王成龍++謝耀輝

摘要：現(xiàn)在手機觸感的各種應用中Force Touch技術已經被廣泛應用，輕按和輕點的區(qū)別也可以根據該技術充分感知并根據不同的按壓力度調出不同的對應功能，操作體驗優(yōu)于Multi-Touch多點觸控技術。然而，隨著手機觸感技術的發(fā)展，人們對于觸感反饋的要求越來越細化，也就對touch技術提出了越來越高的要求，從而3D Touch技術應運而生。3D Touch中文名稱為“多點三維觸控技術”，3D Touch技術，在實現(xiàn)Force Touch原有的輕按、輕點的觸控功能外，“重按”屏幕的功能也會在3D Touch技術有所體現(xiàn)。

關鍵詞：Force Touch；3D Touch；手機觸感

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）14-0162-02

3D Touch Technology Discussion

WANG Cheng-long， XIE Yao-hui

（Computer Engineering Institute，Qingdao Technological University， Qingdao 266033， China）

Abstract： Now with a variety of applications in the mobile phone touch， Force Touch technology has been widely used. Gently press and dub can also be fully aware of the technology and in accordance with the pressing force depending on the tone corresponding to a different function， operating experience better than Multi-Touch technology. However， with the development of mobile phone touch technology， people are increasingly demanding tactile feedback for refinement of touch technology and put forward higher requirements， thus 3D Touch technology came into being. 3D Touch Chinese name is "three-dimensional multi-touch technology"， 3D Touch technology， to achieve the original Force Touch Tap， tap touch functionality； "the press" function will be in 3D Touch screen technology embodied.

Key words：Force Touch；3D Touch；Phone touch

隨著手機觸感技術的發(fā)展，人們對于觸感反饋的要求越來越細化，也就對touch技術提出了越來越高的要求，從而3D Touch技術應運而生。作為一種技術驅動3D Touch的創(chuàng)新可以看做是智能手機行業(yè)內的一種變革，讓本行業(yè)的前景更加光明。本文不僅分析3D Touch的技術原理、構造并且對其的未來也做了展望。

1 3D Touch基本概念

壓力觸覺（Force Touch），即通過產生一定的感應壓力并使其發(fā)生變化，引起電學數(shù)據的改變，從而產生命令，最終通過不同的壓力值實現(xiàn)不同的指令。Force Touch技術的使用，可以使相應的終端判別按壓力度，從而實現(xiàn)不同的響應效果。

2 3D Touch 的技術原理

簡要概括壓力觸控的原理就是：手指按壓屏幕產生一定壓力——不同的壓力產生不同的按壓面積并相應變化——觸發(fā)電學信號——電信號傳遞到壓力傳感器進行處理繼而傳遞到手機CPU——產生相應的指令——壓力引起的指令變化通過不用的屏幕顯示反饋給用戶。

壓力產生、壓力的辨識、辨識后的屏幕顯示回饋是觸覺反饋的三個要素，觸覺傳感器（Force Touch Sensors）占據了十分重要的地位，通過其感知按壓觸摸。

3 3D Touch的構造

3.1 整體觸控構造

根據iPhone6s來看， Incell屏幕依然是主流，在COVER GLASS之下是傳統(tǒng)意義上的觸控層，一項物理部件（Force Touch）便集成在該層。

3.2 壓力傳感器部分

對比MAC的壓力傳感器結構可知，在由磁性材料組成的“回饋體系”四周分布著四個壓力傳感器。Force Touch技術早已應用在Mac的觸控板上，壓力觸感層需要一定的面積和厚度來處理不同壓力帶來的信號源，這也就決定了Mac比手機有更好的壓力處理能力。因此手機端壓力傳感器的設計必須以Mac為基礎，而且還需要大幅度的創(chuàng)新型應用使“回饋系統(tǒng)”準確的處理聲音和震動而且還不能犧牲用戶的“真實感”體驗。

4 3D Touch 的未來展望

4.1 觸覺互動的起源與雛形

現(xiàn)階段的壓力傳感技術只是觸摸到了“觸覺反饋系統(tǒng)”的冰山一角，在未來的手機設計中，有望挖掘出更多關于其深層的應用。僅僅只有指令和屏幕功能變化的觸覺技術（Force Touch）遠遠不能滿足手機使用者對物理回饋源源不斷的需求。

軟件體系反饋和硬件體系反饋并不能包含觸覺互動的全部。比如，當你用你的手指觸碰到尖銳的物體時，你會產生疼痛感，這種感覺就可以很準確的通俗解釋了什么事“觸覺互動”，人們越來越多的提到的仿真就是這個概念。

4.2觸覺振動反饋器件

只要提到觸覺互動體系就不得不提及觸覺反饋器件，現(xiàn)在市面上存在的馬達（偏轉振動馬達、直線振動馬達）遠遠達不到其要求的反饋響應速度和精度。這就需要尋找一種全新的器件來滿足觸覺反饋器件對速度和精度的要求。本人認為壓電陶瓷材料與MEMS工藝結合的器件不管是從響應時間還是響應的準確度上都是最佳之選。

但是目前壓電MEMS器件也在突破之中。現(xiàn)在存在的局限性有：由于壓力觸感層需要一定的面積和厚度來處理不同壓力帶來的信號源，而手機的體積和功耗問題會嚴重制約MEMS器件的處理效率（或許現(xiàn)階段在PAD上使用比較合適），就該問題本人認為隨著科學技術的發(fā)展，新材料的不斷涌現(xiàn)和新組織結構技術的不斷提高，它們所帶來的功耗大大降低，比如多層陶瓷已經將電壓由原來的100V以上降低到了36V，盡管如此，手機端的應用還需要多方面的改進。

4.3 觸覺互動的未來

在觸覺互動的應用方面盡管有諸多的不足，但它的前景依然樂觀。因為觸覺互動講究的是“人機對話”實時的真實體驗感，在這一點上它有無可比擬的優(yōu)勢勢必會產生更大的應用市場，比如物聯(lián)網領域中醫(yī)學檢測設備的人機互動就是一個很好的例子。更重要的是，觸覺反饋也將帶來行業(yè)的一系列連鎖反應，將催生更多新材料、新工藝、新器件的革命，特別是新材料與MEMS工藝的結合，將在其中得到廣泛的應用。

5 結論

Force Touch和3D Touch是在同一種技術平臺（Taptic引擎）下的產物，但是，從技術的實現(xiàn)角度和用戶的人機體驗來說3D Touch的確更優(yōu)于Force Touch。因此在未來3D Touch技術的應用將不僅僅局限于壓力觸控領域并且會多方位多領域的發(fā)展。

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