什么是懸浮觸控？懸浮觸控技術(shù)的工作原理

微軟有一項(xiàng)為移動(dòng)設(shè)備研發(fā)的預(yù)觸摸技術(shù)。這種技術(shù)通過手機(jī)屏幕周圍的傳感器，能夠預(yù)知機(jī)主的下一步動(dòng)作并做出相應(yīng)的反應(yīng)。

實(shí)際上，預(yù)觸控技術(shù)的內(nèi)核就是懸浮觸控技術(shù)。除了微軟之外，索尼、三星、亞馬遜等眾多廠家也都在對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行深耕。自觸控屏幕誕生以來，人們就一直未停止對(duì)其技術(shù)的不斷提升。懸浮觸控技術(shù)曾一度被認(rèn)為是噱頭，事實(shí)上，它的作用和意義遠(yuǎn)不止于此。

什么是懸浮觸控

懸浮觸控是如今用戶關(guān)注度越來越高的新技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用到了智能手機(jī)以及其他極少數(shù)數(shù)碼產(chǎn)品當(dāng)中，并且還在不斷的發(fā)展。如今用戶關(guān)注最高的莫過于手機(jī)觸摸屏懸浮觸控技術(shù)，它是觸屏手機(jī)的一種全新的技術(shù)模式。懸浮觸控技術(shù)不僅可以通過手指來觸摸屏幕，還可以感應(yīng)到非導(dǎo)電的布織物操作，也就是說，在冬天戴上手套之后，依然可以自由操控使用該手機(jī)，或者我們手指在完全不用觸碰到手機(jī)屏幕的情況下即可操作手機(jī)。

例如Floating Touch懸浮觸控技術(shù)，就可以讓用戶使用手機(jī)的時(shí)候無需碰觸屏幕就可以完成手機(jī)操作，手指與屏幕保證約15mm的距離就可以在手機(jī)上獲得類似鼠標(biāo)的操作。

懸浮觸控技術(shù)的工作原理

與許多智能手機(jī)一樣， 電容式觸摸感應(yīng)來記錄用戶在屏幕上的輸入。觸摸手機(jī)屏幕時(shí)發(fā)生的事件被稱為觸碰事件。電容式觸摸通過覆蓋在手機(jī)上的X-Y電極網(wǎng)格工作，運(yùn)用 上面的電壓。當(dāng)有手指靠近電極時(shí)，電容會(huì)改變，而且可以被測(cè)量。通過比較所有電極的測(cè)量值，就可以準(zhǔn)確定位手指的位置點(diǎn)。

觸摸屏上有兩種電容式傳感器，互電容和自電容?；ル娙荩糜趯?shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸檢測(cè)。自電容能夠產(chǎn)生比互電容強(qiáng)大的信號(hào)，檢測(cè)更遠(yuǎn)的手指感應(yīng)，但由于一種被成為“鬼影（ghosting）”的效應(yīng)，無法進(jìn)行多點(diǎn)檢測(cè)。

圓圈代表觸碰點(diǎn)，紅色的X代表鬼影位置

互電容實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控

擁有互電容，上圖中的每一個(gè)線條交叉點(diǎn)都會(huì)形成平行板電容器。這意味著，每一個(gè)交叉點(diǎn)都是一個(gè)電容器，進(jìn)而保證可以將測(cè)量精確到每一根手指，實(shí) 現(xiàn)多點(diǎn)觸控。然而，因?yàn)閮筛€之間的交叉點(diǎn)面積很小，使得傳感器的電場(chǎng)也很小。傳感器如此之小，以至于信號(hào)強(qiáng)度很低，無法感應(yīng)到那些非常弱小的信號(hào)。因此，當(dāng)用戶的手指在屏幕上懸停時(shí)，互電容傳感器就無法感應(yīng)到信號(hào)。

自電容和鬼影效應(yīng)

在自電容案例下，上圖中的每一根X或者Y線都是一個(gè)電容傳感器。顯然，自電容傳感器要比互電容的大。大傳感器可以創(chuàng)建強(qiáng)大的信號(hào)，使得設(shè)備可 以檢測(cè)到在屏幕上方20mm處的手指。當(dāng)有手指停留在屏幕上或者屏幕上方時(shí)，距離手指最近的傳感器線會(huì)被激活（X1，Y0）。如果檢測(cè)到兩根手指，便會(huì)有 四根線被激活，鬼影效應(yīng)出現(xiàn)。正如上圖顯示的，當(dāng)檢測(cè)到兩根手指時(shí)，會(huì)出現(xiàn)四個(gè)可能的觸碰點(diǎn)（X1，Y0）、（X1，Y2）、（X3，Y0）以及 （X3，Y2），而正確的組合又是不明確的，進(jìn)而不能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控。

結(jié)合自電容和互電容，實(shí)現(xiàn)懸浮觸控

懸浮觸控是通過在一個(gè)電容觸摸屏幕上，同時(shí)運(yùn)行自電容和互電容來實(shí)現(xiàn)的?；ル娙萦糜谕瓿烧５挠|碰感應(yīng)，包括多點(diǎn)觸控。而自電容用于檢測(cè)懸停在 上方的手指。由于懸浮觸控技術(shù)依賴于自電容，因此不可能實(shí)現(xiàn)懸浮多點(diǎn)觸控。也就是說，當(dāng)進(jìn)行懸浮操作時(shí)，屏幕不支持多點(diǎn)觸控。屏幕只能在接觸觸碰情況下實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控。

通過利用現(xiàn)有的電容式觸碰傳感器，降低觸碰錄入的門檻，就能夠區(qū)分懸浮觸碰和接觸觸碰。所有Android應(yīng)用程序 均能完全正常地工作。只是像以前一樣，僅有明確“聽從”懸浮觸控事件的應(yīng)用才會(huì)做出反應(yīng)。也就是說，懸浮觸控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要有應(yīng)用內(nèi)部程序的支持。

懸浮觸摸屏

懸浮觸摸技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的意義

懸浮觸控技術(shù)是應(yīng)用于觸屏移動(dòng)設(shè)備中的一種全新的技術(shù)模式。在觸摸之前就能大概知道效果，類似于我們鼠標(biāo)移動(dòng)到什么按鈕或者字上，如果可操作就會(huì)通過變色等方式提示。

懸浮觸控技術(shù)不僅可以通過手指來觸摸屏幕，還可以感應(yīng)到非導(dǎo)電的布織物。也就是說，在冬天戴上手套之后，依然可以自由操控觸屏設(shè)備。另外，有了這種技術(shù)，用戶在手上有水或油時(shí)，也可以照常操控手機(jī)，并且不必?fù)?dān)心弄臟屏幕。

懸浮觸控技術(shù)頗受各大手機(jī)巨頭的青睞，這幾年，不斷有企業(yè)對(duì)懸浮觸控技術(shù)進(jìn)行深耕。此次微軟發(fā)布的“預(yù)觸控”技術(shù)其實(shí)是早有準(zhǔn)備，在之前的幾年中，微軟一直在研發(fā)3D觸控技術(shù)。這一技術(shù)可以檢測(cè)到用戶懸在屏幕上方的手指，然后使操作系統(tǒng)和程序?qū)ζ渥鞒龇磻?yīng)。

當(dāng)初微軟想要將3D觸控技術(shù)應(yīng)用到手機(jī)和平板中，不過后來這種技術(shù)沒有了下文，而如今的預(yù)觸控技術(shù)很可能就是在3D觸控技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)出來的。微軟研究院的官微發(fā)布了介紹預(yù)觸控技術(shù)的視頻，展示了這一技術(shù)如何通過屏幕周圍的傳感器預(yù)測(cè)用戶動(dòng)作的原理。通過三維形式，傳感器可以分析用戶的握持姿勢(shì)以及手指動(dòng)作，從而提供容易使用的位置并顯示相關(guān)內(nèi)容。

比如，單手握持手機(jī)時(shí)，預(yù)觸控技術(shù)就會(huì)調(diào)出方便拇指觸控的撥號(hào)盤。另外，傳感器也可以在用戶看視頻或電子書時(shí)鎖定方向，以防用戶改變姿勢(shì)時(shí)引起手機(jī)的改變。

微軟認(rèn)為，預(yù)觸控技術(shù)會(huì)賦予觸摸屏更多的表現(xiàn)力及娛樂性。微軟首席項(xiàng)目研究員Ken Hinckley表示：它使用人手作為思維的窗口。對(duì)于移動(dòng)交互來說，我認(rèn)為它擁有巨大潛力。

其實(shí)，最早在這項(xiàng)逆天的技術(shù)方面有所行動(dòng)的是索尼。2012年，索尼就推出了Xperia Sola MT27i。這是一款加入了懸浮觸控技術(shù)的手機(jī)，在與屏幕保證15mm距離的情況下，不必觸碰屏幕也可操作。索尼這款產(chǎn)品，就是世界上第一款搭載了懸浮觸控技術(shù)的智能手機(jī)。

此外，三星在2013年推出的Galaxy S4也嵌入了 Floating Touch（懸浮觸控手勢(shì)）功能；亞馬遜Kindle智能手機(jī)將在今年采用3D手勢(shì)控制功能；蘋果也有可能在未來的產(chǎn)品中對(duì)3D Touch功能進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)懸浮觸控方式。

耳機(jī)制造商OM ONE曾推出過能夠持續(xù)懸浮在半空中的藍(lán)牙喇叭。其原理是底盤和球形喇叭中均有磁性。在底盤通電之后，可以透過同極相斥的原理使其懸浮于半空。在這種狀態(tài)下發(fā)出的聲音不易被其他物體吸收，從而產(chǎn)生更低功率的優(yōu)質(zhì)音色。如果這一產(chǎn)品能夠與懸浮觸控技術(shù)相結(jié)合，那么用戶就可以通過手勢(shì)控制音響的音量，獲得更加極致的體驗(yàn)。

其實(shí)，懸浮觸控技術(shù)可應(yīng)用的方面有很多：商家可以在櫥窗中展示產(chǎn)品，客戶不必進(jìn)店也可感受到產(chǎn)品的真實(shí)效果；車載設(shè)備可以通過懸浮觸控技術(shù)識(shí)別司機(jī)手勢(shì)，提升駕駛體驗(yàn)；可以讓醫(yī)療系統(tǒng)更加完善，減少接觸病菌的幾率；可以在智能家居中起作用，通過手勢(shì)就能夠控制家電等等。

懸浮觸控技術(shù)目前還尚未成熟，有許多需要改進(jìn)的地方，不能大規(guī)模地投入使用。不過，懸浮觸控技術(shù)將會(huì)為智能設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)景帶來一種新的思路，甚至顛覆傳統(tǒng)的人機(jī)交互方式。它到底是一種噱頭的技術(shù)還是創(chuàng)新的應(yīng)用，我們拭目以待。

編輯：黃飛

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