觸摸屏的出現(xiàn)已有一段時(shí)間，從Windows*8的推出、如雨后春筍出現(xiàn)的平板計(jì)算機(jī)，再加上具備觸控功能的Ultrabooks™，這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展絲毫沒(méi)有減緩腳步。但除了用手指滑動(dòng)和輸入外，觸摸屏還有別的發(fā)揮空間嗎？
Microsoft的研究小組最近展示了一臺(tái)具備觸感回饋功能的3D觸摸屏，可提供觸感回饋給使用者，讓使用者在虛空間內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)3D對(duì)象：
「將眼光放遠(yuǎn)，研究人員希望能將3DHapticTouch應(yīng)用在醫(yī)療，讓醫(yī)生瀏覽病患的3D腦部掃描圖，找出（并感覺(jué)出）需要治療的部位。還有最簡(jiǎn)單的應(yīng)用，想象3DHapticTouch被用在教育方面，讓學(xué)生能夠去觸摸及感覺(jué)過(guò)于危險(xiǎn)或稀少，無(wú)法實(shí)際握在手上的物質(zhì)。至于在計(jì)算機(jī)方面，包含3D模型制作和虛擬化應(yīng)用程序等應(yīng)用，我敢說(shuō)開(kāi)發(fā)人員早就著手在開(kāi)發(fā)使用3DHapticTouch技術(shù)的游戲?！?ndash;2013微軟技術(shù)節(jié)：提供觸感回饋的3D顯示器(MicrosoftTechFest2013:3DDisplaywithHapticFeedback)
這個(gè)小組也開(kāi)發(fā)了一個(gè)叫Digits的3D手部追蹤器，它能將使用者的手勢(shì)變成3D模型，利用手腕傳感器偵測(cè)簡(jiǎn)單的動(dòng)作控制裝置。Digits示范影片如下：
Digits手部追蹤器：不需手套空手與3D計(jì)算機(jī)互動(dòng)(DigitsHandTracker:Freehand3DComputerInteractionWithoutGloves)
觸摸屏對(duì)Senseg這間公司來(lái)說(shuō)尤其重要，因?yàn)樗麄円層|摸屏產(chǎn)生實(shí)際的感覺(jué)。雖然現(xiàn)在聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)矛盾，但背后的創(chuàng)意確實(shí)很不簡(jiǎn)單：
「這間公司創(chuàng)立于2006年，他們使用超低電流，在標(biāo)準(zhǔn)觸摸屏上既薄且耐用的涂層上充電（由專(zhuān)利物質(zhì)制成，可應(yīng)用在幾乎『任何大小的任何表面』上），在手指皮膚上產(chǎn)生很小的引力，而且能夠加以調(diào)整，如此使用者便能感受到質(zhì)地、邊緣和震動(dòng)等感覺(jué)。」–Wired.com，「Senseg為屏幕賦予生命」(SensegWantstoBringYourScreenstoLife)。根據(jù)該文章指出，Senseg的目標(biāo)是讓整個(gè)用戶(hù)接口都充滿(mǎn)「觸感」。例如有來(lái)電時(shí)，不必用眼睛看手機(jī)找出接聽(tīng)滑桿，而是用裝置表面上的紋理去感覺(jué)滑桿的位置。
DisneyResearch：事業(yè)版圖廣大，甚至也包含觸感技術(shù)和革命性的觸摸屏，其中一項(xiàng)產(chǎn)品名為REVEL：
「REVEL是一種全新且耐用的觸覺(jué)技術(shù)，它能改變使用者對(duì)真實(shí)世界的觸覺(jué)感知。它可在幾乎任何表面或物體加入一層人造的觸覺(jué)材質(zhì)，而且不太需要環(huán)境感測(cè)儀器。因此，REVEL可以在觸控屏幕，以及家具、墻壁、木頭和塑料物體，甚至是人體的皮膚上提供動(dòng)態(tài)的觸覺(jué)感受。REVEL運(yùn)用反向電子震動(dòng)(ReverseElectrovibration)，能將微弱的電子訊號(hào)射入用戶(hù)身體任何地方，在使用者的皮膚四周產(chǎn)生震蕩電場(chǎng)。用戶(hù)在物體表面滑動(dòng)手指時(shí)，便能感覺(jué)到非常明顯的觸覺(jué)紋理，放大對(duì)實(shí)際物體的感覺(jué)，再透過(guò)不同的訊號(hào)內(nèi)容，提供各種觸覺(jué)?！?DisneyResearch
觸感技術(shù)的可能性
從以上的例子可以看出，目前有許多可能性正在開(kāi)發(fā)。這個(gè)領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)人員都還在起步的階段，這個(gè)充滿(mǎn)未來(lái)性的技術(shù)尚有許多地方值得開(kāi)發(fā)，觸感技術(shù)仍有極大的發(fā)展?jié)摿Γ?/span>
娛樂(lè)：從以上DisneyResearch的例子可看出，觸感技術(shù)在游戲和娛樂(lè)這些領(lǐng)域有著無(wú)窮的可能性。挑戰(zhàn)在于如何將技術(shù)降到合理的價(jià)格點(diǎn)，并且透過(guò)簡(jiǎn)單易懂、動(dòng)態(tài)的用戶(hù)接口呈現(xiàn)。
腦部植入：觸控技術(shù)的擁戴者相信，觸感技術(shù)總有一天將能夠直接對(duì)中央神經(jīng)系統(tǒng)提供刺激，產(chǎn)生相同的觸覺(jué)體驗(yàn)，應(yīng)用在腦部移植、神經(jīng)刺激，還有能與人體串聯(lián)的機(jī)械接口。
機(jī)器控制：觸感技術(shù)能為有馬達(dá)控制問(wèn)題，或身體官能喪失或衰退的老年人提供很大的協(xié)助。
可配戴式觸感裝置：Google眼鏡和Kinecttweak即將推出，我們似乎正要進(jìn)入由人體可配戴式傳感器和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成的時(shí)代。這些裝置的出現(xiàn)，將使人類(lèi)和計(jì)算機(jī)之間產(chǎn)生截然不同的互動(dòng)模式，像是為盲人提供引導(dǎo)、為有特殊需求的人提供信息和協(xié)助，或甚至在烹調(diào)、駕駛、開(kāi)會(huì)等其他工作中提供額外的互動(dòng)。
新訊號(hào)傳達(dá)：我們都很熟悉手機(jī)震動(dòng)的意義，但要是手機(jī)震動(dòng)能傳達(dá)「有新來(lái)電」以外的訊息，那會(huì)是什么感覺(jué)？目前已有團(tuán)隊(duì)在主動(dòng)研究如何讓行動(dòng)裝置產(chǎn)生「觸覺(jué)語(yǔ)言」，而這訊號(hào)的解譯方式，就像我們?cè)谔幚砑t綠燈訊號(hào)或咖啡機(jī)上的燈號(hào)一樣。
觸摸屏：現(xiàn)在的觸摸屏已經(jīng)可以發(fā)出震動(dòng)和聲音，但未來(lái)的觸摸屏體驗(yàn)也許還能讓我們伸手去「感覺(jué)」屏幕上的影像，或是觸控屏幕鍵盤(pán)，用起來(lái)就像在真正的鍵盤(pán)上打字一樣。
真實(shí)感的挑戰(zhàn)
觸感技術(shù)的重點(diǎn)在于，讓技術(shù)輔助用戶(hù)與所要物體之間的互動(dòng)。為了達(dá)成這個(gè)遠(yuǎn)大的目標(biāo)，我們必須大量投入在技術(shù)上，而不只是提供這樣的使用體驗(yàn)。觸感技術(shù)發(fā)展目前面臨的最大挑戰(zhàn)，就是將技術(shù)商品化，并達(dá)到實(shí)體上的準(zhǔn)確性，可說(shuō)是相當(dāng)困難。光是想象這項(xiàng)技術(shù)在未來(lái)幾年內(nèi)能有多么驚人的發(fā)展，就很讓人興奮，尤其我們現(xiàn)在已經(jīng)在觸控技術(shù)上有如此長(zhǎng)足的進(jìn)展。
臺(tái)灣的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與公益愿景：盲用觸感面板
當(dāng)iPhone6在千呼萬(wàn)喚中終于登場(chǎng)、許多蘋(píng)果迷高呼「換機(jī)」的同時(shí)，有一群人很難理解這股狂熱從何而來(lái)，因?yàn)樗麄兛床灰?jiàn)或看不清楚。由于視障朋友無(wú)法用眼閱讀，所以最好的方式，就是為他們提供一個(gè)「有感」的動(dòng)態(tài)顯示器，但要如何才能有感呢？
對(duì)視障朋友而言，布萊葉（Braille）盲人點(diǎn)字法是他們所熟悉的閱讀文字（特別先天全盲朋友，后天全盲朋友會(huì)更仰賴(lài)聲音界面）。這一套點(diǎn)字法基本上為六點(diǎn)及八點(diǎn)雙列排列，可以涵蓋全世界各種文字，已使用超過(guò)了百年的歷史。
目前視障朋友常用的點(diǎn)字顯示器仍是傳統(tǒng)厚重的機(jī)械式升降盲文凸點(diǎn)款式，每一臺(tái)的報(bào)價(jià)動(dòng)輒要100元美金，并不親民。此外，當(dāng)視障者想知道時(shí)間或日期，多半仍使用厚重的掀蓋方式觸摸指針或按鈕報(bào)時(shí)的款式。今日面板科技日新月異，能不能設(shè)計(jì)一個(gè)能「點(diǎn)字」的顯示器呢？
概念機(jī)很多，但想的到做不出來(lái)
事實(shí)上，已有不少熱心人士提出了盲用手機(jī)或平板的概念設(shè)計(jì)，立意都甚佳，但多數(shù)至今仍只是個(gè)「概念」，因?yàn)樵谏逃眉夹g(shù)上難以突破。
多數(shù)設(shè)計(jì)想到的是采用目前在手機(jī)中已廣為使用的振動(dòng)器，希望透過(guò)矩陣布局來(lái)達(dá)成布萊葉點(diǎn)字排列功能。不過(guò)，放太少振動(dòng)器能「顯示」的分辨率太低；放太多又會(huì)有成本過(guò)高、功耗也高的問(wèn)題，在實(shí)做上又很難做到多點(diǎn)同時(shí)觸動(dòng)，因此商用化是困難重重。
以曾被報(bào)導(dǎo)的Squibble為例，就內(nèi)建779顆超音波馬達(dá)來(lái)產(chǎn)生觸覺(jué)回饋，但若做出來(lái)了，預(yù)估售價(jià)會(huì)比iPhone還高！
另一個(gè)例子則提出導(dǎo)入可變形的材料，這是6年前有人提出的SiaFuPC，想采用稱(chēng)為Magneclay的技術(shù)。設(shè)計(jì)者指出，這技術(shù)是一種油基合成劑，它的分子結(jié)構(gòu)松散，透過(guò)電磁性的改變會(huì)重排其結(jié)構(gòu)，因而能實(shí)現(xiàn)無(wú)限次的變形?！溉绻惯@技術(shù)真的商用化了，未來(lái)的面板還可以呈現(xiàn)3D維度的畫(huà)面！不過(guò)，網(wǎng)上搜不到這技術(shù)的近況，看來(lái)不是胎死腹中就是還在鴨子劃水呢。
還有一種常用的機(jī)構(gòu)式方案，就是利用會(huì)升降的浮動(dòng)棒來(lái)實(shí)現(xiàn)每個(gè)點(diǎn)子單元的組成（6或8點(diǎn)），也就是透過(guò)電路及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)浮動(dòng)棒上升或下降，顯示出盲人朋友想「看」的內(nèi)容。這種凸點(diǎn)升降模式其實(shí)是今日盲用點(diǎn)字觸摸顯示器的運(yùn)作方式，但要將這一套厚重笨拙又昂貴的機(jī)器微型化成為手機(jī)或平板，也很難實(shí)現(xiàn)。
薄膜式技術(shù)最值得期待
說(shuō)了這么多，難道盲用觸覺(jué)行動(dòng)裝置只是一個(gè)夢(mèng)？并非如此，有個(gè)技術(shù)相當(dāng)值得期待，而且很適合臺(tái)灣來(lái)實(shí)現(xiàn)，那就是薄膜式觸覺(jué)回饋技術(shù)（ThinFilmTactileFeedbackTechnology）。
不論是采用振動(dòng)馬達(dá)或壓電組件，機(jī)械性的振動(dòng)方式都很難做到「細(xì)膩」的觸覺(jué)回饋，這包括布點(diǎn)的密度（回饋分辨率）、振動(dòng)強(qiáng)度控制，以及回饋時(shí)的感受等；此外，對(duì)回饋反應(yīng)有愈細(xì)膩的要求，意味著需要更精密機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝，即使做的出來(lái)，成本也不夠親民。
相較之下，薄膜式技術(shù)正好滿(mǎn)足了細(xì)膩、無(wú)機(jī)械結(jié)構(gòu)、容易生產(chǎn)及低成本的優(yōu)勢(shì)。顧名思義，就如同觸控面板層層堆棧的架構(gòu)，薄膜式觸覺(jué)回饋技術(shù)也是在觸控面板上蓋上一層薄膜，透過(guò)電極的放電就能產(chǎn)生觸動(dòng)的感受。
更進(jìn)一步來(lái)看這技術(shù)，在加了觸覺(jué)回饋薄膜層后，當(dāng)觸摸者以手指輕滑顯示面時(shí)，由于人的手指帶負(fù)電，手指接觸面時(shí)將吸引下方裝載的正電膜造成正負(fù)電相互吸引，經(jīng)由芯片控制顫動(dòng)驅(qū)動(dòng)器在該正電薄膜上輸入電壓及特殊頻率來(lái)讓觸摸者產(chǎn)生震動(dòng)的感受。
當(dāng)然，只有震動(dòng)還不夠看，這技術(shù)還可透過(guò)屏幕表面的靜電場(chǎng)仿真手指和屏幕間的各種不同摩擦，讓用戶(hù)產(chǎn)生真實(shí)的紋理感覺(jué)。
FeelWhatYouSee!
事實(shí)上這并非顛覆性的新技術(shù)，早在1985年就有相關(guān)論文發(fā)表了。目前在市場(chǎng)最積極推展的廠(chǎng)商，無(wú)疑首推Senseg，這是一家創(chuàng)始于荷蘭的公司，主打的賣(mài)點(diǎn)是“Letyoufeelwhatyoucanseeonscreen”，想把觸控（Touch）屏幕轉(zhuǎn)變?yōu)椤赣|感」（Feel）屏幕，也就是在屏幕上為用戶(hù)創(chuàng)造虛擬但真實(shí)的觸覺(jué)感受，例如靜態(tài)的紋理、邊界感覺(jué)，以及動(dòng)態(tài)的爆炸、滾動(dòng)等感受。
薄膜式觸覺(jué)反饋技術(shù)的關(guān)鍵在于帶負(fù)電的手靠近帶正電的薄膜時(shí)，放電效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生觸膜感受
Senseg的技術(shù)架構(gòu)中包括三大單元，分別是薄膜面板、驅(qū)動(dòng)控制電路及應(yīng)用軟件
此一愿景無(wú)疑為顯示器互動(dòng)設(shè)計(jì)開(kāi)創(chuàng)了嶄新的可能，難怪該公司會(huì)在2011年11月獲得Time雜志的50大最佳發(fā)明，來(lái)年6月又獲得EntrepreneurMagazine列入2012百大最受注目企業(yè)。不過(guò)，根據(jù)該公司CEOPaulCostigan的最新訪(fǎng)談消息，其技術(shù)預(yù)估還有一年的時(shí)間才會(huì)進(jìn)入量產(chǎn)階段(Source)。
除了應(yīng)用性極具潛力外，薄膜方案在生產(chǎn)上也能突破過(guò)去的瓶頸。此技術(shù)的重要原理是不依賴(lài)任何運(yùn)動(dòng)零組件，也不會(huì)引發(fā)屏幕的任何物理變化，因而無(wú)需改變行動(dòng)裝置的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)而能大幅降低開(kāi)發(fā)上的困難。
相較于機(jī)械式的振動(dòng)器，薄膜式方案也不會(huì)產(chǎn)生不必要的噪音、所需功耗很低，而且具有可擴(kuò)展性，從小型到大型設(shè)備都適用。此外，由于此觸覺(jué)回饋面板具有很高的光穿透率，不會(huì)影響該面板畫(huà)質(zhì)的質(zhì)量，也可于軟性基板上制作，增加應(yīng)用范圍。
01月07日 18:14
