浮空触屏是噱头？智能机屏幕技术详解

浮空触屏是噱头？智能机屏幕技术详解 浮空触屏是噱头,智能机屏幕技术详解 前不久，索尼发布了其最新研发的“浮空触屏”屏幕技术，吸引了众人的眼球，很多人对此表示期待，但也有人认为噱头大于实用。实际上，自从触控屏幕出现以来，人们就没有停止过对新屏幕技术的追求。从早期的电阻屏到现在的电容屏，各手机厂商也不断的研发自己的屏幕技术，比如，索尼的浮空触屏技术、WhiteMagic技术，诺基亚的CBD技术，LG的NOVA技术，以及最为大家熟悉的苹果的视网膜技术等等，每一项技术的创新，都为屏幕显示效果带来重大变革。那么这些技术到底是怎么回事呢,今天笔者逐一为大家进行讲解，希望能对大家有所帮助。 索尼最新发表的智能手机Xperia MT27i最为引人注意的新特性就是全新的Magic floating touch(浮空触屏)技术，它可是让用户手指在不接触手机的情况下对屏幕进行触摸操作。不过很多人认为这只是一个噱头，没有太多实际意义。这样的说法显然是错误的，一项新技术的出现一定会有它存在的意义。只不过这项技术还处在试验阶段，暂时只有Xperia MT27i内置的浏览器和动态桌面支持该技术，用户可以不接触屏幕而进行网页的浏览，或与桌面互动。之后这一技术将公开给开发者供第三方应用使用。可以预见到，将来会有更多新奇的应用和游戏应用到这项技术。 Xperia MT27i采用了浮空触屏技术 索尼移动表示在Xperia MT27i屏幕中置入了Cypress技术，并详细解释了浮空触屏技术的工作原理。索尼移动连接了两种电容式传感器:自电容和互电容。自电容可以拥有更强大的信号强度，检测距离范围可达20mm，但局限是，仅能实现单点触摸。为此，索尼添加了互电容传感器，以实现多点触控。 浮空触屏技术的工作原理 浮空触屏技术的工作原理是怎样的呢,索尼移动的研究工程师及技术联合发明者Erik Hellman，对浮空触屏技术做了详细的说明: 与许多智能手机一样，Xperia MT27i使用电容式触摸感应来记录用户在屏幕上的输入。触摸手机屏幕时发生的事件被称为触碰事件。电容式触摸通过覆盖在手机上的X-Y电极网格工作，运用上面的电压。当有手指靠近电极时，电容会改变，而且可以被测量。通过比较所有电极的测量值，就可以准确定位手指的位置点。 触摸屏上有两种电容式传感器，互电容和自电容。互电容，用于实现多点触摸检测。自电容能够产生比互电容强大的信号，检测更远的手指感应，但由于一种被成为“鬼影(ghosting)”的效应，无法进行多点检测。 圆圈代表触碰点，红色的X代表鬼影位置 互电容实现多点触控 拥有互电容，上图中的每一个线条交叉点都会形成平行板电容器。这意味着，每一个交叉点都是一个电容器，进而保证可以将测量精确到每一根手指，实现多点触控。然而，因为两根线之间的交叉点面积很小，使得传感器的电场也很小。传感器如此之小，以至于信号强度很低，无法感应到那些非常弱小的信号。因此，当用户的手指在屏幕上悬停时，互电容传感器就无法感应到信号。 自电容和鬼影效应 在自电容案例下，上图中的每一根X或者Y线都是一个电容传感器。显然，自电容传感器要比互电容的大。大传感器可以创建强大的信号，使得设备可以检测到在屏幕上方20mm处的手指。当有手指停留在屏幕上或者屏幕上方 X1，Y0)。如果检测到两根手指，便会时，距离手指最近的传感器线会被激活( 有四根线被激活，鬼影效应出现。正如上图显示的，当检测到两根手指时，会出现四个可能的触碰点(X1，Y0)、(X1，Y2)、(X3，Y0)以及(X3，Y2)，而正确的组合又是不明确的，进而不能实现多点触控。 结合自电容和互电容，实现浮空触控 浮空触屏是通过在一个电容触摸屏幕上，同时运行自电容和互电容来实现的。互电容用于完成正常的触碰感应，包括多点触控。而自电容用于检测悬停在上方的手指。由于浮空触控技术依赖于自电容，因此不可能实现悬浮多点触控。也就是说，当进行悬浮操作时，屏幕不支持多点触控。屏幕只能在接触触碰情况下实现多点触控。 这项技术是与Cypress Technologies合作开发的。通过利用现有的电容式触碰传感器，降低触碰录入的门槛，就能够区分悬浮触碰和接触触碰。所有Android应用程序均能完全正常地工作。只是像以前一样，仅有明确“听从”浮空触控事件的应用才会做出反应。也就是说，浮空触控技术的实现需要有应用内部程序的支持。 悬浮触摸屏 关于开发者的可能性，以及浮空触屏的初步实施 在Xperia MT27i中，这一功能只能在内置的浏览器上实现。内置的浏览器能触发之前的手机上从未出现过的“悬停事件”。这种使用案例，以前只有在PC上使用标准鼠标时被激活。所有现有的、可以做出悬停事件反应的网站，均可以在Xperia MT27i上使用浮空触屏技术操作。 标准的HTML5悬停事件在Xperia手机原生Android浏览器上已经实现。这意味着，Web开发者现已经可以借助标准的HTML5悬停事件利用浮空触控技术。 但我们正在为开发者准备更多有趣的东西。在即将到来的Xperia MT27i Android 4.0 ICS升级中，第三方开发商可以在他们自己的应用上利用这项技术，因为谷歌已经为处理悬停事件，在ICS中推出的新开源API。 浮空触屏技术在未来的应用 通过上文的解读，我们了解了浮空触屏技术的工作原理，那么这项技术到底有什么用呢,我们不妨展开一下联想。 大家都知道，电容触控屏有一个很大的缺陷，就是在冬天时，我们只能摘下手套才能对手机进行操作，非常不方便。如果浮空触屏技术成熟了，我们完全可以隔着厚厚的手套来使用触摸屏幕，这将会为用户带来极大的方便。 在游戏方面，我们也可以充分利用这项技术，带来更好的用户体验。比如说玩赛车游戏时，可以根据手指按压的深度来控制油门和刹车的强度，是不是很带劲，但是，这要求“悬空触控”的精度要足够高。 当然，这项技术的能量远不仅仅如此，到底这项技术能发展到何种程度，还要看软件开发工程师们如何利用。我们可以想象，如果这项技术应用到iOS系统上，一定会成为又一项具有革命性意义的创新，会出现大量高品质的应用程序和游戏。但是Android究竟能不能充分的利用和开发这一技术呢,我们拭目以待。 WhiteMagic这项技术想必大家不是特别熟悉，它是索尼移动在MWC2012上发布的新机——Xperia P上采用的屏幕技术。大家都知道，普通的LCD都是采用的RGB三原色像素排列方式，而WhiteMagic技术在此基础上创造性的加入了一个白色子像素，采用RGBW(Red，Green，Blue，White)像素排列方式，用来增加屏幕亮度，也就是说WhiteMagic屏幕每个像素点由四个子像素点组成，如下图所示。 WhiteMagic屏幕子像素排列方式 WhiteMagic技术的目的是提高屏幕亮度，以便在室外强光下也能够很清楚的看清屏幕显示的内容。根据不同的使用场景，WhiteMagic屏幕可以自动切换两种亮度模式: 户外模式，在户外强光下，白色子像素透光率增加，使得WhiteMagic屏幕可以在相同背光亮度下达到大约双倍的亮度，即使处在充满阳光的户外下依然能够轻易看清屏幕。 室内模式，在室内弱光环境下，若需要达到与一般面板相同的亮度，则仅需原背光亮度的50%，耗电量也仅为原来的50%，(这也意味着更长的待机时间)。因此，WhiteMagic屏幕也是市面上最省电的屏幕之一。如下图所示。 普通屏幕与WhiteMagic屏幕对比图 从上图可以看出，在不增加背光亮度的情况下，WhiteMagic屏幕最大亮度能达到935cd/m2，而室内模式的亮度可以保持在530cd/m2左右，而背光亮度仅为普通屏幕的50%，节省了电池的耗电量。 如果您用过诺基亚N9或者Lumia系列手机，肯定会被它纯正的黑色背景、清新地显示效果以及户外强光下的抗炫光能力所吸引。这是因为诺基亚手机的屏幕采用了ClearBlack display(悦幕)技术，简称为CBD技术，让屏幕在户外的显示效果更加出色。那么什么是CBD技术, 强光下:左图采用了CBD技术，又图未采用CBD技术 大家肯定有过这样的经历，在户外强光下用手机时，很难看清楚屏幕显示的内容，必须要用手捂住手机才能勉强看清楚。这种情况是非常常见的也是很让人烦恼的事。如果要解决这个问题有一个很直接的办法，就是增强屏幕亮度，比如LG的NOVA技术，但是这样做的缺点也很致命，就是会大大增加屏幕的耗电量，减少电池续航时间，这显然是不能被用户接受的。所以诺基亚工程师研发了另一种方法来解决这一问题，这就是CBD技术。 CBD技术是在显示屏的结构中加入了偏光层，可以在不增加屏幕亮度的基础上，帮助解决了眩光问题，同时还维持了图像品质，并尽可能地加深黑色。此外，CBD显示屏手机能够创建出惊人的色彩对比度，让您的应用、视频和图像清晰、逼真地显示在屏幕上。同时确保不会对电池续航时间造成太大影响。 CBD技术原理图 CBD技术显示原理 我们首先来讨论一下触摸屏的构造，以便更好地说明CBD显示屏的工作原理。您手机的触摸屏实际就如同一个由不同成分组成的多层薄饼。其中，“偏光片”层的位置是CBD显示屏得以实现如此出色的视觉效果的根本所在。偏光片是一个圆形层，能够有效地消除多余的反光。消除反光有助提高视觉对比度，进而显示鲜明的色彩和更纯的黑色。 在CBD显示屏手机中，偏光片位于窗口和触摸传感器之间。该层的目标是将光学性能与气隙解决堆叠在一起。通过将偏光片置于触摸传感器与显示屏之间，工程师能够有效地阻挡来自电容式传感器网格的反光。为了帮助您进行想象，尝试在直射的阳光下倾斜传统触摸屏手机„„有没有看到由小点构成的网格,这便是电容式传感器网格。 此外，通过将偏光片放在该位置，光线被分散，反光最大限度地减少，结果，屏幕更加清晰，所有图标和色彩间的对比非常明显。如欲了解CBD显示屏手机与普通手机间的差距，请参见本页图一。左边是采用了CBD显示屏，右边未采用CBD显示屏，很明显，它的眩光和反光现象特别严重。 除了CBD技术之外，诺基亚N9以及Lumia系列手机还有一项特殊的屏幕技术，即弧形真空屏幕。屏幕表面覆盖一层优美的弧形康宁玻璃，并且采用无缝隙，屏幕表面看起来就像贴在玻璃表面一样，因此看起来立体感十足，屏幕内容仿佛 浮在机身上方。该屏幕经真空处理，因此也不用担心屏幕进灰的问题。 诺基亚N9采用弧形屏幕 采用弧形屏幕的机型——诺基亚N9 诺基亚N9正面采用了一块3.9英寸AMOLED材质显示屏，屏幕分辨率达到了480×854像素级别，机身背部还内置一枚800万像素的卡尔蔡司认证镜头，拥有28毫米广角镜头、F2.2大光圈，支持自动对焦以及双LED闪光灯，其他性能方面，诺基亚N9则搭载了德州仪器OMAP3630处理器，主频为1GHz，并且集成PowerVR SGX530图形处理芯片，而高达1GB的运行内存也更大程度的保证了系统运行流畅。该机采用了MeeGo操作系统。 诺基亚N9的背部图片 诺基亚N9是一款外观设计时尚且极具个性智能手机，而且是唯一一款采用MeeGo操作系统的智能手机，虽然该系统软件资源还不是很多，但是一些主流的应用和游戏还是基本具备的。目前该机的手机已经基本稳定在2699元左右，比较超值，值得拥有。 Retina视网膜技术 提到视网膜技术，想必大家都很熟悉，没错，它就是被广泛应用在部分苹果设备中的一项屏幕显示技术。最早应用在苹果iPhone 4的屏幕上，这项技术为iPhone 4的屏幕带来极清晰的显示效果。 iPhone 4采用Retina显示屏 Retina屏幕是一种具备超高像素密度的液晶屏，它可以将960×640的分辨率压缩到一个3.5英寸的显示屏内。。也就是说，该屏幕的像素密度达到326像素/英寸。对现实分辨率熟悉的用户会知道，通常我们电脑显示屏幕的分辨率为72像素/英寸。iPhone 4的分辨率为电脑的4倍多，甚至超过了人眼能分辨的范围。所以显示会非常细腻。电子、网页和电子邮件中的文字以任何大小显示都清晰明锐，影片和照片中的图像从任何角度观看都令人惊艳，所见一切都更清晰。 iPhone 4显示效果极为细腻 大家都知道，手机屏幕的细腻程度与屏幕的尺寸和分辨率有直接的关系，而评判屏幕细腻程度有一个专业的量词——PPI，PPI数值越高，代表屏幕越细腻。而iPhone 4达到了惊人的326PPI(326像素/英寸)，超过了人眼可识别的范围。 Retina显示屏采用板内切换 (IPS) 技术，以实现较标准液晶显示器更宽阔的视角。这意味着你几乎可以用任何方式握持iPhone ，都能获得绚丽的画面效果。非常适合与朋友分享照片，或在玩驾驶类以及飞行类游戏时操控iPhone。不仅如此，Retina显示屏呈现的对比度是以往显示屏的4倍，浅色更明亮、深色更沉稳，一切都显得更加动人。 NOVA屏幕显示技术 NOVA实际上也是一种屏幕显示技术，它是随着LG P970-Black的上市而带来的一项全新的屏幕显示技术。NOVA屏幕又被称为高亮显示屏，它是在IPS的基础上采用的一项提高屏幕亮度的技术。据LG官方称，NOVA Display在亮度方面能达到700尼特。高于iPhone 4屏幕亮度的530尼特。是目前市面上最亮的屏幕。 NOVA技术 以下为官方介绍的NOVA的优势 NOVA色彩更加生动自然 NOVA在前光下显示效果出众 白色显示更纯 节省电量 NOVA显示屏幕具备更高的亮度水平和纯白色调，可精确显示黑白原色，优化阅读体验。应用到产品中以后，将令手机屏幕无论在室内光线还是室外强光下，都可以呈现清晰的显示效果。此外在相同的室内环境下，和普通LCD屏幕比起来，NOVA显示屏还能减少50%的能耗。由于白色是目前最常用的网页浏览配色方案，当手机显示全白屏幕时，NOVA屏幕比起AMOLED屏幕同样可以节省一半耗电。 可弯曲折叠的屏幕 在去年的CES上，三星为我们展示了一种新屏幕技术——可弯曲AMOLED屏幕，这块屏幕为4.5英寸，分辨率为800x480像素，厚度仅为0.3毫米。可支持Android系统和Windows Phone 7系统，在弯曲的时候不会损坏或者让显示的图像扭曲失真。 可弯曲AMOLED屏幕 普通的手机屏幕使用的是玻璃基板，三星在柔性AMOLED屏幕改用了新型的塑料基板让其具备柔韧特性，同时这种屏幕还具备快速相应和低功耗的特点。 可弯曲AMOLED屏幕示意图 借助这种轻薄的柔性显示屏，消费电子厂商们可以设计出许多具有创新概念的电子产品，包括手机、平板机等。目前，三星已经确认在2012年将会量产可弯曲的AMOLED屏幕，可能会率先在手机上使用。 结束语: 今天笔者为大家介绍了各大手机厂商的屏幕技术，相信大家对手机的屏幕显示以及控制技术也有了一定的了解。以后大家在购买手机时不要一味地追求屏幕的分辨率和材质，其实，各种屏幕特殊的技术也是影响屏幕显示效果和操控感受很重要的因素。