觸控結(jié)合觸覺反饋技術(shù)的具體實現(xiàn)難題

    最近途拓官網(wǎng)一直在發(fā)布關(guān)于觸控和觸覺反饋技術(shù)相關(guān)的文章，其中兩篇文章——《觸控技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用趨勢——觸控解決方案多元化》和《觸覺反饋是觸控技術(shù)的未來——簡述該技術(shù)的相關(guān)進展》，已經(jīng)指出觸控技術(shù)和觸覺反饋的結(jié)合是未來人機交互的主要發(fā)展趨勢，并對該技術(shù)的現(xiàn)階段發(fā)展情況做了簡要的闡述和介紹。事實上，這項技術(shù)的發(fā)展還是有很多困難和問題要面對的，本文從手機相關(guān)的觸控和觸覺反饋技術(shù)進展入手，簡述該技術(shù)從設(shè)計到實施各方面遇到的問題。

    觸控和其他傳感器

    許多手機的設(shè)計之中都已經(jīng)采用了基于觸感和加速度計的運動傳感。Synaptics與Immersion，TheAlloy設(shè)計公司，Astonishing Tribe(TAT)公司以及德州儀器公司啟動了Fuse概念手機項目，以創(chuàng)建引人注目、功能豐富的UI，它具有新型的傳感輸入模式、炫目的圖形顯示和觸感反饋功能。

    下面就通過Fuse概念手機進行案例分析，簡要地描述在實現(xiàn)豐富的觸摸輸入子系統(tǒng)和觸感體驗優(yōu)化時所遇到的設(shè)計難題及其解決方案。

    實現(xiàn)難題

    正如大多數(shù)工程性項目一樣，難題在于如何在緊張的最后期限來臨之前將幾項新技術(shù)整合起來，并體現(xiàn)出全部優(yōu)勢。在項目研發(fā)期間，所遇到的觸控和觸感方面的主要技術(shù)難題包括：

    1多種傳感器的總線競爭。

    2系統(tǒng)的正確暫停，以實現(xiàn)極佳的觸感體驗。

    3用戶界面與多個輸入、輸出通道的協(xié)調(diào)

    在設(shè)計Fuse手機時，最主要的問題是總線競爭和傳感器沖突。鑒于設(shè)備觸摸屏上有4個獨立的傳感器，背觸摸板、壓力傳感器和加速度計在彼此的數(shù)據(jù)正確或不正確時的同步對于用戶界面能否正常工作是至關(guān)重要的。用戶界面和系統(tǒng)的設(shè)計必須做到，在任何給定時刻都只使用正確的傳感器。

    例如，在撥號時，壓力傳感器和加速度計很容易被忽略，但是從理論上說，用戶應(yīng)該可以選擇使用前觸摸屏和背觸摸板來輸入數(shù)據(jù)。如果兩個傳感器都啟用，那么用戶必須避免意外觸碰到錯誤的傳感器。

    解決這個問題的一種策略是，開始時同時啟用這兩個觸摸區(qū)域，然后，一旦用戶開始輸入數(shù)據(jù)，就只監(jiān)視用戶選擇的觸摸傳感器。另一種方法是給觸摸屏和背部傳感器的每次按壓增加很大的去抖動，以確保輸入的有效性。

    觸感效應(yīng)

    在開發(fā)Fuse手機時，設(shè)計需要容納一塊“浮動的”觸摸屏。也就是說，觸摸屏不再是緊緊地固定在手機外殼上，而是需要少量的橫向順性，以便得到更簡潔和響應(yīng)更快的觸摸屏觸感反饋。為了克服屏幕上任何明顯的順性或“粘滯”，工程師們開發(fā)了特制的安裝扣眼，為觸摸屏提供橫向支持。

    電容傳感器適用于這種類型的懸浮設(shè)計，因為它們能夠進行恰當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)以便在接觸時觸發(fā)，這一點不同于電阻式觸摸屏——后者需要更大的壓力。它還支持壓力傳感器和多級觸感效應(yīng)觸發(fā)，其中根據(jù)電感觸摸的尺度或長度的不同會出現(xiàn)不同的觸感效應(yīng)。

    加速度計使用

    另一種傳感器——加速度計，通常被認為已經(jīng)存在于許多商用手機上的一種成熟的傳感器。不過，除了某些專業(yè)的第三方應(yīng)用之外，它目前在設(shè)備上的主要用途是在縱向和橫向模式之間切換——只不過在許多情況下并不可靠。

    為了讓加速度計成為用戶界面的一個重要部分，F(xiàn)use開發(fā)團隊遇到了一些新的障礙。正如前面所提到的，總線競爭是所有傳感器都存在的問題，特別是在多種傳感器都與用戶界面有關(guān)的模式之下的時候。這種情況通過用戶界面中的“抖動”表現(xiàn)出來——其將在軟件層次加以處理。

    在Fuse手機用戶界面的主屏幕上，傾斜設(shè)備將造成圖標(biāo)向上或向下滑動，并產(chǎn)生相應(yīng)的觸感效應(yīng)。為了避免這種行為顯得遲緩，加速度計具有很高的刷新率。與此同時，用戶界面要加以調(diào)節(jié)，以避免很輕微的傾斜就造成圖標(biāo)在屏幕上滑動。另一方面，對于彈球游戲而言，加速度計的快速響應(yīng)使得游戲體驗幾近亂真。這再一次重申了用戶界面設(shè)計對于控制復(fù)雜的傳感器集合的重要性。

    可行性和發(fā)展

    手機畢竟只是觸控技術(shù)應(yīng)用的一個方面，上述技術(shù)在更多方向的可行性和發(fā)展還有待研究，不過也是在新的方向上指出了一條道路，這和微軟、諾基亞等公司可以說是處于同一水平線上。

    未來的人機交互，在現(xiàn)在來看，必定是觸控技術(shù)與觸覺反饋的完美結(jié)合，至于具體會發(fā)展成什么樣子，所有人都不能給出明確的答案。相信通過技術(shù)的高速發(fā)展，在不久的將來，人們就可以在生活的各個方面使用上真正帶有觸覺反饋的觸控技術(shù)產(chǎn)品，途拓科技和大家共同期待。