五年时间的准备 苹果3D Touch技术分析

2015-10-10 13:02:48来源: 太平洋电脑网 关键字:苹果  Touch  技术
    iPhone 6s国内正式发售已经过去两周,各路渠道也是卖得如火如荼。iPhone 6s相比较上一代,无疑最大的改变与卖点就是带来了全新的3D Touch触控技术。3D Touch能够让iPhone 6s识别超过寻常平面的二维触控操作,用户可以通过手机按压的力度以触发不同的操作。据悉,苹果早在五年前就已经开始该项技术的研发。那么压力感测的3D Touch 技术究竟是如何运作,又如何与软硬件组合的呢?这里就给出最详尽的解答。
创新性的交互体验

  3D Touch相对于多点触摸在平面二维空间的操作,3D Touch技术增加了对力度和手指面积的感知,可以通过长按快速预览、查看你想要的短信、图片或者超链接等内容,Peek和Pop手势的响应时间可迅捷到 10ms和15ms。具体的创新交互操作,可以分为三类操作:

  第一类主要涉及不同层级的快速预览。像上班族常用的邮件应用,你可以直接在邮件列表中重按某条邮件,这时就会出现该邮件的预览页面,该操作被苹果称之为“Peek”。

  Peek之后,你有两种选择:如果你对这封邮件不感兴趣,你可以松开手来回到列表页;如果你感兴趣,你可以再重按一下以进入该封邮件以浏览更多信息,这个操作就被成为“Pop”。除此之外,类似的预览功能还可以用在预览某个网址,地图预览,又或是预览已经拍好的照片。

  第二类主要是图标背后的快捷功能栏,通过重按任何应用图标都能打开一个快捷功能栏。快捷功能栏里面会具备一些使用频率高但需要繁琐操作的功能(譬如微信 朋友圈的拍照功能)。这时你只要再点击其中的某项功能,就能够直接去到应用内部而无需前面繁琐的操作。这样,每个应用都会具备多达四个“首屏入口”。这不 仅对用户来讲会方便许多,应用开发者推广某功能也会方便快捷得多。

  第三类主要是一些特殊应用的交互改进。例如,发短信时可能会遇到需要粘贴复制某段文字的状况。现在只要通过按压虚拟键盘,虚拟键盘就能够作为触控板来使 用了,你可以用光标移动来剪切或复制文字,而无需用手指长按或是点来点去了;再比如,如果你现在重按屏幕左侧然后右滑,就能够呼出多任务界面来切换应用程 序了,这相对从前双击Home键的操作会方便得多。

  最后,由于3D Touch可以识别你的按压力度,所以在绘画上自然有了先天的优势。现在你的笔触粗细可以随着你按压的力度来变化,当然这只对于专业人士比较有用。总的来说,3D Touch的使用,大幅度提升了手机操作的效率。

  压力触摸识别的原理

  iPhone 6s发布前,有不少传言指出这次会搭载先前Macbook触控板、Apple Watch上使用的Force Touch技术。实际发表后,我们可以看到搭载的技术似乎比起Force Touch似乎更高明了一些。

  从苹果的相关宣传片中,可看到3D Touch看起来好像真的有压力感测,但实际上手机屏幕并不能做到真正的3D,最多只有长宽面积的感压变化,那么压力的感测是怎么来的?说来也很简单,那就是手指感压的面积。

  上图是苹果早前申请疑似屏幕压力识别专利技术的配图。专利报告显示,设备除了配备普通力传感器,还采用了温度补偿力传感器,由两个或两个以上的透明力敏 组件组成,力敏组件间形成兼容层。大概意思就是上图的512和522力敏感元件可以分别测量压力的变化,从而能识别三种不同级别的压力触控。

  另外,从苹果官方渲染图来看,iPhone 6s整块屏幕都覆盖了触摸的压力传感器。从图片来看,iPhone 6s屏幕下方总共有72个小区域的压力传感器,能准备识别屏幕各位置的屏幕按压力度。

  当你用力下压的时候,手指与屏幕的接触面积肯定比轻触时要大,手机就通过这种方式来辨识压力的大小。iPhone 6s上的感压识别度可分为3个等级,包括轻点、按压、强按压,也就是上面提到的Peek与Pop功能。当3D Touch运作的时候,流程大致上会是:屏幕感应手指接触、判断手指按压面积、压力感测元件将信号处理、CPU接收讯号并回馈反应、产生显示变化。

  3D Touch的构造

  在发布会上,可以知道iPhone 6s的机身相比上一代变厚了0.2毫米,探究其原因,除了部分归结于机身强化的因素,主要还在于3D Touch技术的加入导致了屏幕构造的改变。

  通过已有的部分拆解可知,iPhone 6s的屏幕依然采用的是JDI等日本厂商提供的incell屏幕,incell屏的触控层在cover glass之下,同时还要加上3D Touch的压力触控传感器,这也是导致了机身变厚的主要原因。

  此外,根据之前对搭载Force Touch技术的MAC的完全拆解,触控板上有四个压力传感器,分别位于触控的四方,而且还有一个由磁性材料组成的“回馈体系”。由磁性材料组成的“反馈 器”,它的作用是对用户按压时候,进行声音或震动的回馈,让用户的体验更立体的“真实感”。

  这与iPhone 6s上的多级振动反馈相似,苹果公司将这种反馈系统称之为Taptic Engine,Force Touch和3D Touch其实都基于苹果的Taptic引擎,但是不管你承不承认或者有没有意识到,3D Touch的确更优于Force Touch。可能未来Apple Watch和MacBook也将升级这一新的压力触摸屏幕。

  由于目前还没有针对iPhone 6s压力触控部分的逐件拆解,因此,如何精巧地将压力触控部分放置其中还不得而知。不过,由于技术与工艺的限制,目前尚无法做到非常轻薄,有其物理极限。不过,对于一般用户来说,0.2毫米的厚度变化几乎可以忽略不计。

  总结

  3D Touch技术的引入,将掀起新的触控革命,相信在未来,该技术将不断改进提升,丰富交互形式,更多的苹果产品也将引入这一技术。对于其他厂商来说,也必定会如当初Touch ID诞生后一样,加紧研发出类似的技术,不被苹果拉开更大差距。

关键字:苹果  Touch  技术

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2015/1010/article_44973.html
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