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浮空觸屏是噱頭?智能機(jī)屏幕技術(shù)詳解

CNMO 【原創(chuàng)】 作者:徐磊,白沫飛 2012-04-09 05:30
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  索尼最新發(fā)表的智能手機(jī)Xperia MT27i最為引人注意的新特性就是全新的Magic floating touch(浮空觸屏)技術(shù),它可是讓用戶手指在不接觸手機(jī)的情況下對屏幕進(jìn)行觸摸操作。不過很多人認(rèn)為這只是一個噱頭,沒有太多實際意義。這樣的說法顯然是錯誤的,一項新技術(shù)的出現(xiàn)一定會有它存在的意義。只不過這項技術(shù)還處在試驗階段,暫時只有Xperia MT27i內(nèi)置的瀏覽器和動態(tài)桌面支持該技術(shù),用戶可以不接觸屏幕而進(jìn)行網(wǎng)頁的瀏覽,或與桌面互動。之后這一技術(shù)將公開給開發(fā)者供第三方應(yīng)用使用??梢灶A(yù)見到,將來會有更多新奇的應(yīng)用和游戲應(yīng)用到這項技術(shù)。

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Xperia MT27i采用了浮空觸屏技術(shù)

  索尼移動表示在Xperia MT27i屏幕中置入了Cypress技術(shù),并詳細(xì)解釋了浮空觸屏技術(shù)的工作原理。索尼移動連接了兩種電容式傳感器:自電容和互電容。自電容可以擁有更強(qiáng)大的信號強(qiáng)度,檢測距離范圍可達(dá)20mm,但局限是,僅能實現(xiàn)單點觸摸。為此,索尼添加了互電容傳感器,以實現(xiàn)多點觸控。

  浮空觸屏技術(shù)的工作原理

  浮空觸屏技術(shù)的工作原理是怎樣的呢?索尼移動的研究工程師及技術(shù)聯(lián)合發(fā)明者Erik Hellman,對浮空觸屏技術(shù)做了詳細(xì)的說明:

  與許多智能手機(jī)一樣,Xperia MT27i使用電容式觸摸感應(yīng)來記錄用戶在屏幕上的輸入。觸摸手機(jī)屏幕時發(fā)生的事件被稱為觸碰事件。電容式觸摸通過覆蓋在手機(jī)上的X-Y電極網(wǎng)格工作,運用上面的電壓。當(dāng)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(zhǔn)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(xiàn)多點觸摸檢測。自電容能夠產(chǎn)生比互電容強(qiáng)大的信號,檢測更遠(yuǎn)的手指感應(yīng),但由于一種被成為“鬼影(ghosting)”的效應(yīng),無法進(jìn)行多點檢測。

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圓圈代表觸碰點,紅色的X代表鬼影位置

  互電容實現(xiàn)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(jìn)而保證可以將測量精確到每一根手指,實現(xiàn)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(qiáng)度很低,無法感應(yīng)到那些非常弱小的信號。因此,當(dāng)用戶的手指在屏幕上懸停時,互電容傳感器就無法感應(yīng)到信號。

  自電容和鬼影效應(yīng)

   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(chuàng)建強(qiáng)大的信號,使得設(shè)備可以檢測到在屏幕上方20mm處的手指。當(dāng)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(yīng)出現(xiàn)。正如上圖顯示的,當(dāng)檢測到兩根手指時,會出現(xiàn)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(jìn)而不能實現(xiàn)多點觸控。

  結(jié)合自電容和互電容,實現(xiàn)浮空觸控

  浮空觸屏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(xiàn)的?;ル娙萦糜谕瓿烧5挠|碰感應(yīng),包括多點觸控。而自電容用于檢測懸停在上方的手指。由于浮空觸控技術(shù)依賴于自電容,因此不可能實現(xiàn)懸浮多點觸控。也就是說,當(dāng)進(jìn)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(xiàn)多點觸控。

  這項技術(shù)是與Cypress Technologies合作開發(fā)的。通過利用現(xiàn)有的電容式觸碰傳感器,降低觸碰錄入的門檻,就能夠區(qū)分懸浮觸碰和接觸觸碰。所有Android應(yīng)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”浮空觸控事件的應(yīng)用才會做出反應(yīng)。也就是說,浮空觸控技術(shù)的實現(xiàn)需要有應(yīng)用內(nèi)部程序的支持。

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懸浮觸摸屏

  關(guān)于開發(fā)者的可能性,以及浮空觸屏的初步實施

  在Xperia MT27i中,這一功能只能在內(nèi)置的瀏覽器上實現(xiàn)。內(nèi)置的瀏覽器能觸發(fā)之前的手機(jī)上從未出現(xiàn)過的“懸停事件”。這種使用案例,以前只有在PC上使用標(biāo)準(zhǔn)鼠標(biāo)時被激活。所有現(xiàn)有的、可以做出懸停事件反應(yīng)的網(wǎng)站,均可以在Xperia MT27i上使用浮空觸屏技術(shù)操作。

  標(biāo)準(zhǔn)的HTML5懸停事件在Xperia手機(jī)原生Android瀏覽器上已經(jīng)實現(xiàn)。這意味著,Web開發(fā)者現(xiàn)已經(jīng)可以借助標(biāo)準(zhǔn)的HTML5懸停事件利用浮空觸控技術(shù)。但我們正在為開發(fā)者準(zhǔn)備更多有趣的東西。在即將到來的Xperia MT27i Android 4.0 ICS升級中,第三方開發(fā)商可以在他們自己的應(yīng)用上利用這項技術(shù),因為谷歌已經(jīng)為處理懸停事件,在ICS中推出的新開源API。

  浮空觸屏技術(shù)在未來的應(yīng)用

  通過上文的解讀,我們了解了浮空觸屏技術(shù)的工作原理,那么這項技術(shù)到底有什么用呢?我們不妨展開一下聯(lián)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(jī)進(jìn)行操作,非常不方便。如果浮空觸屏技術(shù)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(shù),帶來更好的用戶體驗。比如說玩賽車游戲時,可以根據(jù)手指按壓的深度來控制油門和剎車的強(qiáng)度,是不是很帶勁,但是,這要求“懸空觸控”的精度要足夠高。

  當(dāng)然,這項技術(shù)的能量遠(yuǎn)不僅僅如此,到底這項技術(shù)能發(fā)展到何種程度,還要看軟件開發(fā)工程師們?nèi)绾卫?。我們可以想象,如果這項技術(shù)應(yīng)用到iOS系統(tǒng)上,一定會成為又一項具有革命性意義的創(chuàng)新,會出現(xiàn)大量高品質(zhì)的應(yīng)用程序和游戲。但是Android究竟能不能充分的利用和開發(fā)這一技術(shù)呢?我們拭目以待。

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