是否好奇過如今智能設(shè)備上常見的觸摸屏是如何實(shí)現(xiàn)的？它們有兩種主要類型：電阻屏和電容屏，它們又有什么區(qū)別？
·首先了解一下觸摸屏的基本原理。觸摸屏是一種輸入裝置，它允許用戶通過手指或者其他物體直接與屏幕進(jìn)行互動(dòng)操作。它使用一種特殊的技術(shù)能夠感知到觸摸屏幕的位置，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的操作信號(hào)。觸摸屏主要分為兩種類型：電阻屏和電容屏。
→首先了解一下電阻屏。電阻屏使用了一種由導(dǎo)電薄膜構(gòu)成的兩層透明層，這兩層之間有微小的間隙。當(dāng)觸摸屏幕時(shí)手指會(huì)對(duì)應(yīng)壓力，使得這兩層導(dǎo)電薄膜接觸在一起形成了一個(gè)電路。通過檢測(cè)電流的變化設(shè)備可以確定觸摸的位置。
電阻屏具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：靈敏度較低。由于需要施加較大的壓力才能激活電路，所以相對(duì)來說操作起來沒有那么靈敏。精確度較高，可以實(shí)現(xiàn)較高的坐標(biāo)精確度。對(duì)于一些需要準(zhǔn)確觸摸的應(yīng)用場(chǎng)景比較適用，可以使用任何物體觸摸，不僅限于手指。電阻屏可以使用任何物體觸摸，如手寫筆、手套等。
→接下來看看電容屏的工作原理。與電阻屏不同，電容屏由多層導(dǎo)電玻璃組成，其中最上層是一個(gè)感應(yīng)電極層，其下是一層輔助電極層。當(dāng)觸摸電容屏?xí)r手指會(huì)吸引電流，導(dǎo)致感應(yīng)電極和輔助電極之間的電容變化。設(shè)備通過檢測(cè)這種電容變化來確定觸摸位置。
電容屏具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：高靈敏度。電容屏對(duì)觸摸的反應(yīng)非常敏感，甚至可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控，使得操作更加流暢，響應(yīng)速度快。由于工作原理的不同，電容屏相比電阻屏在響應(yīng)速度上更快，僅限于導(dǎo)電物體觸摸。電容屏只能通過導(dǎo)電物體觸摸，不能使用非導(dǎo)電材料觸摸。
觸摸屏的發(fā)展給生活帶來了便捷和創(chuàng)新，讓我們能夠更直接地與科技互動(dòng)，期待未來觸摸屏技術(shù)的進(jìn)一步突破和創(chuàng)新。
Windows 筆記本轉(zhuǎn)投 MacBook 多年，一直有一個(gè)疑惑困擾著我 —— 為什么大多數(shù) Windows 筆記本的觸控板都那么難用？
對(duì)于 MacBook 用戶來說，優(yōu)秀的觸控板體驗(yàn)經(jīng)常被列為無法割舍的重要原因。而對(duì)于 Windows 用戶來說，糟糕的觸控板體驗(yàn)讓鼠標(biāo)依然占據(jù)著筆記本最佳拍檔的位置。
我們先從觸控板的基本動(dòng)作上來說。在日常使用中，用戶使用觸控板的動(dòng)作大致可以分為這么幾種。
這些基本上涵蓋了所有觸控板能夠完成的動(dòng)作，其中前三者主要和觸控板使用的表面材質(zhì)有關(guān)。
好的觸控移動(dòng)體驗(yàn)手感要順滑不澀，使用起來輕松不費(fèi)力。這種觸控板一般使用的都是玻璃材質(zhì)。玻璃材質(zhì)現(xiàn)在廣泛應(yīng)用在觸控操作的設(shè)備中，最常見的就是手機(jī)屏幕。但是光滑的玻璃在有手汗的情況下手感就會(huì)變得非常艱澀，所以觸控板都會(huì)做成磨砂手感，進(jìn)一步增加順滑感。多指手勢(shì)和移動(dòng)基本一樣，只是增加了多點(diǎn)觸控點(diǎn)而應(yīng)用。
關(guān)鍵在最后一項(xiàng)，也就是按壓點(diǎn)擊操作。由于系統(tǒng)的交互設(shè)計(jì)原因，手指在觸控板上滑動(dòng)會(huì)移動(dòng)光標(biāo)，而點(diǎn)按代表的則是選中操作，兩者結(jié)合讓我們能對(duì)屏幕上不同的元素進(jìn)行選中，從而進(jìn)行后續(xù)一系列復(fù)雜操作。
從移動(dòng)到點(diǎn)按的過程中，大多數(shù)人的習(xí)慣是移動(dòng)到目標(biāo)元素上直接按下，比如選中一個(gè)圖標(biāo)，比如快捷打開一個(gè)應(yīng)用，后續(xù)還能繼續(xù)接上移動(dòng)操作，比如選中一段文字等等。
這種交互形式是非常高頻的操作，它的好處在于你可以同時(shí)操作空間上的水平移動(dòng)（滑動(dòng)）與垂直移動(dòng)（點(diǎn)按），手不用抬腕離開觸控板就能執(zhí)行多種操作，不僅效率高，同時(shí)非常自然和直覺，這點(diǎn)是雙擊或者多指手勢(shì)都無法比擬的。
▲ 觸控板的按壓操作。圖片來自：Expert Reviews
Windows 筆記本觸控板為什么難用，按壓點(diǎn)擊的糟糕體驗(yàn)難辭其咎。如果你經(jīng)常使用 Windows 筆記本的觸控板，會(huì)很神奇的發(fā)現(xiàn)它的按壓反饋并非所有區(qū)域都是一致的，而是從頂部到底部呈現(xiàn)一個(gè)很明顯的線性變化 —— 頂部幾乎按壓不動(dòng)，越靠近底部則越容易被按下去。
這就是導(dǎo)致我們最高頻的操作，移動(dòng)后按壓這個(gè)「經(jīng)典 Combo」出現(xiàn)了體驗(yàn)斷層，如果你向上移動(dòng)比如找到最上角的窗口關(guān)閉按鈕進(jìn)行按壓點(diǎn)擊，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)觸控板按不動(dòng)，而向下移動(dòng)到任務(wù)欄在按壓點(diǎn)按則簡單得多，這種分裂的體驗(yàn)會(huì)讓觸控板的體驗(yàn)急劇下降，「難用」的評(píng)價(jià)隨之而來。
但問題是，為什么會(huì)這樣？
不少人都知道 2015 年以后使用了 Force Touch 的 MacBook 觸控板體驗(yàn)出色，而大多數(shù) Windows 筆記本的觸控板到今天使用體驗(yàn)依然差勁。問題在哪里？就在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
那些有獨(dú)立按鈕的早期觸控板先不提，目前大多數(shù)筆記本觸控板在結(jié)構(gòu)上像是一個(gè)「跳板」，你可以想象一下跳水項(xiàng)目的三米板或者蹺蹺板的一邊。在觸控板的下面留有一定的空間，這部分通常會(huì)有一個(gè)按鈕，讓觸控板可以按下去實(shí)現(xiàn)按壓點(diǎn)擊。
但同時(shí)，靠近鍵盤的上半部分則被固定著是無法按動(dòng)的，要想實(shí)現(xiàn)按壓點(diǎn)擊只能往下，這個(gè)導(dǎo)致了觸控板在這個(gè)動(dòng)作上的可用性只有一半。
在使用 Force Touch 之前，MacBook 的觸控板其實(shí)也是這種設(shè)計(jì)，直到 2015 年的 12 英寸 MacBook 率先搭載 Force Touch 壓力觸控板，徹底顛覆了筆記本觸控板的使用體驗(yàn)。
Force Touch 技術(shù)在前幾年已經(jīng)說的很多了，核心就是用振動(dòng)馬達(dá)模擬出按壓的力度反饋代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，蘋果稱之為「觸覺引擎」（Taptic Engine）。并且在四角都加入了力度傳感器，可以感知用戶按壓的力度。
這種做法的好處是在觸控板的全區(qū)域都能實(shí)現(xiàn)相同的觸控手感。那種因?yàn)橄蛏弦苿?dòng)之后觸控板無法直接按下的情況再也不會(huì)出現(xiàn)了。
這些小細(xì)節(jié)的改善不斷積累起來，讓 MacBook 的觸控板已經(jīng)甩開了其它筆記本觸控板一大截。
值得一提的是，現(xiàn)在一些有追求的 Windows 陣營產(chǎn)品也開始關(guān)注改善觸控板的使用體驗(yàn)了，比如前兩天剛剛發(fā)布的新款華為 MateBook X，這款機(jī)型就搭載了「Free Touch」壓力觸控板，內(nèi)置 8 個(gè)壓電陶瓷片，提供全區(qū)域感知按壓震動(dòng)反饋。
那非壓力觸控板，不用振動(dòng)反饋，就不能做到全區(qū)域按壓嗎？其實(shí)也不是，至少蘋果就已經(jīng)給出了一個(gè)精巧可行的方案 ——iPad Pro 的妙控鍵盤。
在這個(gè)鍵盤上，除了精巧設(shè)計(jì)的配重與懸掛吸附方式，那塊觸控板也是提高生產(chǎn)力的一大助力。這塊觸控板雖然面積不大，但是滑動(dòng)的觸感和點(diǎn)擊的手感都不錯(cuò)，讓很多人感到驚喜的是，這是一塊在任何區(qū)域都能按下的觸控板。
在 iFixit 的拆解中可以看到，妙控鍵盤采用了一種全新的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。中間部分是一個(gè)按鈕，然后通過杠桿的原理，用機(jī)械機(jī)構(gòu)覆蓋了四角這種最難受力的部分。
這種精巧的設(shè)計(jì)讓用戶在任何區(qū)域按壓下去之后，壓力實(shí)際都會(huì)傳導(dǎo)到中心的按鈕上，以此讓整個(gè)觸控板變成了一個(gè)大按鈕，從而實(shí)現(xiàn)了全區(qū)域可按壓。
除了按壓點(diǎn)擊的手感之外，凡是好好用過 Windows 筆記本和 MacBook 的人也能感受到，在光標(biāo)移動(dòng)上，大多數(shù) Windows 筆記本的手感總是感覺更「飄」一些，精度沒有 MacBook 的觸控板那么高。
這個(gè)感覺同樣沒錯(cuò)，就像 iOS 的跟手性碾壓了 Android 多年一樣，MacBook 的觸控板在精度和跟手性上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)比大多數(shù) Windows 筆記本更好，并且還有多點(diǎn)觸控為基礎(chǔ)的多指操作手勢(shì)進(jìn)行操作輔助。
▲ Windows 的「精確式觸控板」. 圖片來自：嘉年不過爾爾
如今較新的 Windows 筆記本比如微軟的 Surface 系列，戴爾的 XPS 系列都提供了更優(yōu)秀的觸控板體驗(yàn)，精度更好，同時(shí)也能支持多指手勢(shì)。只是在按壓操作上依然和精妙的 Force Touch 無法相比。
而對(duì)于那些較老的 Windows 筆記本來說并非沒有改善的機(jī)會(huì)。之前微軟聯(lián)合英特爾、義隆電子和新思科技提出了「精確式觸控板」解決方案，并且由微軟帶頭直接在 Windows 系統(tǒng)里進(jìn)行控制。
只要是 Elan/Synaptics 的觸控方案，更新驅(qū)動(dòng)之后就能獲得近似于新式「精確式觸控板」的體驗(yàn)，對(duì)于部分老款筆記本可以說是一個(gè)煥發(fā)新生的更新。
當(dāng)然，如果要讓一塊好的觸控板能夠物盡其用，在優(yōu)秀的硬件基礎(chǔ)上還需要操作系統(tǒng)和第三方 App 都花費(fèi)些心思去配合，Windows 系統(tǒng)在這方面來說還需要慢慢來打磨。
最后一點(diǎn)影響觸控板使用體驗(yàn)的因素則是單純的面積大小。觸控板說到底也是通過用戶的手指來進(jìn)行操作，手指的可移動(dòng)范圍和用戶操作密切相關(guān)，當(dāng)觸控板面積不夠大時(shí)，光標(biāo)移動(dòng)就需要手指頻繁的抬起落下。
更大的觸控板是這幾年 MacBook 的趨勢(shì)之一，2016 款的 MacBook Pro 相比 2015 款，觸控板一下子大了一圈。今年剛更新的 2020 款 MacBook Air 也把觸控板的面積增大了 20%，在手指移動(dòng)范圍上會(huì)更寬廣，更多元素變得一次滑動(dòng)就能夠到。
至于觸控板空間不足的情況則可以參考 iPad Pro 的妙控鍵盤配件，受限于整體的體積，它的觸控板面積一定是不夠的，真正長時(shí)間使用會(huì)比 MacBook Pro 痛苦很多。
你的筆記本觸控板為什么難用，關(guān)于這個(gè)問題現(xiàn)在應(yīng)該已經(jīng)得出了答案。但受限于 Windows 陣營的局限性，我們很難在更多的筆記本品牌上看到華為這樣愿意付出更高成本去提供更好的觸控體驗(yàn)。
我想看到這次華為能起到一個(gè)帶頭作用，讓更多人意識(shí)到，一塊好的觸控板帶來的體驗(yàn)是多么讓人身心愉悅。即便你認(rèn)為鼠標(biāo)才和 Windows 是天造地設(shè)的一對(duì)，但好的觸控板體驗(yàn)與鼠標(biāo)操作并不沖突不是嗎？
題圖來源：Notebook & PC – Asus
碼時(shí)代，手機(jī)的更新?lián)Q代也越來越快，手機(jī)成為我們身邊不可或缺的一部分，一直以來，手機(jī)作為我們重要的交流工具。雖然我們每天都在使用手機(jī)，但是你真的了解手機(jī)觸摸屏的工作原理嗎？ 它是怎么知道我們手指的位置的？為什么手機(jī)貼了膜一樣可以使用，而帶著手套就不能正常使用了呢？
觸摸屏的主要三大種類是：電阻技術(shù)觸摸屏、表面聲波技術(shù)觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏。每一類觸摸屏都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，要了解哪種觸摸屏適用于哪種場(chǎng)合，關(guān)鍵就在于要懂得每一類觸摸屏技術(shù)的工作原理和特點(diǎn)。
電阻觸摸屏的主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏，這是一種多層的復(fù)合薄膜，它以一層玻璃或硬塑料平板作為基層，表面涂有一層透明氧化金屬 （ITO氧化銦，透明的導(dǎo)電電阻）導(dǎo)電層，上面在蓋有一層外表面硬化處理、光滑防擦的塑料層 、它的內(nèi)表面也涂有一層ITO涂層 、在他們之間有許多細(xì)小的（小于1/1000英寸）的透明隔離點(diǎn)把兩層導(dǎo)電層隔開絕緣 。
當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，它是通過壓力感應(yīng)來對(duì)觸摸點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，當(dāng)我們用手指或其他類似物體觸摸屏幕的時(shí)候，電阻式觸控屏內(nèi)部設(shè)置的兩個(gè)導(dǎo)電層即時(shí)發(fā)生接觸，電阻值產(chǎn)生一系列變化，而處在另外一端的控制器便可以察覺到這種細(xì)微的變化，從而根據(jù)一定的測(cè)算方法來判斷接觸點(diǎn)的坐標(biāo)。電阻觸摸屏一般分為：四線電阻屏，五線電阻屏
1、四線電阻屏特點(diǎn)：高解析度，高速傳輸反應(yīng)。表面硬度處理，減少擦傷、刮傷及防化學(xué)處理。具有光面及霧面處理。一次校正，穩(wěn)定性高，永不漂移。
四線電阻模擬量技術(shù)的兩層透明金屬層工作時(shí)每層均增加5V恒定電壓：一個(gè)豎直方向， 一個(gè)水平方向。總共需四根電纜。
2、五線電阻屏特點(diǎn)：解析度高，高速傳輸反應(yīng)。表面硬度，減少擦傷、刮傷及防化學(xué)處理。同點(diǎn)接觸3000萬次尚可使用。導(dǎo)電玻璃為基材的介質(zhì)。 一次校正，穩(wěn)定性高，永不漂移。
五線電阻模擬量技術(shù)把兩個(gè)方向的電壓通過電阻網(wǎng)絡(luò)加在靠里的那層金屬層上，靠既檢測(cè)電壓又檢測(cè)電流的方法測(cè)得觸摸點(diǎn)的位置，而外層ITO僅當(dāng)作導(dǎo)體層，共需五根電纜。
二、表面聲波技術(shù)觸摸
屏表面聲波技術(shù)是利用聲波在物體的表面進(jìn)行傳輸，當(dāng)有物體觸摸到表面時(shí)，阻礙聲波的傳輸，換能器偵測(cè)到這個(gè)變化，反映給計(jì)算機(jī)，進(jìn)而進(jìn)行鼠標(biāo)的模擬。
表面聲波屏特點(diǎn)：清晰度較高，透光率好。高度耐久，抗刮傷性良好。一次校正不漂移。反應(yīng)靈敏。適合于辦公室、機(jī)關(guān)單位及環(huán)境比較清潔的場(chǎng)所。
表面聲波屏需要經(jīng)常維護(hù)，因?yàn)榛覊m，油污甚至飲料的液體沾污在屏的表面，都會(huì)阻塞觸摸屏表面的導(dǎo)波槽，使波不能正常發(fā)射，或使波形改變而控制器無法正常識(shí)別，從而影響觸摸屏的正常使用，用戶需嚴(yán)格注意環(huán)境衛(wèi)生。必須經(jīng)常擦抹屏的表面以保持屏面的光潔，并定期作一次全面徹底擦除。
在介紹電容觸摸屏技術(shù)之前，先介紹一下電容這一概念。
一般來說，電荷在電場(chǎng)中會(huì)受力而移動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體之間有了介質(zhì)，則阻礙了電荷移動(dòng)而使得電荷累積在導(dǎo)體上，造成電荷的累積儲(chǔ)存，儲(chǔ)存的電荷量則稱為電容。
最簡單的電容器是平行板電容器。將兩塊金屬板彼此靠近，一個(gè)極板帶正電， 另一個(gè)極板帶負(fù)電，由于電荷之間的吸引作用，只要兩個(gè)電極沒有通過外電路連通，電荷就不會(huì)跑掉。
現(xiàn)在我們終于可以解釋電容觸摸屏原理了。簡單的電容屏是一個(gè)四層復(fù)合玻璃板，其中有層ITO材料。ITO是一種氧化銦錫材料，它透明，并且可以導(dǎo)電，適合于制造觸摸屏幕。
在人沒有與觸摸屏碰觸時(shí)，這四個(gè)屏內(nèi)電極電位相同。但一旦用手指點(diǎn)擊電容觸摸屏，人體電場(chǎng)、手指尖、導(dǎo)體層三者之間會(huì)產(chǎn)生耦合電容。屏幕的四個(gè)角會(huì)有導(dǎo)線，由于交流電可以通過電容器，四個(gè)導(dǎo)線的電流會(huì)奔向觸點(diǎn)，并且電流大小與到觸點(diǎn)的距離有關(guān)。手機(jī)內(nèi)部的芯片可以分析四個(gè)角的電流，通過計(jì)算就可以得到觸點(diǎn)的位置。
更加精細(xì)的電容屏是投射式電容屏。有一個(gè)關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)，那就是上下兩層導(dǎo)電膜（ITO）。這兩層膜之間，本來儲(chǔ)存著很多電荷。
由于人體中含有大量電解質(zhì)，在特定情況下可以安全地傳導(dǎo)微弱的電流；因此，當(dāng)你的手指觸摸屏幕這個(gè)點(diǎn)的時(shí)候，兩層薄膜的這個(gè)點(diǎn)上，就會(huì)有一部分電荷流失，轉(zhuǎn)移到人體。這種電流非常非常微弱，所以我們是感覺不到的，也是很安全的。
這種微弱電流產(chǎn)生之后，兩層導(dǎo)電膜，就可以定位出電荷流失的位置——這是因?yàn)?，它們一層上分布著代表橫軸的電極，另一層上分布著代表縱軸的電極，疊在一起，本身就是一套精確的二維坐標(biāo)系。
而你的手指在屏幕上觸摸的任意一個(gè)點(diǎn)，也就是電荷流失的點(diǎn)，都落在這個(gè)坐標(biāo)系里，并且對(duì)應(yīng)著唯一確定的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。
這樣，處理系統(tǒng)就可以精確判斷出你點(diǎn)的位置，并且?guī)湍泓c(diǎn)擊那個(gè)圖標(biāo)，或者放大那張圖片了。
人的手指是導(dǎo)體，才會(huì)影響電容屏幕，而使用絕緣物質(zhì)觸碰電容屏幕就沒法操作手機(jī)。手機(jī)貼膜也可以使用，這是因?yàn)槭种概cITO層原本也不需要接觸，中間本身就有玻璃絕緣層，貼絕緣膜的作用只是相當(dāng)于玻璃厚了一點(diǎn)點(diǎn)，電流依然可以流過手指和屏幕中的導(dǎo)體所形成的電容器。不過，如果手套太厚了，觸碰觸摸屏?xí)r手指與屏幕中的導(dǎo)體相隔太遠(yuǎn)，電容比較小，不足以被傳感器感知，所以戴著厚手套是不能操作手機(jī)的。