蘋果Apple iPad的推出,繼iPhone引發(fā)的觸控熱潮后,又掀起消費性電子產品一波整合觸控操作的潮流,雖然觸控技術已推出許多年,相關應用同時早已趨向成熟,但商品化的動作在Apple iPad推出前多數仍采行電阻式單點觸控低成本解決方案為主,對中/大屏幕的多點觸控應用,市場較少有如iPad般進行高度整合。
而Apple iPad雖然也屬于高價的智能型行動電話的延伸平臺,但其攣生產品iPhone/iPod Touch,亦采用相同的觸控技術設計,豐富有趣的操控體驗,已證明其擴展觸控應用的更多可能性。觀察Apple iPad的成功經驗可以發(fā)現,就消費性電子產品而言,將操作者的繁復操控、應用動作,轉換成更為直觀、簡便、且可易于記憶反覆操作執(zhí)行的體驗。
觸控屏幕整合 使用者界面設計再升級
消費性電子產品,在使用者界面(User interface)設計方面,在開發(fā)階段可能需同時考量用戶的視覺、觸覺,使用者界面在設計階段的概念,除將建構重心擺在建構幾個關鍵感官(視、聽、觸覺)的彼此互動與滿足真實環(huán)境體驗的效果,而最重要的是,還要考量使用者需求與消費性電子產品處理效率與系統(tǒng)負荷的運作極限。
傳統(tǒng)的設計方式,常見的消費性電子產品,例如MP3或是行動電話,音量調整功能多半采獨立按鍵設計,用戶可能需透過按鍵進行控制后,再利用樣本檔案試聽、體驗,若操作條件改由觸控式屏幕搭配操作效果則大幅改觀,操作者透過視覺化音量滑桿觸按拉移,滿足觸覺、視覺甚至是搭配聽覺完成操作應用。
觸控技術的整合設計中,也嘗試透過屏幕顯示訊息滿足虛擬視覺鍵盤、音量旋鈕、功能開關、操作滑桿。。.等應用模式,進而取代實體按鍵、滾輪或是滑桿。。.等硬件開關、按鍵設計,整合更繁復的單擊(Click)和滾動(Scroll)操作特性,即觸控屏幕的整合優(yōu)勢。即便觸控技術最早可追溯到70年代,但觸控技術被大量應用,也是在近年才逐漸呈現一波市場需求高峰,不只是觸控技術推陳出新,連同硬件、零組件、解決方案都與觸控技術息息相關。
目前發(fā)展中或相對成熟的觸控技術,已有超過10余種以上,但成功導入應用且大量投產的技術類別,僅有最成熟的電阻式觸控,與近年熱門的表面電容式(Surface Capacitive Touch Panel;SCT)技術、投射電容式(Projected Capacitive Touch Panel;PCT)、聲波感應、光學、紅外線式、電磁感應。。.等觸控技術。
電阻式觸控面板改善元件表現 技術優(yōu)勢不輸電容式產品
電阻式觸控技術因結構相對較單純,面板元件具備大量生產優(yōu)勢,至今在市占率與成本表現具備相對優(yōu)勢,而表面電容因先前受限專利限制,成本也比較高,其市占率仍比不上電阻式觸控技術。近年表面電容式觸控技術逐漸有部份專利限制相繼釋出,光學玻璃的處理技術進展快速,量產與制作成本方面有機會與電阻式一較高下,而投射式電容觸控技術因可實踐熱門的多點觸控(Multi-Touch)應用,市場關注度度較高,吸引許多業(yè)者參與投入研發(fā)與生產。
但觸控面板的直覺體驗,透過視覺即會產生明顯差距,因為面板的光學表現很明顯會左/右的視覺觀感,而一般電阻式觸控面板,因結構多采ITO方式架構,面板的透光率相較電容式觸控面板呈現較差的顯示效果,以一般電阻式觸控面板觀察,A級的產品可以達到超過80%(film/glass)的透光率,但若今天比較的是電容式觸控面板,這類面板的透光水平至少都有接近90%(film/glass)透光率的表現。
即便電阻式的透光率因結構而受限,實際上電阻式觸控面板在透光率的改善已有大幅改善!例如,電阻式觸控面板的結構,以往光學與耐用度可能會較電容式觸控產品遜色,但經過材料、制程改善,及新結構整合面板觸控偵測機制,內部采ITO PET材料,并整合奈米碳管(Nano Carbon Tube)和導電多分子(Conductive Polymer)新概念,讓電阻式觸控面板在可視性與耐用度表現亦可相對提升。
成熟的單點觸控技術 適合小尺寸屏幕應用
早期單點觸控屏幕大量應用于POS(Point Of Sale)服務器或是工廠自動化管理的系統(tǒng)中央控制面板的設計應用中,而單點觸控屏幕的應用功能,其發(fā)展也是逐漸由簡化不斷朝繁復設計,而最早期的產品大多僅能支持最簡單的操控,例如,單指觸按控屏幕的一點,實現模擬鼠標的操控反應,操作過程亦無法感測額外的觸點。
而在比較低階或早期的ATM或Kiosk公用信息站應用,多采取以非觸控屏幕再搭配屏幕周邊的實體按鍵整合,為簡易型的觸控解決方案,在整合視覺和觸覺的人機界面設計要求中,亦能達到觸控操控機制達到的基本操作效能。
單點觸控并非在多點觸控應用日趨熱門后、就顯得毫無應用價值,以單點觸控的操作機制來說,不管是采電阻式屏幕,或是電容式觸控技術,甚或直接搭配機械按鈕實現使用者界面,其簡化操作的效用都已經被充分發(fā)揮,現在常見的手機、遙控器、計算機、家電、微波爐都大量整合單鍵觸控設計,以簡化設備的操控復雜度,或大量減少實體按鍵設置,進而達到簡化操作與延長裝置操作壽命之目的,因此,單點觸控仍是相當具有市場價值的成熟技術。
多點觸控技術 辨識多元觸按識別方式
目前用量仍相當大的電阻式觸控技術(單點式)與單點觸控屏幕設計,也有其應用整合限制,例如,觸控動作的觸發(fā)機制,是由屏幕本身的實體被動性動作所觸發(fā),經長時間反覆使用,容易讓觸控面板出現局部觸按元件老化,甚至造成誤動作。這個現象尤其會發(fā)生在界面較固定的操作應用模式環(huán)境,多數人都會點按的區(qū)塊,若采電阻式單點觸控這類單點觸控式屏幕,這些位置的觸按區(qū)塊就容易出現觸按反應不良現象,甚至誤動作產生。
至于僅支持單點觸控的電阻式觸控屏幕,也必須面對零件的正常耗損與零組件老化。。.等問題,性能的差異尤其會隨使用場合的溫度、濕度環(huán)境特性而會有加劇、加速老化的現象,其次是單點式觸控技術的電阻觸控技術,若僅支持單點觸控感應,這代表用戶每次只能采用單一只手指頭在屏幕特定區(qū)塊進行簡單的動作操作,這讓使用者與計算機間的溝通邏輯會因此趨向過于簡化,自然無法衍生更繁復操控要求。
觀察Apple iPad的整合概念,其在中尺寸屏幕畫面中,可利用多指動作進行系統(tǒng)指令操作,例如檢視圖片的放大、縮小,或針對電子書瀏覽過程進行翻頁、加入書簽與放大/縮小等操作,或在軟件虛擬鍵盤上頻繁輸入文字,或操作如實體鍵盤的組合鍵輸入。而這類多點觸控的整合案例,并非Apple iPad所專用,而多觸點的設計實踐方式不見得僅能透過電容式觸控技術才能實作,觀察現有的多點觸控解決方案,甚至電阻式、光學式都已有相當成熟的多點觸控偵測解決方案推出。
在實際的量產產品中,現在已經有相當多的多點觸控設計產品,亦有設計觀念前衛(wèi)的消費性電子業(yè)者紛紛導入多點觸控設計,例如,Android平臺的智能型手機/MID、Blackberry智能型手機,甚至hp touchsmart個人計算機與蘋果的MacBook筆記型計算機系列產品,都能看得到這類多點觸控的操作概念設計。
呼應務實應用設計 觸控技術并非越多觸點越好
觸控技術乍聽之下,似乎是偵測點越多越好?而讓視覺感受與觸覺操作呈現一致體驗,似乎也是顯得相當簡單設計?其實,實際上建構觸控操控的人機界面平臺,所要考量的重點并非追逐元件的極致,而是整合操控后的實用性與實際上機的正向操控體驗,例如,觸點越多雖然代表一定程度的可讓系統(tǒng)理解操控者操作意圖的一項指標,但實際上當觸點信息過多,系統(tǒng)本身也要花費運算效能處理各觸點的彼此關系與對應反饋操作,當觸點回饋資料超過系統(tǒng)負荷而造成反饋的系統(tǒng)對應操作出現延遲,這就失去整合觸控人機界面的目的。
觸控的操控模式,可讓用戶直接透過手指與操作系統(tǒng)、應用程序進行溝通/互動,操控的關鍵均掌握在用戶的手指頭,而觸控并不見得要成為唯一的操作模式,消費性電子產品仍可視產品架構規(guī)劃設置外接鼠標或是TouchPad觸控板,甚至設置輔助性的實體按鍵/鍵盤,而在實際的操作方面,多點觸控的多觸點追蹤偵測,可精密檢視手指觸點的手勢動作,這時若搭配系統(tǒng)預設的手勢動作而應對對應系統(tǒng)執(zhí)行指令,那透過獨特動作或手勢的觸控屏幕操控邏輯,也可更進一步強化觸控操控人性化操作的目的。
整合觸控設計的消費性電子產品,最直接的效益就是設備的構型、占用空間可以得到更進一步縮減的效益,尤其是行動裝置產品,因為產品表面可設置實體按鍵的空間相當有限,加上消費性電子產品「大屏幕」趨勢使然,讓設備可設置按鍵的空間相對更小了,反而可以透過屏幕虛擬的觸按按鍵,創(chuàng)造無限多個虛擬開關與對應功能。
為了達到視覺、觸覺的一致性體驗,其實在大量觸點與運算效能要取得相當程度的平衡度,而目前在觸控面板傳回的多觸點觸發(fā)原始資料,大多可透過利用SoC整合的觸控IC,預先在元件端就將多觸點偵測感應可能發(fā)生的誤動作、不正常雜訊、非理性的的觸按信息事先篩選,讓系統(tǒng)端取得的動態(tài)觸點資料更為精準,甚至可避免耗用系統(tǒng)資源輔助計算,也可藉此讓操作反饋效益更能達到觸控人機界面系統(tǒng)架構所期待的即時觸按操控體驗。
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文章來源:OFweek電子工程網