懸浮觸控不是噱頭 智能機(jī)屏幕技術(shù)詳解

懸浮屏幕技術(shù)

    前不久，索尼發(fā)布了其最新研發(fā)的“懸浮觸摸”屏幕技術(shù)，吸引了眾人的眼球，很多人對此表示期待，但也有人認(rèn)為噱頭大于實用。實際上，自從觸控屏 幕出現(xiàn)以來，人們就沒有停止過對新屏幕技術(shù)的追求。從早期的電阻屏到現(xiàn)在的電容屏，各手機(jī)廠商也不斷的研發(fā)自己的屏幕技術(shù)，比如，索尼的懸浮觸摸技術(shù)、 WhiteMagic技術(shù)，諾基亞的CBD技術(shù)，LG的NOVA技術(shù)，以及最為大家熟悉的蘋果的視網(wǎng)膜技術(shù)等等，每一項技術(shù)的創(chuàng)新，都為屏幕顯示效果帶來 重大變革。那么這些技術(shù)到底是怎么回事呢？今天筆者逐一為大家進(jìn)行講解，希望能對大家有所幫助。

    索尼最新發(fā)表的智能手機(jī)Xperia sola(MT27i)最為引人注意的新特性就是全新的Magic floating touch(懸浮觸摸)技術(shù)，它可是讓用戶手指在不接觸手機(jī)的情況下對屏幕進(jìn)行觸摸操作。不過很多人認(rèn)為這只是一個噱頭，沒有太多實際意義。這樣的說法顯 然是錯誤的，一項新技術(shù)的出現(xiàn)一定會有它存在的意義。只不過這項技術(shù)還處在試驗階段，暫時只有Xperia sola內(nèi)置的瀏覽器和動態(tài)桌面支持該技術(shù)，用戶可以不接觸屏幕而進(jìn)行網(wǎng)頁的瀏覽，或與桌面互動。之后這一技術(shù)將公開給開發(fā)者共第三方應(yīng)用使用。可以預(yù)見 到，將來會有更多新奇的應(yīng)用和游戲應(yīng)用到這項技術(shù)。

    索尼移動表示在Xperia sola屏幕中置入了Cypress技術(shù)，并詳細(xì)解釋了懸浮觸控技術(shù)的工作原理�；�本說來是，索尼移動連接了兩種電容式傳感器：自電容和互電容。自電容可 以擁有更強(qiáng)大的信號強(qiáng)度，檢測距離范圍可達(dá)20mm，但局限是，僅能實現(xiàn)單點觸摸。為此，索尼添加了互電容傳感器，以實現(xiàn)多點觸控。

    懸浮觸控技術(shù)的工作原理

    懸浮觸控技術(shù)的工作原理是怎樣的呢？索尼移動的研究工程師及技術(shù)聯(lián)合發(fā)明者Erik Hellman，對懸浮觸控技術(shù)做了詳細(xì)的說明：

    與許多智能手機(jī)一樣，Xperia sola使用電容式觸摸感應(yīng)來記錄用戶在屏幕上的輸入。觸摸手機(jī)屏幕時發(fā)生的事件被稱為觸碰事件。電容式觸摸通過覆蓋在手機(jī)上的X-Y電極網(wǎng)格工作，運用 上面的電壓。當(dāng)有手指靠近電極時，電容會改變，而且可以被測量。通過比較所有電極的測量值，就可以準(zhǔn)確定位手指的位置點。

    觸摸屏上有兩種電容式傳感器，互電容和自電容。互電容，用于實現(xiàn)多點觸摸檢測。自電容能夠產(chǎn)生比互電容強(qiáng)大的信號，檢測更遠(yuǎn)的手指感應(yīng)，但由于一種被成為“鬼影(ghosting)”的效應(yīng)，無法進(jìn)行多點檢測。

    互電容實現(xiàn)多點觸控

    擁有互電容，上圖中的每一個線條交叉點都會形成平行板電容器。這意味著，每一個交叉點都是一個電容器，進(jìn)而保證可以將測量精確到每一根手指，實 現(xiàn)多點觸控。然而，因為兩根線之間的交叉點面積很小，使得傳感器的電場也很小。傳感器如此之小，以至于信號強(qiáng)度很低，無法感應(yīng)到那些非常弱小的信號。因 此，當(dāng)用戶的手指在屏幕上懸停時，互電容傳感器就無法感應(yīng)到信號。

    自電容和鬼影效應(yīng)

    在自電容案例下，上圖中的每一根X或者Y線都是一個電容傳感器。顯然，自電容傳感器要比互電容的大。大傳感器可以創(chuàng)建強(qiáng)大的信號，使得設(shè)備可 以檢測到在屏幕上方20mm處的手指。當(dāng)有手指停留在屏幕上或者屏幕上方時，距離手指最近的傳感器線會被激活(X1，Y0)。如果檢測到兩根手指，便會有 四根線被激活，鬼影效應(yīng)出現(xiàn)。正如上圖顯示的，當(dāng)檢測到兩根手指時，會出現(xiàn)四個可能的觸碰點(X1，Y0)、(X1，Y2)、(X3，Y0)以及 (X3，Y2)，而正確的組合又是不明確的，進(jìn)而不能實現(xiàn)多點觸控。

    結(jié)合自電容和互電容，實現(xiàn)懸浮觸控

    懸浮觸控是通過在一個電容觸摸屏幕上，同時運行自電容和互電容來實現(xiàn)的。互電容用于完成正常的觸碰感應(yīng)，包括多點觸控。而自電容用于檢測懸停在 上方的手指。由于懸浮觸控技術(shù)依賴于自電容，因此不可能實現(xiàn)懸浮多點觸控。也就是說，當(dāng)進(jìn)行懸浮操作時，屏幕不支持多點觸控。屏幕只能在接觸觸碰情況下實 現(xiàn)多點觸控。

    這項技術(shù)是與Cypress Technologies合作開發(fā)的。通過利用現(xiàn)有的電容式觸碰傳感器，降低觸碰錄入的門檻，就能夠區(qū)分懸浮觸碰和接觸觸碰。所有Android應(yīng)用程序 均能完全正常地工作。只是像以前一樣，僅有明確“聽從”懸浮觸控事件的應(yīng)用才會做出反應(yīng)。也就是說，懸浮觸控技術(shù)的實現(xiàn)需要有應(yīng)用內(nèi)部程序的支持。

    關(guān)于開發(fā)者的可能性，以及懸浮觸控的初步實施

    在Xperia sola中，這一功能只能在內(nèi)置的瀏覽器上實現(xiàn)。內(nèi)置的瀏覽器能觸發(fā)之前的手機(jī)上從未出現(xiàn)過的“懸停事件”。這種使用案例，以前只有在PC上使用標(biāo)準(zhǔn)鼠標(biāo) 時被激活。所有現(xiàn)有的、可以做出懸停事件反應(yīng)的網(wǎng)站，均可以在Xperia sola上使用懸浮觸控技術(shù)操作。

    標(biāo)準(zhǔn)的HTML5懸停事件在Xperia手機(jī)原生Android瀏覽器上已經(jīng)實現(xiàn)。這意味著，Web開發(fā)者現(xiàn)已經(jīng)可以借助標(biāo)準(zhǔn)的HTML5懸停 事件利用懸浮觸控技術(shù)。但我們正在為開發(fā)者準(zhǔn)備更多有趣的東西。在即將到來的Xperia sola Android 4.0 ICS升級中，第三方開發(fā)商可以在他們自己的應(yīng)用上利用這項技術(shù)，因為谷歌已經(jīng)為處理懸停事件，在ICS中推出的新開源API。

    懸浮觸摸技術(shù)在未來的應(yīng)用

    通過上文的解讀，我們了解了懸浮觸摸技術(shù)的工作原理，那么這項技術(shù)到底有什么用呢？我們不妨展開一下聯(lián)想。

    大家都知道，電容觸控屏有一個很大的缺陷，就是在冬天時，我們只能摘下手套才能對手機(jī)進(jìn)行操作，非常不方便。如果懸浮觸摸技術(shù)成熟了，我們完全可以隔著厚厚的手套來使用觸摸屏幕，這將會為用戶帶來極大的方便。

    在游戲方面，我們也可以充分利用這項技術(shù)，帶來更好的用戶體驗。比如說玩賽車游戲時，可以根據(jù)手指按壓的深度來控制油門和剎車的強(qiáng)度，是不是很帶勁，但是，這要求“懸空觸控”的精度要足夠高。

    當(dāng)然，這項技術(shù)的能量遠(yuǎn)不僅僅如此，到底這項技術(shù)能發(fā)展到何種程度，還要看軟件開發(fā)工程師們?nèi)绾卫�用。我們可以想象，如果這項技術(shù)應(yīng)用到iOS 系統(tǒng)上，一定會成為又一項具有革命性意義的創(chuàng)新，會出現(xiàn)大量高品質(zhì)的應(yīng)用程序和游戲。但是Android究竟能不能充分的利用和開發(fā)這一技術(shù)呢？我們拭目 以待。

索尼WhiteMagic技術(shù)

    WhiteMagic這項技術(shù)想必大家不是特別熟悉，它是索尼移動在MWC2012上發(fā)布的新機(jī)——Xperia P上采用的屏幕技術(shù)。大家都知道，普通的LCD都是采用的RGB三原色像素排列方式，而WhiteMagic技術(shù)在此基礎(chǔ)上創(chuàng)造性的加入了一個白色子像 素，采用RGBW(Red，Green，Blue，White)像素排列方式，用來增加屏幕亮度，也就是說WhiteMagic屏幕每個像素點由四個子像 素點組成，如下圖所示。

    WhiteMagic技術(shù)的目的是提高屏幕亮度，以便在室外強(qiáng)光下也能夠很清楚的看清屏幕顯示的內(nèi)容。根據(jù)不同的使用場景，WhiteMagic屏幕可以自動切換兩種亮度模式：

    戶外模式，在戶外強(qiáng)光下，白色子像素透光率增加，使得WhiteMagic屏幕可以在相同背光亮度下達(dá)到大約雙倍的亮度，即使處在充滿陽光的戶外下依然能夠輕易看清屏幕。

    室內(nèi)模式，在室內(nèi)弱光環(huán)境下，若需要達(dá)到與一般面板相同的亮度，則僅需原背光亮度的50%，耗電量也僅為原來的50%，(這也意味著更長的待機(jī)時間)。因此，WhiteMagic屏幕也是市面上最省電的屏幕之一。如下圖所示。

    從上圖可以看出，在不增加背光亮度的情況下，WhiteMagic屏幕最大亮度能達(dá)到935cd/m2，而室內(nèi)模式的亮度可以保持在530cd/m2左右，而背光亮度僅為普通屏幕的50%，節(jié)省了電池的耗電量。

ClearBlack悅幕屏顯技術(shù)

    如果您用過諾基亞N9或者Lumia系列手機(jī)，肯定會被它純正的黑色背景、清新地顯示效果以及戶外強(qiáng)光下的抗炫光能力所吸引。這是因為諾基亞手 機(jī)的屏幕采用了ClearBlack display(悅幕)技術(shù)，簡稱為CBD技術(shù)，讓屏幕在戶外的顯示效果更加出色。那么什么是CBD技術(shù)？

    大家肯定有過這樣的經(jīng)歷，在戶外強(qiáng)光下用手機(jī)時，很難看清楚屏幕顯示的內(nèi)容，必須要用手捂住手機(jī)才能勉強(qiáng)看清楚。這種情況是非常常見的也是很讓 人煩惱的事。如果要解決這個問題有一個很直接的辦法，就是增強(qiáng)屏幕亮度，比如LG的NOVA技術(shù)，但是這樣做的缺點也很致命，就是會大大增加屏幕的耗電 量，減少電池續(xù)航時間，這顯然是不能被用戶接受的。所以諾基亞工程師研發(fā)了另一種方法來解決這一問題，這就是CBD技術(shù)。

    CBD技術(shù)是在顯示屏的結(jié)構(gòu)中加入了偏光層，可以在不增加屏幕亮度的基礎(chǔ)上，幫助解決了眩光問題，同時還維持了圖像品質(zhì)，并盡可能地加深黑色。 此外，CBD顯示屏手機(jī)能夠創(chuàng)建出驚人的色彩對比度，讓您的應(yīng)用、視頻和圖像清晰、逼真地顯示在屏幕上。同時確保不會對電池續(xù)航時間造成太大影響。

    CBD技術(shù)顯示原理

    我們首先來討論一下觸摸屏的構(gòu)造，以便更好地說明CBD顯示屏的工作原理。您手機(jī)的觸摸屏實際就如同一個由不同成分組成的多層薄餅。其中，“偏 光片”層的位置是CBD顯示屏得以實現(xiàn)如此出色的視覺效果的根本所在。偏光片是一個圓形層，能夠有效地消除多余的反光。消除反光有助提高視覺對比度，進(jìn)而 顯示鮮明的色彩和更純的黑色。

    在CBD顯示屏手機(jī)中，偏光片位于窗口和觸摸傳感器之間。該層的目標(biāo)是將光學(xué)性能與氣隙解決方案堆迭在一起。通過將偏光片置于觸摸傳感器與顯示 屏之間，工程師能夠有效地阻擋來自電容式傳感器網(wǎng)格的反光。為了幫助您進(jìn)行想象，嘗試在直射的陽光下傾斜傳統(tǒng)觸摸屏手機(jī)……有沒有看到由小點構(gòu)成的網(wǎng)格？ 這便是電容式傳感器網(wǎng)格。

    此外，通過將偏光片放在該位置，光線被分散，反光最大限度地減少，結(jié)果，屏幕更加清晰，所有圖標(biāo)和色彩間的對比非常明顯。如欲了解CBD顯示屏 手機(jī)與普通手機(jī)間的差距，請參見本頁圖一。左邊是采用了CBD顯示屏，右邊未采用CBD顯示屏，很明顯，它的眩光和反光現(xiàn)象特別嚴(yán)重。

諾基亞弧形屏幕

    除了CBD技術(shù)之外，諾基亞N9以及Lumia系列手機(jī)還有一項特殊的屏幕技術(shù)，即弧形真空屏幕。屏幕表面覆蓋一層優(yōu)美的弧形康寧玻璃，并且采 用無縫隙設(shè)計，屏幕表面看起來就像貼在玻璃表面一樣，因此看起來立體感十足，屏幕內(nèi)容仿佛浮在機(jī)身上方。該屏幕經(jīng)真空處理，因此也不用擔(dān)心屏幕進(jìn)灰的問 題。

    采用弧形屏幕的機(jī)型——諾基亞N9

    諾基亞N9正面采用了一塊3.9英寸AMOLED材質(zhì)顯示屏，屏幕分辨率達(dá)到了480×854像素級別，機(jī)身背部還內(nèi)置一枚800萬像素的卡爾 蔡司認(rèn)證鏡頭，擁有28毫米廣角鏡頭、F2.2大光圈，支持自動對焦以及雙LED閃光燈，其他性能方面，諾基亞N9則搭載了德州儀器OMAP3630處理 器，主頻為1GHz，并且集成PowerVR SGX530圖形處理芯片，而高達(dá)1GB的運行內(nèi)存也更大程度的保證了系統(tǒng)運行流暢。該機(jī)采用了MeeGo操作系統(tǒng)。

    諾基亞N9是一款外觀設(shè)計時尚且極具個性智能手機(jī)，而且是唯一一款采用MeeGo操作系統(tǒng)的智能手機(jī)，雖然該系統(tǒng)軟件資源還不是很多，但是一些主流的應(yīng)用和游戲還是基本具備的。目前該機(jī)的手機(jī)已經(jīng)基本穩(wěn)定在2699元左右，比較超值，值得擁有。

    諾基亞N9(改版機(jī))

    [參考價格] 2699元

Retina視網(wǎng)膜技術(shù)

    提到視網(wǎng)膜技術(shù)，想必大家都很熟悉，沒錯，它就是被廣泛應(yīng)用在部分蘋果設(shè)備中的一項屏幕顯示技術(shù)。最早應(yīng)用在蘋果iPhone 4的屏幕上，這項技術(shù)為iPhone 4的屏幕帶來極清晰的顯示效果。

    Retina屏幕是一種具備超高像素密度的液晶屏，它可以將960×640的分辨率壓縮到一個3.5英寸的顯示屏內(nèi)。。也就是說，該屏幕的像素 密度達(dá)到326像素/英寸。對現(xiàn)實分辨率熟悉的用戶會知道，通常我們電腦顯示屏幕的分辨率為72像素/英寸。iPhone 4的分辨率為電腦的4倍多，甚至超過了人眼能分辨的范圍。所以顯示會非常細(xì)膩。電子書、網(wǎng)頁和電子郵件中的文字以任何大小顯示都清晰明銳，影片和照片中的 圖像從任何角度觀看都令人驚艷，所見一切都更清晰。

    大家都知道，手機(jī)屏幕的細(xì)膩程度與屏幕的尺寸和分辨率有直接的關(guān)系，而評判屏幕細(xì)膩程度有一個專業(yè)的量詞——PPI，PPI數(shù)值越高，代表屏幕越細(xì)膩。而iPhone 4達(dá)到了驚人的326PPI(326像素/英寸)，超過了人言可識別的范圍。

    Retina顯示屏采用板內(nèi)切換 (IPS) 技術(shù)，以實現(xiàn)較標(biāo)準(zhǔn)液晶顯示器更寬闊的視角。這意味著你幾乎可以用任何方式握持iPhone ，都能獲得絢麗的畫面效果。非常適合與朋友分享照片，或在玩駕駛類以及飛行類游戲時操控iPhone。不僅如此，Retina顯示屏呈現(xiàn)的對比度是以往顯 示屏的4倍，淺色更明亮、深色更沉穩(wěn)，一切都顯得更加動人。

NOVA屏幕顯示技術(shù)

    NOVA實際上也是一種屏幕顯示技術(shù)，它是隨著LG P970-Black的上市而帶來的一項全新的屏幕顯示技術(shù)。NOVA屏幕又被稱為高亮顯示屏，它是在IPS的基礎(chǔ)上采用的一項提高屏幕亮度的技術(shù)。據(jù) LG官方稱，NOVA Display在亮度方面能達(dá)到700尼特。高于iPhone 4屏幕亮度的530尼特。是目前市面上最亮的屏幕。

    以下為官方介紹的NOVA的優(yōu)勢

    NOVA顯示屏幕具備更高的亮度水平和純白色調(diào)，可精確顯示黑白原色，優(yōu)化閱讀體驗。應(yīng)用到產(chǎn)品中以后，將令手機(jī)屏幕無論在室內(nèi)光線還是室外強(qiáng) 光下，都可以呈現(xiàn)清晰的顯示效果。此外在相同的室內(nèi)環(huán)境下，和普通LCD屏幕比起來，NOVA顯示屏還能減少50%的能耗。由于白色是目前最常用的網(wǎng)頁瀏 覽配色方案，當(dāng)手機(jī)顯示全白屏幕時，NOVA屏幕比起AMOLED屏幕同樣可以節(jié)省一半耗電。

可彎曲折疊的屏幕

    可彎曲折迭的屏幕

    在去年的CES上，三星為我們展示了一種新屏幕技術(shù)——可彎曲AMOLED屏幕，這塊屏幕為4.5英寸，分辨率為800x480像素，厚度僅為 0.3毫米�？芍С諥ndroid系統(tǒng)和Windows Phone 7系統(tǒng)，在彎曲的時候不會損壞或者讓顯示的圖像扭曲失真。

    普通的手機(jī)屏幕使用的是玻璃基板，三星在柔性AMOLED屏幕改用了新型的塑料基板讓其具備柔韌特性，同時這種屏幕還具備快速相應(yīng)和低功耗的特點。

    借助這種輕薄的柔性顯示屏，消費電子廠商們可以設(shè)計出許多具有創(chuàng)新概念的電子產(chǎn)品，包括手機(jī)、平板機(jī)等。目前，三星已經(jīng)確認(rèn)在2012年將會量產(chǎn)可彎曲的AMOLED屏幕，可能會率先在手機(jī)上使用。

    結(jié)束語：

    今天筆者為大家介紹了各大手機(jī)廠商的屏幕技術(shù)，相信大家對手機(jī)的屏幕顯示以及控制技術(shù)也有了一定的了解。以后大家在購買手機(jī)時不要一味地追求屏幕的分辨率和材質(zhì)，其實，各種屏幕特殊的技術(shù)也是影響屏幕顯示效果和操控感受很重要的因素。