告别“一指禅”的触摸新技术

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“指指点点”是目前人们使用触摸屏的方式，多点触控技术的出现则让人们可以十指并用，掌控自如。

现在在手机、电脑及各种服务终端机上使用的触摸屏幕技术，基本上都是单点触控技术，只能用一个手指来操作。这种触摸屏幕只能响应一个触点，操作起来十分死板。多点触控技术(Multi-Touch)则打破了这个僵局，让双手自由操控触屏成为可能。

原理解析

图1 Jefferson Y Han演示多点触控技术

在2006年的Siggraph大会上，纽约大学的Jefferson Y Han教授向众人演示了他的最新成果，其领导研发的新型触摸屏可由双手同时操作,并且支持多人同时操作。利用该技术，Jefferson Y Han在36英寸×27英寸大小的屏幕上，同时利用多只手指(姆指似乎还无法感应到)，在屏幕上画出了好几根线条。与普通的触摸屏技术所不同的是，它同时可以有多个触摸热点得到响应，而且响应时间非常短――小于0.1秒。

图2 受抑内全反射技术原理

多点触控技术的核心是FTIR(Frustrated Total Internal Reflection)，即受抑内全反射技术。如图2所示，由LED(发光二极管)发出的光束从触摸屏截面照向屏幕的表面后，将产生反射。如果屏幕表层是空气，当入射光的角度满足一定条件时，光就会在屏幕表面完全反射。但是如果有个折射率比较高的物质(例如手指)压住丙烯酸材料面板，屏幕表面全反射的条件就会被打破，部分光束透过表面，投射到手指表面。凹凸不平的手指表面导致光束产生散射(漫反射)，散射光透过触摸屏后到达光电传感器，光电传感器将光信号转变为电信号，系统由此获得相应的触摸信息。

由于多个触点同时响应，新型触摸屏充分释放了人手的控制潜力。不再像鼠标那样，一只手仅能够操作一个点，而多点触控技术是一种具有高度自由性的真正的多点控制界面。

微软:Surface电脑

今年5月，《华尔街日报》的“D:All Things Digital”会议上，微软演示了一种Surface Computing(表面计算)技术，并由此组建了一个Surface平台，无需鼠标和键盘，只用双手和触摸屏，就能即时、交互地轻松管理自己的数字内容。

图3 Surface电脑

所谓Surface平台，就是一个表面安装了30英寸大小显示器的工作台，该显示器的分辨率为1024×768，刷新率为60Hz。内部硬件包括3GHz的Pentium 4处理器、2GB内存、一个标准桌面独立显卡、电源、立体声扬声器、红外照明灯等。成像部分则由五个重叠的摄像头和一个短焦广角DLP投影仪组成，镜头距离桌面大概半米。

该工作台可以直观地显示各种数字内容，用户只需伸出手指，就能轻松浏览各种图片、音乐、视频文件。该工作台可以接收多个触摸输入信号，支持多人同时操作，最多可以十几个人一起分享。

如果是在餐馆，一旦有了这样的Surface，就餐者再也不需要拿着菜单翻来翻去，轻轻一点就能得到想要的饭菜或饮料。

Surface电脑除了使用多点触控技术外，在其他方面还有所扩展。例如，Surface可以读取条形码，从而提供更多信息，用户只要把酒瓶放在桌子上，就能得到产地等各种相关信息。

微软CEO鲍尔默表示：“有了Surface，人们就可以借助更直观的方式与科技进行交互。这将是一个价值数十亿美元的新领域。我们可以想象，在不久的将来，平面计算技术将普遍深入人们的生活，从桌面到走廊无处不在。Surface是实现这一梦想的第一步。”

苹果:iPhone

今年1月10日，苹果公司总裁兼CEO史蒂夫・乔布斯隆重推出了苹果公司的第一款手机产品iPhone。1984年，正是史蒂夫・乔布斯偏执狂地坚持用鼠标代替部分键盘的功能，才使得鼠标在电脑与人的沟通中扮演重要的角色。

当下流行的智能手机，都被认为不够人性化。因为，这些手机的用户界面40%被键盘占据，且控制按钮固定不变。如果把这些键盘取消，就可以得到一个巨大的屏幕。因此，iPhone最具有革命性意义的仍是用户界面。

其实用触摸屏和手写笔取代键盘在手机界，尤其是PDA手机领域已经不是新鲜事了，但乔布斯认为“谁也不喜欢用手写笔”。他的解决方案是，用手指取替一切。苹果公司专为iPhone开发出利用触摸屏进行操作的多点触控用户界面：用手指在屏幕上轻轻一点，就可进入特定菜单；在手机画面上一直移动手指，可以滚动图片或点中音乐的多个图标；可以同时用两个手指操作，用来缩放画面。除了这些基本控制外，iPhone还拥有智能输入键盘，它集成了QWERTY虚拟键盘，通过点击多触点的屏幕输入。这款QWERTY虚拟键盘可以让用户轻松应付多信息的接收、发送。由于采用了这种触摸键盘，有效地防止了其他智能手机QWERTY键盘按键误碰的错误。

图4 苹果推出的无键盘手机iPhone

除了用手指“完全接触”输入指令和信息外， iPhone还装有3种传感器，可检测机身的加速度、手机与使用者头部的接近过程以及周围的光线。这些功能都应用在用户界面中。例如，在用户打电话将手机靠近耳边时，显示器上的显示内容就会自动消失，在减少了耗电量的同时，还可防止出现因使用者面部接触触摸屏而造成的错误输入。用户界面中还有自动判断屏幕方向的功能。乔布斯在演示相册功能时，无论手机是竖放还是横放，iPhone都能自动调节用户界面，使画面迅速调整到正向位置，方便用户观看。

多点触控的出现是鼠标出现后用户控制界面的又一次全新升级，这种全新的用户界面通过创新的软件支持和超大的多点触控屏幕，能够通过手指轻松控制一切：通过Cover Flow滑动选择专辑，手指点击图片和E-mail，任意缩放网页局部。通过多点触控技术，iPhone可以如此简单地控制一切操作。

长久以来，人们一直只习惯用鼠标来操控电脑画面，这导致多点触控技术无法在科技产品中获得完整的运用。在理论上，利用手指直接在屏幕上进行操作远比使用鼠标要来得更为精确。虽然这会让使用者耗费更多的动作及体力，却能够在操控过程中获得更多的乐趣。另外，目前有许许多多的3D影像或者是影像处理软件接口，在操控的过程中设计过于复杂，必须要搭配鼠标及键盘一并使用，甚至许多操作方式也依赖直觉及经验，才能获得最佳的操控方式。因此，多点触控技术，有望取代目前所使用的键盘、鼠标，将进一步体现出人性化操控接口的未来趋势。

链 接:Jefferson Y Han其他研究项目

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