多点触控(Multi-Touch)屏幕技术综述
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点出精彩多点触控技术全揭秘多点触摸技术就是指允许用户同时通过多个手指来控制图形界面的一种技术,能构成一个触摸屏(屏幕,桌面,墙壁等)或触控板,同时接受来自屏幕上多个点进行计算机的人机交互操作。
与多点触摸技术相对应的当然就是单点触摸,单点触摸设备已经有很多的年头了,最早起源于20世纪70年代,小尺寸的有触摸式手机,大尺寸最常见的就是银行里的ATM机和排队查询机。
而苹果公司在iPhone上采用感应电容式触摸屏,让用户与设备的互动不在局限于一根手指,为互动触摸用户界面革命做出了不可估量的贡献。
很多人以为多点触摸仅限于放大缩小功能。
其实,放大缩小只是多点触摸的实际应用样例之一。
有了多点触摸技术,怎么应用就可以通过无限想象来无限扩展。
程序员可以把多点触摸应用到很多方面,从一定程度上改变或者创新出更多的操作方式来。
就电子产品,特别是消费类产品而言,如何将用户复杂的控制动作转变为直观、便捷且可生产的体验,是用户界面设计面临的终极挑战。
用户界面设计一方面要考虑到用户视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉等五种感官的需求,另一方面还要考虑到用户需求对器件或系统的影响。
目前市场上推出的大部分产品虽然有效,但主要都是将用户的视觉和触觉分开来处理。
从计算机键盘、手机键盘、MP3播放器、家用电器甚至电视遥控器等上面的简单按钮或按键,到音量调节滑条、滚轮和跟踪板等上面更高级的单击和滚动特性,输出位置(也就是用户的输入或操控动作的结果)与用户的输入位置是截然不同的。
而这种视觉和触觉的一致性正是触摸屏的基本优势所在。
让视觉和触觉完全达到一致说起来简单,但做起来则不啻为一场意义深远的技术突破,其将彻底改变用户与电子产品互动的方式,因此有人将此称为用户界面的革命。
简述单点触摸、点触摸、多点触摸的关系与区别单点触摸屏触摸屏的功能发展由简及繁,最初的产品只支持最简单的操控,就是一个手指触摸屏幕上的一点来实现操控。
比如我们每天在附件超市的POS终端机,或者在机场的check-in终端上进行的操作。
多点触控(Multi-Touch)屏幕技术综述摘要:随着iPhone等触控手机和平板电脑的日益火爆,人机互动领域成为新时尚热点,人们追求这种效果华丽、科技感强大的触控技术产品。
多点触控技术,支持复杂的姿势识别,通过手势操作,可以实现放大缩小图像等功能。
从此,人们可以甩开鼠标键盘,用双手就可以浏览图片、拖拽文件,甚至大玩游戏,一点一拨之间就轻松体验到充满科技乐趣的全新产品。
本文将从多点触控技术的定义,发展,当前应用,主要的研究方法分类和发展前景这几个发面对多点触控技术进行综述。
关键词:多点触控;Multi-touch;多通道交互技术1、多点触控(Multi-Touch)屏幕技术定义多点触控(又称多重触控、多点感应、多重感应,英译为Multi-touch或Multi-touch)是一项由电脑使用者透过数只手指达至图像应用控制的输入技术。
是采用人机交互技术与硬件设备共同实现的技术,能在没有传统输入设备(如鼠标、键盘等)的情况下进行计算机的人机交互操作[1]。
多点触控系统特点:1、多点触控是在同一显示界面上的多点或多用户的交互操作模式,摒弃了键盘、鼠标的单点操作方式。
2、用户可通过双手进行单点触摸,也可以以单击、双击、平移、按压、滚动以及旋转等不同手势触摸屏幕,实现随心所欲地操控,从而更好更全面地了解对象的相关特征(文字、录像、图片、卫片、三维模拟等信息)。
3、可根据客户需求,订制相应的触控板,触摸软件以及多媒体系统;可以与专业图形软件配合使用。
2、多点触控(Multi-Touch)屏幕技术发展历史多点触控技术始于1982年由多伦多大学发明的感应食指指压的多点触控屏幕。
同年贝尔实验室发表了首份探讨触控技术的学术文献。
1984年,贝尔实验室研制出一种能够以多于一只手控制改变画面的触屏。
同时上述于多伦多大学的一组开发人员终止了相关硬件技术的研发,把研发方向转移至软件及界面上,期望能接续贝尔实验室的研发工作。
Multi touch 技术:纽约大学)根据海外媒体指出,在纽约大学的Jefferson Han 及其研究队伍,日前已经成功的开发出用以手势、动态,或者是以触碰方式来进行操控触摸式屏幕的Multi-Touch 技术。
虽然研究中的多点触控屏幕技术,还没有办法像电影中满足全像式的投影境界,不过若只是以人性操控界面的角度分析,Multi-Touch 多点触控式系统还是能够呈现出惊人的研究技术,其创新的应用,使用起来非常简单,甚至还不需要艰深的学习技巧,必定是未来应用软体操控界面的主要潮流。
基本上,多点触控系统就只是运用多个手指进行触控式的操控方式,就像演奏乐器或者是其它双手操作一样;除此之外,这项系统技术还能够在同一时间允许多个用户进行互联通信,比方说,交互式的电视墙,或者是直接对电脑的进行操控的动作,采用这项感官科技是严格来说就是一项「感觉驱动」技术,还可提供高分辨率,运用双手在复杂的多点窗口进行操作。
▲图说:APPLE IPHONE 首创导入Multi-touch 多点触控式输入接口技术,并具有内建的重力感应器,一旦手机靠近脸就会自动关闭触控的红外测距感应技术。
(资料来源:APPLE)另外,纽约大学Jefferson 还采用了受抑内全反射技术(frustrated total internal reflection;FTIR),在36″x27″大小的屏幕,画面是采用背投影(rear projected)的方式,同时利用四只手指,以及多人手指进行接口的互动。
而什么是FTIR?主要就是利用了LED 发光照向塑料的内层表面产生光线折射,光线的角度需要经过特别设计。
比方说,塑料表层是空气,光就会完全反射,但是如果有个折射率比较高的物质(如:皮肤、手指),在按压玻璃表面,位于接触点的光就会造成散射光,便能达到受抑内全反射技术,就可以直接在屏幕上做复杂几何的操控。
(参考数据:N.Y. University, J Han)▲图说:Multi Touch 多点触控技术,不只是点、写、按这么简单而。
多点触控概述本文介绍了多点触控技术以及触控屏幕和触控屏幕控制器。
两种多点触控技术多点触控手势识别(Multi-Touch Gesture)和多点触控全区输入(Multi-Touch All-Point),各有其特色,触控屏幕和触控屏幕控制器是整个模组核心所在。
触控屏幕是人机介面的最终选择。
不管是单点触控,还是多点触手势,或是多点触控全区输入,皆可运用其强大优势在许多应用上。
今天真正的多点触控技术已经出现,真实触控(True Touch)也就真的名符其实了。
Apple的iPhone手机问世后,引发业界领导厂商对此新款触控屏幕及其多点触控技术的高度兴趣,触控屏幕技术已成为丛所瞩目的热门技术。
触控屏幕技术之所以如此风行,是因本身具备多项优点,甚可以“小屏幕,大世界”来形容之。
此技术还能为小体积的手持设备提供大尺寸的显示屏幕。
因此,在考量控制按键和显示屏幕尺寸的设计时,无需牺牲功能和外观。
触控屏幕的透明特性可在显示屏幕上实现各种控制功能,尤其是近期最流行的多点触控技术,使用者可在小小一块的触控屏幕上同时在多个位置进行操作,更简单直觉地运用多种功能。
本文将先简述多点触控技术原理,再介绍触控屏幕的物理架构,最后触及多点触控关键技术──触控屏幕控制器。
1.多点触控技术简介顾名思义,多点触控就是让触控屏幕可辨别两个或两个以上手指的触控讯息。
多点触控技术目前有两种:多点触控手势识别(Multi-Touch Gesture)和多点触控全区输入(Multi-Touch All-Point)。
1.1多点触控手势识别(Multi-Touch Gesture)目前市面上最常见的应用就是多点触控手势识别技术,也就是两个手指触摸时,可以判断两个手指的相对运动方向。
虽然不能判断出他们的具体位置,但可以进行缩放、平移、旋转等操作。
这是比较容易建置的多点触控方案,透过座标轴方式,把ITO分为XY轴,可以感应到两点触控操作。
无法准确判断具体位置但是,感应到触摸和探测到触摸的具体位置是两个不同概念。
多点触摸屏幕控制技术研究随着科技的不断发展,多点触摸屏幕控制技术已经成为了现代化数字设备的主流控制方式。
从手机到平板电脑,甚至到现在的电视,多点触摸屏幕控制技术已经广泛应用于各个领域。
本文将从硬件结构、操作方式、应用场景、未来趋势等方面进行探讨。
一、硬件结构多点触控屏幕是由承载电流的电容膜及传感器组成的,当手指或触笔碰触到屏幕时,屏幕上会集中一个电荷,响应并传递到控制器。
控制器接收到电流信号后,通过算法计算出加点坐标,再根据坐标来控制触摸设备移动,达到屏幕控制的目的。
目前,常见的多点触摸屏幕主要有电容式触控屏及电阻式触控屏。
电容式触控屏幕较为常见,一般设计为两个玻璃板夹层电容薄膜结构,其中上一层玻璃板横向嵌入透明的导电薄膜,下一个玻璃板纵向嵌入透明的导电薄膜。
由于手指带有电荷,当手指接触到屏幕时,就会影响两板电容的电流大小,从而在控制器中计算出触控坐标。
电阻式触控屏幕是利用两层嵌入电荷的感应层(一层横向,一层纵向),被压在一起的两片玻璃板制成。
手指按下玻璃板时,使得两层感应层接触,从而形成电路,使控制器读取坐标。
二、操作方式多点触控屏幕有多种操作方式,常见的有单点触控、双点触控、滑动、捏合、旋转等。
单点触控是最基础的操作方式,指点击屏幕上的一个点,通常用于打开应用程序、完成简单的编辑等。
双点触控是指采取两个手指在屏幕上同时触摸,既可以放大缩小屏幕上的内容,也可以旋转和移动屏幕上的图像。
滑动是指通过手指在屏幕上轻扫的方式切换屏幕上的内容。
捏合是指使用手指在屏幕上同时放大和缩小内容或调整屏幕上的图像。
旋转是使用手指在屏幕上旋转来移动指定的图像或屏幕。
三、应用场景多点触控屏幕的应用场景非常广泛。
在手机和平板电脑方面,多点触控屏幕杜绝了键盘和滚轮等传统输入装置,代替它们进行智能的手势输入,方便用户的操作体验。
在教育领域,多点触控屏幕可实现多人同时进行控制,多功能协作,所以被广泛应用于教学讲解、互动演示等。
引言触控技术我们并不陌生,银行的取款机大多有触摸屏功能,很多医院、图书馆等的大厅都有这种触控技术的电脑,支持触摸屏的手机、MP3、数码相机也很多。
但是这些已经存在的触控幕都是单点触控,只能识别和支持每次一个手指的触控、点击,若同时有两个以上的点被触碰,就不能做出正确反应,而多点触控技术能把任务分解为两个方面的工作,一是同时采集多点信号,二是对每路信号的意义进行判断,也就是所谓的手势识别,从而实现屏幕识别人的五个手指同时做的点击、触控动作。
一.多点触屏多点触控 (又称多重触控、多点感应、多重感应,英译为Multitouch或Multi-touch) 是一项由电脑使用者透过数只手指达至图像应用控制的输入技术。
它是采用人机交互技术与硬件设备共同实现的技术,能在没有传统输入设备(如鼠标、键盘等)的情况下进行计算机的人机交互操作。
多点触摸技术也叫多点触控技术。
多点触控在实际应用中被分为两个层面:其一是主控芯片能够同时采集多点信号;其二是能够判断每路手指触摸信号的意义。
换句话说就是能够为用户提供手势识别功能。
在已上市产品中苹果的iPhone以及MacBook笔记本都能够基本达到这种应用目的但是目前iPhone仅能允许2个手指同时作用来完成旋转、缩放等功能,最多算是双重触控而微软的Surface Computer就更加惊人了,其能够同时对多个触点产生反映。
相比传统的单点触摸屏4pin或5pin的少量信号线而言,多点触摸屏幕在导电层上划分出了许多触控单元,而每个单元通过单独的引线连接到外部电路。
由于所有的触控单元呈矩阵形排布所以无论用户手指接触到哪一个部分,系统都能够对相应手指动作产生反应。
多点触摸可以分为2种:Multitouch gestures和Multitouch all point,至于Multitouch gestures我们的应用,比方式浏览图片的旋转、放大、缩小等等。
Multitouchall point比如说是游戏控制、gps的起点和终点控制等等。
多点触控原理多点触控技术是一种现代化的交互方式,它可以让用户通过手指在屏幕上的操作来完成各种任务。
多点触控技术的原理是基于电容屏幕的,通过感应手指的电荷来实现屏幕上的操作。
多点触控技术的原理是基于电容屏幕的。
电容屏幕是由一层导电玻璃和一层感应电极组成的,当手指接触到屏幕时,会形成一个电容,这个电容会改变感应电极的电场,从而产生一个电信号。
这个电信号会被传输到处理器中,处理器会根据这个信号来确定手指的位置和操作。
多点触控技术的实现需要借助于一些算法和软件。
这些算法和软件可以识别出手指的位置和操作,从而实现各种功能。
例如,当用户用两个手指在屏幕上滑动时,系统会识别出这个操作,并将其解释为缩放操作。
当用户用三个手指在屏幕上滑动时,系统会识别出这个操作,并将其解释为切换应用程序的操作。
多点触控技术的优点是显而易见的。
它可以让用户更加自然地与设备交互,从而提高用户的体验。
它还可以提高设备的可用性和可靠性,因为它可以减少用户误操作的可能性。
此外,多点触控技术还可以提高设备的安全性,因为它可以识别出不同的手指,从而防止他人非法操作设备。
多点触控技术的应用非常广泛。
它可以用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑等各种设备上。
它还可以用于各种应用程序中,例如游戏、办公软件、浏览器等。
此外,多点触控技术还可以用于各种交互式展示系统中,例如博物馆、展览等。
总之,多点触控技术是一种非常先进的交互方式,它可以让用户更加自然地与设备交互,从而提高用户的体验。
它的原理是基于电容屏幕的,通过感应手指的电荷来实现屏幕上的操作。
多点触控技术的应用非常广泛,可以用于各种设备和应用程序中。
多点触摸屏技术实现原理一、电阻式触摸屏技术原理:电阻式触摸屏是一种最早的多点触摸技术,它包括两层导电面板,上面是一层玻璃或塑料表面,下面是一层薄膜或玻璃。
这两层导电面板通过绝缘层分离,并使用导电涂料形成触摸滑动和点击的电阻。
当用户手指触摸屏幕时,上层导电面板会压下来,并与下层导电面板进行接触。
这样导电面板上的电流就会改变,由此可以计算出触摸点的位置。
电阻式触摸屏的优点是价格低廉、触摸精确。
然而,它也存在一些缺点,如表面易受损、透光性较差、响应速度慢等。
二、电容式触摸屏技术原理:电容式触摸屏是目前广泛使用的多点触摸技术。
它是基于触摸物体(如手指)和传感器(电容层)之间的电容变化原理进行工作的。
电容层由多个纵横交叉的导电线构成,电流会在用户触摸屏幕时变化。
通过测量这些变化,可以确定触摸点的位置。
电容式触摸屏的优点是感应灵敏、响应速度快、可实现多点触摸等。
然而,它对触摸物体有要求,只能被导电物体触摸,如手指或特制的触控笔。
三、声表面波触摸屏技术原理:声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)触摸屏是一种基于声波传播的多点触摸技术。
SAW触摸屏上有一对发射器和接收器,它们会在屏幕表面产生声波。
当用户触摸屏幕时,会引起声波的反射。
根据接收器获取到的声波信号的变化,可以计算出触摸点的位置。
SAW触摸屏的优点是高精度、高对比度、透光性好。
然而,它对屏幕的厚度和重量有要求,且易受外界物体的干扰。
综上所述,多点触摸屏技术实现的原理可以分为电阻式触摸屏、电容式触摸屏和声表面波触摸屏。
每种技术都有其优势和限制,根据不同的应用场景和需求选择合适的触摸屏技术。
多点触控(Multi-Touch)屏幕技术综述多点触控(Multi-Touch)屏幕技术综述摘要:随着iPhone等触控手机和平板电脑的日益火爆,人机互动领域成为新时尚热点,人们追求这种效果华丽、科技感强大的触控技术产品。
多点触控技术,支持复杂的姿势识别,通过手势操作,可以实现放大缩小图像等功能。
从此,人们可以甩开鼠标键盘,用双手就可以浏览图片、拖拽文件,甚至大玩游戏,一点一拨之间就轻松体验到充满科技乐趣的全新产品。
本文将从多点触控技术的定义,发展,当前应用,主要的研究方法分类和发展前景这几个发面对多点触控技术进行综述。
关键词:多点触控;Multi-touch;多通道交互技术1、多点触控(Multi-Touch)屏幕技术定义多点触控(又称多重触控、多点感应、多重感应,英译为Multi-touch或Multi-touch)是一项由电脑使用者透过数只手指达至图像应用控制的输入技术。
是采用人机交互技术与硬件设备共同实现的技术,能在没有传统输入设备(如鼠标、键盘等)的情况下进行计算机的人机交互操作[1]。
多点触控系统特点:1、多点触控是在同一显示界面上的多点或多用户的交互操作模式,摒弃了键盘、鼠标的单点操作方式。
2、用户可通过双手进行单点触摸,也可以以单击、双击、平移、按压、滚动以及旋转等不同手势触摸屏幕,实现随心所欲地操控,从而更好更全面地了解对象的相关特征(文字、录像、图片、卫片、三维模拟等信息)。
3、可根据客户需求,订制相应的触控板,触摸软件以及多媒体系统;可以与专业图形软件配合使用。
2、多点触控(Multi-Touch)屏幕技术发展历史多点触控技术始于1982年由多伦多大学发明的感应食指指压的多点触控屏幕。
同年贝尔实验室发表了首份探讨触控技术的学术文献。
1984年,贝尔实验室研制出一种能够以多于一只手控制改变画面的触屏。
同时上述于多伦多大学的一组开发人员终止了相关硬件技术的研发,把研发方向转移至软件及界面上,期望能接续贝尔实验室的研发工作。
1991年此项技控取得重大突破,研制出一种名为数码桌面的触屏技术,容许使用者同时以多个指头触控及拉动触屏内的影像。
1999年,“约翰埃利亚斯”和“鲁尼韦斯特曼”生产了的多点触控产品包括iGesture板和多点触控键盘。
经过多年维持专利的iGesture板和多点触控键盘。
2006年,Siggraph大会上,纽约大学的Jefferson Y Han教授向众人演示最新成果,其领导研发的新型触摸屏可由双手同时操作,并且支持多人同时操作。
利用该技术,Jefferson Y Han在36英寸×27英寸大小的屏幕上,同时利用多只手指(拇指似乎还无法感应到),在屏幕上画出了好几根线条。
与普通的触摸屏技术所不同的是,它同时可以有多个触摸热点得到响应,而且响应时间非常短——小于0.1秒。
3、主要的研究方法分类1基于传感器的Multi-Touch系统许多Multi-Touch装置基于传感器技术,这些传感器能同时检测到多个接触点,从而识别多个点的输入。
和基于计算机视觉的Multi-Touch 系统相比,基于传感器的Multi-Touch系统一般不能从现成的组件来组装,搭建的成本较高。
而且环境温度、湿度的会影响到系统的性能。
但是由于可以把传感器集成在接触表面上,可用于手机、Pads等屏幕较小的手持设备上。
Lee等在1985年提出的FMTSID(Fast Multiple-Touch-Sensitive Input Device)[2]多点触控装置是最早的基于传感器的多点触控装置之一。
该系统由一个传感器矩阵面板、行列选择寄存器、A/D转换器和一个控制CPU组成。
通过测量电容的改变,来检测手指的触摸点。
FMTSID 可以精确的检测多个手指的触摸位置,而且还可以检测出手指的接触压力。
表 1 Multi-touch技术分类三菱电子研究实验室的Dietz等在2001年提出了DiamondTouch(DT),是一个支持多用户的前置摄像头的多点触控系统。
桌面是投影的屏幕,同时也是接触屏。
触屏下面镶嵌大量的触角,每一个触角传递一个特定的信号,每一个使用者有独立的接收器,利用使用者的导电性,通过其座椅将信号传递。
当使用者接触面板,在接触点附近的触角在使用者的身体和接收器之间传递微弱的信号。
这种独特的接触技术支持单一使用者的多种接触(例如双手接触的动作),还能区别不同使用者之间的同时输入(多达4个)而互不干扰。
该系统还可以检测接触点的压力,支持丰富的手势,不受外来物体的干扰。
和许多的多点触控技术一样,DT不能区分来自同一个用户的多个接触点是那个手指的。
DiamondTouch存在如下的缺点:只能检测到“touch”动作,而不能识别放在他表面上的物体;DT则从桌子上方投射图像,因此使用的时候,人的肢体遮挡显示屏,从而带来操作上的不变。
根据Lee等提出的FMTSID原理,Sony计算机科学实验室的Rekimoto等在2002年提出具有更高分辨率的SmartSkin[3]多点触控系统,该系统由网格状发射器/接收器组成。
SmartSkin可以不仅可以识别多个手的接触位置和它们的形状,而且通过电容感应和网格式的天线来计算手和接触面的距离。
和DiamondTouch相比,SmartSkin能够返回更加丰富的接触信息(如手指的接触形状)。
这激发了Cao等人利用手指的接触形状来设计新颖的交互方式。
Apple在2007年推出的iPhone手机,是第一个支持多点触控的移动设备。
iPhone使用电容耦合来感应多个触控点。
iPhone能够实现具有有限维度的多点触控,允许人们以徒手的方式进行操作,并且可以通过虚拟的键盘进行打字,拨电话号码以及由Krueger最先介绍的“pinching”技术(用一只手的大拇指和食指实现对地图和照片的缩放操作)。
这是鼠标、键盘这些传统的输入方式所办不到的,iPhone的这些功能让人们耳目一新。
随着Apple公布了iPhone SDK,引起了研究人员对于Multi-touch技术在手持设备中的应用研究的极大兴趣。
2 基于计算机视觉的Multi-Touch系统由于计算机成本的下降和性能的提高,计算机视觉技术得到了很大的进步,这使我们能够实时、高速处理视频信号,这足以满足实时交互和人机交互的要求。
由此研究人员提出了许多以计算机视觉为核心的Multi-Touch系统。
2.1完全基于计算机视觉的多点触控系统完全基于计算机视觉的多点触控系统仅使用图像处理技术来识别接触点及其接触的位置。
采用该技术的多点触控系统可以在任何平整的表面使用,而不需要专门的显示设备,具有很高的便携性。
但这种便携性是以牺牲选择精度为代价的。
Pinhanez等人设计了一个完全基于计算机视觉的触摸显示系统——EverywhereDisplay[4]。
该系统使用一个摄像头和投影仪通过图像处理技术把一个普通的屏幕变成可以触控互动的显示屏幕。
虽然Pinhanez在文章中没有提供任何接触检测算法的选择精度的数据,但很明显为了便携性而牺牲了选择的精度。
比起其它Multi-touch技术来说,Everywhere Display要精确确定手指触摸显示屏的时间和时长很困难。
Microsoft的Wilson 等提出的PlayAnywhere系统]是一个相对比较紧凑和具有较好的移动性的前置摄像头的桌面交互系统。
Wilson为基于计算机视觉的前置摄像头桌面交互系统提出了多种图像处理技术,最显著的是基于阴影的触摸检测算法,该算法能够准确、可靠地检测触摸事件和它们的接触位置。
但Agarwal 等指出,该算法只有在手指的指向是垂直的情况下效果才是最好的,这限制了该系统在协作环境下的应用。
Agarwal等人根据立体图像和机器学习技术开发了计算机视觉算法,该算法改善了基于计算机视觉的多点交互桌面的选择精度(精确度2 3mm),能够准确地检测指尖的触摸事件,其准确率达到了98.48%,这和以前的技术级相比(之前的选择精度一般是cm级别的),有了很大的提高。
2.2基于计算机视觉和光学的多点触控系统基于计算机视觉和光学的Multi-touch技术搭建起来的设备具有很好的扩展性,而且成本相对较低,但其体积一般都比较大。
下面介绍两种基于计算机视觉和光学的Multi-touch系统。
(1).受抑全内反射技术(FTIR)FTIR(Frustrated Total Internal Reflection)是一种光学现象,LED(发光二极管)发出的光束从触摸屏截面照向屏幕的表面后,将产生反射。
如果屏幕表层是空气,当入射光的角度满足一定条件时,光就会在屏幕表面完全反射。
但是如果有个折射率比较高的物质(例如手指)压住丙烯酸材料面板,屏幕表面全反射的条件就会被打破,部分光束透过表面,投射到手指表面。
凹凸不平的手指表面导致光束产生散射(漫反射),散射光透过触摸屏被架设在亚克力板面下面的红外摄像头读取,通过对应的软件(Touchlib)就可以检测到相应的触摸信息。
Touchlib 是NUI Group为多点触控系统开发的一套软件库,它实现了计算机视觉大部分算法。
这种技术使用简单的Blob 检测算法就能检测多个触摸点和接触的位置。
实际上,FTIR原理很早就被用来生产一些输入设备,例如指纹阅读器。
Jefferson首次利用FTIR原理搭建了一个低成本的多点触摸显示屏,大大降低了Multi-touch技术的研究成本。
根据Jefferson的方法,我们搭建了一个60cmx45cm的Multi-touch平台,总共花费不到500元。
(2).散射光照明技术(DI)DI(Diffused Illumination)多点触摸技术指红外光从底部照射在触摸屏幕上,将漫反射幕放在触摸屏幕的上面或者底部,当物体触摸屏幕的时候会反射比漫反射幕更多的红外光,然后被摄像头读取,通过Touchlib就可以检测到相应的触摸信息。
用这个漫反射幕也可以用来检测悬停和在界面上的物体。
DI技术和FTIR相比,有一定的优势,DI 系统可以检测物体的悬停状态(系统能识别手或者手指在屏幕上移动或者移近屏幕,而不需要真正触摸)。
另外,基于DI的系统依靠“看”什么在屏幕上,而不是检测触摸本身,因此,DI能够识别和检测物体和物体的标记。
但是,和FTIR中使用的简单的Blob跟踪检测算法相比,DI使用的图像处理技术比较复杂。
此外,DI系统容易受到外界光线的影响。
Microsoft的Surface 是基于背面DI (Diffuse Illumination)技术的多点触控系统。
Surface内置的摄像头可以感知触摸和姿势等用户输入(手指在屏幕上移动),还能够捕捉识别放在上面的物体所需信息。