多點觸控

多點觸控

控制圖形界面的一種技術
多點觸控,是采用人機交互技術與硬件設備共同實現的技術,能在沒有傳統輸入設備下進行計算機的人機交互操作。多點觸控能構成一個觸摸屏(屏幕,桌面,牆壁等)或觸控闆,都能夠同時接受來自屏幕上多個點進行計算機的人機交互操作。
    中文名:多點觸控 外文名: 适用領域: 所屬學科: 英文名:Multi-Touch 别 名:多重觸控、多點感應 本 質:人機交互技術與硬件設備的技術 出 現:1982年 發 明:多倫多大學發明

發展

多點觸控技術始于1982年由多倫多大學發明的感應食指指壓的多點觸控屏幕。同年貝爾實驗室發表了首份探讨觸控技術的學術文獻。

1984年,貝爾實驗室研制出一種能夠以多于一隻手控制改變畫面的觸屏。同時上述于多倫多大學的一組開發人員終止了相關硬件技術的研發,把研發方向轉移至軟件及界面上。同年,微軟開始研究該領域。

1991年Pierre Wellner對多點觸控“數碼服務台”,即支持多手指的提案,研制出一種名為數碼桌面的觸屏技術,容許使用者同時以多個指頭觸控及拉動觸屏内的影像。

1999年,“約翰埃利亞斯”和“魯尼韋斯特曼”生産了的多點觸控産品包括iGesture闆和多點觸控鍵盤。在2005年,被蘋果電腦收購。

2006年,紐約大學的Jefferson Y Han教授領導研發的新型觸摸屏可由雙手同時操作,并且支持多人同時操作。利用該技術,Jefferson Y Han在36英寸×27英寸大小的屏幕上,同時利用多隻手指,在屏幕上畫出了好幾根線條。與普通的觸摸屏技術所不同的是,它同時可以有多個觸摸熱點得到響應,而且響應時間非常短——小于0.1秒。

2007年,“蘋果”及“微軟”分别發表了應用多點觸控技術的産品及計劃,令該技術開始進入主流的應用。

行業概況

供求關系是一個AR行業能否快速發展的前提。目前來看,市場需求是很大的,而供應方面卻略顯不足,尤其是擁有核心知識産權,專利産品及服務質量過硬的企業并不多,行業整體缺乏品牌效應。在需求旺盛的階段,行業需求巨大,發展前景好,這是毋庸置疑的。

壓電式多點觸控

Apple将電壓式觸控技術進行優化,通過将電容信号轉化為電流信号,在電容式觸控技術上實現了多點觸控,配上iPhone炫麗的UI,大大推動了觸控技術在手機等消費電子終端的普及。電容式觸控技術也由此被大為看好。

而在創意時代會展舉辦的2009移動手持顯示技術大會上,矽創電子股份有限公司(Sitronix)“壓電式多點觸控技術”引起了全場的高度關注。

在矽創壓電式多點觸控平台上,可以跟蹤多個手指的觸摸軌迹,還可以根據手指用力的情況,寫出粗細不一的文字。另外,該公司帶來的觸摸式電子混音器、觸摸式電子鋼琴等應用也讓人印象十分深刻。

與傳統的電阻式觸控技術相比較:

1.壓電式多點觸控技術的上、下面版闆不必用回路的模式讓電流一直導通,在沒有觸摸動作時,觸屏不會耗電,因此,功耗遠低于傳統的電阻式觸控技術。

2.在傳統的電阻式觸控技術下實現多點觸控時,如果觸摸的兩個點過于靠近,電阻傳感器沒有辦法辨别這是一個點還是兩個點。而壓電式多點觸控技術則可以精确的追蹤到每一個觸摸軌迹。

原理解析

多點觸控,在2006年的Siggraph大會上,紐約大學的Jefferson Y Han教授向衆人演示了他的最新成果,其領導研發的新型觸摸屏可由雙手同時操作,并且支持多人同時操作。利用該技術,Jefferson Y Han在36英寸×27英寸大小的屏幕上,同時利用多隻手指(姆指似乎還無法感應到),在屏幕上畫出了好幾根線條。與普通的觸摸屏技術所不同的是,它同時可以有多個觸摸熱點得到響應,而且響應時間非常短——小于0.1秒。

技術原理

多點觸控的核心是FTIR(Frustrated Total Internal Reflection),即受抑内全反射技術。由LED(發光二極管)發出的光束從觸摸屏截面照向屏幕的表面後,将産生反射。如果屏幕表層是空氣,當入射光的角度滿足一定條件時,光就會在屏幕表面完全反射。但是如果有個折射率比較高的物質(例如手指)壓住丙烯酸材料面闆,屏幕表面全反射的條件就會被打破,部分光束透過表面,投射到手指表面。凹凸不平的手指表面導緻光束産生散射(漫反射),散射光透過觸摸屏後到達光電傳感器,光電傳感器将光信号轉變為電信号,系統由此獲得相應的觸摸信息。

由于多個觸點同時響應,新型觸摸屏充分釋放了人手的控制潛力。不再像鼠标那樣,一隻手僅能夠操作一個點,而多點觸控技術是一種具有高度自由性的真正的多點控制界面。

分類

LLP技術

主要運用紅外激光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技術

它會在屏幕的夾層中加入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技術

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技術

它在屏幕頂部的兩端,分别設有一個鏡頭,來接收用戶的手勢改變和觸點的位置。經計算後轉為坐标,再作出反應。

各種多點觸摸技術的優劣勢

FTIR(受仰全内反射):

優勢:

适應各種按壓力度

不需要封閉的箱子

觸摸點對比度高

如果有矽膠觸摸層(或類似),即使像筆尖那麼小的點也可以識别

劣勢:

無法識别薄片狀物體

需要LED燈帶,燈條,這涉及到焊接

需要矽膠層,以達到較好的觸摸效果

不能用玻璃作為觸摸屏,因為要用到亞克力獨有的全内反射特點

背投式DI(散射光照明):

優勢:

不需要矽膠層

可以用任何透明的材料做觸摸屏,如玻璃,亞克力等

不需要LED等條,等帶

不用自己焊LED

設置簡單

可以識别物體,手指,薄片狀物體,甚至隔空操作

劣勢:

要使整個觸摸屏有一緻的亮度比較難

觸摸點的對比度低

容易産生“假”的觸摸點

需要封閉的箱子

前投式DI(散射光照明):

優勢:

不需要矽膠層

可以使用任何透明材質如玻璃,亞克力做觸摸屏

不需要LED燈條,燈帶

不需要焊接LED

設置簡單

可以識别手指,隔空操作

特點

1、多點觸控是在同一顯示界面上的多點或多用戶的交互操作模式,摒棄了鍵盤、鼠标的單點操作方式。

2、用戶可通過雙手進行單點觸摸,也可以以單擊、雙擊、平移、按壓、滾動以及旋轉等不同手勢觸摸屏幕,實現随心所欲地操控,從而更好更全面地了解對象的相關特征(文字、錄像、圖片、衛片、三維模拟等信息)。

3、可根據客戶需求,訂制相應的觸控闆,觸摸軟件以及多媒體系統;可以與專業圖形軟件配合使用。支持使用:

手機電腦系統軟件

應用領域:

互動信息展示:政府部門、企業成果展示、商業宣傳、廣告媒體、公共信息服務等

指揮控制應用:地理信息、公安系統、國土資源、交通部門、電力行業、水利部門、軍事單位等

展會領域應用:各類産品展會車展、民用、工業産品展示

房地産行業應用:房産銷售中心、跨區域營銷現場、大型的地産交易展廳等

文教行業應用:科技館、博物館、高檔娛樂場所、遊戲廳

相關資料

GIS多點互動桌系統

概述

GIS多點互動桌系統,是目前國内首個将大面積多點觸控(multi-touch)技術與地理信息系統(GIS)結合使用的産品。

觸控技術

該技術實際上是由“投影大屏幕融合技術”和“multi-touch”技術的結合,該技術尚屬國内首創。邊緣融合技術是将一組(多台)投影機投射出的畫面進行邊緣重疊,并通過融合技術顯示出一個沒有縫隙、更加明亮、超大、高分辨率的整幅畫面,畫面的效果就好像是一台投影機投射的畫質。當兩台或多台投影機組合投射一幅兩面時,會有一部分影像燈光重疊,邊緣融合的最主要功能就是把兩台投影機重疊部分的燈光亮度逐漸調低,使整幅畫面的亮度一緻。邊緣融合投影技術經曆了三個發展階段:硬邊拼接、重疊拼接和邊緣融合拼接。

“Mulit-Tuch”實際基于紅外捕捉技術,利用特殊紅外燈在桌體内部形成均勻紅光照射,再利用多個高效紅外捕捉攝像機,搭建其一個抗幹擾的紅外捕捉系統,當用戶通過手或激光筆觸控桌面時,紅外捕捉系統能迅速捕捉,交由定制的紅外捕捉處理程序處理。從而完成不同手勢的響應。n

桌系統規劃

整體布局:3通道組成一個高1.0米,寬1.2m、長4米,長方桌體。

投影亮度指标:考慮到現場可能存在的其他光源影響,我們選擇高亮度的專業投影機,單台亮度不低于6500流明,對比度不低于2000:1。

投影距離(配合一重反射系統)1.0m。

噪音指标:整機工作時,觀衆位置的投影機噪音不超過30分貝。

主機系統指标:高性能圖形工作站,可運行海量數據的仿真系統軟件,運行100萬面的場景,畫面刷新率不低于30FPS。

靈敏度:<0.2秒響應速率。n

并發觸控量:支持最高10人100個點的觸控響應。

系統對接:自主研發GIS平台下于後勤保障GIS實現無縫對接,并根據客戶需要為系統預留接口,以便客戶後期升級工程的需要。

系統拓撲圖及設備

要使用多點觸控技術,裝置必需配備觸屏或觸控版,同時需裝載可辨認多于一點同時觸碰的軟件,相較之下,标準的觸控技術隻能辨認一點,是其之間最大的分别。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。現時已有若幹多點觸控的應用及計劃。有些目的是令輸入更個性化不過這種技術最主的目的是帶來人機互動新時代。

當下流行的智能手機,都被認為不夠人性化。因為,這些手機的用戶界面40%被鍵盤占據,且控制按鈕固定不變。如果把這些鍵盤取消,就可以得到一個巨大的屏幕。多點觸控的出現是鼠标出現後用戶控制界面的又一次全新升級,這種全新的用戶界面通過創新的軟件支持和超大的多點觸控屏幕,能夠通過手指輕松控制一切:通過CoverFlow滑動選擇專輯,手指點擊圖片和郵件,任意縮放網頁局部。n

長久以來,人們一直隻習慣用鼠标來操控電腦畫面,這導緻多點觸控技術無法在科技産品中獲得完整的運用。在理論上,利用手指直接在屏幕上進行操作遠比使用鼠标要來得更為精确。雖然這會讓使用者耗費更多的動作及體力,卻能夠在操控過程中獲得更多的樂趣。另外,目前有許許多多的3D影像或者是影像處理軟件接口,在操控的過程中設計過于複雜,必須要搭配鼠标及鍵盤一并使用,甚至許多操作方式也依賴直覺及經驗,才能獲得最佳的操控方式。因此,多點觸控技術,有望取代目前所使用的鍵盤、鼠标,将進一步體現出人性化操控接口的未來趨勢。

多點觸控産品是利用紅外光線打入透明玻璃平闆上,并利用光線碰到指頭産生的反射來抓取正确位置,可整合至投影機或液晶面闆内,并結合手勢、手繪軌迹等辨識技術,做為中、大尺寸互動教學、鼠标操作、Games操控以及簡報功能。可以讓多用戶共同享受交互體驗,是一款時尚的室内、外展示、娛樂工具。

與單點觸控技術對比

與上代觸技術(單點觸控)相比,多點觸控技術突破了假地址的難題。單點觸控在出現多個觸點時會産生四個坐标,裡:(x1.y1)(x1.y2)(x2.y1)(x2.y2)而這裡面隻有下标都為1的坐标是真實的,多點觸控就是突破了這個問題而衍生出來的。

應用前景

多點觸控的應用并不限于手機,在電腦上也有很多應用。就在蘋果推出iPhone的2007年,微軟也曾推出一款采用了多點觸控技術的概念産品Surface,同樣在業界引起了廣泛關注。如今多點觸控技術已從概念走向實用,華碩的EeeP C900以及DellInspiron Mini/Latitude XT和Sharp的Mobius都開始采用多點觸摸技術。

實際上,多點觸控技術的應用并不限于上述方面,可以說,在蘋果、微軟等廠商的帶動下,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,有研究人員在研究将汽車擋風玻璃當做信息顯示平台,借此,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,通過機器可以識别的手勢,駕車者将不會因為分心或者心情不好導緻交通問題,還能夠避免違章帶來的衆多問題。另外,還有人研究在運動員的訓練中應用觸控技術,通過設定标準動作實現對訓練的監控,這要比現在通過攝像的方式方便得多。相信未來,随着研究的深入還會有更多的應用走入現實。n

平闆電腦

愛國者P728

愛國者P728是一款以娛樂為核心的純平平闆電腦,多點觸控技術在操作方式和體驗感上都要好于傳統的單點觸屏,而且人機互動感更強。它以中低端消費人群為主要客戶群體。外觀時尚,娛樂功能豐富,高性價比是其特色。

原道N9

原道N9平闆電腦,采用一塊7英寸的電容屏,可以同時實現5點觸控的效果。在同一顯示界面上的多點或多用戶的交互操作模式下,可以摒棄鍵盤、鼠标的單點操作方式,取而代之的是響應非常快、準确率很高的電容5點觸控,因此擁有更好更全面的網頁、文字、圖片、遊戲、地圖效果。

艾諾NOVO8

艾諾NOVO8平闆采用ARM Cortex-A9單核800MHz處理器、Mali-400顯卡芯片、512MB DDR2内存、8GB硬盤,支持Micro SD(TF)卡擴展,最大支持16GB存儲容量以及分辨率為1280×768的8英寸電容式多點觸摸屏(支持最多五點觸控)。機身尺寸為214×129×15.4mm,機身顔色可選為黑色、白色,官方标稱續航時間:WiFi上網:約3小時、視頻播放:約3小時,具體時間視使用環境而定。

愛立順M12

M12外殼采用高檔鋅合金材料,表面通過ML特殊技術處理,獨特的锖色外觀配以9.7寸IPS硬屏,兼具時尚感和金屬質感。M12身材相當驚人,厚度僅11.5mm,不說挑戰8.8mm的iPad2,至少比13.4mm的iPad1或者是市面上大多數15mm左右厚度的平闆電腦薄很多。

Newsmy T7

T7采用純平TP外殼,7英寸輕薄機身易攜帶,外觀時尚簡約;采用領先的全電容觸控屏技術,支持5點觸摸操控,靈敏的響應速度,更加流暢的操控體驗。分辨率為800·480,畫面顯示效果清晰細膩;前置30萬像素的攝像頭和MIC,網絡視頻、通話暢快淋漓;機身頂部分布着菜單鍵、音量鍵、返回鍵,方便用戶操控;其右側邊内置USB接口、耳機插孔、充電接口、HDMI等接口。

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