论文部分内容阅读
下一代手机什么样？
手机刚出现时，像个大砖头，只能打电话；后来，手机不仅变得小巧，而且功能也越来越多，发短信、听音乐、看视频、拍照片、wifi上网，简直赶上一台手提电脑了。随着触屏手机的普及，甚至连键盘也不需要了，什么事情只要用手指轻轻一点即可完成。
但不管触屏手机多么方便，有一点你不能不承认：你手指下的东西，一支笔也罢，一片树叶也罢，摸起来全像玻璃。因为目前的触屏技术，还无法赋予虚拟物体以真实的质地感。人有5种感觉，但在手机和平板电脑上，目前充分实现的只有视觉和听觉，对触觉的模拟还处于初步阶段，味觉和嗅觉则还完全没有。下一步该是丰富触觉体验的时候了。如果屏幕上的一件物品，不仅看起来，听起来，乃至摸起来都像一件真实的物品，那么对于“手机控”们将是多大的享受Ⅱ阿。这并不是痴人说梦，我们有望即将进入超级触屏的时代。未来，虚拟事物将更加逼真地呈现在你的面前，对它们操作几乎可以跟操作真实物体相媲美。指尖上做文章
在指尖这么小的方寸之地，如何才能实现这一点呢？有一种源于电磁感应原理的触觉现象叫电振动，这是1953年美国化学家爱德华偶然发现的。一天，爱德华接触了一个黄铜制的插座，他注意到，当电灯亮时，插座表面摸起来感觉好像要粗糙些。爱德华意识到有微弱的交流电正流过插座，可能正是它导致了这种触觉。后来他让微弱的交流电流过所有导体表面，都获得了同样的感觉。
通过进一步的实验，他终于发现是怎么回事。我们知道，交流电以某种精确的频率振荡。当你把手指放在通交流电的屏幕上，由于静电吸引，在你手指皮肤下面就有很多电荷堆积起来。电荷的数量将随着交流电一起振荡，所以在你手指和屏幕之间的静电吸引力也随着时间变化。当手指在屏幕上移动时，这个静电力将吸住你手指的皮肤，阻碍它移动；由于静电力是在周期性变化的，这将诱导你手指上的皮肤也发生周期性振动。这种轻微的振动将会被手指上的触觉感受器探测到。由于这类皮肤的振动本质上跟手指划过像木头、砂纸等粗糙物体表面时的感觉是一样的，所以你的大脑就把它解释成了你在触摸质地粗糙的物体。
2010年，美国一位工程师利用电振动制造触觉的原理开发了一款具有虚拟质地感的触屏，可以安装在自动取款机、手机上。测试表明，一般来说，高频电流比起低频电流会让屏幕摸起来更光滑些。比如，当电流频率在400赫兹时，屏幕摸起来像一张纸；而在80赫兹时，则像凹凸不平的皮革。原则上，设计者还可以用这个效应来设计具有不同质地感的网页或者应用程序。例如，我们可以把电子书的页面做成像真实的纸张一样粗糙。
当然了，这种虚拟的质地感目前让人感觉还不太自然，但有一点可以肯定，未来的手机或者iPad上，任何图标再不会摸起来千篇一律都像玻璃了。再加把力
在现实世界中，一个装满东西的筐总比没装东西时提起来更加费劲些。可是在触屏手机或平板电脑上，一个文件夹不论空的还是满的，用指尖拖动起来并没有区别。这说明，目前的触屏比起真实世界来还缺少一样元素，就是力感。
或许你会认为这是无事生非，但有一项调查表明，由于缺少力感，人们在敲击虚拟键盘的时候，出错率平均要比敲击真实键盘时高出20个百分点。更不必说，在玩游戏的时候，要是添加上力感这个元素，那么玩起来会更加刺激。比如玩《愤怒的小鸟》游戏，在拉弹弓时，要是真的需要费点力才能拉开，那将会给你带来多么丰富的体验啊。
当然，像拉弹弓这样复杂的力感目前的技术水平还难以实现。美国科学家伊德·科格特正致力于改进一种虚拟键盘，使它用起来感觉更像真实的键盘：当你按下一个键的时候，你的手指会感到有一股轻微的抵挡力。
科格特的设计也用到了电振动的原理，但他设计的振动发生在两个方向：垂直于屏幕的方向和沿屏幕的水平方向。所以，最后的效果是两个方向上的振动之合力。我们只要事先把两个振动调整到合适的“步调”，这股合力就可以把手指一瞬间推向左边，一瞬间推向右边。由于振动频率非常高，我们最后所能感觉到的平均效果是，手指在垂直方向遇到了一股阻力。经测量，这个力大约70毫牛顿，大致相当于按下一个真实的键时所受的阻力。通过这种技术，我们就可以在虚拟键盘上获得真实的按键体验。
手机刚出现时，像个大砖头，只能打电话；后来，手机不仅变得小巧，而且功能也越来越多，发短信、听音乐、看视频、拍照片、wifi上网，简直赶上一台手提电脑了。随着触屏手机的普及，甚至连键盘也不需要了，什么事情只要用手指轻轻一点即可完成。
但不管触屏手机多么方便，有一点你不能不承认：你手指下的东西，一支笔也罢，一片树叶也罢，摸起来全像玻璃。因为目前的触屏技术，还无法赋予虚拟物体以真实的质地感。人有5种感觉，但在手机和平板电脑上，目前充分实现的只有视觉和听觉，对触觉的模拟还处于初步阶段，味觉和嗅觉则还完全没有。下一步该是丰富触觉体验的时候了。如果屏幕上的一件物品，不仅看起来，听起来，乃至摸起来都像一件真实的物品，那么对于“手机控”们将是多大的享受Ⅱ阿。这并不是痴人说梦，我们有望即将进入超级触屏的时代。未来，虚拟事物将更加逼真地呈现在你的面前，对它们操作几乎可以跟操作真实物体相媲美。指尖上做文章
在指尖这么小的方寸之地，如何才能实现这一点呢？有一种源于电磁感应原理的触觉现象叫电振动，这是1953年美国化学家爱德华偶然发现的。一天，爱德华接触了一个黄铜制的插座，他注意到，当电灯亮时，插座表面摸起来感觉好像要粗糙些。爱德华意识到有微弱的交流电正流过插座，可能正是它导致了这种触觉。后来他让微弱的交流电流过所有导体表面，都获得了同样的感觉。
通过进一步的实验，他终于发现是怎么回事。我们知道，交流电以某种精确的频率振荡。当你把手指放在通交流电的屏幕上，由于静电吸引，在你手指皮肤下面就有很多电荷堆积起来。电荷的数量将随着交流电一起振荡，所以在你手指和屏幕之间的静电吸引力也随着时间变化。当手指在屏幕上移动时，这个静电力将吸住你手指的皮肤，阻碍它移动；由于静电力是在周期性变化的，这将诱导你手指上的皮肤也发生周期性振动。这种轻微的振动将会被手指上的触觉感受器探测到。由于这类皮肤的振动本质上跟手指划过像木头、砂纸等粗糙物体表面时的感觉是一样的，所以你的大脑就把它解释成了你在触摸质地粗糙的物体。
2010年，美国一位工程师利用电振动制造触觉的原理开发了一款具有虚拟质地感的触屏，可以安装在自动取款机、手机上。测试表明，一般来说，高频电流比起低频电流会让屏幕摸起来更光滑些。比如，当电流频率在400赫兹时，屏幕摸起来像一张纸；而在80赫兹时，则像凹凸不平的皮革。原则上，设计者还可以用这个效应来设计具有不同质地感的网页或者应用程序。例如，我们可以把电子书的页面做成像真实的纸张一样粗糙。
当然了，这种虚拟的质地感目前让人感觉还不太自然，但有一点可以肯定，未来的手机或者iPad上，任何图标再不会摸起来千篇一律都像玻璃了。再加把力
在现实世界中，一个装满东西的筐总比没装东西时提起来更加费劲些。可是在触屏手机或平板电脑上，一个文件夹不论空的还是满的，用指尖拖动起来并没有区别。这说明，目前的触屏比起真实世界来还缺少一样元素，就是力感。
或许你会认为这是无事生非，但有一项调查表明，由于缺少力感，人们在敲击虚拟键盘的时候，出错率平均要比敲击真实键盘时高出20个百分点。更不必说，在玩游戏的时候，要是添加上力感这个元素，那么玩起来会更加刺激。比如玩《愤怒的小鸟》游戏，在拉弹弓时，要是真的需要费点力才能拉开，那将会给你带来多么丰富的体验啊。
当然，像拉弹弓这样复杂的力感目前的技术水平还难以实现。美国科学家伊德·科格特正致力于改进一种虚拟键盘，使它用起来感觉更像真实的键盘：当你按下一个键的时候，你的手指会感到有一股轻微的抵挡力。
科格特的设计也用到了电振动的原理，但他设计的振动发生在两个方向：垂直于屏幕的方向和沿屏幕的水平方向。所以，最后的效果是两个方向上的振动之合力。我们只要事先把两个振动调整到合适的“步调”，这股合力就可以把手指一瞬间推向左边，一瞬间推向右边。由于振动频率非常高，我们最后所能感觉到的平均效果是，手指在垂直方向遇到了一股阻力。经测量，这个力大约70毫牛顿，大致相当于按下一个真实的键时所受的阻力。通过这种技术，我们就可以在虚拟键盘上获得真实的按键体验。