隐藏界面:一个崭新的嵌入创新场所

时间:2012-11-12
     要点:

  1.嵌入式设计中的创新正在隐藏界面中悄悄地浮现出来,这种隐藏界面可探测用户的存在与运动。

  2.电容触摸感测正在不断发展,包括了可远达25cm的更好的接近感测

  3.红外接近感测为其它感测技术(如电容触摸)提供了一种有力的补充,并且它可支持远至50cm的接近感测。

  4.现代陀螺仪使设计者能够体验先进的运动感测,以补偿用户的运动,并以更丰富的形式展现数据。

  5.隐藏界面创新适用于各种应用,包括汽车、计算、消费、工业、医疗,以及白色家电。

  一些分析人士认为创新的速率正在减缓。人们抱怨说,很显然,创新落入了一种增量式和可预测的模式,它关注的是节省成本。2012年的创新领域包括社交媒体、信息流,以及应用商店。另外一个创新领域是基于摄像头的界面,如微软的Kinect,它为用户带来一种与游戏机和计算设备相连接的更丰富的方式,但249美元的硬件价格使该技术超出了大多数嵌入式应用的范畴。尽管有这些障碍,但很多隐藏界面正在快速寻找进入更多系统的方式,很多这类界面可以探测用户的存在与运动。隐藏界面的意思是:系统不会给用户提示。因此,接近感测(感测是否有用户在传感器的范围内)就是一种隐藏界面,因为在大多数情况下,用户既不知道系统在做这类感测,也不知道为什么要感测。运动感测是一种潜在的隐藏界面,因为无论用户是否在场,运动感测的发生都会使系统根据要处理的位置与方式,调节和适应其行为。

  接近感测界面要依赖一系列技术,例如,支持无钥匙进入的汽车会感测用户何时接近车辆,并在用户将门把手拉至全开时,解锁车门。另外,在有些汽车上,这些系统与环境光传感器一起感测黑暗的情况,可以点亮车外的灯,从而便于用户找到车门把手。除了感测用户是否在场以外,接近感测还使设计能够探索一些提供非接触与运动感测界面的方式,以作为无处不在的触摸技术的补充。

  运动感测的创新正体现在游戏机上, 如任天堂3DS。还有移动设备,如智能手机与平板电脑,因为它们越来越多地采用了内置陀螺仪,以提供摇转显示屏的新方式。基于陀螺仪的摇转能力使用户能够根据所持握观察设备的位置与方式,看到显示屏内容的变化。例如,该技术使用户能够通过自转而看到身后的景象,从而以360度的角度看到旅游场所的全景画面。这种隐藏界面能够展示出与更多用户自身惯性感测相整合的内容,提供比手指划过显示屏来拖动一幅画面更好的反馈。

  对设计者来说,将这些新兴的隐藏界面包含在自己设计中正变得越来越实用,因为成本在不断下跌,很多情况下,低至数美元或更低。提供这类感测产品的公司也提供软件库和工程支持,这样嵌入系统开发商就不需要成为这些产品集成方面的,也无需和模拟、数字元件打交道。

  当前针对接近感测与运动感测的探测方案包括:电容接近感测、红外与环境光传感器,以及双核陀螺仪。

  电容接近感测

  电容感测的起飞源于智能手机与平板电脑中触摸屏界面的广泛应用,如iPhone。随着感测技术的不断成熟以及生产成本的下降,电容感测技术不仅支持显式的触摸与手势,也能通过接近感测技术,为系统提供更多有关用户使用方式的信息。一个重要的隐藏界面特性是探测并拒绝非有意触摸的能力,例如当用户将电话靠近耳边时,他的脸会碰到界面,或者当用户抓着电话时会触碰到边沿。

  接近感测使设计者能够将系统中耗能的部分保持在一种更深度睡眠的状态,只有在用户接触前才唤醒它们。这种方案可以提供更好的用户体验,打个比方,就像系统的反应开关总是开着,而实际上不用永远通电。这种类型的感测可以用于很多应用,如唤醒一个无线鼠标,以及电视机3D眼镜的开关机。

  如果你的系统亦支持电容触摸界面,则电容接近感测只需很少或不需要额外元件。但该技术与电容触摸有相同的弱点:用户裸指时工作良好,但戴手套就不行了,例如在寒冷的冬季使用设备时。这个问题为新的更可靠功能提供了机会,它采用的是传感器融合(sensorfusion)方法,即组合了多种感测技术的输入。对于本例,红外接近感测就能很好地符合要求。

  红外接近感测

  红外与环境光传感器可以提供补充性的感测(包括电容触摸感测),使传感器的工作能够进一步适应环境与背景条件。红外接近传感器通常用于汽车门、厕所马桶、皂液器,以及自动纸巾分配器,也包括移动触摸屏设备。带有显示屏的移动系统可以通过感测是否有光线会影响到显示屏的观看条件,自动地调节亮度,无需用户干预而改进可读性,从而改善了系统的电池使用寿命。

Kindle Fire与Nook Touch证明了红外感测较电容触摸感测的另外一个优势。这两款系统都采用了一个红外触摸系统,因为它要求在显示屏外没有氧化铟锡层。这种方案能够使一个单层电容触摸屏有高达90%的透光率,提高了可读性,并在E-Ink显示屏输出与印刷材料之间提供了极好的相似性。

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