消費性產(chǎn)品的觸摸屏應(yīng)用技術(shù)發(fā)展

　　●     文/本刊編輯部

　　觸摸屏在iPhone上市熱賣后，形成一股強大的整合趨勢，傳統(tǒng)透過實體熱鍵整合的消費性電子產(chǎn)品，改換成觸摸屏界面取代熱鍵后，不只是在硬件的設(shè)計減省了許多易故障的實體按鍵設(shè)計，也讓產(chǎn)品具備更人性化的操作體驗，然而，觀察觸控技術(shù)的發(fā)展，也不僅單純“點按”與“執(zhí)行操作”這么單純，也不全然同時可偵測觸點數(shù)量越多越好，而是朝向可取代更繁復(fù)的操作動作與更便捷的多點操控應(yīng)用方向持續(xù)發(fā)展。

　　蘋果iPhone的推出，掀起消費性電子產(chǎn)品一波整合觸控操作的熱潮，從產(chǎn)品的開發(fā)角度觀察，雖然觸控技術(shù)早已推出許多年，而相關(guān)應(yīng)用亦趨向成熟，但其商品化的動作，在iPhone推出前多數(shù)仍僅停留在高單價的智能型行動電話為主。而iPhone雖然也屬于高價的智能型行動電話，但其孿生產(chǎn)品iPod Touch，亦采用相同的觸控技術(shù)設(shè)計，豐富有趣的操控體驗，已證明其擴展觸控應(yīng)用的更多可能性。

　　iPhone的成功經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)，就消費性電子產(chǎn)品而言，如何將操作者的繁復(fù)操控、應(yīng)用動作，轉(zhuǎn)換成更為直觀、簡便、且可易于記憶反復(fù)操作執(zhí)行的體驗(甚至是日常體驗直接對比轉(zhuǎn)換的操作條件)，這已經(jīng)是使用者界面設(shè)計(User interface design)需面對的極致挑戰(zhàn)。

　　設(shè)計滿足視覺、觸覺、聽覺 感官反應(yīng)的操作系統(tǒng)

　　而消費性電子產(chǎn)品，在使用者界面(User interface)設(shè)計方面，在開發(fā)階段可能需同時考量用戶的視覺、觸覺，甚至還得搭配聽覺進行整合操作的反饋與理解，其間已使用的人體五感中的視覺、觸覺與聽覺感官反應(yīng)(至于味覺與嗅覺感官，在消費性電子產(chǎn)品方面，目前尚未有突破性的開發(fā)進展，多數(shù)仍停留在實驗性質(zhì)的設(shè)計樣本，則不在本文討論之列)。使用者界面在設(shè)計階段的概念，除將建構(gòu)重心擺在建構(gòu)三個關(guān)鍵感官(視、聽、觸覺)的彼此互動與滿足真實環(huán)境體驗的效果，而最重要的是，還要考量使用者需求與消費性電子產(chǎn)品處理效率與系統(tǒng)負(fù)荷的運作極限。

　　傳統(tǒng)的設(shè)計方針，多半是將“視覺”與“觸覺”分離處理，而常見的消費性電子產(chǎn)品，例如MP3或是行動電話，音量調(diào)整功能多半采獨立按鍵設(shè)計，用戶可能需透過按鍵進行控制后，再利用樣本檔案試聽實際體驗，才能理解音量的調(diào)整現(xiàn)況，若此操作條件改由觸控式屏幕搭配操作則效果大幅改觀，即可讓操作者透過視覺化的音量滑竿直接觸按拉移，同時可滿足觸覺、視覺甚至是搭配聽覺完成其原有的操作應(yīng)用。

　　而相同的設(shè)計概念，在觸控技術(shù)的整合設(shè)計中，也不是僅就音量控制設(shè)定設(shè)計方面應(yīng)用而已，而是透過屏幕的顯示信息，去滿足虛擬視覺的鍵盤、音量旋鈕、功能開關(guān)、操作滑竿等應(yīng)用模式，進而透過取代實體按鍵、滾輪或是滑竿的設(shè)計，或整合更繁復(fù)的單擊(Click)和滾動(Scroll)等操作特性，讓輸入操作與實際輸出達(dá)到視覺、觸覺甚至同步聽覺的一致性操作體驗，此即觸摸屏的整合優(yōu)勢。

　　成熟的單點觸控技術(shù) 適合小尺寸屏幕應(yīng)用

　　單點觸摸屏算是導(dǎo)入觸控技術(shù)最初也是最成熟的設(shè)計模式，其操作概念相當(dāng)單純，為將繁復(fù)操作采宏指令或批次操作，再包裝成單一按鈕圖示呈現(xiàn)，而使用者僅利用簡單的按鍵即能達(dá)成執(zhí)行大量工作的操控目的。

　　早期單點觸摸屏大量應(yīng)用于POS(Point Of Sale)服務(wù)器或是工廠自動化管理的系統(tǒng)中央控制面板的設(shè)計應(yīng)用中，而單點觸摸屏的應(yīng)用功能，其發(fā)展也是逐漸由簡化不斷地趨向繁復(fù)設(shè)計，而最早期的產(chǎn)品大多僅能支持最簡單的操控，例如，單指觸按控屏幕的一點，實現(xiàn)模擬鼠標(biāo)的操控反應(yīng)，操作過程亦無法感測額外的觸點。

　　而在比較低階或早期的ATM或Kiosk公用信息站應(yīng)用中，也有采取以非觸摸屏、卻搭配屏幕周邊的實體按鍵整合的做法，而在此單點觸控基礎(chǔ)上，也可被視為簡易型的觸控解決方案，在整合視覺和觸覺的人機界面設(shè)計要求中，亦能達(dá)到觸控操控機制欲達(dá)到的基本操作效能。

　　不管是全屏幕單點觸控、或是透過屏幕周邊的實體按鈕實踐的觸控機制，對使用者操作界面設(shè)計來說，都是一個相當(dāng)大的改善措施，至少，整合觸控概念后，開發(fā)者僅需透過簡單的軟/硬件整合，就能提供用戶更直覺的操作體驗，甚至可以達(dá)到無鍵盤、鼠標(biāo)環(huán)境的操作效果。

　　而單點觸控并非在多點觸控應(yīng)用日趨熱門后、就顯得毫無應(yīng)用價值，以單點觸控的操作機制來說，不管是采電阻式屏幕，或是電容式觸控技術(shù)，甚或直接搭配機械按鈕實現(xiàn)使用者界面，其簡化操作的效用都已經(jīng)被充分發(fā)揮，現(xiàn)在常見的手機、遙控器、計算機、家電、微波爐都大量整合單鍵觸控設(shè)計，以簡化設(shè)備的操控復(fù)雜度，或大量減少實體按鍵設(shè)置，進而達(dá)到簡化操作與延長裝置操作壽命之目的，因此，單點觸控仍是相當(dāng)具有市場價值的成熟技術(shù)。

　　多點觸控技術(shù) 辨識多元觸按識別方式

　　以目前用量仍相當(dāng)大的電阻式觸控技術(shù)(單點式)與單點觸摸屏設(shè)計，其實也有存在因硬件架構(gòu)衍生的整合限制，例如，觸控動作的觸發(fā)機制，是由屏幕本身的實體被動性動作所觸發(fā)(壓按屏幕產(chǎn)生的壓縮空間進而形成導(dǎo)通線路)，雖然短期間這類連動機制并不會出現(xiàn)問題，但經(jīng)過長時間反復(fù)應(yīng)用，就會容易讓觸控面板出現(xiàn)局部觸按組件老化，甚至造成誤動作。

　　這個現(xiàn)象尤其會發(fā)生在界面較固定的操作應(yīng)用模式，例如，ATM自動提款機的操作環(huán)境，多數(shù)人都會點按的區(qū)塊多在決定金額后的提款、確認(rèn)、打印收據(jù)等區(qū)塊，若采電阻式單點觸控這類單點觸控式屏幕，這些位置的觸按區(qū)塊就容易出現(xiàn)觸按反應(yīng)不良現(xiàn)象，甚至誤動作產(chǎn)生。

　　至于僅支持單點觸控的電阻式觸摸屏，也必須面對零件的正常耗損與零組件老化...等問題，性能的差異尤其會隨使用場合的環(huán)境特性(例如溫度、濕度)，而會有加劇、加速老化的現(xiàn)象發(fā)生，其次是單點式觸控技術(shù)的電阻觸控技術(shù)，若僅支持單點觸控感應(yīng)，這代表用戶每次只能采用單一只手指頭在屏幕特定區(qū)塊進行簡單的動作操作，這讓使用者與計算機間的溝通邏輯會因此趨向過于簡化，自然無法衍生更精細(xì)的繁復(fù)操控要求。

　　再來觀察Apple的iPhone產(chǎn)品設(shè)計所導(dǎo)入的多點式觸控技術(shù)，其實其概念不管是iPod Touch或是大畫面的iPad電子書產(chǎn)品，對消費性電子產(chǎn)品的操控界面而言，都是相當(dāng)值得參考的人機界面設(shè)計范本，而采電容式式多點觸摸屏組件，亦可搭配多手指進行操作，尤其對小畫面的行動裝置(智能型手機、MP3)產(chǎn)品，另可衍生更多細(xì)致的操控行為。

　　觀察iPhone的整合概念，其在小屏幕畫面中，可利用多指動作進行系統(tǒng)指令操作，例如，檢視圖片的放大、縮小，或針對電子書瀏覽過程進行翻頁、加入書簽與放大/縮小等操作，或在軟件虛擬鍵盤上頻繁輸入文字，或操作如實體鍵盤的組合鍵輸入。而這類多點觸控的整合案例，已并非iPhone所專用，而多觸點的設(shè)計實踐方式亦不見得僅能透過電容式觸控技術(shù)才能實作，觀察現(xiàn)有的多點觸控解決方案，甚至電阻式、光學(xué)式都已有相當(dāng)成熟的多點觸控偵測解決方案推出。

　　在實際的量產(chǎn)產(chǎn)品中，現(xiàn)在已經(jīng)有相當(dāng)多的多點觸控設(shè)計產(chǎn)品，亦有設(shè)計觀念前衛(wèi)的消費性電子業(yè)者紛紛導(dǎo)入多點觸控設(shè)計，例如，Android平臺的智能型手機、Blackberry智能型手機，甚至hp touchsmart個人計算機與蘋果的MacBook筆記型計算機系列產(chǎn)品，都能看得到這類多點觸控的操作概念設(shè)計。

　　超過兩點的多點同時偵測觸控技術(shù)

　　檢視多點觸控的功能定義，其實超過一個點就屬于多點，目前多數(shù)采于小屏幕實踐的多點觸控行動裝置，大多僅支持到兩點觸控，雖說兩點即可衍生出多元的操作組合，雖然看起來也是頗實用的設(shè)計方案，但若碰到需要兩點以上的觸按感測應(yīng)用時，系統(tǒng)設(shè)計即會因硬件而受到限制。

　　雖然在多觸點的偵測需求方面，在小屏幕的裝置開發(fā)上可能相對屬于較不急迫的功能項目，但若今天的產(chǎn)品換成AiO(All-in-One)計算機，屏幕尺寸將放大到達(dá)19～24寸水平，若此時所采用的解決方案有觸按點偵測觸發(fā)的上限，此將造成觸按動作反饋至系統(tǒng)的辨識問題，進而影響系統(tǒng)操作的體驗感受。

　　此限制就和僅具單點觸控偵測的屏幕差不多，當(dāng)識別觸按手指劃移方向的多點觸控條件，屏幕的感測面也受硬件偵測上限所局限，此即該面板技術(shù)所能在屏幕同時偵測的作業(yè)點上限數(shù)量。屏幕多點觸按的使用體驗，影響的層面相當(dāng)多，若就面板規(guī)格進行討論，除同一時間最大觸點偵測數(shù)量外，還有擷取觸點的精確度，此會直接影響自屏幕擷取的相關(guān)觸點的觸按感測原始數(shù)據(jù)，若是精確度不足，即便可同時擷取多個觸按點，大量的信息也會導(dǎo)出不正確的操作系統(tǒng)反饋內(nèi)容。

　　結(jié)論

　　觸控技術(shù)乍聽之下，似乎是偵測點越多越好？而讓視覺感受與觸覺操作呈現(xiàn)一致體驗，似乎也是顯得相當(dāng)簡單設(shè)計？其實，實際上建構(gòu)觸控操控的人機界面平臺，所要考量的重點并非追逐組件的極致，而是整合操控后的實用性與實際上機的正向操控體驗，例如，觸點越多雖然代表一定程度的可讓系統(tǒng)理解操控者操作意圖的一項指標(biāo)，但實際上當(dāng)觸點信息過多，系統(tǒng)本身也要花費運算效能處理各觸點的彼此關(guān)系與對應(yīng)反饋操作，當(dāng)觸點回饋資料超過系統(tǒng)負(fù)荷而造成反饋的系統(tǒng)對應(yīng)操作出現(xiàn)延遲，這就失去整合觸控人機界面的目的。

　　觸控的操控模式，可讓用戶直接透過手指與操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序進行溝通/互動，操控的關(guān)鍵均掌握在用戶的手指頭，而觸控并不見得要成為唯一的操作模式，消費性電子產(chǎn)品仍可視產(chǎn)品架構(gòu)規(guī)劃設(shè)置外接鼠標(biāo)或是TouchPad觸控板，甚至設(shè)置輔助性的實體按鍵/鍵盤，而在實際的操作方面，多點觸控的多觸點追蹤偵測，可精密檢視手指觸點的手勢動作，這時若搭配系統(tǒng)預(yù)設(shè)的手勢動作而應(yīng)對對應(yīng)系統(tǒng)執(zhí)行指令，那透過獨特動作或手勢的觸摸屏操控邏輯，也可更進一步強化觸控操控人性化操作的目的。

　　整合觸控設(shè)計的消費性電子產(chǎn)品，最直接的效益就是設(shè)備的構(gòu)型、占用空間可以得到更進一步縮減的效益，尤其是行動裝置產(chǎn)品，因為產(chǎn)品表面可設(shè)置實體按鍵的空間相當(dāng)有限，加上消費性電子產(chǎn)品大屏幕趨勢使然，讓設(shè)備可設(shè)置按鍵的空間相對更小了，反而可以透過屏幕虛擬的觸按按鍵，創(chuàng)造無限多個虛擬開關(guān)與對應(yīng)功能。

　　為了達(dá)到視覺、觸覺的一致性體驗，其實在大量觸點與運算效能要取得相當(dāng)程度的平衡度，而目前在觸控面板傳回的多觸點觸發(fā)原始資料，大多可透過利用SoC整合的觸控IC，預(yù)先在組件端就將多觸點偵測感應(yīng)可能發(fā)生的誤動作、不正常雜訊、非理性的的觸摁信息事先篩選，讓系統(tǒng)端取得的動態(tài)觸點資料更為精準(zhǔn)，甚至可避免耗用系統(tǒng)資源輔助計算，也可藉此讓操作反饋效益更能達(dá)到觸控人機界面系統(tǒng)架構(gòu)所期待的即時觸按操控體驗。