采用觸摸板控制操作智能手機(jī)的方法分析

西安工業(yè)大學(xué) 易勇銘

采用觸摸板控制操作智能手機(jī)的方法分析

西安工業(yè)大學(xué) 易勇銘

本文以現(xiàn)階段智能手機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)和研究成果作為基礎(chǔ)，首先闡明了采用觸摸板對(duì)智能手機(jī)進(jìn)行控制時(shí)所應(yīng)用的設(shè)計(jì)方案，然后又分別說明了觸摸板在對(duì)智能手機(jī)進(jìn)行控制的過程中需要應(yīng)用到的兩項(xiàng)核心技術(shù)，最后通過理論和實(shí)際相結(jié)合的方式，對(duì)能夠操作智能手機(jī)的觸摸板的系統(tǒng)構(gòu)成進(jìn)行了詳細(xì)的分析，供研究人員參考。

觸摸板；控制操作；智能手機(jī)；方法分析

引言

隨著科技的進(jìn)步，通信技術(shù)也呈現(xiàn)出了非常迅猛的發(fā)展趨勢(shì)，智能終端也由傳統(tǒng)的移動(dòng)終端向家庭網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓展和延伸，因此，通過對(duì)觸摸板的應(yīng)用保證互聯(lián)網(wǎng)與智能手機(jī)之間的無縫鏈接，不僅是社會(huì)發(fā)展的必然結(jié)果，同時(shí)也為智能手機(jī)以及其他終端的發(fā)展提供了全新的平臺(tái)。

1.采用觸摸板控制操作智能手機(jī)的設(shè)計(jì)方案

用以對(duì)智能手機(jī)進(jìn)行控制的觸摸板所對(duì)應(yīng)的遙控系統(tǒng)需要具有手勢(shì)識(shí)別以及多點(diǎn)觸控兩種技術(shù)，手勢(shì)識(shí)別存在的意義在于將消除不同人群在交流過程中所具有的障礙，提升人機(jī)交流的效率。出去觸摸板外，傳統(tǒng)意義上較為常見的手勢(shì)信息收集方法還有兩種，分別是攝像頭和傳感器，下面就針對(duì)這兩種方法的優(yōu)劣進(jìn)行分析和比較。

1.1 手機(jī)攝像頭

在對(duì)手勢(shì)信息進(jìn)行采集的過程中，主要依托的工具為智能手機(jī)攝像頭，可以說信息采集是以視覺作為基礎(chǔ)所延伸出來的一種手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)[1]。手機(jī)的攝像頭在對(duì)手勢(shì)進(jìn)行準(zhǔn)確捕捉后，便可以通過相應(yīng)的技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行處理和識(shí)別。上述方法所具有的優(yōu)點(diǎn)在于成本低廉，但由于存在大量相似手勢(shì)，因此，在對(duì)手勢(shì)進(jìn)行識(shí)別的過程中，存在實(shí)時(shí)性較差、準(zhǔn)確率較低的問題。

1.2 手機(jī)傳感器

傳感器是在研究人員發(fā)現(xiàn)攝像頭存在的不足之后，有針對(duì)性的研發(fā)并被應(yīng)用在信息采集的過程中的。該方法的原理為：當(dāng)使用者做出手勢(shì)后，傳感器可以通過對(duì)使用者手部的三維活動(dòng)進(jìn)行感知和模擬，并且將其轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，再通過對(duì)信號(hào)的預(yù)處理、重采樣、提取和識(shí)別最終將手勢(shì)所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作信息進(jìn)行確定。雖然傳感器的應(yīng)用可以保證對(duì)復(fù)雜、繁瑣的動(dòng)作進(jìn)行及時(shí)反應(yīng)，但應(yīng)用成本較高，并且對(duì)設(shè)備的依賴性較強(qiáng)。

2.采用觸摸板控制操作智能手機(jī)的核心技術(shù)

2.1 無線遙控

首先需要研究人員明確一點(diǎn)，在2.405GHz和2.485GHz范圍內(nèi)的頻段是免費(fèi)的，對(duì)處于這一范圍內(nèi)的頻段進(jìn)行使用不需要向相關(guān)組織和部門繳納任何費(fèi)用，這在很大程度上為無線遙控技術(shù)的研究和發(fā)展提供了便利。2.4G技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)最大的不同是，它的工作方式為雙工模式傳輸，因此，對(duì)于各類干擾因素所具有的抵抗能力也是相對(duì)較強(qiáng)的[2]。研究結(jié)果表明，2.4G技術(shù)正是由于自身強(qiáng)大的抗干擾能力，才能夠?qū)鬏斁嚯x延長至十米，而數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣扰c藍(lán)牙相比，也提升了將近一倍，從根本上提高了應(yīng)用的可靠性。除此之外，2.4G對(duì)自動(dòng)調(diào)頻技術(shù)的應(yīng)用，也為接收和傳輸段提供了大量的可用頻段。

2.2 多點(diǎn)觸摸

多點(diǎn)觸摸技術(shù)指的是通過對(duì)不同介質(zhì)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放以及其他相關(guān)處理的觸摸屏應(yīng)用，它具備傳統(tǒng)單點(diǎn)觸摸所具有的一切功能。由此可以看出，多點(diǎn)觸摸最突出的特點(diǎn)是可以通過多個(gè)手指對(duì)屏幕內(nèi)容進(jìn)行同時(shí)操作，為使用者提供便捷。通過對(duì)多點(diǎn)觸摸技術(shù)進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)，和單點(diǎn)觸摸相對(duì)比而言，多點(diǎn)觸摸在反應(yīng)速度方面所具有的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的，使用者在對(duì)智能手機(jī)屏幕進(jìn)行點(diǎn)擊時(shí)，觸摸板可以在極短的時(shí)間內(nèi)作出拖拽、放大、點(diǎn)擊等相應(yīng)反應(yīng)，并將其體現(xiàn)在智能手機(jī)的屏幕之上[3]。另外，多點(diǎn)觸摸技術(shù)還在一定程度上提升了自身的抗光能力，也就是說，無論使用者處于室內(nèi)、室外或是其他任何環(huán)境之下，智能手機(jī)都能夠正常工作，并且將最完美的觸摸效果加以呈現(xiàn)，這也在一定程度上對(duì)多點(diǎn)觸摸技術(shù)所涉及到的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了拓展。將單點(diǎn)觸摸和多點(diǎn)觸摸技術(shù)進(jìn)行分析、對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，多點(diǎn)觸摸技術(shù)是將智能手機(jī)屏幕所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電層進(jìn)行了劃分，使其成為單獨(dú)的觸控單元，再通過引線將觸控單元分別與外部電路相連接，由于觸控單元的排列形式均為矩陣型，因此，使用者的手指無論接觸的智能手機(jī)屏幕的哪一部分，觸摸板都能夠在最短的時(shí)間內(nèi)做出相應(yīng)的反應(yīng)。

3.采用觸摸板控制操作智能手機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成

3.1 遙控系統(tǒng)

現(xiàn)階段，大部分智能手機(jī)的遙控系統(tǒng)，其控制端所應(yīng)用屏幕的分辨率往往能夠達(dá)到全高清的級(jí)別，而機(jī)身除了具有SD卡槽、USB接口、音頻接口等常規(guī)構(gòu)造的基礎(chǔ)上，還配備了相應(yīng)的CAM卡槽以及網(wǎng)絡(luò)端口，在保證智能手機(jī)3D顯示能力的同時(shí)，支持不同格式視頻的在線和USB播放，并且支持App下載。而智能手機(jī)所采用的觸摸板，已經(jīng)不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)圖片的縮放、翻頁、視頻的暫停、快進(jìn)等功能，還可以通過多點(diǎn)觸摸的方式將使用者對(duì)網(wǎng)頁進(jìn)行瀏覽的過程中所做出的多種手勢(shì)進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別。

3.2 信息采集

目前社會(huì)上常見的電容屏技術(shù)由投射電容以及表面電容兩種，投射電容由于具有多點(diǎn)觸控這一優(yōu)勢(shì)，因此被大量應(yīng)用于非透明觸摸板之上，而美商新思、義隆等也是現(xiàn)階段相對(duì)而言被人們所認(rèn)可的供貨商。表面電容與投射電容最大的區(qū)別在于其架構(gòu)簡(jiǎn)單，主體僅僅為單層的ITO玻璃，通過在玻璃四角處放置電極的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的提供，此時(shí)玻璃表面便形成了均勻的電場(chǎng)，使用者在觸摸玻璃的過程中，控制器能夠根據(jù)使用者手指和電場(chǎng)靜電之間所產(chǎn)生的一系列變化，測(cè)定出準(zhǔn)確的坐標(biāo)位置。但是同質(zhì)感應(yīng)層最大的局限性在于只能夠?qū)⒆陨硭袘?yīng)到的位置信號(hào)進(jìn)行匯聚，而無法由此延伸獲取其他信息，因此，同質(zhì)感應(yīng)層無法實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控。但是投射電容作為以電容感應(yīng)為基礎(chǔ)所發(fā)展出來的全新技術(shù)，和表面電容相比，它通過多層的ITO玻璃將X、Y軸進(jìn)行交叉分布，此時(shí)使用者的手指一旦觸摸到智能手機(jī)的屏幕，投射電容便可以通過X、Y軸對(duì)觸摸位置進(jìn)行掃描，進(jìn)而確定使用者手指所處的實(shí)際位置，而投射電容最突出的優(yōu)勢(shì)即為多點(diǎn)觸控[4]。還需要人們明確一點(diǎn)，就是觸摸板和觸摸屏之間的差異性。對(duì)二者進(jìn)行分辨和判斷的主要參考因素就是透明度，觸摸屏在導(dǎo)電過程中應(yīng)用的為透明ITO，因此觸摸屏是透明的，而觸摸板感測(cè)區(qū)的主要構(gòu)成為碳原子電極以及金屬，因此觸摸板是不透明的。

4.結(jié)論

綜上所述，文章通過三個(gè)方面對(duì)“如何采用觸摸板對(duì)智能手機(jī)進(jìn)行控制和操作”這一問題進(jìn)行了分析，首先分別說明了攝像頭和傳感器這兩種常見操控方案的優(yōu)勢(shì)和不足，然后又說明了想要實(shí)現(xiàn)觸摸板對(duì)智能手機(jī)的操控所需的幾項(xiàng)核心技術(shù)，最后又以遙控系統(tǒng)和信息采集作為切入點(diǎn)，對(duì)能夠操控智能手機(jī)的觸摸板系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的探究，希望能夠?yàn)橄乱浑A段研究工作的開展提供理論依據(jù)及參考。

[1]高堅(jiān),吳云桂.淺析觸摸屏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及未來展望[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015,31:70.

[2]田靜.Android多點(diǎn)觸摸遙控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].西安科技大學(xué),2012.

[3]梅春意.面向智能手機(jī)的嵌入式Linux觸摸屏驅(qū)動(dòng)開發(fā)新模式的研究與實(shí)現(xiàn)[D].華南理工大學(xué),2014.

[4]王財(cái).基于自然交互的智能手機(jī)界面設(shè)計(jì)研究[D].青島理工大學(xué),2014.

易勇銘（1994－），重慶人，本科，專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化。