淺談多點觸摸技術(shù)在產(chǎn)品操作界面設(shè)計中的應(yīng)用

摘 要 多點觸摸技術(shù)是目前新興的產(chǎn)品功能操作與控制技術(shù)，已經(jīng)在電子通訊設(shè)備的操作中得到廣泛應(yīng)用。然而新技術(shù)的出現(xiàn)帶來了很多操作方式上的變革，也使得產(chǎn)品設(shè)計人員需要全面把握多點觸摸技術(shù)的特點和實質(zhì)，以便于合理有效地應(yīng)用在產(chǎn)品操作界面的設(shè)計之中。本文通過對多點觸摸技術(shù)的分析，初步提出多點觸摸技術(shù)在產(chǎn)品操作界面設(shè)計中的應(yīng)用方法，以供設(shè)計研究人員在相應(yīng)領(lǐng)域進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計研究。

關(guān)鍵詞 多點觸摸技術(shù) 操作界面 交互界面 產(chǎn)品設(shè)計

中圖分類號：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

目前，多點觸摸技術(shù)（Multi Touch）已經(jīng)在手機和平板電腦等便攜移動設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。蘋果公司的iPhone手機和iPad平板電腦讓人們通過多點觸摸技術(shù)獲得了前所未有的人機互動體驗。通過多點觸摸技術(shù)可以實現(xiàn)在手機屏幕上模擬彈鋼琴，通過屏幕上虛擬的游戲操控桿玩手機游戲，還可以在三維虛擬空間內(nèi)任意變換視角活動瀏覽。這些新技術(shù)帶來的新體驗都超越了以往依靠機械按鍵、鼠標(biāo)指針和操作桿等傳統(tǒng)設(shè)備，使得設(shè)計制造和維護(hù)成本更高的機械操作設(shè)備逐步被體驗效果更佳的液晶多點觸摸屏取代。

然而，目前多點觸摸技術(shù)的絕大部分應(yīng)用都集中在移動設(shè)備領(lǐng)域，主要應(yīng)用方向都是以多媒體為主，在其他類型產(chǎn)品（家用電器、工業(yè)設(shè)備等）的操作中應(yīng)用很少。對于產(chǎn)品內(nèi)在的工業(yè)設(shè)計價值體現(xiàn)，操作體驗是重要發(fā)展提升的一環(huán)，多點觸摸技術(shù)在產(chǎn)品操作界面設(shè)計中合理、高效的應(yīng)用能夠帶來一次產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計的全面革新。

1 多點觸摸技術(shù)的由來和特點

1.1 多點觸摸技術(shù)

多點觸摸（Multi Touch）技術(shù)是允許用戶同時通過多個操作點與產(chǎn)品系統(tǒng)進(jìn)行信息與控制交互的技術(shù)，其主要的創(chuàng)新之處在于產(chǎn)品能夠同時識別一個或多個操作點的方位坐標(biāo)。在產(chǎn)品的操作方式上提供了一種全新的人機交互體驗。

多點觸摸技術(shù)最早誕生于1982年的多倫多大學(xué)，次年貝爾實驗室提出了將用戶輸入與系統(tǒng)輸入集成在同一個界面的理論構(gòu)想，第一次探討了基于觸摸屏幕的用戶界面設(shè)計方法。2005年紐約大學(xué)的Jefferson Y Han教授領(lǐng)導(dǎo)研發(fā)的新型觸摸屏可由雙手同時操作，并且支持多人同時操作。該技術(shù)方案能以很低的研發(fā)制造成本進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用，這是多點觸摸技術(shù)投入真正商業(yè)化應(yīng)用的一個里程碑。兩年后，搭載多點觸摸技術(shù)的蘋果iPhone和微軟的SurfaceTab投入市場，使全新的產(chǎn)品操作體驗進(jìn)入到普通人的生活中。

1.2 多點觸摸技術(shù)的特點

多點觸摸是在同一顯示界面上的多點或多用戶的交互操作模式，摒棄了鍵盤、鼠標(biāo)或是按鍵、操控桿等的單點操作方式。用戶可通過雙手進(jìn)行簡單的單點觸摸控制，也可以單擊、雙擊、平移、按壓、滾動以及旋轉(zhuǎn)等不同手勢多手指觸摸屏幕進(jìn)行操作控制，實現(xiàn)用雙手隨心所欲地操控，從而更好更全面地了解產(chǎn)品對象的相關(guān)特征（如文字、圖片、視頻、三維虛擬等）。多點觸摸技術(shù)可根據(jù)客戶需求，訂制功能和尺寸相應(yīng)的觸控顯示屏，觸摸軟件以及多媒體系統(tǒng)。

1.3 多點觸摸技術(shù)在目前的應(yīng)用

多點觸摸技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛（見表1）。但是目前多集中在智能手機、平板電腦和行業(yè)信息互動展示平臺等領(lǐng)域。如以蘋果的iOS和谷歌的Android操作系統(tǒng)為代表的智能手機和平板電腦是目前多點觸摸技術(shù)主要的應(yīng)用平臺，大量基于此平臺的應(yīng)用程序和游戲均支持多點觸摸操作，用戶的體驗直觀、自然。

2 多點觸摸技術(shù)在產(chǎn)品操作界面設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 產(chǎn)品操作界面的類型

用戶對一個產(chǎn)品進(jìn)行操作控制，進(jìn)而實現(xiàn)產(chǎn)品的各種功能，必須通過產(chǎn)品的操作界面來進(jìn)行。傳統(tǒng)意義上的產(chǎn)品操作界面形式多樣，涵蓋的范圍也非常寬泛。從廣義上主要分為：安全型控制界面、選擇型控制界面、功能型控制界面、輸入型控制界面等。

安全型控制界面主要包括電源開關(guān)、啟動/停止開關(guān)、保護(hù)開關(guān)等；選擇型控制界面包括方向選擇鍵、方向搖桿、階段選擇式撥輪等；功能型控制界面主要包括各種功能按鈕；輸入型控制界面則包括鍵盤、鼠標(biāo)指針、數(shù)字鍵盤等。正是這些操作界面的組合形成了各式各樣的產(chǎn)品功能形式。

2.2 多點觸摸技術(shù)在產(chǎn)品操作界面設(shè)計中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的以按鍵、開關(guān)和搖桿、撥輪等機械式操作界面中，主要是以單點觸發(fā)指令為機制，每按下一次或撥動一下，操作指令觸發(fā)一次。其功能上的優(yōu)勢和劣勢同時存在：優(yōu)勢是操控觸發(fā)精確、穩(wěn)定、明晰，用戶的指令輸入明確到位，不容易產(chǎn)生指令信息的含糊不清。對產(chǎn)品系統(tǒng)而言，由于指令單一，系統(tǒng)處理負(fù)載小，從硬件制造到軟件設(shè)計與系統(tǒng)維護(hù)都可以用很簡潔、低成本的方式實現(xiàn)，既保證了用戶操作的穩(wěn)定性和安全性，又能盡可能地節(jié)約開發(fā)和制造難度，有效地降低生產(chǎn)成本。劣勢是傳統(tǒng)的操作界面較少采用大屏幕、高分辨率的彩色液晶顯示屏顯示，使用的多為指示燈、信號燈、數(shù)顯模塊等，用戶操作指令不直觀，操作時容易產(chǎn)生誤讀等問題。另外一個問題就是由于是模具化開發(fā)，傳統(tǒng)的操作界面在設(shè)計與制造之間的可操作性調(diào)整上難度和成本都比較高，設(shè)計一旦定型，要對界面進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化的余地非常小，這也是造成很多產(chǎn)品在初期上市的時候即使用戶體驗不佳也無法短時間迅速地調(diào)整修正用戶界面，只能在后期成本回收以后再產(chǎn)品更新?lián)Q代時進(jìn)行，一定程度上影響了用戶體驗，也很容易造成產(chǎn)品缺陷。

多點觸摸技術(shù)主要是基于現(xiàn)代大屏幕高分辨率平板顯示設(shè)備來實現(xiàn)的，這種設(shè)備主要包括了液晶顯示器、等離子顯示器、OLED顯示器等，顯示原理各不相同，但是對于多點觸摸技術(shù)的實現(xiàn)大同小異。加入多點觸摸技術(shù)的顯示屏帶給產(chǎn)品的操作體驗的提升是顯而易見的，這里主要以液晶多點觸摸顯示屏的應(yīng)用來說明。首先，全彩色高分辨率液晶顯示屏能夠帶來更大量的信息、圖形和圖像顯示，在人機交互的信息量上不存在障礙或瓶頸，也使得產(chǎn)品的人工智能化發(fā)展有了可能；其次，多點觸摸技術(shù)給操作帶來了直觀和便捷，可以直接輕觸屏幕獲得對產(chǎn)品的功能控制；第三，多點觸摸技術(shù)相對于單點指令的輸入可以對產(chǎn)品系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜指令的輸入，在一些特殊的功能命令上能實現(xiàn)僅依靠單點指令不能實現(xiàn)的功能，比如像操作產(chǎn)品啟動的功能，無論是按鈕還是按鍵，亦或是單點指令的觸摸屏，都存在誤觸發(fā)的可能，但是再多點指令集的控制下，產(chǎn)品的啟動可以通過兩個手指的定向交叉滑動來實現(xiàn)，這樣就把誤觸發(fā)的可能性降到了最低，產(chǎn)品的使用也更安全。

3 多點觸摸技術(shù)在產(chǎn)品操作界面設(shè)計中的發(fā)展趨勢

隨著產(chǎn)品人機交互的不斷進(jìn)步，未來的產(chǎn)品操作界面中多點觸目技術(shù)還會不斷發(fā)展完善，從基礎(chǔ)的家電產(chǎn)品到工廠的各種生產(chǎn)加工設(shè)備，都需要利用多點觸摸技術(shù)來提升人機交互。可以預(yù)見未來的產(chǎn)品操作界面設(shè)計會呈現(xiàn)以下趨勢：首先，人機的信息交互以大屏幕高分辨率顯示屏為主，提供大量的人機間信息量的交流；其次，多點觸摸技術(shù)得到應(yīng)用，在產(chǎn)品的操作中，通過多點觸摸技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品功能控制，提升用戶的產(chǎn)品體驗，提升產(chǎn)品的創(chuàng)新特性；最后，在交互界面設(shè)計中，也會以多點觸摸為特點進(jìn)行相應(yīng)的圖形化界面設(shè)計，虛擬按鈕、虛擬鍵盤等設(shè)計會更加適應(yīng)多點觸摸操作的需要，進(jìn)一步優(yōu)化操作界面的可視化觀感，提升操作流暢性，不斷增強人機的互動體驗。

4 結(jié)語

多點觸摸技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在了最新的信息技術(shù)的產(chǎn)品中，但是在家電產(chǎn)品和工業(yè)加工設(shè)備等機電產(chǎn)品中還未得到廣泛的應(yīng)用，究其原因還在于技術(shù)的難度相對較高，成本控制，加工工藝，以及多點觸摸操作程序開發(fā)、圖形化界面設(shè)計等一系列問題。但是技術(shù)進(jìn)步的步伐是迅速的，只有設(shè)計開發(fā)人員在廣泛研究的基礎(chǔ)上合理地提出操作改進(jìn)的方案，才能使產(chǎn)品設(shè)計不斷得到創(chuàng)新，多點觸摸技術(shù)也一定會在產(chǎn)品操作界面設(shè)計中得到進(jìn)一步的開發(fā)和演進(jìn)。

河南科技大學(xué)青年科學(xué)基金項目支持

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