从iPhone搭载的3D Touch,来了解压力感测的用途是什么?

 
"从iPhone 6S之后所搭载的3D Touch,可能很多人到现在都还没使用过,3D Touch是让你单用触控力道的大小,就能操作更多的功能。本篇文章将深入解说3D Touch以及压力感测技术是什么,提供给对技术有兴趣的朋友参考~"
  早在iPhone 6s系列发表前,就有不少传言指出这次会搭载压力感测技术,也就是先前Macbook触控板、Apple Watch上使用的Force Touch技术。实际发表后,我们可以看到搭载的技术比起Force Touch似乎更高明了一些。 3D Touch让操作进入新的领域,单用触控就能获得更多的操作变化。

3阶段压力感测

从先前苹果的展示影片,可看到3D Touch看起来好像真的有压力感测,但实际上手机萤幕并无法做到真正的3D,最多只有长宽面积的感压变化,那么深度的感测是怎么来的?说来也很简单,那就是手指感压的面积。 当你大力下压的时候,手指与萤幕的接触面积肯定比轻触还要大,手机就透过这种方式来辨识感压的深度。 iPhone 6s上的感压深度可分为3个等级,包括轻点、按压、强按压,苹果将其称为Peek与Pop功能。当3D Touch运作的时候,流程大致上会是:萤幕感应手指接触、判断手指按压面积、压力感测元件将讯号处理、CPU接收讯号并回馈反应、产生显示变化。 萤幕下有压力感测元件,靠的是辨识手指的接触面积,当接触面积变大自然就是压力增加。 简而言之,所有流程可分为3个大区块,包括:触控、辨识触控压力、回馈反应。在发表会中,苹果也说明了这次使用的电子元件Force Touch Sensors,用于分析辨识感压力道。且根据先前的报导,为了将这些感压元件放入手机内,也让手机变厚变重。 对于Macbook这类笔电,甚至是平板来说,这些感压元件的体积并不算大。但对于寸土寸金的手机来说,变厚变重就是无可避免的情况。未来可将部分感压元件内嵌于萤幕内,可缩减部分空间,达到手机瘦身的目的。 以Macbook的触控板来,最上端是触控板,底下则是震动回馈元件,以及压力感测元件。 Macbook内有4个压力感测元件,iPhone 6s内有多少个,还得等勇者拆机才知道。 精巧的感压萤幕 以目前已知的讯息来说,iPhone 6s系列仍使用JDI等日商的Incell萤幕,要加入3D Touch的感应层,萤幕设计需要非常精细。外传苹果可能是导入奈米银Ag Nanowire技术,能让萤幕厚度降低,且感应更加精确灵敏。根据先前苹果的专利图,他们将ITO的VCOM层切割成平行线,就是为了压力感测。 在Macbook的压力感测触控板上,有着4个压力感测器,iPhone 6s上有多少压力感测目前仍不确定,得要拆机过后才能了解。且为了强化使用者体验,Macbook上的触控板还有个回馈力道的回馈系统,让感压更具真实感,未来在iPhone上也能看到类似的设计。 3D Touch能怎么用?当你用不同的手指压力,UI会随之变化。 以超连结来说,轻点会显示出网页预览图,大力压下就会用Safari另开网页。 除此之外,多工介面、绘画都能套用压力感测,未来我们能在更多App上看到不同的应用方式。

压力触控非苹果独有

看到这你或许会问萤幕压力感测是苹果独家专利吗?事实上并非如此,多年前美国Z-origin就曾推出过Z-Touch,不仅如此,微软、黑莓等厂商也有应用压力感测在自家产品上。但或许是使用者体验不如预期,没有造成太大的回响。 此外,华为不久前在Mate S上也加入压力感测,因此苹果并非第一个采用这设计的厂商。但众所皆知苹果的影响力相当大,先前推出指纹辨识的Tiuch ID,后来也不少厂商跟进。这次萤幕增加压力感测,可预期又会有一票手机打着我也有压力感测做为卖点。 至于在技术层面,老美的IMMERSION等公司,已经在触觉互动领域上拥有大量经验与技术专利,像是振动回馈等技术。而不少公司与技术内,都可见到中国投资的影子。

人机互动的触觉时代

在iPhone 6s系列上,我们可以看到触觉互动的雏形,但多数仅止于软体层面的回馈。目前硬体触觉互动仅止于人对机器,机器鲜少回馈反应给用户,最多有个震动罢了。有趣的是,日本DOCOMO多年前为了年长者,设计了具备震动回馈的手机,按压萤幕时会有类似键盘的触感。相似的产品,日本松下、南韩PANTECH也曾推出过震动回馈平板。 日本曾推出触控回馈的老人机KARU-KARU,但当时这领域并未受到重视。 这些产品都可说是触觉互动的先驱,然而这领域最大的难题是如何营造出细腻的震动回馈触感。目前大多使用触觉震动回馈零件,多数是相当精密的震动马达,与现有的偏转震动马达、直线震动马达相比能模拟更多细致的震动反应。 iPhone 6S系列内使用的精密马达,相较于传统马达,可模拟更多且更细腻的震动回馈。 然而这些零组件的体积比起过往马达更大,对于平板、笔电来说或许没问题,但手机可就不是这么好挪出空间。此外,新马达的功耗表现也高于传统设计,若每次触控都要回馈震动,对于电池的负担也就更高,严重会影响手机的续航力。 触觉互动可能是近几年比较热门的人机介面领域,但现阶段还有许多软硬体问题需要克服。但至少有了苹果等厂商起了头,或许我们也不需要等这么久,就能体验到与过往僵硬死板完全不同的手机体验。   Follow 我们的Page,每天追踪科技新闻! 想看更多英文版文章吗? 点我进去~

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