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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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单点触控和多点触控

  在第一代iPhone诞生之前,多点触控技术其实早已存在,但是在当时没有运用到消费类电子产品中,是乔帮主和拥有这项生产技术的LCD厂商沟通成功,获得产能空档,从而能够让其搭载在小尺寸的、玻璃材质的iPhone屏幕上。从那个时候开始,电容触控屏幕和多点触控技术被广泛引入到智能手机领域,有一个小小误区,很多伙伴认为电阻屏是单点触控的,电容屏是多点触控的,有的电阻屏也能够实现多点触控,有的电容屏只能够实现单点触控。

盘点3D Touch上那些鲜为人知技术积淀
自电容和互电容特性对比

  电容屏根据使用的电容类别不同可以分为自电容屏和互电容屏,只有互电容屏才能实现多点触控。如上图所示,自电容优势在于感应距离能够长达20mm,手指可以近距离悬空操作屏幕,缺点就是无法实现多点触控。相反,互电容虽然无法实现悬浮触控那种科幻用户体验,但是却能够实现多点触控。这两种电容其实是能够同时运用在手机上面的触控屏的,从而兼顾悬浮触控和多点触控技术,下文将会举例。现在先来分享一下两种电容屏幕的技术原理。

盘点3D Touch上那些鲜为人知技术积淀
自电容和互电容结构对比

  如上图所示,自电容屏幕的单个电容器体积相对更大,进行触控感应时候,手指一般是一整行和一整列地选中整个电容器,反观互电容屏幕,更像上述提及的电阻屏,手指选中电容屏时候仅仅选中某条X轴和某条Y轴的交汇点(单个电容器),而不会一整列或者一整行地选择,换句话说,还是上面这张图,相同面积下 ,左边的自电容屏能够容纳8个电容器(4个纵向,4个横向排列),右边的互电容屏则需要容纳16个电容器,是自电容屏2倍,也就是每一个X轴和Y轴交叉的位置代表一个电容器。

  只要是电子元件,无论是以前小编的文章中提及过的屏幕像素还是摄像头感光粒子,都会存在互相干扰的问题,彼此之间的空隙不够大,这种干扰现象越发明显。类比到触控屏上,互电容屏由于电容器彼此之间距离不够大,导致电容器体积不能够做到像自电容那么大,最终电容器的电场会减弱,信号强度不高,探测指尖位置的能力也下降,这也是为什么当手指在互电容屏上悬浮时候,电容器无法感应到微弱的之间触控信号。

  相比之下,单个电容器体积更大的自电容屏,具有更强的电场和信号强度,除了在手指定位时候会以一整行和一整列方式选中电容器,还能够实现悬浮触控功能,信号够强,指尖能够在不触摸屏幕的情况下依然被电容器识别到。从而引出下文我们提及到的“鬼影问题”。

  互电容能够通过X和Y轴的交汇处唯一地确认手指的位置,当两根手指同时触控在屏幕上,两个点是唯一的,并不会出现歧义,自电容屏则不同。我们举个例子,如下图所示,两根手指同时触控在屏幕时候,手指A选定了X1和Y0两列,手指B选定了X3和Y2两列,单独看,好像和互电容屏并没有什么区别。我们尝试一下将两张图重叠在一起。

盘点3D Touch上那些鲜为人知技术积淀
什么是“鬼影节点”

  重叠之后,如上图所示,我们发现四条线段除了选中了两个正确的节点(红色圆圈区域)以外,还选中了两个“鬼影节点”(蓝色矩形区域),最终系统就会判断错误,用户究竟选中了哪两个点?明明只有两根手指,为什么存在着四个电流变化的节点,这就是自电容无法实现多点触控的原因。同理可得,自电容能够实现的悬浮触控也只能够存在在单点触控的范畴,多点触控是无法同时实现悬浮触控的。


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