当触控屏幕技术如何将使用者复杂控制动作转变

触控屏幕技术：如何将使用者复杂控制动作转变为直观、便捷且可生产的体验

就电子产品，特别是消费性产品而言，如何将使用者复杂的控制动作转变为直观、便捷且可生产的体验，是用户接口设计面临的终极挑战。用户接口设计一方面要考虑到用户视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉等五种感官的需求，另一方面还要考虑到用户需求对组件或系统的影响。目前市场上推出的大部份产品虽然有效，但主要都是将用户的视觉和触觉分开来处理。从计算机键盘、键盘、MP3播放器、家用电器甚至电视遥控器等上面的简单按钮或具有监测控制精度高、计量准确、控制方案设计公道的特点按键，到音量调节滑条、滚轮和追踪板等更高阶的单击和滚动特性，输出位置（即是用户的输入或操控动作的结果与用户的输入位置截然不同。而致力于让输入和输出，即视觉和触觉完全达到一致，正是触控屏幕的基本优势所在。

乍听之下，让视觉和触觉一致相当简单，但实际上却是一场意义深远的技术突破，因为，它将彻底改变用户与电子产品互动的方式，因此，有人将此称为用户接口革命。触控屏幕的透明特性允许用户直接‘触控’显示屏幕上的不同内容，人们惊叹于这样的用户接口设计。因为用户再也不用寻找电子设备的按钮，如计算机鼠标或键盘甚至上的拨号按键，而是直接与固化在设备‘大脑’（即其操作系统）中的应用进行互动。这是一场革命性的变化，这种操控方式可让用户直接操作强大的操作系统和应用程序，一切都掌握在使用者的指尖。当然，我们能在计算机屏幕上使用鼠标和追踪板存取应用程序，不过这种操控不是直接触控显示屏幕，不能让用户与屏幕及内嵌的应用融为一体。实际上，我们能通过我们所能想象出来的各种动作或手势来使用触控屏幕，让显示屏幕变得鲜活生动，只要视线所及，都能简单地通过触控进行互动。目前触控屏幕主要分为三大类：单点触控；多点触控识别手指方向；多点触控识别手指位置。

单点触控屏幕

触控屏幕的功能发展由简到繁，最初的产品只支持最简单的操控[LU4]，即单一手指触控屏幕上的一点来实现操控。如超商的POS终端机，或机场check-in终端。过去，我们只能通过屏幕外围的机械按钮进行操控，而单点触控屏幕在此基础上实现了用户接口的一大进步。机械和新型电容式触控感应按钮充斥在家庭、办公室及所有应用场合，如、家用、遥控器、电视、计算机及其各种外围设备、游戏机、电冰箱、微波炉、烤箱、无线电和空调等汽车电子控制设备等。而现在，如图1所示的单点触控屏幕在显示屏幕上直接整合了用户控制接口，因此再也不需要传统的机械按钮了。

这种屏幕为用户接口带来两大优势，一是设备设计空间得到优化，特别有利于小型设备，因其能在同一区域内同时‘安装’屏幕和按钮；二是由于按钮能整合在操作系统中的任何一种应用程序中，所以设备使用的‘按钮’可以达到无限多个。上述功能主要设立在电阻式触控屏幕技术基础之上，在消费电子产品、机场自动贩卖机、POS终端和车载GPS系统等各种应用中，都获得了广泛应用。

多点触控屏幕──识别手指方向

尽管单点触控屏幕和电阻式触控屏幕都是革命性技术，但仍有两大缺点，一是电阻式技术依赖于触控屏幕的实体运动[LU5]，尽管影响[LU6]不大，但经过正常的磨损老化后，性能就会下降；二是这种技术只支持单点触控，即一次只能用一个手指在屏幕的某个区域做单一动作。为何使用者与设备的互动只能局限于一根手指呢？苹果公司为用户接口革命做出了不可估量的贡献，其推出的iPhone采用了感应电容式触控屏幕。即使在智能等小型化设备中，要想充分发挥应用和操作系统的功能，也需要多个手指才能实现最佳的可用性。在iPhone问世后，使用者现在已经很难设想过去是如何在不支持两个手指的手势动作情况下，完成如图2所示的照片缩放，以及相册、页视图方位改变等相关作业。

其他技术革新者也在多种设备系统上继续沿用这种多点触控技术，其中包括Google G-1和Blackberry Storm智能、MacBook Pro和惠普touchsmart桌面计算机和笔记本电脑、可携式媒体播放器以及其他多种应用等。现在，使用者又有了新的期待，希望进一步改善用户与其电子产品的互动方式，各种电子产品也纷纷实现用户的这种新要求。

多点触控屏幕──识别手指位置

与单点触控屏幕一样，识别手指方向的多点触控屏幕也存在着局限，即该技术能在屏幕上同时识别的作业点数量有限。为何一次只能识别两个作业点呢？使用者的两只手有十个手指，当使用者之间彼此互动时，屏幕上会出现更多的手指。这就是识别手指位置的多点触控概念的由来，它可以实现两个手指以上的操控。

Cypress将此技术称为‘多点触控全区输入’，它进一步提升了触控屏幕可靠的可用性，能满足多种特性丰富的应用需求。可靠性是指我们能以最高精确度撷取屏幕上所有触点的原始数据，尽可能减少屏幕触点定位不全市化工园区(含监测点)外的化工生产企业总量准所带来的混乱问题。可用性是指众多功能强大的应用，都可在不同大小的屏幕上受益于双手或两个手指以是建设现代化经济体系的的战略支持上的屏幕操控能力。3D互动游戏、键盘输入和地图作业等都是使用这种触控屏幕功能的目标应用。

现在，多点触控全区输入技术已经为设备和系统OEM厂商提供了所有触控数据，可协助他们开发下一代新型实用的技术。

Cypress半导体公司推出的True Touch触控屏幕解决方案就是多点触控全区输入的一个应用实例。True Touch采用了Cypress PSoC可编程芯片上系统架构，该架构整合了具有可编程模拟和数字模块的8位微控制器，实现了灵活性和可配置性。True Touch解决方案的感应式电容触控屏幕控制器能扩展支持各种尺寸的屏幕，可灵活支持单点触控、识别手指方向的多点触控和识别手指位置的多点触控技术。True Touch可高度整合外部组件，能与各种触控屏幕传感器或LCD显示屏幕协同工作。灵活的PSoC架构随着我国科学技术的进步使设计人员能够在产品设计最后阶段方便地进行修改，而这是其他触控屏幕产品无法做到的。