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多点触控轨迹板展现新功能
重新定义多点触控轨迹板

【作者: Ted Theocheung】2009年12月01日 星期二

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多点触控创新与设计挑战


想像自己坐在电脑前,浏览网路、网上购物、开启档案、点阅照片、听音乐或看影片,完成这些动作只需稍微轻敲与滑动手指,完全不需用到键盘。不用怀疑,这个时代即将来临。



触控式介面科技在过去几年迅速的发展,从单点触控到双点与多点触控,以及卷动与进阶手势功能。虽然触控科技也逐渐发展至医学、仪表仪器与汽车的应用上,目前依然以消费性电子市场上的笔记型电脑与智慧型电话等行动装置做为创新的驱动力。



创新动力来源于两大方向:工作软体(像是阅读电子信件、制作报告与文件和浏览网页)与娱乐软体(欣赏照片、听音乐、剪辑家庭影片与其他多媒体软体),并支援电脑装置中日渐繁复的功能与内容。对于OEM与ODM厂商来说,最大的挑战在于以合理价格提供使用者简单易操作的介面。



进阶手势科技让技术标准向前迈进


手势技术与工作程序之间的互通性非常重要,才能完善地应用在工作与娱乐应用程式上。随着软体的更新,增加了手势科技的功能性,让使用者可以轻松使用娱乐功能,像是欣赏、编辑与标示照片,还能使用工作软体,如在网路上搜寻资料、购物与使用办公室软体。



启动手势符号功能只需使用3指轻点的动作,如此便会出现一个画板让使用者用单指画出字母或符号代称,例如为相机开启相片阅览软体。这项手势符号功能几乎毫无限制,可以提升使用者在应用程式上的操作经验,不论是欣赏与编辑照片、听音乐、欢赏影片,甚至到网路购物与资料搜寻都有莫大的帮助。



手势程序将整合符号、手势与API功能来达到最佳效率,并让使用者能更广泛的利用电脑功能。例如在传统的媒体拨放器中,开始拨放、跳至下一首、跳至上一首或停止等指令都有个别的按键。触控厂商所开发的程式,能将这些步骤规划成一组简易的多点手势动作,使用者只需记得一些3或4指的手势或动作就能轻松驾驭。



TouchPad整合触控面板之相容性


一般PC笔电的传统输入装置是滑鼠与touch stick等内建装置,而触控萤幕装置也逐渐在市场上崭露头角。例如微软发表Windows Touch功能的Windows 7作业系统,运用触控萤幕科技来使用手势功能,像是卷动、缩放、旋转与按下点选等功能。



《图一 Windows Touch旋转手势功能让旋转影像的工作变得简单。 Windows Touch双指双向卷动功能提供使用者更多元的卷动选项》


拥有触控萤幕的PC笔记型电脑,应具备与轨迹板相近而且相容的手势功能。包括提供标准与双向卷动功能,并具备使用者喜好设定,让每个使用者都能选择自己所习惯的卷动功能。市面上可见具有Window Touch功能的PC包括HP TouchSmart、Dell Latitude XT2、Lenovo ThinkPad T400与Acer Aspire系列等笔记型电脑。



触控萤幕让小型可携式装置免除了传统按键,取而代之的是更大的操作空间。不过值得注意的是在PC笔电中,触控轨迹板(TouchPad)与触控萤幕通常是共存的。使用者依然选择使用轨迹板来进行PC笔电上多数的工作,而触控萤幕则是操作作业系统时的一个选择。未来为Windows Touch所设计的应用程式,将会以触控萤幕成作为主要的操作方式。



触控萤幕很适合像苹果iPhone这样大小的手机。但是触控萤幕的缺点在于品质与价钱的区别,电阻式萤幕与电容式萤幕之间可有20美元到100美元的价差,这也是现今13.3吋到15吋大小的触控式萤幕笔电迟迟无法跃升为主流的一大阻因。



从小笔电Notebooks到大品牌PC都是TouchPad的天下


TouchPad可应用在迷你笔电,包括Netbooks、超迷你行动电脑与行动网路装置上,还可用在笔记型电脑。举例来说,HTC Shift使用的是全球TouchPad最小之行动网路装置,大小只有14平方厘米,让卷动、选取与操作功能浓缩在PDA与超迷你行动电脑等手持装置上。触控面板上卷动功能的使用区,让使用者能垂直与水平的卷动选单,并敏锐的感测卷动速度,可辨识快速又持续的卷动加上手指轻弹的动作,或缓慢的卷动以利阅读。游标可用于指向与选择功能。



《图二 Logitech DiNovo Mini是利用电容式感测器的无线键盘》


为了增加设计上的弹性,电阻式感测器可以加入一系列的客制化功能,提升视觉与触觉体验,例如LED照明、表面质感、压印、印刷或金属弹片。另外还可放置于塑胶机壳底下,甚至还能置于波浪表面。功能媲美桌上型电脑与品牌PC的笔电需要较强大的功能性,尤其是针对绘图软体,除了TouchPad的所有功能外,也可加入第二个「虚拟」模式来提供更多元的附加功能。



《图三 Dell Precision M6400系列使用的是Dual Mode技术,包含四个快捷键、滑杆控制器与圆形控制盘》


另外Dual Mode按键的选项包含开启应用程式或多媒体的按键感应区、以卷动来调节音量或使用者可自订的功能键。若想回到原介面操作,只需轻点模式更换的按键,此时亮灯的按键便会熄灭,重见素面的TouchPad外观。



TouchPad的进阶版:ClickPad


可点击的轨迹板首次出现在2008年底苹果电脑最新的MacBook Pro笔电上。苹果的多点触控轨迹板让使用者可以点击轨迹板的任一处,并加入多点触控手势,包括轻扫、拨合、旋转与四指轻扫等手势功能。从TouchPad技术上延伸,厂商也发展出一套可点击的触控轨迹板,称为ClickPad。这ClickPad多点触控手势如同传统TouchPad一般容易使用,提供卷动、指向、引导与点选功能。



其中的不同在于ClickPad省略TouchPad上的左右滑鼠键,这比传统TouchPad多出3成的空间。所以越大的TouchPad提供品质越好的手势输入效能,更容易卷动或旋转,并且搭配着简洁时髦的工业设计外型。



《图四 ClickPad比传统TouchPad触控面积大3成,以此提供更强化的手势判读效能》


ClickPad的无键式设计可运用在最小型的Netbook到最大的笔记型电脑。 ClickPad如同标准轨迹板,可以多种材质制作,包括玻璃、塑胶与聚酯薄膜。表面可以品牌为主题来客制化,让产品与众不同。公司名称、商标或其他图示皆可由客制印刷或彩绘来表现,印刷方法取决于其表面材质。质感加工与压印可用来突显ClickPad的功能,例如点击空间(ClickZone)以不同质感来作区分,能让使用上更为便利。



选择ClickPad的三大要点


ClickPad方案可预先设定新式影像感测技术和DIY自行设定的电容触控技术,以便让触控技术与OEM和ODM厂商的机械设计完美结合。



选择感测器技术


采用新式影像感测技术,能感测并传送10只手指的动作。其影像感测技术比市面上其他轨迹板所使用的分析感测技术(Profile Sensor)来得先进,因此能支援更多种多指触控手势。



《图五 影像感测器能提升10只侦测的敏锐度》


影像感测技术让轨迹板能有效感测10只手指的动作,增加了许多分析感测器所无法辨识的手势功能。这让程式能有效辨识复杂的手势功能,并减低误触按键的机会。轨迹板上的手指感测仅受到PS/2及LPC与中央处理器之间的频宽限制。



分析感测技术的电容扫描分「Y」与「X」轴两个阶段进行,不同于影像感测的电容像素技术可以同时分辨多指「指尖」的电容量。



ClickPad方案还提供两种模拟按键选项,分别为ClickBottons与ClickZones。 ClickButtons是无分区的模拟按键选项,使用者可以在ClickPad上随处使用左或右键。以单指点压及是左键功能,当以双指点压时,则做为右键功能。中键则利用三指同时点压。其好处在于使用者不需将视线离开电脑萤幕来寻找或以触感搜寻左或右键的点击区。



《图六 无分区的Click Buttons选项让使用者可以在ClickPad上随处使用左或右键》


ClickZones模拟按键仿效TouchPad或滑鼠上的实体按键。按压下方的左或右区块便如同点击左或右键的功能。两边同时按压则是中键功能。虽然不如ClickButtons选项来得有效率,ClickZone选项较适合想要保持左键在左下方位置的传统使用者。而这样左下角位置则成为手势功能与模拟按键同时存在的区域,这时ClickZone结合影像感测技术便能发挥最大效能。



《图七 ClickZones模拟按键仿效TouchPad或滑鼠上的实体按键》


使用影像感测器时,使用者可以自订设定,而OEM厂商也可决定预设模式。驱动程式可以储存这些使用者介面,使用者也可随时更改喜爱设定。除此之外,同一台电脑上的多位使用者也可在登录时载入自己的喜好设定,就算共用电脑也能轻松的在轨迹板控制​​台中选择自己的设定。



选择机械设计


ClickPad的机械设计包含统一的ClickEQ与转轴设计(Hinge Design)。 ClickPad与PC笔记型电脑结合的关键设计因素在于机械设计。转轴设计提供最薄的「Z轴高度」机械,同时也较容易设计。但这并不是毫无缺点的。运用转轴设计时面板上方有一区不易点击的盲点区,容易造成使用上的困扰。适合手势功能的大型轨迹板可以增加「Y轴高度」来减少按键启动压力的变化性,从中降低盲点区的范围。



在这设计中,启动压力的变化可能造成误触按键启动功能。因此让转轴设计对拥有小型护腕垫的小笔电Netbooks并非最佳设计方案。



《图八 转轴设计的TouchPad可以置于PC笔电的护腕垫之下,让整体设计保持轻薄》


优质的转轴设计是提升使用经验的重要因素。转轴设计的主要考量在于降低靠近转轴的盲点区范围,并以减少按键启动压力的变化性来增加使用效能。



按键启动压力的易变性取决于从转轴到按键的距离,应该降低其变化性并提升使用效能。这表示轨迹板上的Y轴高度应要最大化才能确保设计的完善,但这也造成小型笔电Netbook制造上的困难。



对于超薄的Notebook与笔记型电脑的设计,转轴式ClickPad能克服Z轴高度套用在空间限制的设计问题。



《图九 在转轴设计中,转轴与按键的距离需越远越好,如此才能优化使用效能》


统一性的ClickEQ系统模组提供指向与点击体验、统一的按键启动压力与点击深度,并且没有盲点区,就连在小笔电Netbook上的TouchPad也能享有优质的使用效能与体验。



《图十 统一性的ClickEQ选项让轨迹板上毫无盲点》


选择系统模组或自行设计


ClickPad 影像感测多点触控的完整「系统模组」提供一套完整的机械模组,系统模组是专门为产品制造所设计的,包含统一、经校准化的机械设计装置。这模组提供一系列制造时的选项,简化安装程序并提供spill mitigation功能。通过现有的设计,系统模组可以大幅缩短ODM的设计时间。 4个扣件与1个数据连接器的简易安装过程能减低制造过程中可能出现的错误。零校准机制省去校准程序,如此可助于增加产量。



另外OEM或ODM厂商可采用电容式触控科技自行设计的模组选项,同时自行进行机械设计。这包含PCBA感测器模组并加上ASIC处理器,再与机械按键整合。还包括支援模拟按键的软体驱动程式。



结语


为笔电选择适合的触控科技,不论是轨迹板或触控面板,都需要先了解使用效能、市面上所提供的方案与使用者需求。供应商提供的高品质产品,能确保OEM厂商的产品品质,从较难制造的小型触控轨迹板的低阶笔电到高级绘图笔电,都能拥有最佳的品质与效能。



(本文作者为新思科技Synaptics PC部门总经理)



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