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公司 2011-1-17 09:26

【专访】感受 TeslaTouch——真正的力反馈屏幕

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今天的智能手机已经全面触屏化,在呈现更丰富内容的同时也剥夺了实体按键的反馈。各平台都通过视觉反馈和声音反馈进行弥补,比如你按下软键盘之后按钮会变色并发出声音 ,有些平台还会通过机内的马达发出震动反馈。

不过这些方法都有局限性:视觉反馈需要我们将视线集中在屏幕上;声音反馈在嘈杂的环境下听不见、在安静的环境下会影响别人;震动反馈会发出噪音而且耗电。

今年 CES 展出的 TeslaTouch 技术似乎有希望解决这个问题,为触屏提供类似实体按键的触感——而且远远不止于此。TeslaTouch 技术基于电震动(Electrovibration)原理(相关论文链接),运行中产生的周期静电会在接触过程中给手指推力。简单说就是带来一种触摸实物的错觉。

现场体验

我在拉斯维加斯 Hard Rock 酒店三楼见到了 TeslaTouch 团队的 Ivan Poupyrev 博士。这次他带来的原型机由在 ebay 上就能买到的普通屏幕改装而成,所以体积稍显庞大。首先是现场所拍视频:

相比传统的手机震动反馈,TeslaTouch 在噪音方面的优势很明显。现场是爱范儿的专访,整个房间里安静得可以听到呼吸声。就在这样的环境下,我都听不到任何来自触屏的声音。在近一个小时的专访中,我只听到一次高频状态下的轻响,有些类似毛衣摩擦的静电声,不过微小到几乎可以忽略,应该在平常生活中很容易就被环境噪音掩盖过去。

我自己也上手感受了这台原型机。Poupyrev 博士让我从简单的黑白条图案起,分辨黑色和白色条状图案的差别。

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黑色条比白色条有明显更加强烈的电震动,手指划动时就像滑过竹席一样有阶梯感,黑色条摸上去有一种“突出”的感觉。黑白条的图案密度可以调整,随着密度的增大,图案的触感就像木板一样起伏不平。

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接下来是感受不同质量,拖动上图三个砝码时,我感受到的不是阻力而是不同强度的震动。刚触碰的感觉很像在一些 Android 手机上采用的传统震动器,震动感扎实、持续而且高密度。随着拖动砝码的动作,三个砝码拖动的感觉同样光滑,但是震动强度不同让人觉得所需要拖动的力道有大小之分。

Poupyrev 博士进一步解释说,这在用户操作界面上可以应用与文件的拖动操作。例如一个比较大的文件在被拖动时就会觉得比一个小文件“重”很多。

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玻璃杯演示里,TeslaTouch 很好的表现了一种非常平滑且均匀的微弱震动感,不过比起玻璃杯略带阻力的表面,这个演示给我的感觉更像是一个上了釉的陶瓷杯。

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这张结满冰花的窗子是整个试玩中让我觉得最接近真实触感的一次演示。手指触在屏幕上时就能感觉的冰花那种有些粗糙不平整的触感。随着手指来回擦动,冰花被擦去些许,手指触及变得稍微平顺。再来回几下完全擦去时,触感又变得像玻璃一样光滑和流畅。

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在这张演示图上,分别有石子路、木板路、公路及沙漠四种不同的触觉体验。随着手指控制的小车来回穿越不同的表面,右下角的木板路就像演示最开始的黑白条图案一样,有很明显的阶梯感,木板一条一条地突起“打”在我的手指上,很像划过竹席的感觉。

左下角的沥青公路阻力稍大,震动强度稍微提高,但是仍然觉得光滑。当到左上角的沙子部分时,手指就感受到明显的粗糙不平。再行进至右上角的石子路时,粗糙的感觉更加明显,不过比起石子路,实际体验还有些像更加粗糙的沙子。

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最后的展示是一个简单的绘图工具程序。在这个应用中,我的手指拖放四边形的一个点,经过网格的节点时拖动的点会发生震动提醒我。比起大多数程序中仅仅用视觉上的“啪嗒”回弹感让用户感知点的摆放,手指的实际触感更加明显也更加生动。这对于触屏来说更有意义,因为手指在绘图时会挡住画面,现在的震动提醒会是一个很好的补充。

在展示中有几次震动并不太成功,不过应该是由于软件自身还不成熟。现场我体验到的所有触感都可以根据不同的特性和要求调整,在投向市场的未来会开放应用让厂商自己配置独特的触感。

背景

Ivan Poupyrev(下图右)是迪斯尼研究中心匹兹堡实验室的资深科学家。在广岛大学拿到计算机博士学位的 Poupyrev 博士,已经先后完成了 12 pixelsLumen 等人机互动领域的项目。这次他带来的 TeslaTouch 原型机是在迪斯尼研究中心期间研发的,研发团队中除了 Poupyrev 博士还有 Olivier Bau,Ali Israr 和 Chris Harrison。目前他们正在努力将这项技术商业化,并成立独立的公司来进行相关运作,迪斯尼研究中心的驻留企业家 Roberto Aiello(下图左)也在积极地帮助他们。

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原型机所有使用的部件都不是专门订制的,外壳是由卡内基梅隆大学设计学院设计,由专门的快速原型机制作公司制作。触觉反馈部分由半块信用卡大小的特制电路板驱动。TeslaTouch 公司希望正式投产是整个电路板可以被浓缩为一小块芯片。

前景与挑战

对于一些特种设备来说,TeslaTouch 技术的意义更加重大。比如盲人可以直接用手摸 TeslaTouch 屏幕“看”书,用手“看”插画和图表,这些是目前最好的触屏盲文阅读设备也无法实现的。今年 5 月 TeslaTouch 公司将在 CHI 2011 演示盲人阅读设备。

对于通过手机内置马达震动来提供辅助反馈的 Android、Symbian 等平台来说,低功耗、无噪音的电震动触屏无疑是非常合适的选择。如果这类屏幕能够得到普及,手持设备交互体验将会更进一步,想象一下 N.O.V.A. 这样的手机游戏里的虚拟摇杆吧?

除了 TeslaTouch 这样的硬件技术之外,还需要有一套出色的软件框架,才能让触屏的反馈体验更加贴近现实、方便第三方开发者发挥它的效果。此外 TeslaTouch 技术本身也面临着挑战,尽管从各方公开信息来看,他们在电震动触屏反馈方面应该是最领先的之一,但竞争对手并不少,比如诺基亚已经展示过支持此功能的 N900 原型机,微软也在研发类似的技术

TeslaTouch 需要尽早与 OEM 厂商合作。CES 这次展示的目的主要就是收集厂商的功能需求。对于不同产品来说,TeslaTouch 技术目前的完成度也不同,比如用在对空间要求比较高的手机上可能还需要比较多的改进。而且大多数厂商都有特定的触控反馈要求,团队为了满足这些需求还需要更多时间。据称目前已经有多家消费类电子厂商在与 TeslaTouch 商谈合作事宜,希望相关产品可以尽快实现量产。


by M 同学 and Logout

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