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技术解析:电容式触摸屏也分“三六九等”
发布日期:2015-11-01

    从手机、平板到笔记本,再到一体电脑、智能电视,触屏成为了时下电子产品上最流行的元素,这种普及之势正在改变人们的生活方式。以前我们崇尚实体按键——无论是T9还是Qwerty,而随着技术的进步与成熟,时下已经是“无触不在”的大屏手机时代。在手机身上,触摸屏的成熟度基本已经接近甚至赶超传统的实体按键,这也加速了实体按键手机的消亡,而同样是以触摸为主要操作方式的平板电脑也在挤压传统PC市场。

触摸屏的优劣之分

  上至古稀老人下至正茂青年,人们都已经开始使用配备触屏的电子设备,并享受到更为直观和便利的操作方式,但与此同时还伴随着另一种现象:即使硬件配置已经达到了能够流畅运行系统应用的要求,但使用者却没有任何顺畅感,就像一些山寨厂商生产的价格很有吸引力的安卓手机,虽然有时候配置很高但其流畅度上却不能与硬件构成正比——卡顿现象的产生让触摸屏成为了短板。

  触屏是人机交互中的必经环节,所以它的灵敏度与响应速度尤为重要,被广大厂商采购并使用的电容式触摸屏是现阶段最成熟的应用解决方案,这个外观上看似相同的“透明”面板内部却大有乾坤,触屏的好坏直接导致了人机交互过程中的流畅与否。

电容式触摸屏的结构

  电容式触摸屏的结构就像一个放在盘子上的三明治,“盘子”最靠近电子设备中的电气元件,它起到了屏蔽电气信号的作用,以避免对触屏产生干扰;与“盘子”接触的,以及最上面的“面包层”为不导电(电介质)的玻璃材质,它们更多的是起到保护作用;两个“面包层”中间所夹的“酱”就是最为关键的佐料,它负责感应人体电场并检测触摸点,一个电子设备能否给用户带来顺畅的使用感受,就全靠这个“佐料”提味了。

 电容式触摸屏的工作原理

  电容式触摸屏内部由驱动电极与接收电极组成,驱动电极发出低电压高频信号投射到接收电极形成稳定的电流,当人体接触到电容屏时,由于人体接地,手指与电容屏就形成一个等效电容,而高频信号可以通过这一等效电容流入地线,由此接收端所接收的电荷量减小,而当手指越靠近发射端时,电荷减小越明显,最后根据接收端所接收的电流强度来确定所触碰的点。至于多点触控,简单地说,就是将屏幕分块,在每一个区域里的每组互电容模块都是独立工作的,所以电容屏就可以独立检测到各区域的触控情况,进行处理后,实现多点触控。

 灵敏度

  中间的“佐料”决定了电容式触摸屏的灵敏度以及响应时间。这其中影响灵敏度的是一个叫做触点直径的东西。我们可将一块电容触摸面板分成一个个细小的均分区域,而触点直径就是两个紧挨区域中心之间的距离,触点直径越小,触摸屏的识别率越高,比如有的触屏需要将整个手指肚的面积按压才能识别到信号,而有的则只需要指尖。

  拿现在的最新的Windows 8操作系统来说,微软官方对Win8触屏所要求的触点直径最小是9mm,这就意味着我们在使用触屏时,手指要比较用力的按在屏幕上以保证接触面积。如果以9mm这个直径作为衡量标准,那么在某些情况下系统有可能无法识别到滑动手势,比如你拿触点面积比手指肚小的电容笔写字,触屏上显示的笔迹却只能断断续续,甚至没有任何反应,所以触点直径越小则代表触屏越优秀。

响应时间

  触点直径决定触屏的灵敏度,而响应时间是影响触屏使用感受的另一个主要因素。在使用手指或者电容笔在屏幕上写字或者绘画时,我们会发现屏幕上的轨迹会与笔端有一段距离。如果我们的指尖只是缓慢划过屏幕,那么不同触屏响应时间的差距并不会体现得非常明显。但实际上用户在习惯系统后进行查找、浏览网页、手写文字、绘制图形等操作时,手指或笔端的运动速度将变得很快。如果触屏的响应时间过长,那么屏幕上显示的内容就会严重落后于手指或笔端,使用者就会可以放慢速度,从而影响操作体验。

  同样是微软的官方标准,它规定触屏的响应时间不应大于50毫秒,包括上面介绍的9mm触点直径,这都是最基本的、能够保证使用的硬件要求,所有市面上的预装Win8操作系统的触屏笔记本均能够达到这个标准,但大多数却只是刚刚及格,若想真正享受到卓越的体验则需要达到更高的标准。

  拿华硕VivoBook S400举例,这款超极本所配备的触屏的触点直径缩小到5mm,在Win8系统下用手指进行滑动操作没有任何中断卡顿的现象,即便是使用接触面积更小的电容笔进行快速书写也能得心应手。

  与此同时,S400在抵抗外界信号干扰的前提下,利用讯号增压及跳频等技术,有效提高讯噪比,提高了触屏的响应时间。与微软50毫秒响应时间的标准相比,华硕VivoBook S400将这一标准提升至30毫秒,所以指尖随意的接触屏幕就可以获得即时响应。

总结

  作为基础设施的硬件固然重要,而如今触屏替代实体按键成为了人机交互中最重要的环节之一,现阶段被广大厂商采购并使用的电容式触摸屏外观基本一致,用肉眼无法辨认其本质,这也使得触屏变成了一个隐形的屏障,优秀的触屏能很好的辅佐其他硬件和系统应用,粗劣的触屏则会限制其他硬件的发挥成为短板,从而影响使用体验,所以在选购触屏设备尤其是大尺寸的触屏笔记本时,消费者还应花时间亲自体验。