看到iPhone上方便華麗的多點觸摸技術和微軟Surface那巨大的屏幕，未來我們使用各種科技產品的方法，必將因為觸摸而改變。究竟觸摸屏幕是怎么回事？未來觸摸技術又能達到什么樣的程度？這正是本期新技術研習社的重點補習內容。
從少到多，觸摸屏進化論
我們看到能摸的屏幕，就會說這個屏幕是觸摸屏。但事實上觸摸屏只是一片透明薄膜，并沒有任何顯示功能。我們只要拆開一部觸摸手機，就可以發現屏幕和觸摸透明薄膜是完全可以分離的，只是在生產過程中觸摸屏和顯示屏會被封裝在一起，加快生產速度。
下次再聽到有人說“液晶屏幕是可以觸摸的，又或者OLED屏幕是可以觸摸的”之類的錯誤觀點時，你就可以上去狠狠的打臉，對此人說——普通CRT也是能觸摸的！你沒見過以前很多ATM取款機都是觸摸屏的嗎？同樣的，面對許多JS宣稱觸摸屏要比普通顯示屏畫面質量更好的謬論時，你也可以大義凜然的指出他的錯誤——觸摸和顯示類型以及顯示質量并沒有任何的聯系。
1971年，美國人Sam Hurst發明了世界上第一個觸摸傳感器。雖然這東東和我們今天看到的觸摸屏并不一樣，卻被視為觸摸屏技術研發的開端。在隨后的30年年間，觸摸屏已經派生出了紅外線式觸摸屏、電阻式觸摸屏、表面聲波觸摸屏和電容式觸摸屏幾種。
我們在公共場合見到的許多觸摸系統，大多采用表面聲波式觸摸屏。表面聲波是一種沿介質表面傳播的機械波。該種觸摸屏的角上裝有超聲波換能器。能發送一種高頻聲波跨越屏幕表面，當手指觸及屏幕時，觸點上的聲波即被阻止，由此確定坐標位置。
表面聲波觸摸屏不受溫度、濕度等環境因素影響，分辨率極高，有極好的防刮性，壽命長，透光率高，能保持清晰透亮的圖像質量，最適合公共場所使用。雖然耐用，但表面聲波式觸摸屏很容易因為污垢導致定位錯誤，要經常洗洗更健康。
我們手機、筆記本上用的觸摸屏，大部分都是電容式觸摸屏。該觸摸屏是利用人體的電流感應進行工作的，在玻璃表面貼上一層透明的特殊金屬導電物質，當有導電物體觸碰時，就會改變觸點的電容，從而可以探測出觸摸的位置。但用戴手套的手或手持不導電的物體觸摸時沒有反應，這是因為增加了更為絕緣的介質。
電容觸摸屏能很好地感應輕微及快速觸摸、防刮擦、不怕塵埃、水及污垢影響，適合惡劣環境下使用。但由于電容隨溫度、濕度或環境電場的不同而變化，所以電容式觸摸屏穩定性較差，經常需要進行屏幕校正，否則就可能出現觸點偏移。
在電容式觸摸屏問世后多年，觸摸屏都只能每次響應一個觸點。一旦我們操控超過一個觸點，電容式觸摸屏就會因為無法定位而讓光標錯亂。究其原因，不過是電容式觸摸屏的信號線較少，無法實現復雜多重定位所致。
知道了問題的原因，那開發出更復雜、一次可以響應多點壓力的觸摸屏就不再是什么難事。2006年，蘋果就率先申請了2個觸摸屏專利，分別是Self capacitace（自我電容型）與Mutual capacitace（相互電容型）。
根據蘋果的設計，多點觸摸屏幕在導電層上劃分出了許多獨立的觸控單元，而每個單元通過獨立的連線連接到外部電路。由于所有的觸控單元呈矩陣形排布，所以無論用戶手指接觸到哪一個部分，系統都能夠對相應手指動作產生反應。在初期蘋果運用于iPhone的多點觸摸屏幕上，最多能同時間響應2個壓力點。
通過增加交錯矩陣型觸控單元設計，還可以提供更為復雜大量的同時壓力感應數。微軟就在Surface上實現了最多52個壓力點的同時感應——隨著半導體集成度的不斷提升，未來的iPhone說不定也能獲得最少3~4個同時壓力定位，到時放大縮小圖片就不是簡單的兩指頭神功，而可能是一個爪子都能放上去。
不僅要靈敏，還要有觸感
如果你覺得能對這屏幕做各種各樣手勢就已經很牛很華麗了，那接下來的新技術肯定會讓你嘆為觀止。最先登場的就是超精確、超穩定、完全不會偏移的多點觸摸技術——電容投射式（Projected Capacitive Touch Screen ，PCT）觸摸屏。
在電容投射式（Projected Capacitive Touch Screen ，PCT）觸摸屏上，實現多點觸摸會變得相當容易，電容投射式觸控屏利用人體的電流感應進行工作。電容式觸控屏是一塊四層復合玻璃屏，玻璃屏的內表面和夾層各涂有一層ITO(鍍膜導電玻璃)，最外層是一薄層矽土玻璃保護層, ITO涂層作為工作面, 四個角上引出四個電極，內層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環境。
當手指觸摸在金屬層上時，由于人體電場、用戶和觸控屏表面形成以一個耦合電容，對于高頻電流來說，電容是直接導體，于是手指從接觸點吸走一個很小的電流。這個電流分別從觸控屏四角上的電極中流出，并且流經這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對這四個電流比例的精確計算，得出觸摸點的位置信息。
在觸摸屏結構方面，將超細微感應線陣列嵌入多層壓屏幕中，在前方采用面板保護，從而保護感應介質不受意外或惡意破壞。據介紹，采用此技術的觸摸屏結實可靠，具有業界最高的光傳輸特性，可帶手套或不帶手套操作。投影電容式感應器的觸摸壽命很長，而且無偏移，基本無需維護。
觸摸屏雖然直觀方便，但你在使用的時候，有沒有感覺少了些什么？對了，Touch is good，觸摸屏是個平面，按下去一點手感也沒有，感覺好奇怪。所以力反饋領域壟斷廠商Immersion就推出了基于觸摸屏的力反饋技術Touchsence。
根據Immersion的介紹，該技術將為導航設備、媒體播放器等掌上設備的觸摸屏幕添加震動功能，給手指一種力反饋，讓人感覺到好像正在按下一個真實的按鍵，而不是光滑的屏幕Touchsense技術將會通過OEM的方式交給其他廠商應用到具體產品上，實現它需要經過電路、機械設計、Firmware、API和震動運行庫的通力合作。API經過編程后對觸摸輸入信息作出反應，執行程序向震動驅動電路發出信號，控制屏幕背后安裝的震動發生器，給人以栩栩如生的按鍵觸感。Immersion宣稱，Touchsense技術可以用在最大6英寸的觸摸屏上。根據諾基亞的計劃，他們將有可能率先將Touchsence技術運用到新一代觸摸屏手機中，從而再度超越Apple iPhone成為觸摸手機的一哥。
結語
從紅外線觸摸屏到電容觸摸屏，我們經歷了模糊到精確的蛻變。從單點觸摸到多點觸摸，我們又迎來了電腦操控方式的變革。在電容投射式觸摸屏和觸摸屏力反饋技術的推波助瀾下一場電子設備操控的革命已經向我們席卷而來。
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