und nutzt für Sensoren den HID-Klassentreiber, der in Windows 8 integriert ist.