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产品 2011-3-28 15:55

超大屏多点触摸离我们只有一步之遥

黄俊杰 黄俊杰
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符合直觉的多点触控操作已经是智能手机与平板电脑最常用的交互形式,是所有新一代移动操作系统的选择。但在电视级别的大屏幕上,触摸似乎还只是天气预报演播室、展会中才出现的用来吸引眼球的工具。

现状确实是这样,但不会维持太久。大尺寸多点触摸屏的成本已经不像几年前那么高昂,人们也已经在手机、平板上习惯了这样的交互形式。最重要的是,需求就在那儿:数据图形化、互动广告牌、餐饮/娱乐场所的桌子等等。

目前已经有不少厂商瞄准着 30 吋以上的大型触屏设备市场。它们当中有实力雄厚的微软、三星、3M,也有 PQ Labs、Music Computing 这样的创业公司。不久前 ifanr 去 PQ Labs 上海分部体验了他们的触屏技术。

光线,红外线

与电容触屏一统天下的移动市场不同,大屏多点触摸市场还没有被单一技术所主导。目前比较常见的大屏触控技术有光学成像、红外矩阵等,都和光线息息相关。其中光学成像(Optical Imaging)技术有很多分支,微软初代 Surface 所采用的背投式 DI(散射光照明多点触摸)就是一个代表。这种设备的工作原理是:红外光照亮屏幕背面,当物体触及屏幕时会在屏幕背面产生阴影。背面的红外摄像头捕捉阴影变化,电脑根据这些变化对触控操作进行判断。

DI surface

由于必须在屏幕下方设置红外摄像头、红外灯且需要特殊的屏幕,Surface 在体积和成本方面都不太理想。而且 DI 技术的原理导致 Surface 对环境光很敏感,无法在高亮度的影棚、展会场合正常使用。微软年初发布的 Surface 2.0 已经弃用 DI 技术。

红外矩阵(LED Cell Imaging)触屏的原理相对比较简单。它本质上就是一个长方形的方框,安装在普通显示屏之上。其中两条边框排布着红外 LED 灯,另两条边则内嵌接收器。当手指或其它任何非透明物体触碰屏幕时会挡住红外光,软件将对这些阻碍情况进行分析,对触碰物体的位置和尺寸进行判断。下面是一张非官方原理图,LED 灯排布的实际密度显然不会像图中一样低:

原理很简单,硬件实现似乎也不复杂。但在实际应用中,环境光是不确定的,需要排除外界干扰;对遮挡的判断更是至关重要。因此它的具体表现受软件和过滤算法影响很大。所以还是看看我们的实际上手体验吧。

商用设备的外形

SONY DSC

出于保护屏幕的考虑,PQ Labs 触屏产品一般都会在显示屏上覆盖一层 3mm 左右的钢化玻璃,因此触感类似采用玻璃表面的电容屏。内嵌红外收发装置的边框则在玻璃层之上。这层玻璃主要是为了保护屏幕,对于硬屏显示器来说不是必需的。

PQ Labs 的产品目前的主要客户都是商业用户,而非消费市场。因此外观方面比较朴实、未经雕琢,更多考虑了组装的方便。比如你可以从侧面直接看到螺丝。当然,边框外观很容易就可以定制。现场除了 24 吋、42 吋屏幕之外,还有一台 42 吋的 iTable。

iTable 是 2009 年推出的产品,本质上就是在茶几中嵌入显示器、PQ Labs 触屏和 Mac mini。iTable 很漂亮,表面看不到螺丝之类的东西,体积也比用到红外摄像机的初代 Surface 小了不少。

光的限制

先谈谈硬件方面的限制。由于采用红外 LED 作为光源,PQ Labs 的触屏不能对直径 5mm 以下的物体作出正确响应,不过这个限制对于手指来说完全不是问题。同样由于实现原理上的限制,如果两个触点距离过近——比如两根手指完全并拢——就会被识别为一个触点。具体情况可以看下面这段短视频:

优酷

红外矩阵触屏依赖光线进行识别,环境光就成了必须考虑的因素。曾看到有讨论说,PQ Labs 前两年生产的老式触屏在临窗的办公室里难以使用,但去年开始的产品已经解决此问题。我试用的时候,iTable 正好放在窗边,午后的阳光并没有对它造成影响。之前本站的 M 同学在亮堂的 CES 现场也没遇到此类问题。据介绍,目前 PQ Labs 的触屏依然不适合直接在户外使用,但可以在环境亮度较高的展会、影棚下正常使用,这是光学成像原理触屏所难以做到的。(如果你对具体实现与技术层面的细节有兴趣,mt2a 和 NUIGroup 都是值得去的地方)

原生软件是第一位

PQ Scr MTD1

PQ Labs 触屏在专门优化过的软件环境下的使用效果相当不错,可以正确响应触控、在手指真正触及屏幕之前不会发生误操作。由于不需要压感、表层为玻璃,触屏整体体验有点像电容屏。但是精度不如电容屏,根据目测误差可能有 3mm。简单说就是无法完成 CAD 制图以及精细的绘画,但涂鸦和专用软件的触摸操控并不是问题。

PQ Labs 触屏在操作中有短暂的延时,主要反应在划动操作上,官方数据是 7-12ms。延时对体验稍有影响,但并不严重,用上几分钟基本上就可以忽略了。

现场试用的软件主要是 PQ Labs 自己做的一些演示软件,以及微软、Nvidia 推出的多点触摸演示软件。我们从现场体验中从中选了一些放在下面这段视频里:

Vimeo | 优酷

当中最好的应该是开头在 iTable 上操作的多媒体库演示程序。打开程序后可以看见桌上散布着照片和视频,可以通过多点触摸移动照片/视频的位置、播放视频、进行缩放。程序的交互非常直观,适合多人操作、可以同时拖放多个内容。此外程序很好地利用了显卡的视频加速,不但可以同时播放多个视频,而且视频在缩放操作进行中也不会暂停,但照片的缩放流畅度要差一些。

接下来是通过 iTable 展示喷气式发动机的 3D 模型,Mac Mini 的 GPU 不堪重负。这是一种非常有意义的应用,对产品感兴趣的客户可以直观地了解到产品的外观和信息。

第三段演示继续普通的桌面版 Google 地球。对于现有的没有为触摸进行优化的应用程序,PQ Labs 的解决办法是将多点触控映射到特定操作上。这需要修改 XML 文件,所以也不适合普通终端用户自行修改。有些软件映射后效果还算可以,但不如专为大触屏涉及的软件。Google 地球就是个好例子。

最后是虚拟办公室。虚拟建筑展示是目前大屏幕多点触摸的重要应用环境之一,PQ Labs 与一些大学和博物馆有合作。这类应用也可以通过鼠标、键盘来进行控制,但触屏更加直观、很多缺乏电脑使用经验的人也可以轻松愉快的进行体验。

现场试用的感觉是,PQ Labs 的产品在专为超大触屏而生的软件里表现很不错,但完全靠映射实现触摸的软件就不太理想了,原生软件是最重要的。

“支持多点触摸”的 Windows 7

相比之下,Windows 7 的体验就不太理想。微软宣称 Windows 7 支持多点触摸,它也确实支持多点触摸——但仅限于极少数环境,而且效果一般:

  • 右键点击,一根手指按住屏幕并保持不动,同时另一根手指点击右侧区域即可完成右键单击;
  • 拖拉选框,两根手指直接拖出方块区域进行选择;
  • 画图程序,只有画笔支持多点触摸操作,其它工具用起来和鼠标没有两样。

Windows 7 系统的很多选单/按钮尺寸都很小,没有为触屏进行任何优化。右键点击操作也由于判定过于严格,很容易被识别为拖拉选框。整个体验相当不好,误操作频发,特别是在 24 吋触屏上。这不光是超大触屏面临的问题。CES 上 10 吋电容屏 Windows 7 平板的体验也是非常糟糕。除非微软推出一个高度定制化的界面并且说服开发者开发适合手指触控程序,否则目前的 Windows 系统根本不可能为以手指进行操控的平板提供好的体验。

几个实例

PQ Labs 公司总部位于硅谷圣荷西,工厂以及部分研发团队设在中国。很多军政机构、院校企业都是其客户,名单可以在官网看到。PQ Labs 本质上是硬件公司,主要客户都是商业客户,因此自行研发的软件方面主要用作演示目的。客户购买设备之后可以通过 PQ Labs 的多点触控 SDK 和手势库开发满足自己需求的软件;目前也有软件公司与 PQ Labs 合作推出面向商业用途的软件。以下是两个非常有趣的实例:

Vimeo优酷

伊利诺伊州里大学去年搭设了一面 5.6 米的触摸墙,多位学生一同作画。显示设备由 18 台全高清电视组成,分辨率高达 8160 x 2304。

耐克专卖店通过触屏为顾客提供自行定制 T 恤的服务。

PQ Labs 官网提供了更多实际操作视频,其中包括利用映射实现触摸的魔兽争霸 3 游戏。

一步之遥

就我们现场体验的感觉来看,大触屏在专用软件下的体验已经颇为成熟。成本方面,PQ Labs 所售触屏起价只有 3400 元(24 吋大陆官方含税价),CES 上公开的 42 吋 32 点触屏售价也低于 3000 美元。三星与微软合作生产的 40 英寸 Surface 2.0 改用 PixelSense 技术解决了体积问题。计划零售价为 7600 美元,只有初代 Surface 的六成。

对于大型公司、机构来说,超大触屏目前的硬件成本现在已经可以接受,而且他们有能力自行或者聘请开发者开发特定的程序。

但这样的一个高端市场,规模总是有限的。随着越来越多厂商的加入,目标顾客群体必然会向下延伸。我们已经习惯了触屏手机、触屏平板、触屏 ATM 和触屏地铁售票机。以后我们也会看到楼下茶社的桌子、电梯边的广告牌变成大尺寸的触屏。但买得起大尺寸触屏的小公司未必能像耐克一样,负担起软件开发的成本。

iPad 之所以能够如此火爆,远远超过之前的任何一款平板设备,靠的无非是一个真正为触摸而生的操作系统、为大屏幕优化的软件、方便的软件销售渠道以及合理的价格。这四条对于超大触屏也一样。相信随着竞争的加剧和成本的降低,要不了几年就会有专为大触屏优化的 Android、Windows 系统出现。到那个时候,超大触屏就会真正走入我们的生活。

三十年前,触摸屏和平板电视对于普通人而言还仅仅是科幻小说里的奇思妙想。三年前,42 吋触屏对于大多数人来说还是一种遥不可及的东西。现在?我们离看见灯箱广告就直接去点的时代只有一步之遥,只是不知道这一步会由谁迈出去。


by Logout and Echokou,转载请注明 ifanr.com 原文链接。


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