淺談三大主流觸摸屏技術(shù)
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2011-08-23 16:59:06
隨著多媒體信息查詢的與日俱增,人們越來越多地談到觸摸屏,因為觸摸屏作為一種的電腦輸入設(shè)備,它是目前簡單、方便、自然的而且又適用于中國多媒體信息查詢國情的輸入設(shè)備,觸摸屏具有堅固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點。利用這種技術(shù),我們用戶只要用手指輕輕地指碰計算機顯示屏上的圖符或文字就能實現(xiàn)對主機操作,從而使人機交互更為直截了當(dāng),這種技術(shù)極大方便了那些不懂電腦操作的用戶。這種人機交互方式。它賦予了多媒體以嶄新的面貌,是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。觸摸屏在我國的應(yīng)用范圍非常廣闊,主要有公共信息的查詢,如電信局、稅務(wù)局、銀行、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢;城市街頭的信息查詢;此外還可廣泛應(yīng)用于領(lǐng)導(dǎo)辦公、工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點歌點菜、多媒體教學(xué)、房地產(chǎn)預(yù)售等,將來,觸摸屏還要走入家庭。隨著城市向信息化方向發(fā)展和電腦網(wǎng)絡(luò)在日常生活中的滲透,信息查詢都會以觸摸屏——顯示內(nèi)容可觸摸的形式出現(xiàn)。
為了操作上的方便,人們用觸摸屏來代替鼠標(biāo)或鍵盤。工作時,我們必須首先用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏,然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標(biāo)或菜單位置來定位選擇信息輸入。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成;觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面,用于檢測用戶觸摸位置,接受后送觸摸屏控制器;而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息,并將它轉(zhuǎn)換成觸點坐標(biāo),再送給CPU,它同時能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。
當(dāng)然,我們能在計算機屏幕上使用鼠標(biāo)和跟蹤板訪問應(yīng)用程序,不過這種操控不是直接觸摸顯示屏,不能讓用戶與屏幕及內(nèi)嵌的應(yīng)用融為一體。實際上,我們能通過我們所能想象出來的各種動作或手勢來使用觸摸屏,讓顯示屏變得鮮活生動,只要眼睛看到的,都能簡單地通過觸摸進行互動。目前觸摸屏主要分為三大類:單點觸摸;多點觸摸識別手指方向;多點觸摸識別手指位置。
單點觸摸屏
觸摸屏的功能發(fā)展由簡及繁,初的產(chǎn)品只支持簡單的操控,就是一個手指觸摸屏幕上的一點來實現(xiàn)操控。比如我們每天在附件超市的POS終端機,或者在機場的check-in終端上進行的操作。以前,我們只能通過屏幕周邊的機械按鈕進行操控,單點觸摸屏在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了用戶界面方面的一大進步。當(dāng)然,機械和新型電容式觸摸感應(yīng)按鈕在我們的家庭、辦公室及其他地方無所不在:手機、固定電話、遙控器、電視、電腦及其各種外設(shè)、游戲機、電冰箱、微波爐、烤箱,以及無線電和空調(diào)等車內(nèi)電子控制設(shè)備等等?,F(xiàn)在,如下圖所示的單點觸摸屏在顯示屏上直接集成了用戶控制界面,因此再也不需要傳統(tǒng)的機械按鈕了。

圖1:單點觸摸屏功能 這種屏幕為用戶界面帶來兩大好處,一是設(shè)備設(shè)計空間得到優(yōu)化,特別有利于小型設(shè)備,因其能在同一區(qū)域內(nèi)同時“安裝”屏幕和按鈕;二是由于按鈕能綁定于操作系統(tǒng)中的任意應(yīng)用,所以設(shè)備使用的“按鈕”可以達到無限多個。上述功能主要建立在電阻式觸摸屏技術(shù)基礎(chǔ)之上,在消費電子產(chǎn)品、機場報刊亭、食品雜貨店P(guān)OS終端和車載GPS系統(tǒng)等各種應(yīng)用中都得到了廣泛推廣。
多點觸摸屏——識別手指方向
盡管單點觸摸屏和電阻式觸摸屏技術(shù)很令人吃驚并頗具革命意義,但其還是有兩大缺點,一是電阻式技術(shù)依賴于觸摸屏的物理運動,盡管影響不大,但經(jīng)過正常的磨損老化后,性能就會下降;二是這種技術(shù)只支持單點觸摸,也就是只能用一個手指在屏幕的某個區(qū)域做單一動作。
為什么用戶與設(shè)備的互動只能局限于一根手指呢?蘋果公司為用戶界面革命做出了不可估量的貢獻,其推出的iPhone采用了感應(yīng)電容式觸摸屏。即使在智能電話等小型化設(shè)備中,要想充分發(fā)揮應(yīng)用和操作系統(tǒng)的功能,也需要多個手指才能實現(xiàn)的可用性。
因為有了蘋果公司,用戶現(xiàn)在已經(jīng)很難設(shè)想過去是怎么在不支持兩個手指的手勢動作的情況下,完成諸如下列圖2所示的照片縮放,以及相冊、網(wǎng)頁視圖的方位改變等相關(guān)操作的。

圖2:多點手勢觸摸屏上的圖片縮放
其他技術(shù)革新者正在多種設(shè)備系統(tǒng)上繼續(xù)沿用這種多點觸摸技術(shù),其中包括GoogleG-1和BlackberryStorm智能電話、MacBookPro和惠普touchsmart臺式機和筆記本電腦、便攜式媒體播放器以及其他多種應(yīng)用等?,F(xiàn)在,用戶又有了新的期待,希望進一步改善用戶與其電子產(chǎn)品的互動方式,各種電子產(chǎn)品也都紛紛爭相實現(xiàn)用戶的這種新要求。
多點觸摸屏——識別手指位置
與單點觸摸屏一樣,識別手指方向的多點觸摸屏也有一個局限,就是該技術(shù)能在屏幕上同時識別的操作點數(shù)量有限。為什么只能識別兩個操作點呢?用戶的兩只手有十個手指,當(dāng)用戶之間彼此互動時,屏幕上會出現(xiàn)更多的手指。這就是識別手指位置的多點觸摸概念的由來,它可以實現(xiàn)兩個手指以上的操控。
Cypress將此技術(shù)稱為“多點觸控全區(qū)輸入”,它進一步提升了觸摸屏可靠的可用性,能滿足多種特性豐富的應(yīng)用需求??煽啃允侵肝覀兡芤粤6葴蚀_捕獲到屏幕上所有觸點的原始數(shù)據(jù),盡可能減少屏幕觸點定位不準帶來的混亂問題的能力??捎眯允侵副姸喙δ軓姶蟮膽?yīng)用可在不同大小的屏幕上受益于雙手或兩個手指以上的屏幕操控的能力。3D互動游戲、鍵盤輸入和地圖操作等都是使用這種觸摸屏功能的一些主要對象。

圖2:多點手勢觸摸屏上識別手指位置
從根本上來講,多點觸控全區(qū)輸入技術(shù)為設(shè)備和系統(tǒng)OEM廠商提供了唾手可得的所有觸摸數(shù)據(jù),幫助他們發(fā)揮創(chuàng)造性,以開發(fā)下一代新型實用的技術(shù)。
賽普拉斯半導(dǎo)體公司推出的TrueTouch觸摸屏解決方案就是多點觸控全區(qū)輸入的一個應(yīng)用實例。TrueTouch采用了賽普拉斯PSoC可編程片上系統(tǒng)架構(gòu),該架構(gòu)集成了帶有可編程模擬和數(shù)字塊的8位微控制器??蓪崿F(xiàn)無與倫比的靈活性和可配置性。
TrueTouch解決方案的感應(yīng)式電容觸摸屏控制器能擴展支持各種尺寸的屏幕,可靈活支持單點觸摸、識別手指方向的多點觸摸和識別手指位置的多點觸摸技術(shù)。TrueTouch可高度集成外部元件,而且特別適合與各種觸摸屏感應(yīng)器或LCD顯示屏協(xié)同工作。靈活的PSoC架構(gòu)使設(shè)計人員能夠在產(chǎn)品設(shè)計的階段方便地進行修改,而這是其他觸摸屏產(chǎn)品無法做到的。
觸摸屏三個基本技術(shù)特性
1.透明性能
觸摸屏是由多層的復(fù)合薄膜構(gòu)成,透明性能的好壞直接影響到觸摸屏的視覺效果。衡量觸摸屏透明性能不僅要從它的視覺效果來衡量,還應(yīng)該包括透明度、色彩失真度、反光性和清晰度這四個特性。
2.坐標(biāo)系統(tǒng)
我們傳統(tǒng)的鼠標(biāo)是一種相對定位系統(tǒng),只和前鼠標(biāo)的位置坐標(biāo)有關(guān)。而觸摸屏則是一種坐標(biāo)系統(tǒng),要選哪就直接點哪,與相對定位系統(tǒng)有著本質(zhì)的區(qū)別。坐標(biāo)系統(tǒng)的特點是每定位坐標(biāo)與上定位坐標(biāo)沒有關(guān)系,每次觸摸的數(shù)據(jù)通過校準轉(zhuǎn)為屏幕上的坐標(biāo),不管在什么情況下,觸摸屏這套坐標(biāo)在同一點的輸出數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的。不過由于技術(shù)原理的原因,并不能保證同一點觸摸每采樣數(shù)據(jù)相同的,不能保證坐標(biāo)定位,點不準,這就是觸摸屏怕的問題:漂移。對于性能質(zhì)量好的觸摸屏來說,漂移的情況出現(xiàn)的并不是很嚴重。
3.檢測與定位
各種觸摸屏技術(shù)都是依靠傳感器來工作的,甚至有的觸摸屏本身就是一套傳感器。各自的定位原理和各自所用的傳感器決定了觸摸屏的反應(yīng)速度、可靠性、穩(wěn)定性和壽命。
常用觸摸屏的特性比較表

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