微軟有一項為移動設備研發的預觸摸技術。這種技術通過手機屏幕周圍的傳感器,能夠預知機主的下一步動作并做出相應的反應。
實際上,預觸控技術的內核就是懸浮觸控技術。除了微軟之外,索尼、三星、亞馬遜等眾多廠家也都在對這一技術進行深耕。自觸控屏幕誕生以來,人們就一直未停止對其技術的不斷提升。懸浮觸控技術曾一度被認為是噱頭,事實上,它的作用和意義遠不止于此。
什么是懸浮觸控
懸浮觸控是如今用戶關注度越來越高的新技術,已經應用到了智能手機以及其他極少數數碼產品當中,并且還在不斷的發展。如今用戶關注最高的莫過于手機觸摸屏懸浮觸控技術,它是觸屏手機的一種全新的技術模式。懸浮觸控技術不僅可以通過手指來觸摸屏幕,還可以感應到非導電的布織物操作,也就是說,在冬天戴上手套之后,依然可以自由操控使用該手機,或者我們手指在完全不用觸碰到手機屏幕的情況下即可操作手機。
例如Floating Touch懸浮觸控技術,就可以讓用戶使用手機的時候無需碰觸屏幕就可以完成手機操作,手指與屏幕保證約15mm的距離就可以在手機上獲得類似鼠標的操作。
懸浮觸控技術的工作原理
與許多智能手機一樣, 電容式觸摸感應來記錄用戶在屏幕上的輸入。觸摸手機屏幕時發生的事件被稱為觸碰事件。電容式觸摸通過覆蓋在手機上的X-Y電極網格工作,運用 上面的電壓。當有手指靠近電極時,電容會改變,而且可以被測量。通過比較所有電極的測量值,就可以準確定位手指的位置點。
觸摸屏上有兩種電容式傳感器,互電容和自電容?;ル娙荩糜趯崿F多點觸摸檢測。自電容能夠產生比互電容強大的信號,檢測更遠的手指感應,但由于一種被成為“鬼影(ghosting)”的效應,無法進行多點檢測。
圓圈代表觸碰點,紅色的X代表鬼影位置
互電容實現多點觸控
擁有互電容,上圖中的每一個線條交叉點都會形成平行板電容器。這意味著,每一個交叉點都是一個電容器,進而保證可以將測量精確到每一根手指,實 現多點觸控。然而,因為兩根線之間的交叉點面積很小,使得傳感器的電場也很小。傳感器如此之小,以至于信號強度很低,無法感應到那些非常弱小的信號。因此,當用戶的手指在屏幕上懸停時,互電容傳感器就無法感應到信號。
自電容和鬼影效應
在自電容案例下,上圖中的每一根X或者Y線都是一個電容傳感器。顯然,自電容傳感器要比互電容的大。大傳感器可以創建強大的信號,使得設備可 以檢測到在屏幕上方20mm處的手指。當有手指停留在屏幕上或者屏幕上方時,距離手指最近的傳感器線會被激活(X1,Y0)。如果檢測到兩根手指,便會有 四根線被激活,鬼影效應出現。正如上圖顯示的,當檢測到兩根手指時,會出現四個可能的觸碰點(X1,Y0)、(X1,Y2)、(X3,Y0)以及 (X3,Y2),而正確的組合又是不明確的,進而不能實現多點觸控。
結合自電容和互電容,實現懸浮觸控
懸浮觸控是通過在一個電容觸摸屏幕上,同時運行自電容和互電容來實現的。互電容用于完成正常的觸碰感應,包括多點觸控。而自電容用于檢測懸停在 上方的手指。由于懸浮觸控技術依賴于自電容,因此不可能實現懸浮多點觸控。也就是說,當進行懸浮操作時,屏幕不支持多點觸控。屏幕只能在接觸觸碰情況下實現多點觸控。
通過利用現有的電容式觸碰傳感器,降低觸碰錄入的門檻,就能夠區分懸浮觸碰和接觸觸碰。所有Android應用程序 均能完全正常地工作。只是像以前一樣,僅有明確“聽從”懸浮觸控事件的應用才會做出反應。也就是說,懸浮觸控技術的實現需要有應用內部程序的支持。
懸浮觸摸技術在實際應用中的意義
懸浮觸控技術是應用于觸屏移動設備中的一種全新的技術模式。在觸摸之前就能大概知道效果,類似于我們鼠標移動到什么按鈕或者字上,如果可操作就會通過變色等方式提示。
懸浮觸控技術不僅可以通過手指來觸摸屏幕,還可以感應到非導電的布織物。也就是說,在冬天戴上手套之后,依然可以自由操控觸屏設備。另外,有了這種技術,用戶在手上有水或油時,也可以照常操控手機,并且不必擔心弄臟屏幕。
懸浮觸控技術頗受各大手機巨頭的青睞,這幾年,不斷有企業對懸浮觸控技術進行深耕。此次微軟發布的“預觸控”技術其實是早有準備,在之前的幾年中,微軟一直在研發3D觸控技術。這一技術可以檢測到用戶懸在屏幕上方的手指,然后使操作系統和程序對其作出反應。
當初微軟想要將3D觸控技術應用到手機和平板中,不過后來這種技術沒有了下文,而如今的預觸控技術很可能就是在3D觸控技術的基礎上研發出來的。微軟研究院的官微發布了介紹預觸控技術的視頻,展示了這一技術如何通過屏幕周圍的傳感器預測用戶動作的原理。通過三維形式,傳感器可以分析用戶的握持姿勢以及手指動作,從而提供容易使用的位置并顯示相關內容。
比如,單手握持手機時,預觸控技術就會調出方便拇指觸控的撥號盤。另外,傳感器也可以在用戶看視頻或電子書時鎖定方向,以防用戶改變姿勢時引起手機的改變。
微軟認為,預觸控技術會賦予觸摸屏更多的表現力及娛樂性。微軟首席項目研究員Ken Hinckley表示:它使用人手作為思維的窗口。對于移動交互來說,我認為它擁有巨大潛力。
其實,最早在這項逆天的技術方面有所行動的是索尼。2012年,索尼就推出了Xperia Sola MT27i。這是一款加入了懸浮觸控技術的手機,在與屏幕保證15mm距離的情況下,不必觸碰屏幕也可操作。索尼這款產品,就是世界上第一款搭載了懸浮觸控技術的智能手機。
此外,三星在2013年推出的Galaxy S4也嵌入了 Floating Touch(懸浮觸控手勢)功能;亞馬遜Kindle智能手機將在今年采用3D手勢控制功能;蘋果也有可能在未來的產品中對3D Touch功能進行擴展,實現懸浮觸控方式。
耳機制造商OM ONE曾推出過能夠持續懸浮在半空中的藍牙喇叭。其原理是底盤和球形喇叭中均有磁性。在底盤通電之后,可以透過同極相斥的原理使其懸浮于半空。在這種狀態下發出的聲音不易被其他物體吸收,從而產生更低功率的優質音色。如果這一產品能夠與懸浮觸控技術相結合,那么用戶就可以通過手勢控制音響的音量,獲得更加極致的體驗。
其實,懸浮觸控技術可應用的方面有很多:商家可以在櫥窗中展示產品,客戶不必進店也可感受到產品的真實效果;車載設備可以通過懸浮觸控技術識別司機手勢,提升駕駛體驗;可以讓醫療系統更加完善,減少接觸病菌的幾率;可以在智能家居中起作用,通過手勢就能夠控制家電等等。
懸浮觸控技術目前還尚未成熟,有許多需要改進的地方,不能大規模地投入使用。不過,懸浮觸控技術將會為智能設備的應用場景帶來一種新的思路,甚至顛覆傳統的人機交互方式。它到底是一種噱頭的技術還是創新的應用,我們拭目以待。
審核編輯 :李倩
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原文標題:懸浮觸控能為我們帶來什么?
文章出處:【微信號:WW_CGQJS,微信公眾號:傳感器技術】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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