西安工業(yè)大學 易勇銘

采用觸摸板控制操作智能手機的方法分析

西安工業(yè)大學 易勇銘

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

觸摸板；控制操作；智能手機；方法分析

引言

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

1.采用觸摸板控制操作智能手機的設(shè)計方案

用以對智能手機進行控制的觸摸板所對應(yīng)的遙控系統(tǒng)需要具有手勢識別以及多點觸控兩種技術(shù)，手勢識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，提升人機交流的效率。出去觸摸板外，傳統(tǒng)意義上較為常見的手勢信息收集方法還有兩種，分別是攝像頭和傳感器，下面就針對這兩種方法的優(yōu)劣進行分析和比較。

1.1 手機攝像頭

在對手勢信息進行采集的過程中，主要依托的工具為智能手機攝像頭，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識別系統(tǒng)[1]。手機的攝像頭在對手勢進行準確捕捉后，便可以通過相應(yīng)的技術(shù)對圖像進行處理和識別。上述方法所具有的優(yōu)點在于成本低廉，但由于存在大量相似手勢，因此，在對手勢進行識別的過程中，存在實時性較差、準確率較低的問題。

1.2 手機傳感器

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：當使用者做出手勢后，傳感器可以通過對使用者手部的三維活動進行感知和模擬，并且將其轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的數(shù)字信號，再通過對信號的預(yù)處理、重采樣、提取和識別最終將手勢所對應(yīng)的動作信息進行確定。雖然傳感器的應(yīng)用可以保證對復(fù)雜、繁瑣的動作進行及時反應(yīng)，但應(yīng)用成本較高，并且對設(shè)備的依賴性較強。

2.采用觸摸板控制操作智能手機的核心技術(shù)

2.1 無線遙控

首先需要研究人員明確一點，在2.405GHz和2.485GHz范圍內(nèi)的頻段是免費的，對處于這一范圍內(nèi)的頻段進行使用不需要向相關(guān)組織和部門繳納任何費用，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，對于各類干擾因素所具有的抵抗能力也是相對較強的[2]。研究結(jié)果表明，2.4G技術(shù)正是由于自身強大的抗干擾能力，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對自動調(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 多點觸摸

多點觸摸技術(shù)指的是通過對不同介質(zhì)的應(yīng)用，實現(xiàn)對圖片進行旋轉(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)單點觸摸所具有的一切功能。由此可以看出，多點觸摸最突出的特點是可以通過多個手指對屏幕內(nèi)容進行同時操作，為使用者提供便捷。通過對多點觸摸技術(shù)進行研究可以發(fā)現(xiàn)，和單點觸摸相對比而言，多點觸摸在反應(yīng)速度方面所具有的優(yōu)勢是非常明顯的，使用者在對智能手機屏幕進行點擊時，觸摸板可以在極短的時間內(nèi)作出拖拽、放大、點擊等相應(yīng)反應(yīng)，并將其體現(xiàn)在智能手機的屏幕之上[3]。另外，多點觸摸技術(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多點觸摸技術(shù)所涉及到的應(yīng)用領(lǐng)域進行了拓展。將單點觸摸和多點觸摸技術(shù)進行分析、對比可以發(fā)現(xiàn)，多點觸摸技術(shù)是將智能手機屏幕所對應(yīng)的導(dǎo)電層進行了劃分，使其成為單獨的觸控單元，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屏幕的哪一部分，觸摸板都能夠在最短的時間內(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到全高清的級別，而機身除了具有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3D顯示能力的同時，支持不同格式視頻的在線和USB播放，并且支持App下載。而智能手機所采用的觸摸板，已經(jīng)不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)對圖片的縮放、翻頁、視頻的暫停、快進等功能，還可以通過多點觸摸的方式將使用者對網(wǎng)頁進行瀏覽的過程中所做出的多種手勢進行準確識別。

3.2 信息采集

目前社會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觸控這一優(yōu)勢，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)階段相對而言被人們所認可的供貨商。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現(xiàn)對電壓的提供，此時玻璃表面便形成了均勻的電場，使用者在觸摸玻璃的過程中，控制器能夠根據(jù)使用者手指和電場靜電之間所產(chǎn)生的一系列變化，測定出準確的坐標位置。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)到的位置信號進行匯聚，而無法由此延伸獲取其他信息，因此，同質(zhì)感應(yīng)層無法實現(xiàn)多點觸控。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軸進行交叉分布，此時使用者的手指一旦觸摸到智能手機的屏幕，投射電容便可以通過X、Y軸對觸摸位置進行掃描，進而確定使用者手指所處的實際位置，而投射電容最突出的優(yōu)勢即為多點觸控[4]。還需要人們明確一點，就是觸摸板和觸摸屏之間的差異性。對二者進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，文章通過三個方面對“如何采用觸摸板對智能手機進行控制和操作”這一問題進行了分析，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)勢和不足，然后又說明了想要實現(xiàn)觸摸板對智能手機的操控所需的幾項核心技術(shù)，最后又以遙控系統(tǒng)和信息采集作為切入點，對能夠操控智能手機的觸摸板系統(tǒng)進行了系統(tǒng)、深入的探究，希望能夠為下一階段研究工作的開展提供理論依據(jù)及參考。

[1]高堅,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多點觸摸遙控系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].西安科技大學,2012.

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

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

易勇銘（1994－），重慶人，本科，專業(yè)：電氣工程及其自動化。