多點觸控技術

多點觸控技術

多點觸控技術是一種具有高度自由性的真正的多點控制界面,方便實用。

簡介

觸控技術我們並不陌生,早就有了。銀行的取款機大多是觸控螢幕,很多醫院、圖書館等的大廳都有這種觸控技術的電腦。而支持觸控螢幕的手機、MP3、數位相機也很多。觸控技術,用手指代替了鍵盤、滑鼠,既顯示出了最大的人性化,又在特定的場合減少了滑鼠、鍵盤的空間。但是這些已經存在的觸控螢幕都是單點觸控,也可以說是電阻式觸控。他的缺點主要是只能識別和支持每次一個手指的觸控、點擊。

微軟在大談多點觸控的套用前景,發布的Windows7(Vista的升級產品)將全面支持多點觸控技術。多點觸控技術是一場觸控技術方面的革命,說白了就是螢幕將能識別你的五個手指同時做的點擊、觸控動作。我們知道一個手指可能只能做點擊的動作,可是五個手指衍生出的動作將是很多很豐富的。很遺憾現在市面上還沒有見到這種多點觸控的電腦,據說惠普做了一款能支持兩個手指動作的觸控螢幕。iPhone為什麼這么熱銷,關鍵就是它的多點觸控屏技術,這個對於其他手機廠家來說是很致命的。蘋果公司已經為多點觸控技術申請了兩個專利。

多點觸控技術並不是那么容易實現的,它是從硬體到軟體的一個有機的整體,可以說是一個系統工程。

原理

Jefferson Y Han演示多點觸控技術

在2006年的Siggraph大會上,紐約大學的JeffersonYHan教授向眾人演示了他的最新成果,其領導研發的新型觸控螢幕可由雙手同時操作,並且支持多人同時操作。利用該技術,JeffersonYHan在36英寸×27英寸大小的螢幕上,同時利用多隻手指(姆指似乎還無法感應到),在螢幕上畫出了好幾根線條。與普通的觸控螢幕技術所不同的是,它同時可以有多個觸摸熱點得到回響,而且回響時間非常短——小於0.1秒。

圖示圖示

受抑內全反射技術原理

多點觸控技術的核心是FTIR(FrustratedTotalInternalReflection),即受抑內全反射技術。由LED(發光二極體)發出的光束從觸控螢幕截面照向螢幕的表面後,將產生反射。如果螢幕表層是空氣,當入射光的角度滿足一定條件時,光就會在螢幕表面完全反射。但是如果有個折射率比較高的物質(例如手指)壓住丙烯酸材料面板,螢幕表面全反射的條件就會被打破,部分光束透過表面,投射到手指表面。凹凸不平的手指表面導致光束產生散射(漫反射),散射光透過觸控螢幕後到達光電感測器,光電感測器將光信號轉變為電信號,系統由此獲得相應的觸摸信息。

由於多個觸點同時回響,新型觸控螢幕充分釋放了人手的控制潛力。不再像滑鼠那樣,一隻手僅能夠操作一個點,而多點觸控技術是一種具有高度自由性的真正的多點控制界面。MediaMirrorMediaMirror是一個互動式視頻系統,具有200多個頻道的直播有線電視頻道,能夠相互協作,實時全方位地反映站在該系統之前的人的情況,就像鏡子一樣。我們可以看到,該系統將人類無情地分割開,而同時,系統本身也反映了社會的需求。這個系統簡單地喚起了人們對全方位媒體的超強感覺。

MoCap融合感測器通過捕獲各種生理現象,比如呼吸,來獲取更多的活動信息。高速低成本的對象追蹤利用具有板上信號處理功能的下一代CMOS圖像感測器,在100美元成本內實現每秒1000幀以上的對象追蹤器。

HeliOS項目輔導多名工程類學生進行SeniorDesign課題設計。SeniorDesign是R/C直升機中的自治導航系統。

產品

Surface電腦Surface電腦

微軟:Surface電腦

“D:AllThingsDigital”會議上,微軟演示了一種SurfaceComputing(表面計算)技術,並由此組建了一個Surface平台,無需滑鼠和鍵盤,只用雙手和觸控螢幕,就能即時、互動地輕鬆管理自己的數字內容。 

Surface電腦

所謂Surface平台,就是一個表面安裝了30英寸大小顯示器的工作檯,該顯示器的解析度為1024×768,刷新率為60Hz。內部硬體包括3GHz的Pentium4處理器、2GB記憶體、一個標準桌面獨立顯示卡、電源、立體聲揚聲器、紅外照明燈等。成像部分則由五個重疊的攝像頭和一個短焦廣角DLP投影儀組成,鏡頭距離桌面大概半米。該工作檯可以直觀地顯示各種數字內容,用戶只需伸出手指,就能輕鬆瀏覽各種圖片、音樂、視頻檔案。該工作檯可以接收多個觸摸輸入信號,支持多人同時操作,最多可以十幾個人一起分享。

如果是在餐館,一旦有了這樣的Surface,就餐者再也不需要拿著選單翻來翻去,輕輕一點就能得到想要的飯菜或飲料。

Surface電腦除了使用多點觸控技術外,在其他方面還有所擴展。例如,Surface可以讀取條形碼,從而提供更多信息,用戶只要把酒瓶放在桌子上,就能得到產地等各種相關信息。

微軟CEO鮑爾默表示:“有了Surface,人們就可以藉助更直觀的方式與科技進行互動。這將是一個價值數十億美元的新領域。我們可以想像,在不久的將來,平面計算技術將普遍深入人們的生活,從桌面到走廊無處不在。Surface是實現這一夢想的第一步。”

iphone4iphone4

蘋果:iPhone

2007年1月9日,蘋果公司總裁兼CEO史蒂夫·賈伯斯隆重推出了蘋果公司的第一款手機產品iPhone。1984年,正是史蒂夫·賈伯斯偏執狂地堅持用滑鼠代替部分鍵盤的功能,才使得滑鼠在電腦與人的溝通中扮演重要的角色。

當下流行的智慧型手機,都被認為不夠人性化。因為,這些手機的用戶界面40%被鍵盤占據,且控制按鈕固定不變。如果把這些鍵盤取消,就可以得到一個巨大的螢幕。因此,iPhone最具有革命性意義的仍是用戶界面。

其實用觸控螢幕和手寫筆取代鍵盤在手機界,尤其是PDA手機領域已經不是新鮮事了,但賈伯斯認為“誰也不喜歡用手寫筆”。他的解決方案是,用手指取替一切。蘋果公司專為iPhone開發出利用觸控螢幕進行操作的多點觸控用戶界面:用手指在螢幕上輕輕一點,就可進入特定選單;在手機畫面上一直移動手指,可以滾動圖片或點中音樂的多個圖示;可以同時用兩個手指操作,用來縮放畫面。除了這些基本控制外,iPhone還擁有智慧型輸入鍵盤,它集成了QWERTY虛擬鍵盤,通過點擊多觸點的螢幕輸入。這款QWERTY虛擬鍵盤可以讓用戶輕鬆應付多信息的接收、傳送。由於採用了這種觸摸鍵盤,有效地防止了其他智慧型手機QWERTY鍵盤按鍵誤碰的錯誤。 

蘋果推出的無鍵盤手機iPhone除了用手指“完全接觸”輸入指令和信息外,iPhone還裝有3種感測器,可檢測機身的加速度、手機與使用者頭部的接近過程以及周圍的光線。這些功能都套用在用戶界面中。例如,在用戶打電話將手機靠近耳邊時,顯示器上的顯示內容就會自動消失,在減少了耗電量的同時,還可防止出現因使用者面部接觸觸控螢幕而造成的錯誤輸入。用戶界面中還有自動判斷螢幕方向的功能。賈伯斯在演示相冊功能時,無論手機是豎放還是橫放,iPhone都能自動調節用戶界面,使畫面迅速調整到正向位置,方便用戶觀看。

前景

多點觸控技術多點觸控技術
多點觸控的出現是滑鼠出現後用戶控制界面的又一次全新升級,這種全新的用戶界面通過創新的軟體支持和超大的多點觸控螢幕,能夠通過手指輕鬆控制一切:通過CoverFlow滑動選擇專輯,手指點擊圖片和E-mail,任意縮放網頁局部。通過多點觸控技術,iPhone可以如此簡單地控制一切操作。

長久以來,人們一直只習慣用滑鼠來操控電腦畫面,這導致多點觸控技術無法在科技產品中獲得完整的運用。在理論上,利用手指直接在螢幕上進行操作遠比使用滑鼠要來得更為精確。雖然這會讓使用者耗費更多的動作及體力,卻能夠在操控過程中獲得更多的樂趣。另外,目前有許許多多的3D影像或者是影像處理軟體接口,在操控的過程中設計過於複雜,必須要搭配滑鼠及鍵盤一併使用,甚至許多操作方式也依賴直覺及經驗,才能獲得最佳的操控方式。因此,多點觸控技術,有望取代目前所使用的鍵盤、滑鼠,將進一步體現出人性化操控接口的未來趨勢。

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