引言
與傳統(tǒng)的鼠標、鍵盤的輸入方式相比,多點觸摸技術是一種更加自然和諧的人機交互方式。這種技術最突出的特點是用戶可以不借助任何外部設備直接在顯示屏幕上進行操作,是一種真正的所見即所得的非常自然的人機交互方式,多個用戶可以同時與計算機進行交互,而且各個用戶之間并不相互影響,系統(tǒng)甚至還可以識別用戶的觸摸姿態(tài)和手勢。然而,在傳統(tǒng)的基于觸摸屏的觸摸控制解決方案中,大多都只是考慮用手指取代鼠標的作用,即一般只考慮單點觸控的應用情況。另一方面,無論是目前常見的電阻式還是電容式觸摸屏方案,大都應用于面積較小的屏幕或者觸摸板上,對于40寸以上大尺寸觸摸控制設備上就鮮見傳統(tǒng)觸摸屏的應用了,這其中不乏制作成本和制作工藝上的考慮。
多點觸摸基本原理
傳統(tǒng)觸摸屏的本質(zhì)是傳感器,它由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成,常見的傳感器包括電阻式和電容式觸摸屏。而基于光學感應的多點觸摸系統(tǒng)是用戶通過觸摸投影屏幕表面,影響光學感應成像設備的輸入結(jié)果,成像設備將成像結(jié)果輸入軟件系統(tǒng)進行處理,一般經(jīng)過3個步驟,首先是對原始輸入圖像進行包括矯正、濾波等預處理,然后通過光斑跟蹤引擎對觸點進行跟蹤,并將其解釋為各種輸入狀態(tài),最后將輸入位置、狀態(tài)等信息發(fā)送給上層應用程序。應用程序處理結(jié)果最終被投射到顯示屏幕表面上,從而與用戶產(chǎn)生真正的所見即所得的交互效果。
根據(jù)不同的光學感應原理,目前常見的多點觸摸實現(xiàn)方式包括FTIR(受抑全內(nèi)反射)、DI、LLP等技術。
紅外LED(IR LED)發(fā)射紅外線進入諸如亞克力板(Acrylic),當亞克力面板的厚度大于8mm時,光線會發(fā)生在亞克力內(nèi)不停反射,產(chǎn)生全內(nèi)反射現(xiàn)象,當手指(或者其他材質(zhì)如硅膠等有一定韌性和反射性的材料)碰到亞克力表面時,全內(nèi)反射被破壞,光線被手指反射出來,此時,亞克力下方的紅外攝像頭(IR Camera)捕捉到手指反射的光斑,攝像頭捕捉到的光斑會送到計算機進行處理,最終形成輸入點。這種技術的優(yōu)缺點如表1所示。
DI方式原理比較簡單,通過IR光源照射投影屏幕,形成均勻的照射效果,當有手指觸摸屏幕表面時,IR光線會被反射,從而在成像設備上形成光斑。DI技術的優(yōu)缺點如表2所示。
表1 FTIR技術的優(yōu)缺點對比
優(yōu)勢 |
劣勢 |
不需要硅膠層 |
導光板成本高 |
可以識別薄片狀物體 |
觸摸點的對比度較低 |
對壓力敏感 |
|
容易獲得均勻的紅外光照效果 |
表2 DI技術的優(yōu)缺點對比
優(yōu)勢 |
劣勢 |
不需要硅膠層 |
較難使整個觸摸屏形成均勻的照射效果 |
可以用任何透明材料作觸摸屏 |
觸摸點的對比度較低 |
不需要制作LED登帶、登條 |
容易產(chǎn)生偽觸點 |
裝置設備簡單 |
感應設備區(qū)域需要封閉的箱體 |
可以識別物體、手指、薄片狀物體等 |
表3 LLP技術的優(yōu)缺點對比
優(yōu)勢 |
劣勢 |
不需要硅膠層 |
對壓力不敏感 |
可以用任何透明材料作觸摸屏 |
激光表面不容易調(diào)準 |
不需要制作LED登帶、登條 |
如果激光發(fā)射裝置太少,只會產(chǎn)生感應盲區(qū) |
感應設備區(qū)域不需要封閉的箱體 |
紅外激光本身的危險性 |
LLP技術的基本原理是通過紅外激光發(fā)射裝置在投影屏幕表面上方形成一層紅外激光表面,當手指觸摸到屏幕上時,激光被散射到成像設備上從而形成光斑。LLP技術同樣也有明顯的優(yōu)缺點。
(詳細文章請看《國際光電與顯示》)
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