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揭密iPhone多触点技术的由来和原理

时间 2021-02-25 12:57

  尽管多触点技术最近才引起大众的关注,它的技术起源可以追溯到至少25年前。当时的多伦多大学和贝尔实验室是这一领域两个主要的研究机构。

  最早的多触点技术模型于1982年诞生于多伦多大学。当时使用的介质是毛玻璃板,当手指接触到毛玻璃板时,由于压力不同,会形成大小不同的影像。而这些影像通过置于介质后面的相机来捕捉,然后通过计算机分析。1983年,贝尔实验室发表了第一篇探索使用触摸屏输入(Soft Machine)的论文。这一设想后来在iPhone上全面实现。

  1984年,贝尔实验室率先设计成功了多触点触摸屏系统。其基本原理是通过集成荧光屏与触摸屏,使用者能够用手指通过触摸屏与荧光屏显示的图像产生互动。几乎在同时,多伦多大学也开发出了一套多触点触摸板系统,但其原理却与贝尔实验室的迥然不同。它使用的是电容传感,当触摸板不同位置接受到压力时,其电容分布会发生变化,这一变化通过计算机分析,转换成输入信息。

  到了上个世纪90年代初,在个人计算历史上有传奇色彩的施乐公司的帕洛阿尔托研究中心在多触点技术上有了新的突破。其中包括用两根手指缩放和转换图像。此外,他们还尝试将一个触摸屏放在键盘反面,使用者只需将键盘反过来用就可以方便地实现触摸操作。

  1992年,IBM和南方贝尔电话公司联合开发了一个被称为“西蒙”的智能电话。该电话首次使用了全屏幕软件键盘操作,这成为后来iPhone的雏形。与此同时,日本的Wacom也研制成功了多触点输入面板,它支持包括双手操作和压力感受在内的许多技术特点。

  从20世纪90年代后期到2003年,多伦多大学、微软,还有索尼、东芝等研究机构和公司分别在多触点技术上取得长足的进展。1993年IBM推出的第一台平板电脑(Tablet PC)融合了不少多触点技术的特点。虽然平板电脑一直未能成为主流,它引起更多人对新的人机交互方式的兴趣。10年后,微软推出的平板电脑操作系统则在一定程度上推动了多触点输入技术的标准化。

  值得一提的是纽约大学的Jeff Han实验室。他们在2005年成功地利用光线穿过不同介质时的受抑全内反射原理,通过二极管对不同光线强度的感应设计出了一种成本低而且敏感度高的多触点系统。

  到2007年,多触点技术第一次全方位的被推向市场。这里面有目前已经被使用的iPhone 与iPod Touch,还有微软即将推出的咖啡桌电脑。这两大产品系列将20多年来一直处于开发、研制和演示阶段的多触点技术首次引入主流消费电子产业中。

  iPhone从某种程度上讲是15年前IBM和南方贝尔合作开发的“西蒙”的一个现代版。乔布斯把应用于iPhone上的多触点技术与鼠标和iPod的点拨轮并称为苹果公司的三个最重要的技术创新。

  尽管网络上有人认为iPhone的技术来自于Jeff Han的发明,事实上,唯一跟iPhone有关系的是苹果公司在2005年收购的一个名叫“Fingerworks”的生产全软件显示键盘的小公司,该公司是由特拉华大学的两个教授创建的,他们后来也加入了苹果公司。但是该公司的技术只是显示键盘,并没有包含多触点技术。所以很可能是乔布斯在2005年发现了包括Jeff Han 等研究机构在内所展示的多触点技术后,意识到了这一技术的巨大市场潜力,从而自行开发设计了类似的技术。而收购Fingerworks只是苹果公司为了提高推出产品速度的一个步骤。

  在计算机发展史上,输入技术一直落后于其它计算机技术。键盘和鼠标一直是主要的输入方式。虽然盖茨一直对语音输入技术情有独钟而且微软也投入了大量资金在这方面,可是直到现在,语音输入仍然没有完美到为大众所广泛采用。现在看来,随着iPhone逐步向市场渗透,多触点技术或许能够在这方面有所突破,最终走向大众,成为主流技术。

  不过,不论其未来发展如何,可以肯定的是多触点技术不会完全取代包括鼠标和键盘在内的现有的输入方式,而更可能与现有输入方式一起进一步方便我们在不同场合的人机交互需求。键盘和鼠标在与个人电脑交互时有其天然的优势,而多触点技术的发展方向似乎更适合于非一般电脑的输入需求。iPhone 在个人用户智能手机市场的表现就是很好的例子。

  作为计算机的一个标准配置,鼠标经历了从1965年被发明,到1995年随着微软的视窗95操作系统的普及成为大众主流的输入设备,一共30年时间。多触点技术从最初研发至今已经有25年时间,所以可能至少再需要几年的时间才能看到这一技术的普及前景。

  根据 Comprar Acciones 分析和发布的研究数据,苹果 iPhone 12 系列强劲的需求将持续到 2021 年。该研究机构估计,iPhone 12 的出货量将在 2021 年第一季度(Q1)增长 38%,达到 5100 万。这比之前的预估 4700 万出货量有了大幅增长。IT之家曾报道,《日经亚洲》曾报道称苹果计划在 2021 年上半年将 iPhone 的产量提高近 30%,且苹果已要求其供应商在此期间制造多达 9600 万部 iPhone。据 Comprar Acciones 数据,苹果准备在 2021 年生产多达 2.3 亿部 iPhone,比 2019 年

  1月4日市场调查公司Counterpoint发布的最新研究报告显示,iPhone新机推迟到今年10月份才发布,可是令人惊讶的是iPhone 12仅仅发布两周便成为当月全球最畅销的5G手机,此外一同发布的iPhone 12 Pro成为第二大畅销5G手机,单单依靠这两款机型,苹果便占2020年10月份5G智能手机总销量的24%。同时可以看到,iPhone 12进入到2020年1-10月5G手机畅销榜单的前十名,排名第七,对于上市时间这么短暂的新iPhone来说,这个成绩确实令人惊喜。值得一提的是,华为在前十名当中有三款手机上榜,分别是nova 7、P40 5G以及P40 Pro 5G。Counterpoint表示,iPhone 12

  12成为最畅销5G手机,华为前十占三位 /

  关注电子产业的媒体DigiTimes引用的供应链消息称,预计苹果将在2021年将其LiDAR激光扫雷达描仪扩展到整个iPhone 13系列,而不仅仅是Pro和Pro Max型号。另外5G毫米波技术也将不仅在美版iPhone才有。 LiDAR是个好技术,但目前使用场景有限LiDAR

  13恐将搭载激光雷达扫描仪,深入普及毫米波 /

  折叠屏手机是智能手机的未来形态,不少消息指出苹果同样在研发自己的折叠屏产品。根据台湾《经济日报》的消息,两款新 iPhone 原型机已经在位于深圳的富士康工厂通过了耐久度内部测试。据悉,其中一款原型机 iPhone 是双屏幕产品(类似 Surface Duo?) 不算折叠屏;另一款则是类似三星 Galaxy Z Flip 或是 Moto RAZR 的上下凹折的产品。不过,这两款原型机并不是完整的手机产品,只是用来测试转轴铰链的耐久度。《经济日报》表示,上下凹折的机种可能会是搭载三星柔性 OLED 屏幕面板的折叠屏产品。Galaxy Z Flip 5G预计苹果会在这两款产品中评估最有可能推出的一款产品,并放弃另外一种。去年 11 月

  据外媒 notebookcheck 消息,苹果正在研发两款 iPhone 概念机。其中一款属于双屏幕机型,屏幕不折叠,但机身可以;另一款为上下翻折的机型,类似三星 Galaxy Z Flip。目前这两种原型机正在深圳富士康工厂进行测试,但并不是完整的成品机型,只是为了测试屏幕以及铰链的可靠性。外媒称折叠款 iPhone 搭载三星柔性 OLED 面板。根据三星 Galaxy Z Fold 和 Z Flip 的标准,需要完成 30 万次的折叠测试才可以通过。此外,有消息称苹果已经申请了折叠手机的相关专利。根据市场研究公司 DSCC 估算,2020 年三星折叠屏手机全球销量占比高达 88

  据台湾网站《经济日报》报道,两款可折叠原型 iPhone 已通过内部耐久性测试。据报道,苹果设计的用于两种不同 iPhone 的折叠式铰链系统的测试最近在深圳的富士康工厂完成。据说第一款经过测试的可折叠 iPhone 是双屏机型,这很可能是 Jon Prosser 在 2020 年 6 月爆料的双屏原型。尽管这款“iPhone”具有通过铰链连接的两个独立的屏幕,但 Prosser 声称这些面板看起来“相当连续且无缝”。第二个经过测试的原型是翻盖式可折叠的,类似于三星 Galaxy Z Flip 或联想的 Moto RAZR。UDN 报告声称,该翻盖机型使用柔性的三星 OLED 屏幕。先前的报道还称,苹果

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