指尖上的科技！谈多点触摸屏技术

　　多重触控功能是如何实现的？

　　通过上面的介绍，我们已经了解到传统的触控屏幕一次只能判断一个触控点，若同时有两个以上的点被触碰，就不能做出正确反应，或者说反应混乱了。但是为什么iPhone以及Surface却可以实现多重触控*呢？

　　*注释：Jeffson Y. Han给出的“多重触控”的定义是：在同一个显示界面上的多点、多用户的交互。

　　多重触控的任务可以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。与只能接受单点输入的触摸技术相比，多重触控技术允许用户在多个地方同时触摸显示屏，以便能够对网页或图片进行伸缩和旋转等操作。苹果iPhone仅允许两个手指操作，所以又可以称作“双重触控”，而微软即将发售的Surface电脑则可对52个触摸点同时做出响应。

图7 两根手指的“缩放式”操作是iPhone最吸引人的地方

　　为了实现多点触控功能，多重触控屏与单点触摸屏采用了完全不同的结构。从屏幕的外部看，单点触摸屏只有很少几根信号线(一般为4Pin或者5Pin)，而触多重触控屏有很多引线；从内部看，单点触摸屏的导电层只是一个平板，而多重触控屏则是平板上划分出许许多多相对独立的触控单元，每个触控单元通过独立的引线连接到外部电路，所有触控单元在板子上呈矩阵排列。这样，当用户的手指触摸到屏幕上的某个部位时，会从相应的检测线输出信号。手指移动到另一个部位时，又会从另外的检测线输出信号。

图8 Surface电脑可以对多达52个触摸点作出反应

　　苹果公司为iPhone申请了两种多重触控面板的专利—自电容(self capacitance)型和互电容(mutual capacitance)型。从使用角度看，自电容和互电容型两种触摸屏并无本质上的区别，所不同的是它们的内在结构—互电容型触摸屏有相互隔离的驱动线和检测线，而自电容型触摸屏里只有一层透明电极。

　　我们已经知道，iPhone可以用2个手指头同时触摸，Surface则最多允许有52个触摸点。同样都是多重触摸屏，触摸点为什么不同呢？

互电容型多重触摸屏(上)与自电容型多重触摸屏(下)的技术原理图，要注意的是图中只画出了二维坐标系中一个方向的检测信号线。

　　大家知道，在围棋的棋盘上横竖各有19道线，最多可以放得下19×19=361个棋子。我们的问题与此相似，多重触摸屏上纵横交错的检测线有许许多多的交汇点，照理说每个交汇点都可以作为触摸点。仅从触摸屏方面来看，确实可以支持非常多的触摸点。实际能支持几个触摸点，最终还由DSP芯片以及软件来决定。

　　在对多路输入技术有所认识之后，下面我们再来谈谈手势识别的问题。手势是一种非语言的高效沟通方式，在电脑、手机中许多操作只需要一个简单的手势就足够了。然而，对于一些较为抽象和复杂的操作(如图片的伸缩和旋转)，单点手势实现起来会比较困难。虽然通过应用程序(如Photoshop等)可以完成这些操作，但会给用户带来很多麻烦，而且效率极低。反过来说，借助于DSP芯片(或其它处理器)对多重触摸屏的输入信号进行处理和计算，使之具有手势识别的能力，就可以极大地简化操作者的动作，提高用户的效率。例如，你可以直接用手指绘制一条直线或者画一个圆，你还可以方便地浏览网页，观看图片等等。

　　与多路输入技术相比，手势识别已经算是一项十分成熟的技术了。在触摸板、写字板上很早以前就开始普及，联机手写体识别就是一个手势识别技术的典型应用。所以在多重触摸的基础上加上手势识别技术并没有遇到更多的障碍，而是水到渠成。