由于3C電子產(chǎn)品功能日趨多元，制造商必須尋求各種方法改善人機(jī)界面（Human-Computer Interface；HCI），觸控屏幕具直覺化操作與軟件彈性…等特性，及擁有精致外觀與精密封裝的屏幕觸控界面，也因此大受歡迎！然而，上述觸控輸入裝置并未提供按鈕設(shè)置、及按下按鈕的觸覺確認(rèn)機(jī)制，因此，在使用者互動及理解上反而造成障礙，影響產(chǎn)品操作效能，甚至于無法理解交易是否完成，相對使操作過程產(chǎn)生了負(fù)面影響…

    觸控屏幕技術(shù)可以說是3C產(chǎn)品的顯學(xué)！自蘋果計算機(jī)(Apple)推出iPhone、iPod Touch觸控設(shè)計的手機(jī)與MP3播放器后，全球掀起一股觸控面板使用風(fēng)潮，不管是3C產(chǎn)品或是原本就運用大量觸控技術(shù)的公用信息站，沒有觸控技術(shù)整合似乎已經(jīng)失去使用便利性。

     即便觸控面板設(shè)計能使3C或公用信息站這類電子裝置操作更簡便，但在某些應(yīng)用場合中，觸控操作過程總是好像少了一點什么感覺？尤其是沒有如實體按鍵、開關(guān)的觸感，而缺乏觸覺回饋功能所造成的問題，已足以澆熄業(yè)者將機(jī)械按鍵轉(zhuǎn)換為數(shù)碼控制的意愿。而上述問題最簡單的解決方法便是加入觸覺回饋功能！

    觸控回饋功能亦稱作「彈力回饋」，可整合至無移動或低度移動的觸控界面中，象是固定式公用信息站、公眾計算機(jī)…等設(shè)備。以Immersion推出的TouchScreen系統(tǒng)為例，這項技術(shù)是透過獨特的反饋機(jī)制，使虛擬屏幕或圖形化面板按鈕能擁有如逼真按鍵的觸覺反饋感受，例如，在按下與放開虛擬按鈕時，面板系統(tǒng)會同時產(chǎn)生類似機(jī)械式按鈕觸覺，即可改善前述未搭配彈力回饋設(shè)計的觸控面板操作問題，更能增加其它使用功能(如按鍵時同時回饋操作音效、回饋反應(yīng)…等)。

觸覺回饋運作原理　類似機(jī)械式按鈕觸感

    為提供觸控面板具觸覺回饋功能，系統(tǒng)組件就必須依賴觸控輸入裝置的質(zhì)量，但與其基本架構(gòu)相同，大多透過1個致動器支持高速控制功能。例如，當(dāng)使用者按下1個屏幕上的虛擬圖形按鈕時，彈力回饋系統(tǒng)即根據(jù)預(yù)設(shè)觸覺效果迅速驅(qū)動致動器(制動器產(chǎn)生類似行動電話內(nèi)的來電震動馬達(dá)回饋反應(yīng))。

    當(dāng)使用者觸碰屏幕時，具觸覺反饋技術(shù)的觸控屏幕，會將觸按訊號傳送至觸控輸入裝置控制器，該控制器提供被接觸點的屏幕位置信息。這個位置信息將傳送到主控端應(yīng)用，主控端應(yīng)用再命令TouchSense控制器執(zhí)行特定觸覺效果。

    而該致動器震動時，觸控面板的圖形操作界面(User Interface；UI)亦會同時提供圖形按鈕移動觸覺，就像按下與放開的機(jī)械按鈕完整操作動作狀態(tài)。由于觸控輸入裝置產(chǎn)生震動時，不僅反應(yīng)速度極快(幾乎即時反饋)，且震動位移幅度相當(dāng)小，因此，觸覺回饋功能并不會干擾屏幕顯示畫面質(zhì)量。

    現(xiàn)今，若想讓具觸控操作技術(shù)的終端裝置支持1個觸控系統(tǒng)，對于處理器的運作負(fù)荷量來說，并不是太沉重的負(fù)荷，整合后亦可讓整個觸控流程與反饋反應(yīng)表現(xiàn)更加順暢、即時，加上觸控輸入技術(shù)已十分普遍，市場上已有提供現(xiàn)成致動器的相關(guān)解決方案。

    彈力觸控技術(shù)的觸控啟動控制功能，其最初開發(fā)假設(shè)為復(fù)制實體按鈕或開關(guān)的完整動態(tài)反應(yīng)與效果。然而，人類手指的辨識(體驗)能力實際上并不如想象中高。經(jīng)過數(shù)千小時研究實驗發(fā)現(xiàn)，若結(jié)合適度加速度，人類手指的神經(jīng)元能偵測出極微幅的動作。即僅須0.1mm的微小震動動作、加上至少1.5gee的加速度反應(yīng)，就能提供整個壓按機(jī)械按鍵、開關(guān)特有的回應(yīng)手感反應(yīng)。但1.5 gee加速度的低門檻，并不足以產(chǎn)生最佳觸覺回饋，反而需利用加速度與包含較強刺激的位移設(shè)定組合，才能產(chǎn)生更有效的壓按回饋體驗結(jié)果。

    關(guān)于加速度與位移設(shè)定(可參照Immersion A300致動器加速度與時間曲線圖)，透過「相位影像」(phase portrait)具體化。觀察A300加速度與位移相空間行為圖所示，當(dāng)觸覺技術(shù)與觸控界面裝置成功完成電子機(jī)械整合后，即可產(chǎn)生相位影像。

    至于觸覺震動或「效果」，整個觸按回饋系統(tǒng)亦可搭配聲音與顯示變化同時出現(xiàn)，甚至可強化觸按體驗的真實性，讓觸控屏幕也能有機(jī)械式按鍵、開關(guān)才有的壓按感受，創(chuàng)造更吸引人的多重感官經(jīng)驗。從產(chǎn)生各種機(jī)械開關(guān)的按壓與推/拉效果，甚至是更復(fù)雜的非線性震動運作與模擬，各種觸覺效果皆能利用觸壓感應(yīng)與致動器獨特的反饋模式被重塑呈現(xiàn)出來。

    例如，呈現(xiàn)觸控屏幕所缺乏的機(jī)械壓按感受的致動器，可藉由變更頻率、波型、振幅與效果持續(xù)時間…等不同致動條件，讓這些回饋反應(yīng)亦能支持各式使用者接口要求的不同呈現(xiàn)功能：

●短暫且細(xì)微的觸覺效果：可用來協(xié)助使用者尋找他們在鍵盤上的對應(yīng)位置，用途類似計算機(jī)鍵盤J鍵與F鍵上的小凸點。

●常用功能按鈕：例如鍵盤上的Enter、Start、Back、Next…等重要按鍵，可提供獨特觸覺反饋，并呈現(xiàn)不易出錯的特殊反饋行為確認(rèn)機(jī)制，同時協(xié)助警告使用者已經(jīng)按錯按鍵！

●快轉(zhuǎn)與回轉(zhuǎn)…等控制功能：可依速度增加或減少，產(chǎn)生微幅震動效果。

●拖曳清單卷軸滑桿效果：可在經(jīng)過每個選項時，搭配滴答聲或止動感覺反饋效果，提供使用者更多的控制手感。

彈性與高效率的整合

    理論上，上述觸按反饋技術(shù)可運用在各式尺寸觸控式輸入裝置，甚至整合觸控面板與處理器搭配設(shè)計，檢視Immersion目前的相關(guān)解決方案，Immersion現(xiàn)僅支持對角線2.5至36.0寸的屏幕與面板應(yīng)用。

    觀察Immersion系統(tǒng)架構(gòu)內(nèi)容，當(dāng)業(yè)者欲設(shè)計具觸覺反饋技術(shù)的觸控控制功能時，應(yīng)考慮如下設(shè)計關(guān)鍵：

●控制軟件：控制軟件可以安裝在1個專屬、或現(xiàn)有的微處理器內(nèi)，或搭配Immersion提供的控制機(jī)板上實現(xiàn)此功能。

●致動器：其實致動器即為現(xiàn)貨供應(yīng)的偏軸轉(zhuǎn)動慣量(Eccentric Rotating Mass；ERM)組件，這也可以式Immersion設(shè)計的裝置組件。

●觸覺效果組件庫：觸覺效果組件庫事實上是將各式按鍵觸覺效果，逐一轉(zhuǎn)為數(shù)碼化反饋資料，將資料匯整、編碼架構(gòu)專屬觸感反饋模擬動作資料庫。

●應(yīng)用程序界面(API)：API(Application Programming Interface)為系統(tǒng)軟件開發(fā)，可直接在程序中應(yīng)用、呼叫各種觸覺效果，借以簡化反饋觸控屏幕設(shè)計，讓功能邏輯在產(chǎn)品上更容易完成，并增加開發(fā)效能的程序界面設(shè)計。

    Immersion即提供3種TouchSense整合套件，此可開發(fā)者快速開發(fā)各種尺寸觸控輸入裝置原型方案。整合套件中包含致動器樣本、已安裝軟件的控制機(jī)板、參考設(shè)計概要、機(jī)械與電子整合指南與軟件開發(fā)套件…等必備工具與文件。

控制軟件：

    在常見的觸控反饋系統(tǒng)設(shè)計中，若產(chǎn)品開發(fā)者選擇使用電路板設(shè)計，則有2種模式可供選擇，包括透過RS-232或USB界面進(jìn)行連接。如果選擇嵌入型方案(如將控制軟件直接與處理器整合)，則可選擇TouchSense執(zhí)行時可執(zhí)行程序。

致動器：

    致動器的尺寸及種類，將影響其可支持的觸控屏幕尺寸，例如小尺寸的行動裝置，可選用體積小巧、功率較低的省電型致動器；大型屏幕(如公眾顯示器、公用信息站…等)觸控反饋設(shè)計中，所使用的致動器體積與反饋功率自然不能太低。

    觸控輸入裝置的大小將影響致動器尺寸與規(guī)格！根據(jù)質(zhì)量、組裝方法、成本、空間、功耗與觸覺效果呈現(xiàn)細(xì)節(jié)決定。根據(jù)經(jīng)驗法則，超過9或10寸的觸控式輸入裝置，若想呈現(xiàn)高質(zhì)量的觸按反饋效果，設(shè)計中至少需要1個Immersion橫向致動器，至于小于6寸的觸控式輸入裝置，則應(yīng)采行ERM慣性致動器，介于7至9寸尺寸的觸控裝置設(shè)計，則可選擇上述2種致動器搭配使用，但仍須根據(jù)裝置整體功耗、尺寸、功能…等要求進(jìn)行零組件選擇。

觸覺效果組件庫：

    觸覺效果組件庫包括各種觸壓、觸按反饋效果，是讓使用者能明確分辨各種按鍵控制效果的重要設(shè)計內(nèi)容！這將關(guān)系到終端產(chǎn)品的差異化與實用性。觸覺系統(tǒng)可讓研發(fā)者透過更便利的方法，實際感受各種效果，然后再選擇最符合特定應(yīng)用需求的呈現(xiàn)效果，把復(fù)雜的觸按反饋設(shè)計整合到使用者界面中。觸覺效果組件庫設(shè)計時應(yīng)充分考慮人體觸碰產(chǎn)生的震動波型與生理學(xué)反應(yīng)，并針對常見使用狀況在回饋效果反應(yīng)進(jìn)行最佳化設(shè)計。

應(yīng)用程序界面(API)：

    TouchSense API可用來從主應(yīng)用過程調(diào)用觸覺效果。TouchSense軟件開發(fā)套件內(nèi)含大量程序開發(fā)選項，包括Windows Active-X控制項、1個原始碼形式的跨平臺API及搭配客制化界面的通訊支持方案。此外，另提供大量范例程序碼，與加入主應(yīng)用程序中的觸覺回饋功能的全部流程描述也包含在內(nèi)。

設(shè)計的時間與成本

    以TouchSense套件為例，如果開發(fā)商品想用最短時間整合觸按反饋效果技術(shù)，亦可選擇參考整合流程設(shè)計指南，例如，Immersion與整合業(yè)者經(jīng)常共同支持更快的開發(fā)原形與搭配系統(tǒng)彈性設(shè)計，相關(guān)整合設(shè)計通常僅需1周或更短時間內(nèi)即可完成軟/硬件原型開發(fā)。
針對不同應(yīng)用與市場　評估觸覺回饋功能

    針對不同應(yīng)用與市場，產(chǎn)品開發(fā)者應(yīng)選擇不同觸按回饋功能設(shè)計，而觸控屏幕顯示單位及應(yīng)用實例，則可提供1個最簡單、快速的產(chǎn)品開發(fā)途徑，亦能協(xié)助廠商評估整合觸覺回饋功能的觸控式屏幕，是否能改善既有產(chǎn)品的操作功能。

    雖然結(jié)合觸覺回饋功能的觸控屏幕與數(shù)碼控制才剛進(jìn)入市場，但它們已在改善HCI(Human-Computer Interface)人機(jī)操作界面，及提供更直覺、更吸引人與更滿意的觸控經(jīng)驗。