單點(diǎn)和多點(diǎn)觸摸屏技術(shù)解析

　　就電子產(chǎn)品，特別是消費(fèi)類產(chǎn)品而言，如何將用戶復(fù)雜的控制動(dòng)作轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^、便捷且可生產(chǎn)的體驗(yàn)，是用戶界面設(shè)計(jì)面臨的終極挑戰(zhàn)。用戶界面設(shè)計(jì)一方面要考慮到用戶視覺、聽覺、味覺、嗅覺和觸覺等五種感官的需求，另一方面還要考慮到用戶需求對(duì)器件或系統(tǒng)的影響。目前市場(chǎng)上推出的大部分產(chǎn)品雖然有效，但主要都是將用戶的視覺和觸覺分開來處理。從計(jì)算機(jī)鍵盤、手機(jī)鍵盤、MP3播放器、家用電器甚至電視遙控器等上面的簡(jiǎn)單按鈕或按鍵，到音量調(diào)節(jié)滑條、滾輪和跟蹤板等上面更高級(jí)的單擊和滾動(dòng)特性，輸出位置(也就是用戶的輸入或操控動(dòng)作的結(jié)果）與用戶的輸入位置是截然不同的。要是能讓輸入和輸出,即視覺和觸覺完全達(dá)到一致，那該有多好啊！而這種視覺和觸覺的一致性正是觸摸屏的基本優(yōu)勢(shì)所在。

　　讓視覺和觸覺完全達(dá)到一致說起來簡(jiǎn)單，但做起來則不啻為一場(chǎng)意義深遠(yuǎn)的技術(shù)突破，其將徹底改變用戶與電子產(chǎn)品互動(dòng)的方式，因此有人將此稱為用戶界面的革命。觸摸屏的透明特性允許用戶直接“觸摸”顯示屏上的不同內(nèi)容，人們對(duì)這樣的用戶界面設(shè)計(jì)發(fā)出感嘆。因?yàn)橛脩粼僖膊挥萌フ译娮釉O(shè)備周邊的這個(gè)或那個(gè)按鈕，如計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)或鍵盤甚至手機(jī)上的撥號(hào)按鍵，而是直接與固化在設(shè)備“大腦”(即其操作系統(tǒng)）中的應(yīng)用進(jìn)行互動(dòng)。這是一場(chǎng)革命性的變化，這種操控方式可讓用戶直接掌控強(qiáng)大的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，一切盡在用戶的指尖。當(dāng)然，我們能在計(jì)算機(jī)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(shí)際上，我們能通過我們所能想象出來的各種動(dòng)作或手勢(shì)來使用觸摸屏，讓顯示屏變得鮮活生動(dòng)，只要眼睛看到的，都能簡(jiǎn)單地通過觸摸進(jìn)行互動(dòng)。目前觸摸屏主要分為三大類：?jiǎn)吸c(diǎn)觸摸；多點(diǎn)觸摸識(shí)別手指方向；多點(diǎn)觸摸識(shí)別手指位置。

　　觸摸屏的功能發(fā)展由簡(jiǎn)及繁，最初的產(chǎn)品只支持最簡(jiǎn)單的操控，就是一個(gè)手指觸摸屏幕上的一點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)操控。比如我們每天在附件超市的POS終端機(jī)，或者在機(jī)場(chǎng)的check-in終端上進(jìn)行的操作。以前，我們只能通過屏幕周邊的機(jī)械按鈕進(jìn)行操控，單點(diǎn)觸摸屏在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了用戶界面方面的一大進(jìn)步。當(dāng)然，機(jī)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(jī)、固定電話、遙控器、電視、電腦及其各種外設(shè)、游戲機(jī)、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。現(xiàn)在，如下列圖 1 所示的單點(diǎn)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(jī)械按鈕了。

　　這種屏幕為用戶界面帶來兩大好處，一是設(shè)備設(shè)計(jì)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(shí)“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(dá)到無限多個(gè)。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(fèi)電子產(chǎn)品、機(jī)場(chǎng)報(bào)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。

　　盡管單點(diǎn)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(diǎn)，一是電阻式技術(shù)依賴于觸摸屏的物理運(yùn)動(dòng)，盡管影響不大，但經(jīng)過正常的磨損老化后，性能就會(huì)下降；二是這種技術(shù)只支持單點(diǎn)觸摸，也就是一次只能用一個(gè)手指在屏幕的某個(gè)區(qū)域做單一動(dòng)作。為什么用戶與設(shè)備的互動(dòng)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(xiàn)，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(gè)手指才能實(shí)現(xiàn)最佳的可用性。因?yàn)橛辛颂O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(gè)手指的手勢(shì)動(dòng)作的情況下，完成諸如下列圖 2 所示的照片縮放，以及相冊(cè)、網(wǎng)頁視圖的方位改變等相關(guān)操作的。

　　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(diǎn)觸摸技術(shù)，其中包括 Google G-1和Blackberry Storm智能電話、MacBook Pro和惠普touchsmart臺(tái)式機(jī)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(jìn)一步改善用戶與其電子產(chǎn)品的互動(dòng)方式，各種電子產(chǎn)品也都紛紛爭(zhēng)相實(shí)現(xiàn)用戶的這種新要求。

　　與單點(diǎn)觸摸屏一樣，識(shí)別手指方向的多點(diǎn)觸摸屏也有一個(gè)局限，就是該技術(shù)能在屏幕上同時(shí)識(shí)別的操作點(diǎn)數(shù)量有限。為什么一次只能識(shí)別兩個(gè)操作點(diǎn)呢？用戶的兩只手有十個(gè)手指，當(dāng)用戶之間彼此互動(dòng)時(shí)，屏幕上會(huì)出現(xiàn)更多的手指。這就是識(shí)別手指位置的多點(diǎn)觸摸概念的由來，它可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)手指以上的操控。

　　Cypress將此技術(shù)稱為“多點(diǎn)觸控全區(qū)輸入”，它進(jìn)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�？煽啃允侵肝覀兡芤宰罡吡６葴�(zhǔn)確捕獲到屏幕上所有觸點(diǎn)的原始數(shù)據(jù)，盡可能減少屏幕觸點(diǎn)定位不準(zhǔn)帶來的混亂問題的能力�？捎眯允侵副姸喙δ軓�(qiáng)大的應(yīng)用可在不同大小的屏幕上受益于雙手或兩個(gè)手指以上的屏幕操控的能力。3D 互動(dòng)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(duì)象。

　　從根本上來講，多點(diǎn)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(shí)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(diǎn)觸控全區(qū)輸入的一個(gè)應(yīng)用實(shí)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�(shí)現(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(kuò)展支持各種尺寸的屏幕，可靈活支持單點(diǎn)觸摸、識(shí)別手指方向的多點(diǎn)觸摸和識(shí)別手指位置的多點(diǎn)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(jì)人員能夠在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最后階段方便地進(jìn)行修改，而這是其他觸摸屏產(chǎn)品無法做到的。

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