表面触觉技术丰富了触摸屏的交互

手机一直在转型的漫长旅程。第一批产品,被称为汽车电话,是实用设备,用于语音通信的工具(图1)。如今,最新的高端智能手机和功能齐全的电子设备一样,都是人们渴望的对象。如果早期的手机是工具,用户转向只在必要时,最新的手机是为用户的生活中衣,食,和金钱的必不可少的一部分。

图像后
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图1从上世纪80年代的AEG Telecar CD 452车载电话与小消费者的吸引力功利的工具。来源:克里斯托Vittoratos,维基共享资源

这种转变当然是一部分做功能性:今天的手机是因为他们使用户能够做和如何轻松他们允许他们这样做珍惜。通过图标,滑块和按钮直接可视化界面到手机的应用程序和功能,使得与设备的相互作用感到自然和直观。明亮,多彩显示屏,触摸感应图标的排列,并即时响应语音命令所有的呼吁与世界互动的人类的本能感觉模式。

虽然视觉和听觉用户的感官得天独厚的智能手机UI,另一种意义上,触摸刺激,较少很好的服务。当用户触摸手机,平板电脑,自助缴费终端或其它设备的屏幕,它是一种触觉体验,但手感平整,均匀。

观察一位消费者在服装店或家具店浏览商品时,你会发现他们不仅会根据商品的外观,而且会根据感觉来评价商品——这是一种对商品所提供的不同纹理和材料的本能反应。相比之下,触摸屏的感觉是没有特征的,也没有触觉连接的感觉。

如今,手机的屏幕使得通过其丰富的色彩和它的针锐利的分辨率再现了强大的视觉冲击力,但是用户的交互与屏幕内容的触觉尺寸是不存在的。

这是在用户界面设计的做法大错失机会。That’s because technology that is ready for deployment today can provide an almost infinite palette of textures and surfaces rendered on the flat glass cover of a touchscreen display — as well as on the back and sides of the phone where the fingers grip — and on a wide range of other surfaces not tied to a display.

触摸界面第一次可以在不分散注意力的情况下变得迷人。它可以使设备的使用更简单、更直观,用户无需直视即可操作。它能传达出鲜明的品牌特色。这是软件定义的表面触觉学的领域。

今天的触摸效果的局限性

消费电子设备制造商都已经意识到用户与今天的触摸屏弱触觉参与。日益激烈的工程工作被冲进了传统的振动触觉技术在最新的高端智能手机的实施。

的问题是,振动触觉的触觉固有地的效果有限范围的限制,它可以产生,用于控制和这些影响定位,并显示的小尺寸,其中这些效果可以实现的范围有限。振动本身的非常现象不能反映人的自然触觉响应世界。从出生开始,对世界人类获悉,通过触摸,但不是因为事情振动。这是因为事情有质感,重量,抗压力等物理特性。

事实上,马达驱动振动的基本技术首先被开发早在1928年但是,振动触觉的触觉是机电技术;的效果,它可以产生范围的限制仅振动。频率,时间模式,并且振动的幅度可以被修改,但在结束时,可以产生唯一的感觉是一种全球性的振动。

因为振动容易传播,尝试的倾向来定位在触摸屏中的仅一部分的振动的是无效的。而且由于可以通过振动触觉技术触觉响应范围和位置是如此有限,它的主要用途是作为一种反馈机制,以确认屏幕上的触摸。但即使是这种反馈多余的,因为操作触摸屏的行为本质上是一种触觉事件。更广泛的形式的触觉接合的,诸如触觉或搜索导航,超出的振动触觉的触觉的能力的极限。

此外,振动触觉触觉的实现变得屏幕大小呈指数增长更加困难。的显示时,产生足够的振动所需要的马达的大。

尽管振动触觉触觉的固有缺点,OEM厂商坚持在试图提高其在产品的操作,如手机和游戏控制器 - 触摸的深化用户与电子设备互动,使用户体验更加精彩的极端重要性的指示。万博体育

然而,现在,软件定义的表面触觉技术提供了一种不同的方式来提供触觉参与。它提供了精确的渲染表面纹理几乎无限的范围。这是很容易与触摸感测用户控制,音频和图形效果集成。并且因为它是一个固态技术,它可以在任何尺寸和形状的显示屏幕,以及在其它表面实现,诸如玻璃或塑料外壳。此外,它从没有与振动触觉的触觉有关的机械问题遭受的,因为它使用了力,不振动,以产生触感。

表面触觉技术

表面触觉技术的工作原理是电粘接。通过控制施加在透明铟锡氧化物(ITO)基体上的电压,可增加手指对表面的附着力(ITO是一种用于触摸屏传感器的材料)。图2)。这放大和调节了手指和光滑玻璃之间自然产生的摩擦力,从而产生一系列纹理的感觉。

图像后
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图2在标准显示器组装中实现基于电粘的表面触觉只需要在覆盖玻璃上添加一层ITO图案层。来源:Tanvas

电粘附的原理已经知道了很长一段时间。什么是新的是产生一个标准显示器的表面上装配和各种其它的表面和材料的纹理的能力以嵌入的能力。这使产品设计师创造一个直观的软件开发环境独特,自定义纹理效果。

这是表面触感的承诺。该技术使设计人员能够感觉细粒度控制的触摸表面,它创造。着陆区的屏幕上的视觉外观和感觉,或虚拟按钮,开关,滑块,拨盘或可设计为单个平台。在玻璃平板,用户的手指可以使他觉得一个拨动开关的翻转,一个拨号的点击,并从纹理木纹细的任何范围。

这些表面触觉效果提供给用户的方式是高度动态和可配置的。这些效果构成了手指的触觉景观,它可以根据手指移动的速度、位置和方向而变化。不同的触感效果可以同时服务于不同的手指/区域,整个效果景观可以像屏幕上的图形内容变化一样快速地动态改变。

使表面触觉现实的一个组成部分是一个桌面开发工具包,其中包含的所有软件,工具和培训需要,使用户交互设计师开始创建表面触觉效果。纹理和效果都被设想为可以被链接到显示图形图像(图3)。软件会自动将设计者创建的图像转换为surface触摸控制器中执行的代码,这样当手指经过屏幕表面时,图像就会呈现为屏幕表面的纹理。

图像后
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图3将软件定义的表面触觉设计为图像TanvasTouch开发套件。来源:Tanvas

多感官的表面

表面触觉技术的可用性提出了对于包含显示器的产品设计人员的新问题。是用户与产品是专门或主要视觉交互模式?或者可以在用户享受首次真正的多传感表面,在视觉,听觉和触觉的感官都同时参与?

这是很自然的,但产品类别,如手机,外观设计向最佳实践模型收敛,而这往往会削弱一个品牌和产品以及彼此之间的差异。今天,一个手机触摸屏是从另一个在图形性能和用户交互设计方面几乎没有区别。

在显示屏的音频和图形能力之上增加触觉接触的新维度,为彻底的差异化提供了空间,因为产品和品牌开发了他们自己的触觉品牌签名。富有想象力的原始设备制造商还会找到使用可识别的纹理或表面效果来帮助通过菜单导航或为常见的响应或命令提供快捷方式的方法。

表面触觉技术还为盲人或视障用户这一经常被忽视的市场领域提供了改善体验的新潜力。表面触觉效果可以增强现有的屏幕阅读器功能,例如,当用户的手指经过图标和数字对象时,可以通过触摸来检测和识别它们。采用表面触觉技术的原始设备制造商可以探索这一方法以及其他许多为视障人士设计UI的新方法。

这些新设计还可以用于禁止智能手机正常操作的场合,比如剧院。表面触觉技术提供了一种比压电技术更好的方法来在屏幕保持黑暗时操作手机功能,提供了主动寻找和操作控制以及检测通知的能力。

表面触觉丰富了用户交互

如图2所示,电粘附技术是当今的标准触摸屏显示器组件完全兼容,以及与正在开发显示的概念,如柔性屏幕。它是互补的和额外的所有现有方法通过与显示屏幕的用户交互。这包括振动触觉的触觉,这仍然是一个可行的方法,以提供给动作,如按下一个按钮或翻转拨动开关,这可能响应于表面触觉效果来启动一个验证响应。

表面触觉技术的价值在于丰富了用户界面。这使得触觉反应成为用户互动的一个不可分割的元素,就像视觉线索提供的图形显示和声音从扬声器或耳机。可以想象,随着时间的推移,触摸可能会成为个人电子设备的主要界面,取代今天的图形或音频交互。

由于一个软件开发工具包提供的直观的开发环境,设计新的和独特的纹理和表面效果就像画图一样简单,使表面触觉技术触手可及,所有oem在他们的产品中嵌入触摸屏。

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克雷格·舒尔茨

撰稿

Tanvas高级电气工程师/触觉设计师,领导触觉体验(HX)团队,负责提供卓越的表面触觉体验

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