懸停傳感有可能通過(guò)提供與PC相似的質(zhì)量體驗(yàn)來(lái)徹底改變手持式用戶(hù)界面。便攜式媒體播放器/平板電腦市場(chǎng)的領(lǐng)先者開(kāi)始將這項(xiàng)技術(shù)開(kāi)發(fā)到下一代設(shè)備中。通過(guò)自我和互電容感應(yīng)的組合，用戶(hù)可以通過(guò)將手指懸停在觸摸屏上方并通過(guò)直接輸入進(jìn)行選擇。以下討論將探討懸停技術(shù)在手持設(shè)備中的功能和應(yīng)用。

觸摸屏技術(shù)徹底改變了手持設(shè)備用戶(hù)界面（UI）的設(shè)計(jì)方式。消除按鈕和開(kāi)關(guān)可以大大減少由于機(jī)械原因?qū)е碌?UI 故障。此外，設(shè)備可以具有扁平的輪廓，使它們更薄，更光滑。觸摸屏還支持更直觀(guān)的 UI，并且對(duì)手勢(shì)的支持進(jìn)一步提高了設(shè)備的可用性。然而，觸摸屏帶來(lái)了各種新的問(wèn)題供設(shè)計(jì)人員解決。

長(zhǎng)期以來(lái)，戴手套的真正觸摸屏性能一直是手持設(shè)備設(shè)計(jì)人員面臨的艱巨挑戰(zhàn)。手套極大地阻礙了感應(yīng)指尖電容的能力，使得導(dǎo)航和選擇幾乎是不可能的。但是，寒冷氣候中的用戶(hù)需要一個(gè)更現(xiàn)實(shí)的解決方案，而不是在需要操作設(shè)備時(shí)隨時(shí)脫下手套。

許多觸摸屏控制器制造商試圖通過(guò)大幅降低屏幕刷新率并顯著降低噪聲閾值來(lái)解決此問(wèn)題。這允許傳感器拾取非常小的觸摸，例如嘗試戴著手套操作觸摸屏設(shè)備時(shí)產(chǎn)生的那種觸摸。

此類(lèi)功能的演示似乎有效，但它們通常在安全，無(wú)噪音環(huán)境的演示套件上進(jìn)行。在實(shí)際設(shè)備中，噪聲是不可避免的。一旦您采用演示套件中包含的技術(shù)并將其構(gòu)建到存在噪聲的系統(tǒng)中，降低的閾值和提高的靈敏度允許手套功能在演示中工作，使控制器更容易因噪聲峰值而受到幻像觸摸。在實(shí)際系統(tǒng)中，使用手套的能力很快就會(huì)崩潰，使戴手套的用戶(hù)的觸摸屏反應(yīng)遲鈍，即使徒手操作，其準(zhǔn)確性也較差，誤檢的發(fā)生率也更高。

觸摸感應(yīng)的替代方案

懸停技術(shù)為戴手套支持設(shè)備操作提供了一種強(qiáng)大的手段 - 即使是非常厚，很重的手套。它允許觸摸傳感器“看到”手指運(yùn)動(dòng)，而無(wú)需手指觸摸屏幕。由于懸停的操作方式與觸摸感應(yīng)不同，因此消除了手套操作下噪音引起的錯(cuò)誤觸摸和性能中斷。

該技術(shù)還使長(zhǎng)指甲的用戶(hù)能夠操作移動(dòng)設(shè)備。觸摸傳感器通常難以拾取指甲輸入，原因與戴手套的原因大致相同。身體通過(guò)指甲的電容，特別是假丙烯酸指甲，是最小的。長(zhǎng)指甲會(huì)使用戶(hù)幾乎不可能用指尖導(dǎo)航。這些用戶(hù)需要更逼真的導(dǎo)航功能。懸停功能允許廣泛使用觸摸屏，無(wú)論氣候、手套或指甲如何。

此外，懸停技術(shù)有可能顯著改變用戶(hù)與移動(dòng)和便攜式設(shè)備的交互方式。懸停能力在已經(jīng)意識(shí)到其潛力的OEM中的重要性正在上升。

應(yīng)用領(lǐng)域

Hover在當(dāng)前的手持應(yīng)用中具有許多可能性。例如，懸停可用于預(yù)覽移動(dòng)設(shè)備上的電子郵件收件箱。將手指懸停在新電子郵件上可能會(huì)顯示前幾句話(huà)。如果電子郵件需要立即引起注意，用戶(hù)可以使用直接選擇來(lái)打開(kāi)和響應(yīng)整個(gè)郵件。另一個(gè)潛在的應(yīng)用是個(gè)人媒體播放器，特別是那些具有流媒體功能的播放器。懸?？梢栽试S用戶(hù)在下載之前預(yù)覽歌曲或播放電影預(yù)告片。手持式游戲應(yīng)用也有望增強(qiáng)功能。在利潤(rùn)豐厚且動(dòng)蕩的游戲行業(yè)中，開(kāi)發(fā)人員不斷尋找新的創(chuàng)新方式。游戲設(shè)計(jì)師不再受簡(jiǎn)單點(diǎn)擊或手勢(shì)的限制，可以通過(guò)添加懸停來(lái)添加新的命令和選項(xiàng)。

懸停技術(shù)的發(fā)展使手持設(shè)備能夠以非常小的外形提供PC的功能。懸?？梢栽O(shè)計(jì)移動(dòng)設(shè)備的鼠標(biāo)懸停功能。用戶(hù)可以將鼠標(biāo)懸停在移動(dòng)設(shè)備上的屏幕區(qū)域以放大文本 - 例如，放大屏幕鍵盤(pán)上的可單擊鏈接或按鍵，以便于選擇。懸停還可以查看比屏幕上已顯示的信息更多的其他信息。用戶(hù)可以在滾動(dòng)移動(dòng)電話(huà)中的聯(lián)系人時(shí)使用懸停來(lái)查看某人的聯(lián)系信息和歷史記錄，例如電話(huà)呼叫和發(fā)送的短信。應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員已經(jīng)在努力整合這項(xiàng)技術(shù)。

認(rèn)為社交網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)應(yīng)用程序可以利用懸停，這樣用戶(hù)就可以在沒(méi)有直接選擇的情況下看到其他人的個(gè)人資料，照片或以前的帖子的預(yù)覽，這并不是不現(xiàn)實(shí)的。有許多合理的用例場(chǎng)景：用戶(hù)可以在YouTube等視頻共享網(wǎng)站上預(yù)覽內(nèi)容

懸?？梢栽贕PS設(shè)備或手機(jī)上的地圖應(yīng)用程序中使用，以瀏覽附近的便利設(shè)施，例如餐館，而無(wú)需離開(kāi)當(dāng)前地圖。懸停還允許一種新的簡(jiǎn)化的文本選擇方法。通過(guò)點(diǎn)擊準(zhǔn)確放置小光標(biāo)，然后拖動(dòng)手指以突出顯示文本可能很困難，并且會(huì)增加不正確剪切、復(fù)制或放置命令的可能性。懸?？捎糜谶x擇文本，而直接輸入可用于打開(kāi)命令菜單并選擇特定命令。

懸停在當(dāng)前應(yīng)用之外還有更多的可能性。3D顯示器在市場(chǎng)上獲得了牽引力，制造商正在努力將它們整合到移動(dòng)設(shè)備中。使用3D界面，用戶(hù)需要3D方式進(jìn)行交互。Hover可以允許用戶(hù)在3D顯示器上瀏覽多個(gè)打開(kāi)的應(yīng)用程序，將不同的應(yīng)用程序帶到屏幕的最前沿，而其他打開(kāi)的應(yīng)用程序在其后面仍然可見(jiàn)。例如，如果用戶(hù)正在移動(dòng)電話(huà)上玩游戲并收到短信，他或她可以將手指懸停在傳入消息上以打開(kāi)和閱讀它，而無(wú)需關(guān)閉或?qū)Ш诫x開(kāi)游戲。

已解決觸摸屏問(wèn)題

將懸停在移動(dòng)設(shè)備上進(jìn)行設(shè)計(jì)不僅僅是創(chuàng)建新的命令和功能。在電容式觸摸屏中，Z-Force的問(wèn)題是一個(gè)反復(fù)出現(xiàn)的問(wèn)題。在這種類(lèi)型的觸摸屏中，Z-Force是橫截面積和信號(hào)的測(cè)量，而不是像在電阻式觸摸屏中那樣測(cè)量觸摸壓力。用手指施加更大的壓力會(huì)使其壓平屏幕，從而增加手指/觸摸的橫截面積。然后，Z力測(cè)量評(píng)估指尖接觸的更寬區(qū)域，以計(jì)算使用的力。這是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)閮H依靠面積和信號(hào)，觸摸控制器很難區(qū)分大手指的輕觸和小手指的硬按。

某些 UI 使用長(zhǎng)按來(lái)打開(kāi)新的命令菜單。使用長(zhǎng)按會(huì)降低用戶(hù)與手機(jī)交互的速度，并創(chuàng)建更慢、更笨拙的用戶(hù)體驗(yàn)。向電容式觸摸屏設(shè)備添加懸停功能可以完全消除長(zhǎng)時(shí)間按壓或力測(cè)量的需要。通過(guò)啟用這種傳感，操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員可以保留功能，而不必降低用戶(hù)體驗(yàn)或修改閾值和靈敏度級(jí)別來(lái)計(jì)算 Z-Force。使用懸停，用戶(hù)在使用系統(tǒng)時(shí)不再需要施加不同的力來(lái)執(zhí)行某些功能或犧牲效率。

電容感應(yīng)的正確組合

懸停感應(yīng)通過(guò)自電容和互電容感測(cè)的組合實(shí)現(xiàn)。這兩種類(lèi)型都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

互電容可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控功能。與自電容屏一樣，互電容觸摸屏具有水平和垂直的傳感器行，但通過(guò)這些傳感器的交叉點(diǎn)（X * Y）而不是單個(gè)傳感器（X + Y）來(lái)測(cè)量電容。移動(dòng)領(lǐng)域一流的觸摸屏控制器提供 32 個(gè)傳感器通道，用于感應(yīng) 4.5 英寸（16：9 寬高比）觸摸屏，理想傳感器間距為 5 mm。由于這種類(lèi)型的測(cè)量大大增加了面板上傳感器的可能數(shù)量 - 潛在值為256個(gè)交叉點(diǎn)，而不是32條傳感器線(xiàn)用于自電容 - 互電容掃描可以提供更高的精度和真正的多點(diǎn)觸控能力。圖3顯示了互電容觸摸屏上的五個(gè)手指。所有五個(gè)輸入點(diǎn)都清晰標(biāo)識(shí)，沒(méi)有位置歧義。

圖 3：互電容傳感器可以通過(guò)測(cè)量X和Y傳感器線(xiàn)的交點(diǎn)來(lái)檢測(cè)多個(gè)輸入點(diǎn)，而不是線(xiàn)本身。所有五個(gè)手指都在傳感器網(wǎng)格上清晰地識(shí)別。

互電容器件的缺點(diǎn)是，它們需要更低的噪聲閾值和更高的靈敏度來(lái)支持懸停技術(shù)等高級(jí)功能，這使得它們?nèi)菀资艿絺鲗?dǎo)噪聲的性能干擾。

另一方面，自電容在許多方面都是一種魯棒的傳感方法。它產(chǎn)生更強(qiáng)的信號(hào)，并且能夠投射比互電容更大的場(chǎng)。這種增加的強(qiáng)度和投影能力使觸摸屏控制器能夠準(zhǔn)確地拾取物體的電容，例如懸停在屏幕上的手指。自電容還可以在不降低噪聲閾值的情況下提供更高的觸摸靈敏度，使其比互電容更不容易受到錯(cuò)誤觸摸、精度差和延遲響應(yīng)時(shí)間的影響。

自電容的問(wèn)題在于它不支持真正的多點(diǎn)觸控功能。這是因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)手指在屏幕上的位置存在歧義時(shí)，稱(chēng)為重影的問(wèn)題。在自電容檢測(cè)中，測(cè)量輸入沿水平和垂直軸（X+Y）的變化。如果用戶(hù)觸摸同一行上的兩個(gè)位置，這會(huì)導(dǎo)致位置不明確。通過(guò)第三次觸摸無(wú)法解決此問(wèn)題。圖4顯示了自電容觸摸屏中的這種模糊性。綠色圓圈是 X 和 Y 傳感器線(xiàn)上的實(shí)際接觸。因?yàn)槊織l線(xiàn)讀一個(gè)觸摸，所以這些行的交點(diǎn)也記錄了觸摸（用紅色的X描繪），即使不存在。

圖 4：在自電容系統(tǒng)中，不同傳感器線(xiàn)上的多點(diǎn)觸控輸入會(huì)導(dǎo)致鬼影觸摸。

為了提供準(zhǔn)確的懸停功能，觸摸屏控制器必須同時(shí)使用這兩種方法，而這并不總是容易實(shí)現(xiàn)的。一些觸摸屏控制器制造商使用兩種不同的芯片 - 一個(gè)用于自電容，一個(gè)用于互電容 - 來(lái)嘗試實(shí)現(xiàn)這種功能。這樣做的問(wèn)題是，在設(shè)計(jì)中添加更多的硅會(huì)顯著增加材料成本。它還對(duì)器件尺寸施加了限制，因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員必須為電路板上的另一個(gè)芯片騰出空間。

設(shè)備制造商真正需要的是能夠在同一芯片上提供自電容和互電容傳感的觸摸屏控制器，并且能夠在應(yīng)用中在兩種方法之間切換。這樣可以降低材料成本和器件尺寸，無(wú)需第二個(gè)芯片?？刂破髟趦煞N方法之間主動(dòng)切換的能力對(duì)于保持對(duì)用戶(hù)輸入的響應(yīng)能力非常重要。通過(guò)使用結(jié)合了自電容、互電容和在兩者之間動(dòng)態(tài)切換能力的觸摸屏控制器，移動(dòng)設(shè)備制造商可以將懸停功能整合到 UI 中。

移動(dòng)設(shè)備的下一個(gè)大趨勢(shì)

懸停技術(shù)將極大地改變用戶(hù)與手持設(shè)備交互的方式。應(yīng)用程序、移動(dòng)和操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員已經(jīng)在為即將發(fā)布的版本設(shè)計(jì)懸停用例。其他新興技術(shù)，如3D移動(dòng)顯示器，為懸停傳感創(chuàng)造了新的機(jī)會(huì)和應(yīng)用。

集成的懸停和多點(diǎn)觸控功能只能由同時(shí)支持自電容和互電容感應(yīng)的觸摸屏控制器啟用。為了降低成本，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該尋找能夠在同一芯片上提供兩種類(lèi)型傳感的觸摸屏控制器。通過(guò)解決長(zhǎng)期存在的問(wèn)題，如力測(cè)量和戴手套操作，以及添加新的功能、命令和其他UI選項(xiàng)，Hover有望對(duì)移動(dòng)設(shè)備行業(yè)產(chǎn)生重大影響。

審核編輯：郭婷