揭密iPhone多觸點技術(shù)的由來和原理

手指觸摸

盡管多觸點技術(shù)最近才引起大眾的關(guān)注，它的技術(shù)起源可以追溯到至少25年前。當(dāng)時的多倫多大學(xué)和貝爾實驗室是這一領(lǐng)域兩個主要的研究機(jī)構(gòu)。

最早的多觸點技術(shù)模型于1982年誕生于多倫多大學(xué)。當(dāng)時使用的介質(zhì)是毛玻璃板，當(dāng)手指接觸到毛玻璃板時，由于壓力不同，會形成大小不同的影像。而這些影像通過置于介質(zhì)后面的相機(jī)來捕捉，然后通過計算機(jī)分析。1983年，貝爾實驗室發(fā)表了第一篇探索使用觸摸屏輸入(Soft Machine)的論文。這一設(shè)想后來在iPhone上全面實現(xiàn)。

1984年，貝爾實驗室率先設(shè)計成功了多觸點觸摸屏系統(tǒng)。其基本原理是通過集成熒光屏與觸摸屏，使用者能夠用手指通過觸摸屏與熒光屏顯示的圖像產(chǎn)生互動。幾乎在同時，多倫多大學(xué)也開發(fā)出了一套多觸點觸摸板系統(tǒng)，但其原理卻與貝爾實驗室的迥然不同。它使用的是電容傳感，當(dāng)觸摸板不同位置接受到壓力時，其電容分布會發(fā)生變化，這一變化通過計算機(jī)分析，轉(zhuǎn)換成輸入信息。

到了上個世紀(jì)90年代初，在個人計算歷史上有傳奇色彩的施樂公司的帕洛阿爾托研究中心在多觸點技術(shù)上有了新的突破。其中包括用兩根手指縮放和轉(zhuǎn)換圖像。此外，他們還嘗試將一個觸摸屏放在鍵盤反面，使用者只需將鍵盤反過來用就可以方便地實現(xiàn)觸摸操作。

1992年，IBM和南方貝爾電話公司聯(lián)合開發(fā)了一個被稱為“西蒙”的智能電話。該電話首次使用了全屏幕軟件鍵盤操作，這成為后來iPhone的雛形。與此同時，日本的Wacom也研制成功了多觸點輸入面板，它支持包括雙手操作和壓力感受在內(nèi)的許多技術(shù)特點。

從20世紀(jì)90年代后期到2003年，多倫多大學(xué)、微軟，還有索尼、東芝等研究機(jī)構(gòu)和公司分別在多觸點技術(shù)上取得長足的進(jìn)展。1993年IBM推出的第一臺平板電腦(Tablet PC)融合了不少多觸點技術(shù)的特點。雖然平板電腦一直未能成為主流，它引起更多人對新的人機(jī)交互方式的興趣。10年后，微軟推出的平板電腦操作系統(tǒng)則在一定程度上推動了多觸點輸入技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。

值得一提的是紐約大學(xué)的Jeff Han實驗室。他們在2005年成功地利用光線穿過不同介質(zhì)時的受抑全內(nèi)反射原理，通過二極管對不同光線強(qiáng)度的感應(yīng)設(shè)計出了一種成本低而且敏感度高的多觸點系統(tǒng)。

主流化的努力

到2007年，多觸點技術(shù)第一次全方位的被推向市場。這里面有目前已經(jīng)被使用的iPhone 與iPod Touch，還有微軟即將推出的咖啡桌電腦。這兩大產(chǎn)品系列將20多年來一直處于開發(fā)、研制和演示階段的多觸點技術(shù)首次引入主流消費電子產(chǎn)業(yè)中。

iPhone從某種程度上講是15年前IBM和南方貝爾合作開發(fā)的“西蒙”的一個現(xiàn)代版。喬布斯把應(yīng)用于iPhone上的多觸點技術(shù)與鼠標(biāo)和iPod的點撥輪并稱為蘋果公司的三個最重要的技術(shù)創(chuàng)新。

盡管網(wǎng)絡(luò)上有人認(rèn)為iPhone的技術(shù)來自于Jeff Han的發(fā)明，事實上，唯一跟iPhone有關(guān)系的是蘋果公司在2005年收購的一個名叫“Fingerworks”的生產(chǎn)全軟件顯示鍵盤的小公司，該公司是由特拉華大學(xué)的兩個教授創(chuàng)建的，他們后來也加入了蘋果公司。但是該公司的技術(shù)只是顯示鍵盤，并沒有包含多觸點技術(shù)。所以很可能是喬布斯在2005年發(fā)現(xiàn)了包括Jeff Han 等研究機(jī)構(gòu)在內(nèi)所展示的多觸點技術(shù)后，意識到了這一技術(shù)的巨大市場潛力，從而自行開發(fā)設(shè)計了類似的技術(shù)。而收購Fingerworks只是蘋果公司為了提高推出產(chǎn)品速度的一個步驟。

在計算機(jī)發(fā)展史上，輸入技術(shù)一直落后于其它計算機(jī)技術(shù)。鍵盤和鼠標(biāo)一直是主要的輸入方式。雖然蓋茨一直對語音輸入技術(shù)情有獨鐘而且微軟也投入了大量資金在這方面，可是直到現(xiàn)在，語音輸入仍然沒有完美到為大眾所廣泛采用。現(xiàn)在看來，隨著iPhone逐步向市場滲透，多觸點技術(shù)或許能夠在這方面有所突破，最終走向大眾，成為主流技術(shù)。

不過，不論其未來發(fā)展如何，可以肯定的是多觸點技術(shù)不會完全取代包括鼠標(biāo)和鍵盤在內(nèi)的現(xiàn)有的輸入方式，而更可能與現(xiàn)有輸入方式一起進(jìn)一步方便我們在不同場合的人機(jī)交互需求。鍵盤和鼠標(biāo)在與個人電腦交互時有其天然的優(yōu)勢，而多觸點技術(shù)的發(fā)展方向似乎更適合于非一般電腦的輸入需求。iPhone 在個人用戶智能手機(jī)市場的表現(xiàn)就是很好的例子。

作為計算機(jī)的一個標(biāo)準(zhǔn)配置，鼠標(biāo)經(jīng)歷了從1965年被發(fā)明，到1995年隨著微軟的視窗95操作系統(tǒng)的普及成為大眾主流的輸入設(shè)備，一共30年時間。多觸點技術(shù)從最初研發(fā)至今已經(jīng)有25年時間，所以可能至少再需要幾年的時間才能看到這一技術(shù)的普及前景。