前不久,索尼發布了其最新研發的“懸浮觸摸”屏幕技術,吸引了眾人的眼球,很多人對此表示期待,但也有人認為噱頭大于實用。實際上,自從觸控屏 幕出現以來,人們就沒有停止過對新屏幕技術的追求。從早期的電阻屏到現在的電容屏,各手機廠商也不斷的研發自己的屏幕技術,每一項技術的創新,都為屏幕顯示效果帶來 重大變革。那么這些技術到底是怎么回事呢?今天筆者逐一為大家進行講解,希望能對大家有所幫助。
懸浮屏幕技術
懸浮觸控技術的工作原理
懸浮觸控技術的工作原理是怎樣的呢?索尼移動的研究工程師及技術聯合發明者Erik Hellman,對懸浮觸控技術做了詳細的說明:
與許多智能手機一樣,Xperia sola使用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。互電容,用于實現多點觸摸檢測。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。
這項技術是與Cypress Technologies合作開發的。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。
懸浮觸摸屏
關于開發者的可能性,以及懸浮觸控的初步實施
在Xperia sola中,這一功能只能在內置的瀏覽器上實現。內置的瀏覽器能觸發之前的手機上從未出現過的“懸停事件”。這種使用案例,以前只有在PC上使用標準鼠標 時被激活。所有現有的、可以做出懸停事件反應的網站,均可以在Xperia sola上使用懸浮觸控技術操作。
標準的HTML5懸停事件在Xperia手機原生Android瀏覽器上已經實現。這意味著,Web開發者現已經可以借助標準的HTML5懸停 事件利用懸浮觸控技術。但我們正在為開發者準備更多有趣的東西。在即將到來的Xperia sola Android 4.0 ICS升級中,第三方開發商可以在他們自己的應用上利用這項技術,因為谷歌已經為處理懸停事件,在ICS中推出的新開源API。
懸浮觸摸技術在未來的應用
通過上文的解讀,我們了解了懸浮觸摸技術的工作原理,那么這項技術到底有什么用呢?我們不妨展開一下聯想。
大家都知道,電容觸控屏有一個很大的缺陷,就是在冬天時,我們只能摘下手套才能對手機進行操作,非常不方便。如果懸浮觸摸技術成熟了,我們完全可以隔著厚厚的手套來使用觸摸屏幕,這將會為用戶帶來極大的方便。
在游戲方面,我們也可以充分利用這項技術,帶來更好的用戶體驗。比如說玩賽車游戲時,可以根據手指按壓的深度來控制油門和剎車的強度,是不是很帶勁,但是,這要求“懸空觸控”的精度要足夠高。
當然,這項技術的能量遠不僅僅如此,到底這項技術能發展到何種程度,還要看軟件開發工程師們如何利用。我們可以想象,如果這項技術應用到iOS 系統上,一定會成為又一項具有革命性意義的創新,會出現大量高品質的應用程序和游戲。但是Android究竟能不能充分的利用和開發這一技術呢?我們拭目以待。
? ? ? ?WhiteMagic技術
WhiteMagic這項技術想必大家不是特別熟悉,它是索尼移動在MWC2012上發布的新機——Xperia P上采用的屏幕技術。大家都知道,普通的LCD都是采用的RGB三原色像素排列方式,而WhiteMagic技術在此基礎上創造性的加入了一個白色子像 素,采用RGBW(Red,Green,Blue,White)像素排列方式,用來增加屏幕亮度,也就是說WhiteMagic屏幕每個像素點由四個子像 素點組成,如下圖所示。
WhiteMagic屏幕子像素排列方式
WhiteMagic技術的目的是提高屏幕亮度,以便在室外強光下也能夠很清楚的看清屏幕顯示的內容。根據不同的使用場景,WhiteMagic屏幕可以自動切換兩種亮度模式:
戶外模式,在戶外強光下,白色子像素透光率增加,使得WhiteMagic屏幕可以在相同背光亮度下達到大約雙倍的亮度,即使處在充滿陽光的戶外下依然能夠輕易看清屏幕。
室內模式,在室內弱光環境下,若需要達到與一般面板相同的亮度,則僅需原背光亮度的50%,耗電量也僅為原來的50%,(這也意味著更長的待機時間)。因此,WhiteMagic屏幕也是市面上最省電的屏幕之一。如下圖所示。
如果您用過諾基亞N9或者Lumia系列手機,肯定會被它純正的黑色背景、清新地顯示效果以及戶外強光下的抗炫光能力所吸引。這是因為諾基亞手 機的屏幕采用了ClearBlack display(悅幕)技術,簡稱為CBD技術,讓屏幕在戶外的顯示效果更加出色。那么什么是CBD技術?
CBD技術是在顯示屏的結構中加入了偏光層,可以在不增加屏幕亮度的基礎上,幫助解決了眩光問題,同時還維持了圖像品質,并盡可能地加深黑色。 此外,CBD顯示屏手機能夠創建出驚人的色彩對比度,讓您的應用、視頻和圖像清晰、逼真地顯示在屏幕上。同時確保不會對電池續航時間造成太大影響。
CBD技術原理圖
CBD技術顯示原理
我們首先來討論一下觸摸屏的構造,以便更好地說明CBD顯示屏的工作原理。您手機的觸摸屏實際就如同一個由不同成分組成的多層薄餅。其中,“偏 光片”層的位置是CBD顯示屏得以實現如此出色的視覺效果的根本所在。偏光片是一個圓形層,能夠有效地消除多余的反光。消除反光有助提高視覺對比度,進而 顯示鮮明的色彩和更純的黑色。
在CBD顯示屏手機中,偏光片位于窗口和觸摸傳感器之間。該層的目標是將光學性能與氣隙解決方案堆疊在一起。通過將偏光片置于觸摸傳感器與顯示 屏之間,工程師能夠有效地阻擋來自電容式傳感器網格的反光。為了幫助您進行想象,嘗試在直射的陽光下傾斜傳統觸摸屏手機……有沒有看到由小點構成的網格? 這便是電容式傳感器網格。
此外,通過將偏光片放在該位置,光線被分散,反光最大限度地減少,結果,屏幕更加清晰,所有圖標和色彩間的對比非常明顯。如欲了解CBD顯示屏 手機與普通手機間的差距,請參見本頁圖一。左邊是采用了CBD顯示屏,右邊未采用CBD顯示屏,很明顯,它的眩光和反光現象特別嚴重。
普通屏幕與WhiteMagic屏幕對比圖
從上圖可以看出,在不增加背光亮度的情況下,WhiteMagic屏幕最大亮度能達到935cd/m2,而室內模式的亮度可以保持在530cd/m2左右,而背光亮度僅為普通屏幕的50%,節省了電池的耗電量。
除了CBD技術之外,諾基亞N9以及Lumia系列手機還有一項特殊的屏幕技術,即弧形真空屏幕。屏幕表面覆蓋一層優美的弧形康寧玻璃,并且采 用無縫隙設計,屏幕表面看起來就像貼在玻璃表面一樣,因此看起來立體感十足,屏幕內容仿佛浮在機身上方。該屏幕經真空處理,因此也不用擔心屏幕進灰的問題。
Retina視網膜技術
提到視網膜技術,想必大家都很熟悉,沒錯,它就是被廣泛應用在部分蘋果設備中的一項屏幕顯示技術。最早應用在蘋果iPhone 4的屏幕上,這項技術為iPhone 4的屏幕帶來極清晰的顯示效果。
iPhone 4采用Retina顯示屏
Retina屏幕是一種具備超高像素密度的液晶屏,它可以將960×640的分辨率壓縮到一個3.5英寸的顯示屏內。。也就是說,該屏幕的像素 密度達到326像素/英寸。對現實分辨率熟悉的用戶會知道,通常我們電腦顯示屏幕的分辨率為72像素/英寸。iPhone 4的分辨率為電腦的4倍多,甚至超過了人眼能分辨的范圍。所以顯示會非常細膩。電子書、網頁和電子郵件中的文字以任何大小顯示都清晰明銳,影片和照片中的 圖像從任何角度觀看都令人驚艷,所見一切都更清晰。
iPhone 4顯示效果極為細膩
大家都知道,手機屏幕的細膩程度與屏幕的尺寸和分辨率有直接的關系,而評判屏幕細膩程度有一個專業的量詞——PPI,PPI數值越高,代表屏幕越細膩。而iPhone 4達到了驚人的326PPI(326像素/英寸),超過了人言可識別的范圍。
Retina顯示屏采用板內切換 (IPS) 技術,以實現較標準液晶顯示器更寬闊的視角。這意味著你幾乎可以用任何方式握持iPhone ,都能獲得絢麗的畫面效果。非常適合與朋友分享照片,或在玩駕駛類以及飛行類游戲時操控iPhone。不僅如此,Retina顯示屏呈現的對比度是以往顯 示屏的4倍,淺色更明亮、深色更沉穩,一切都顯得更加動人。
結束語:
今天筆者為大家介紹了各大手機廠商的屏幕技術,相信大家對手機的屏幕顯示以及控制技術也有了一定的了解。以后大家在購買手機時不要一味地追求屏幕的分辨率和材質,其實,各種屏幕特殊的技術也是影響屏幕顯示效果和操控感受很重要的因素。
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