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盘点3D Touch上那些鲜为人知技术积淀

CNMO 【原创】 作者:马俊杰,杨辰 2016-02-25 05:30
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电容屏、电阻屏、电磁屏

盘点3D Touch上那些鲜为人知技术积淀
电容屏、电阻屏和电磁屏区别

  电容屏:通过覆盖在手机上的X-Y电极网格工作,通过比较所有电极的测量值,就可以准确定位手指的位置。具体来说,当手指靠近触控屏上电极时,人体电场、用户和触控屏表面形成了一个耦合电容,对于高频电流来说,电容是直接导体,手指接触屏幕吸走一个很小的电流。这个电流分别从触摸屏四角上的电极中流出,并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比,控制器通过对这四个电流比例的精确计算,得出触摸点的位置信息。

  电阻屏:采用两层镀有导电功能的ITO(铟锡氧化物)透明电阻膜,电阻膜本身具有一定的透明度与耐用性,两片ITO薄膜设有微粒支点,屏幕在未被压按时,两层ITO薄膜间有一定的空隙(绝缘层),处于未导电的状态。当操作者以指尖或笔尖压按屏幕时,压力将使外层的ITO薄膜内凹,因变形而使两层ITO薄膜接触导电,再通过侦测X轴、Y轴电压变化换算出对应的压力点,完成整个屏幕的触按处理机制。

  电磁屏:提到电磁屏,往往想起电磁笔和手写笔,然后就是S Pen,最后联想起三星Galaxy Note系列那块屏幕,三星在电容屏基础上再追加一块电磁屏,用于感应S Pen的书写,这就是为什么三星Note 5既能够使用手指进行触控操作,同时又能够使用S Pen进行书写操作的原因。和我们常见的电容屏或电阻屏不同,其基本原理是通过一支电磁笔发射电磁信号,和显示屏幕背后的电磁感应板进行交互,当电磁笔靠近触控屏时,触控屏后面的电磁感应板会感应到笔的电磁信号从而使电磁感应板下的感应线产生变化(磁通量发生变化),注意,和操作电阻屏时候,导体和屏幕需要直接接触不同,电磁笔和电磁感应板之间无须接触,通过电磁感应即可进行交互,这也是为什么在三星Note 5上,手指和S Pen能够无视覆盖在电容屏和电磁屏表面的大猩猩保护玻璃,分别操控这两层触控层面板。简而言之,电磁屏就是根据水平方向和垂直方向的天线阵列接收信号,通过磁通量的变化计算获得笔所在的X、Y坐标位置。顺带一提,比较知名的电磁笔供应商有Wacom,微软Surface Pro前两代平板都是采用他们家的手写笔。

盘点3D Touch上那些鲜为人知技术积淀
电磁屏和手写笔构造

  另一方面,如上图(右边)所示,电磁笔/手写笔在经过了这些年的演变,引入了“压感”的内容,能够模拟人执笔写字时候的真实用力大小,也就是线条之间可以根据执笔时候按压力度不同,产生粗细不同的现象,从刚开始的256级进化到如今的2048级,原笔迹输入、绘图等操作都能够在电磁屏和手写笔的协助下轻松完成。需要说明的是,这项功能其实是通过在电磁笔内部加装“压力传感器”完成的,当人执笔时侯额外对电磁笔(笔尖)施压,让手写笔内部“压力传感器”感受到压力之后,将数据传回手机/平板电脑的处理器,从而计算出对应的力度大小,最终在电磁屏上以粗细不同的线条客观反映出来。

盘点3D Touch上那些鲜为人知技术积淀
电磁笔和电容笔

  如上图所示,Surface Pro 3和三星Note 4标配的手写笔都是电磁笔,而底部那种经典的圆形橡胶头手写笔则是电容笔,至于电阻笔比较容易DIY,只要是坚硬一点的尖锐物体(不刺穿屏幕为前提)都能够充当电阻屏手写笔,例如闲置的钢笔和圆珠笔。


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