手機是如何實時感應手指操作的?解析多點觸控技術

2021-01-08 OFweek維科網

  對於現在的智慧型手機、平板電腦,大家每天都在使用,當你手指在屏幕上滑動瀏覽這篇文章的時候,當你需要放大一張圖片的時候,你有沒有想過手機是怎麼做到實時感應到手指在屏幕上操作的?今天就來講講多點觸控。

  

  多點觸控是什麼?

  多點觸控 (又稱多重觸控、多點感應、多重感應,英譯為Multitouch或Multi-touch)是一項由電腦使用者透過數隻手指達至圖像應用控制的輸入技術。是採用人機互動技術與硬體設備共同實現的技術,能在沒有傳統輸入設備(如滑鼠、鍵盤等)的情況下進行計算機的人機互動操作。

  

  能讓電腦感受到物理上的觸碰的事物包括:熱力、指壓、高速攝影機、紅外線、光學感應、電阻改變、超聲波接收器,微音器、雷射波幅感應器及影子感應器等。

  

  多點觸控的種類:

  LLP(laser light plane),該技術由微軟在他們的LaserTouch專案中推出,並由NUIGroup社群繼續發展。該技術運用紅外雷射設備把紅外線投影到屏幕上。當屏幕被阻擋時,紅外線便會反射,而屏幕下的攝影機則會捕捉反射去向。再經系統分析,便可作出反應。

  FTIR(Frustrated Total Internal Reflection),屏幕的夾層中加入LED光線,當用戶按下屏幕時,便會使夾層的光線造成不同的反射效果,感應器接收光線變化而捕捉用戶的施力點,從而作出反應。

  ToughtLight,由微軟所開發,原理與Microsoft Surface相似。運用投影的的方法,把紅外線投影到屏幕上。當屏幕被阻擋時,紅外線便會反射,而屏幕下的攝影機則會捕捉反射去向。再經系統分析,便可作出反應。

  Optical Touch,屏幕頂部的兩端,分別設有一個鏡頭,來接收用戶的手勢改變和觸點的位置。經計算後轉為座標,再作出反應。

  

  就拿目前使用最多的Multi-Touch Gesture來說,當兩個手指觸摸時,可以識別到這兩個手指的運動方向,但還不能判斷出具體位置,可以進行縮放、平移、旋轉等操作。這種多點觸摸的實現方式比較簡單,軸坐標方式即可實現。把ITO分為X、Y軸,可以感應到兩個觸摸操作,但是感應到觸摸和探測到觸摸的具體位置是兩個概念。XY軸方式的觸控螢幕可以探測到第2個觸摸,但是無法了解第二個觸摸的確切位置。單一觸摸在每個軸上產生一個單一的最大值,從而斷定觸摸的位置,如果有第二個手指觸控螢幕面,在每個軸上就會有兩個最大值。這兩個最大值可以由兩組不同的觸摸來產生,於是系統就無法準確判斷了。有的系統引入時序來進行判斷,假設兩個手指不是同時放上去的,但是,總有同時觸碰的情況,這時,系統就無法猜測了。

  

  多點觸摸技術正在迅速風靡,已經進入了一些全新應用領域。比如,有研究人員在研究將汽車擋風玻璃當做信息顯示平臺,藉此,任何方向盤的具體作用都可以省略,而改用姿勢控制,這樣,開車就會變得和聊天一樣,通過機器可以識別的手勢,駕車者將不會因為分心或者心情不好導致交通問題,還能夠避免違章帶來的眾多問題。另外,還有人研究在運動員的訓練中應用觸控技術,通過設定標準動作實現對訓練的監控,這要比通過攝像的方式方便得多。相信未來,隨著研究的深入還會有更多的應用走入現實。

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