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(duì)此表示期待,但也有人認(rèn)為噱頭大于實(shí)用。實(shí)際上,自從觸控屏 幕出現(xiàn)以來(lái),人們就沒有停止過(guò)對(duì)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),每一項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新,都為屏幕顯示效果帶來(lái) 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(duì)大家有所幫助。
懸浮屏幕技術(shù)
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(dòng)的研究工程師及技術(shù)聯(lián)合發(fā)明者Erik Hellman,對(duì)懸浮觸控技術(shù)做了詳細(xì)的說(shuō)明:
與許多智能手機(jī)一樣,Xperia sola使用電容式觸摸感應(yīng)來(lái)記錄用戶在屏幕上的輸入。觸摸手機(jī)屏幕時(shí)發(fā)生的事件被稱為觸碰事件。電容式觸摸通過(guò)覆蓋在手機(jī)上的X-Y電極網(wǎng)格工作,運(yùn)用 上面的電壓。當(dāng)有手指靠近電極時(shí),電容會(huì)改變,而且可以被測(cè)量。通過(guò)比較所有電極的測(cè)量值,就可以準(zhǔn)確定位手指的位置點(diǎn)。
觸摸屏上有兩種電容式傳感器,互電容和自電容?;ル娙荩糜趯?shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸檢測(cè)。自電容能夠產(chǎn)生比互電容強(qiáng)大的信號(hào),檢測(cè)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(wú)法進(jìn)行多點(diǎn)檢測(cè)。
圓圈代表觸碰點(diǎn),紅色的X代表鬼影位置
互電容實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控
擁有互電容,上圖中的每一個(gè)線條交叉點(diǎn)都會(huì)形成平行板電容器。這意味著,每一個(gè)交叉點(diǎn)都是一個(gè)電容器,進(jìn)而保證可以將測(cè)量精確到每一根手指,實(shí) 現(xiàn)多點(diǎn)觸控。然而,因?yàn)閮筛€之間的交叉點(diǎn)面積很小,使得傳感器的電場(chǎng)也很小。傳感器如此之小,以至于信號(hào)強(qiáng)度很低,無(wú)法感應(yīng)到那些非常弱小的信號(hào)。因 此,當(dāng)用戶的手指在屏幕上懸停時(shí),互電容傳感器就無(wú)法感應(yīng)到信號(hào)。
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(gè)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(hào),使得設(shè)備可 以檢測(cè)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(shí),距離手指最近的傳感器線會(huì)被激活(X1,Y0)。如果檢測(cè)到兩根手指,便會(huì)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(cè)到兩根手指時(shí),會(huì)出現(xiàn)四個(gè)可能的觸碰點(diǎn)(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(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控。
結(jié)合自電容和互電容,實(shí)現(xiàn)懸浮觸控
懸浮觸控是通過(guò)在一個(gè)電容觸摸屏幕上,同時(shí)運(yùn)行自電容和互電容來(lái)實(shí)現(xiàn)的?;ル娙萦糜谕瓿烧5挠|碰感應(yīng),包括多點(diǎn)觸控。而自電容用于檢測(cè)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(shí)現(xiàn)懸浮多點(diǎn)觸控。也就是說(shuō),當(dāng)進(jìn)行懸浮操作時(shí),屏幕不支持多點(diǎn)觸控。屏幕只能在接觸觸碰情況下實(shí) 現(xiàn)多點(diǎn)觸控。
這項(xiàng)技術(shù)是與Cypress Technologies合作開發(fā)的。通過(guò)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(huì)做出反應(yīng)。也就是說(shuō),懸浮觸控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要有應(yīng)用內(nèi)部程序的支持。
懸浮觸摸屏
關(guān)于開發(fā)者的可能性,以及懸浮觸控的初步實(shí)施
在Xperia sola中,這一功能只能在內(nèi)置的瀏覽器上實(shí)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(guò)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(shí)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(shí)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(lái)的Xperia sola Android 4.0 ICS升級(jí)中,第三方開發(fā)商可以在他們自己的應(yīng)用上利用這項(xiàng)技術(shù),因?yàn)楣雀枰呀?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(lái)的應(yīng)用
通過(guò)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(xiàng)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(gè)很大的缺陷,就是在冬天時(shí),我們只能摘下手套才能對(duì)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(lái)使用觸摸屏幕,這將會(huì)為用戶帶來(lái)極大的方便。
在游戲方面,我們也可以充分利用這項(xiàng)技術(shù),帶來(lái)更好的用戶體驗(yàn)。比如說(shuō)玩賽車游戲時(shí),可以根據(jù)手指按壓的深度來(lái)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(xiàng)技術(shù)的能量遠(yuǎn)不僅僅如此,到底這項(xiàng)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?。我們可以想象,如果這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到iOS 系統(tǒng)上,一定會(huì)成為又一項(xiàng)具有革命性意義的創(chuàng)新,會(huì)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。
? ? ? ?WhiteMagic技術(shù)
WhiteMagic這項(xiàng)技術(shù)想必大家不是特別熟悉,它是索尼移動(dòng)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(gè)白色子像 素,采用RGBW(Red,Green,Blue,White)像素排列方式,用來(lái)增加屏幕亮度,也就是說(shuō)WhiteMagic屏幕每個(gè)像素點(diǎn)由四個(gè)子像 素點(diǎn)組成,如下圖所示。
WhiteMagic屏幕子像素排列方式
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(chǎng)景,WhiteMagic屏幕可以自動(dòng)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(yáng)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(lái)的50%,(這也意味著更長(zhǎng)的待機(jī)時(shí)間)。因此,WhiteMagic屏幕也是市面上最省電的屏幕之一。如下圖所示。
如果您用過(guò)諾基亞N9或者Lumia系列手機(jī),肯定會(huì)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?yàn)橹Z基亞手 機(jī)的屏幕采用了ClearBlack display(悅幕)技術(shù),簡(jiǎn)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)?
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(wèn)題,同時(shí)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(duì)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(shí)確保不會(huì)對(duì)電池續(xù)航時(shí)間造成太大影響。
CBD技術(shù)原理圖
CBD技術(shù)顯示原理
我們首先來(lái)討論一下觸摸屏的構(gòu)造,以便更好地說(shuō)明CBD顯示屏的工作原理。您手機(jī)的觸摸屏實(shí)際就如同一個(gè)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(shí)現(xiàn)如此出色的視覺效果的根本所在。偏光片是一個(gè)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(duì)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疊在一起。通過(guò)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(lái)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(yáng)光下傾斜傳統(tǒng)觸摸屏手機(jī)……有沒有看到由小點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)格? 這便是電容式傳感器網(wǎng)格。
此外,通過(guò)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(duì)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(qǐng)參見本頁(yè)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。
普通屏幕與WhiteMagic屏幕對(duì)比圖
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。
除了CBD技術(shù)之外,諾基亞N9以及Lumia系列手機(jī)還有一項(xiàng)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(wú)縫隙設(shè)計(jì),屏幕表面看起來(lái)就像貼在玻璃表面一樣,因此看起來(lái)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(wèn)題。
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(cuò),它就是被廣泛應(yīng)用在部分蘋果設(shè)備中的一項(xiàng)屏幕顯示技術(shù)。最早應(yīng)用在蘋果iPhone 4的屏幕上,這項(xiàng)技術(shù)為iPhone 4的屏幕帶來(lái)極清晰的顯示效果。
iPhone 4采用Retina顯示屏
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(gè)3.5英寸的顯示屏內(nèi)。。也就是說(shuō),該屏幕的像素 密度達(dá)到326像素/英寸。對(duì)現(xiàn)實(shí)分辨率熟悉的用戶會(huì)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(guò)了人眼能分辨的范圍。所以顯示會(huì)非常細(xì)膩。電子書、網(wǎng)頁(yè)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。
iPhone 4顯示效果極為細(xì)膩
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(píng)判屏幕細(xì)膩程度有一個(gè)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(guò)了人言可識(shí)別的范圍。
Retina顯示屏采用板內(nèi)切換 (IPS) 技術(shù),以實(shí)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(shí)操控iPhone。不僅如此,Retina顯示屏呈現(xiàn)的對(duì)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(dòng)人。
結(jié)束語(yǔ):
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(duì)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(gòu)買手機(jī)時(shí)不要一味地追求屏幕的分辨率和材質(zhì),其實(shí),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。
評(píng)論