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2.7.2 多点触控红外技术(编号10)

《实感交互:人工智能下的人机交互技术》第2章触觉感知,本章试图为应用于人机交互界面的触控技术提供一个明确的定义。本节为大家介绍多点触控红外技术(编号10)。

作者:温秀颖 译来源:机械工业出版社|2019-02-03 20:57

2.7.2 多点触控红外技术(编号10)

多点触控红外技术是一个依靠红外LED发射器和光检测器的新成像方法,两组配件较其在传统红外触摸屏的使用并无不同。新方法支持达到32个以上的手指同时触碰;主要不同之处在于控制器对发射器和接收器的管理方式和过程。在大多数的应用中,该控制器使用尽可能多的接收器来捕捉所有单个发射器生成的触碰屏幕物体的阴影,而不仅仅是寻找成对的受干扰光束。

使用在这种成像方法的红外发射器和探测器主要有三种设计。前两种由其创始企业发现:①研发了这个技术并在2009年1月发布首个产品的PQLabs;②ImageDisplaySystem;

③目前尚无法找到具体的发明单位。

如图227所示,一个红外LED发射器一闪光,许多或所有的在对面两边或三边的红外光检测器就会记录下它们的光强度,生成一个单像素“图像”,它能显示所有LED和光检测器之间的物体阴影。每个图像像素(即来自某个光检测器的数据) 通常都以灰度图展示,这对勾画移动物体的轮廓十分有用,因为现实的阴影在物体位移时并没有显著的轮廓。每次红外LED闪烁都会“重复”这个照相过程。这个过程速度极快,归并一起并按照数学数组排序的图像[49]能够使相对大量的有影物体被同时追踪。

用于所有三种结构的硬件也都相对相似。用户对不同的多点触控红外产品的体验大多是由使用算法的质量决定的。这些算法用来分析“阴影图” 的数据,剔除重影点,处理遮挡并追踪移动和非移动物体。

目前该技术的供应商为数不多,最有名的是PQLabs(该技术的创始人)、Citron(DreamTouchTM品牌)、ImageDisplaySystem (PulseIRTM品牌)、TimeLink和ZaagTech。

该技术使用的资源的两个核心特征是高速排序和大量持续的图像处理。因为该技术可实

现的最大分辨率与红外光检测器之间的间隔(通常直径为5mm) 密切相关,这种类型的触摸屏线路图可以显示其呈“阶梯状” 或“锯齿状”。同样,随着接触物体离红外LED越来越近或变得越来越大,它们的阴影也会放大,这样就减少了每个图像可承载的数据量。

令人不解的是,该技术的主要问题在于缺乏清晰的应用。它似乎更多的是为了迎合主流消费对多触点的热衷而并非出于满足实际应用的需要。当下的商业红外触摸屏应用极少需要超过两点的触控,而且也从未有人定义过任何一个真正的20~40点的触控应用。另一个障碍是识别哪个触点归属哪个用户的问题,这尚未2018送彩金的娱乐网站出良好的(实际的) 解决方案。在大型水平显示器(游戏桌面)上进行的多人游戏也许是多点触控红外技术的最佳机会,但是不清楚该技术是否能够满足程序对速度和清晰度的要求。

多点触控红外技术因为受限于分辨率、速度和最小接触物体尺寸而不大适合交互白板应用。交互白板应用总体上需要一支触控笔以及快速识别抬笔小于1mm的距离。由于红外发射器放置在屏幕表面,任何形式的红外线要达到抬笔识别的要求非常困难。虽然多点触控红外技术也应用于白板产品(特别是来自PQLabs的亚洲竞争商),获得的用户体验大多并不积极。

多点触控红外技术的优缺点见表212。

对当前多点触控红外技术发展状况的评价可以通过访问PQLabs的网站(该技术的绝对先锋)了解。在本书编写的2013年,该网站的展示页面[51]囊括了七部各25min的视频;在全部18min的视频中,几乎没有任何应用显示使用超过两点的触控。最引人注目的应用是一个双人空中曲棍球比赛,每人使用两把球棍。

另一方面,继续发掘PQLabs网站可以发现关于消除该技术诸多缺点的市场呼声很高。比如,他们声称通过加入10个“轻型处理器” (某种尚未定义的CPU) 分散了控制器的处理工作量,因为这些处理器能够执行大多数在触摸屏框架内的多点处理,因此优化了触控速度和准确度。PQLabs声称最小触体尺寸仅为15mm (相比起大于5mm的通常规范)———只是该描述并未出现在产品规范中,而是在其市场产品的宣传中有所提及。PQLabs声称已经“优化的手写算法和独特的白板模式” 能够使其产品支持清晰复杂的手制绘图,比如数学公式。他们还称产品不受“翘曲”和“恶劣的照明环境” 影响———但并未提供一个“最小平坦度”或“最大环境红外光照度指数”的具体规范。

表212 多点触控红外技术的优缺点

上述部分通过例子指出了整个触控产业存在的一个根本问题,即市场宣传过多且缺乏足够的产品规范描述。


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