觸控結合觸覺反饋技術的具體實現難題

    最近途拓官網一直在發布關于觸控和觸覺反饋技術相關的文章，其中兩篇文章——《觸控技術的發展應用趨勢——觸控解決方案多元化》和《觸覺反饋是觸控技術的未來——簡述該技術的相關進展》，已經指出觸控技術和觸覺反饋的結合是未來人機交互的主要發展趨勢，并對該技術的現階段發展情況做了簡要的闡述和介紹。事實上，這項技術的發展還是有很多困難和問題要面對的，本文從手機相關的觸控和觸覺反饋技術進展入手，簡述該技術從設計到實施各方面遇到的問題。

    觸控和其他傳感器

    許多手機的設計之中都已經采用了基于觸感和加速度計的運動傳感。Synaptics與Immersion，TheAlloy設計公司，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，簡要地描述在實現豐富的觸摸輸入子系統和觸感體驗優化時所遇到的設計難題及其解決方案。

    實現難題

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

    1多種傳感器的總線競爭。

    2系統的正確暫停，以實現極佳的觸感體驗。

    3用戶界面與多個輸入、輸出通道的協調

    在設計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據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重要的。用戶界面和系統的設計必須做到，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，用戶應該可以選擇使用前觸摸屏和背觸摸板來輸入數據。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域，然后，一旦用戶開始輸入數據，就只監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

    在開發Fuse手機時，設計需要容納一塊“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計，因為它們能夠進行恰當的調節以便在接觸時觸發，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觸發，其中根據電感觸摸的尺度或長度的不同會出現不同的觸感效應。

    加速度計使用

    另一種傳感器——加速度計，通常被認為已經存在于許多商用手機上的一種成熟的傳感器。不過，除了某些專業的第三方應用之外，它目前在設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，Fuse開發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的模式之下的時候。這種情況通過用戶界面中的“抖動”表現出來——其將在軟件層次加以處理。

    在Fuse手機用戶界面的主屏幕上，傾斜設備將造成圖標向上或向下滑動，并產生相應的觸感效應。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，用戶界面要加以調節，以避免很輕微的傾斜就造成圖標在屏幕上滑動。另一方面，對于彈球游戲而言，加速度計的快速響應使得游戲體驗幾近亂真。這再一次重申了用戶界面設計對于控制復雜的傳感器集合的重要性。

    可行性和發展

    手機畢竟只是觸控技術應用的一個方面，上述技術在更多方向的可行性和發展還有待研究，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，在現在來看，必定是觸控技術與觸覺反饋的完美結合，至于具體會發展成什么樣子，所有人都不能給出明確的答案。相信通過技術的高速發展，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產品，途拓科技和大家共同期待。