新世代動作辨識技術讓觸控筆功能更強

作者 : Charles Pao,CEVA感測器融合事業群資深行銷專員

當今的數位筆不但必須能夠簡化使用者的需求,還需要滿足對直觀和完整使用者體驗日益增長的需求。因此各家公司紛紛將觸控筆連接RF與裝置,於是手持式動作辨識應運而生,利用慣性感測器將手部動作轉換為精確定位和直觀的手勢控制。

平板電腦和遊戲主機採用光筆和觸控筆來進行瀏覽、內容互動,甚或內容製作等功能已有長久的歷史,在我們討論兩者本身以及了解其未來發展之前,請先一起來看看兩者所必須的觸控螢幕。

觸控技術分類

觸控螢幕可分為電阻式和電容式兩大類。以機械壓力來操作及感應觸控動作的電阻式觸控螢幕,是一種多層次結構,最上面是一層透明的聚碳酸酯使用者介面、其下是兩層由隔離點隔開的導電層。按壓聚碳酸酯層會使導電層接觸,讓感測器藉由檢測電壓變化決定按壓的位置。通常適用於操作較不複雜的或已有預設值的螢幕。常見的應用實例包括Nintendo DS、購物中心地圖、GPS裝置,以及早期的車用觸控螢幕。

電容技術不需要機械壓力,改在螢幕表面塗上一層導電劑,手指或電容式觸控筆觸及螢幕會引起靜電場的變化,然後量測電壓變化的強弱即可決定觸壓的位置,這是絕大多數智慧型手機所使用的技術。電阻式觸控螢幕的優點是生產成本較低,且適用於手指、迴紋針、筷子尖端等任何實體指示裝置;高階產品則較常採用電容式觸控螢幕,以獲得更高的耐用性,更清晰的圖像和多點觸控。

觸控筆簡介

操作觸控螢幕的觸控筆所採用的技術分為電磁共振(EMR)和主動式靜電(AES)兩大類。兩者均採用類似前述的基本原理:靜電場變化所產生的可測量電壓可決定觸壓位置。EMR技術採用一組柵格狀排列、發射弱電磁場的的感測器,觸控筆會影響該磁場,以便裝置決定觸壓位置、方向、和壓力。EMR技術的主要優點是觸控筆本身無需電源。

顧名思義,主動式靜電技術需要某種形式的有功功率。AES的作用方式與EMR類似,但對電場的控制更為強大,此增加了耐用性但犧牲了裝置的靈敏度。

手持式動作辨識──形式及(附加)功能

當今的數位筆不但必須能夠簡化使用者的需求,還需要滿足對直觀和完整使用者體驗日益增長的需求。因此各家公司紛紛將觸控筆連接RF與裝置,於是手持式動作辨識應運而生,利用慣性感測器將手部動作轉換為精確定位和直觀的手勢控制。

舉例來說,如果你在簡報中「只能」使用筆記型電腦隨附的觸控筆也不會有任何問題,你可以在無需外加任何硬體的情況下進行簡報,包括移動游標突出顯示PPT檔案中的項目、對簡報內容進行互動式操作,以及其他傳統簡報人員無法實現的功能。

或者你要製作一件數位作品,但傳統的光筆在螢幕上和別的工具交互使用實在很麻煩。想想看,如果只要扭轉一下觸控筆就能改變筆劃的粗細,或者快速轉一下觸控筆就能直接在處理位置上帶出調色盤、快速搖動觸控筆就能擦掉前面幾個筆劃,這樣的動作辨識會不會使得畫畫不那麼彆扭?

修圖時常常需要調整色階。配備手持式動作辨識功能的觸控筆,可以輕鬆調整色階:只要像旋鈕一樣轉動觸控筆就能精準控制色階滑桿,以及輕觸筆尖就能切換顏色;轉動觸控筆在不同的應用環境還能縮放物件到最適於編輯的大小。

無論是進行大型簡報、展示新創作、修圖或任何其他觸控筆相關的電腦應用程式,數位筆都能藉由IMU整合及感測器融合大幅改善其功能。

而CEVA團隊則致力於開發多種適用於觸控筆、機上盒遙控器、遊戲控制器、智慧型手機、AR/VR控制器、以及MotionEngine Air系列的PC周邊裝置,包括:

  • 指向-點擊游標控件;
  • 事件類別(例如拾取、穩定性、onTable);
  • 動作辨識(例如輕觸、搖動、圓圈、扭轉);
  • 虛擬控件。

(本文由CEVA提供)

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