FPD觸控手勢(shì)關(guān)鍵應(yīng)用與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)趨勢(shì)

觸控應(yīng)用在GPS導(dǎo)航機(jī)、觸控螢?zāi)绘I盤、手機(jī)、Tablet平板電腦、筆電TouchPad、電子游戲機(jī)、電子書、MID行動(dòng)上網(wǎng)裝置處處可見(jiàn)。相對(duì)于以往PC/NB滑鼠的操控，手勢(shì)（Gesture）更是當(dāng)今觸控應(yīng)用上的主流操控模式，日后也可能應(yīng)用在電視、視訊會(huì)議或游戲機(jī)上導(dǎo)入，成為新一代人機(jī)界面的互動(dòng)模式。

手勢(shì)是觸控應(yīng)用的操控關(guān)鍵

在觸控螢?zāi)簧铣？吹降氖謩?shì)（Gesture），簡(jiǎn)單的說(shuō)是以使用者的手指藉由點(diǎn)、按、拖曳或移動(dòng)的各種先后姿勢(shì)順序，來(lái)定義各種不同操作行為。由于使用中不需透過(guò)校準(zhǔn)就能得到精確的觸控位置，也能做到多點(diǎn)觸控的操作，并達(dá)到拖曳（drag）與手勢(shì)（gesture）辨識(shí)的追蹤與互動(dòng)。目前支援手勢(shì)辨識(shí)的作業(yè)系統(tǒng)／軟體平臺(tái)有：iPhone OS、Windows Phone 7、Palm webOS、Android、OSX （trackpad）、OSX （Magic Mouse）、Microsoft Windows 7、Wacom Bamboo、GestureWorks （Flash）、Microsoft Surface等。

絕大多數(shù)觸控系統(tǒng)支援的核心手勢(shì)（Core Gesture）有點(diǎn)擊（Tap）、雙點(diǎn)擊（Double Tap）、拖曳（Drag）、調(diào)小/縮小（Pinch）、拉開(kāi)/放大（Spread）、按（ Press）、彈指輕拂（Flick）、按住與點(diǎn)擊（Press & Tag）、旋轉(zhuǎn)（Rotate）與掌按（palm）等。

若進(jìn)一步深究，手勢(shì)又可分為主要使用功能群，如選擇的（Tap）手勢(shì)、開(kāi)啟檔案時(shí)用雙擊（Doubel Tap）、以及代表變換模式的長(zhǎng)按（Press）手勢(shì)；物件相關(guān)功能群，如按著與點(diǎn)擊（Press & Tag）、旋轉(zhuǎn)（Rotate）；刪除動(dòng)作有拖曳（Drag）、畫面比例調(diào)整則有調(diào)小/縮?。≒inch）、拉開(kāi)/放大（Spread）；復(fù)制動(dòng)作則可用點(diǎn)擊（ Tap）手勢(shì)，而捆綁功能則運(yùn)用按著移動(dòng)（Press & Tag）加上拖曳（Drag）的復(fù)合手勢(shì)，物件移動(dòng)上則是按（Press）加上按著移動(dòng)（Press & Tag）兩個(gè)手勢(shì)的組合。

移動(dòng)功能群的手勢(shì)則有旋轉(zhuǎn)（Rotate）、拖曳（Drag）、兩指拖曳移動(dòng)（2F-drag）；調(diào)整畫面大小的則有兩指向中心移動(dòng)的捏（Pinch）的手勢(shì)代表縮小，兩指從中心往外開(kāi)的擴(kuò)散（Spread）手勢(shì)代表放大；卷動(dòng)視窗畫面的手勢(shì)有彈指輕拂（Flick）、點(diǎn)擊（Tap）、按（Press）、拖曳（Drag）、兩指拖曳移動(dòng)（2F-drag） 、雙擊（Double Tap）；利用往返的手指拖曳（Drag），代表擦拭或擦掉畫面的手勢(shì)。

支援快速手勢(shì)辨識(shí)可簡(jiǎn)化應(yīng)用程式介面開(kāi)發(fā)

在導(dǎo)入絕對(duì)座標(biāo)的電容式觸控螢?zāi)?觸控板系統(tǒng)下，觸控板由單層或多層的樣式化（patterned）的ITO導(dǎo)電玻璃層來(lái)形成行、列交錯(cuò)的感測(cè)單元（sensing element）矩陣；觸控系統(tǒng)藉由藉由背景手勢(shì)軟體函式庫(kù)的建立，當(dāng)手指接觸觸控板或觸控螢?zāi)粫r(shí)，造成靜電場(chǎng)的改變來(lái)進(jìn)行偵測(cè)；并藉由計(jì)算壓下手指點(diǎn)與點(diǎn)的座標(biāo)位置，以及按下的時(shí)間與移動(dòng)的方式下，計(jì)算出對(duì)映的手勢(shì)。使用中不需透過(guò)校準(zhǔn)就能得到精確的觸控位置，也能做到多點(diǎn)觸控的操作，并可以達(dá)到拖曳（drag）與手勢(shì)（gesture）辨識(shí)的追蹤與互動(dòng)，偵測(cè)記錄及分辨出單點(diǎn)與多點(diǎn)的觸控行為。

升達(dá)Gesture手勢(shì)產(chǎn)生器晶片，可在兩點(diǎn)觸控螢?zāi)幌?，模擬出多點(diǎn)觸控的效果；內(nèi)建101種各種觸控螢?zāi)煌ㄓ玫牟倏厥謩?shì)與相關(guān)演算法，直接以硬體IC計(jì)算方式回饋算出手勢(shì)ID碼。其優(yōu)點(diǎn)在于：1.降低CPU/MCU 負(fù)載loading，CPU/MCU不再需要時(shí)時(shí)記錄各按下點(diǎn)的絕對(duì)座標(biāo)，以及浪費(fèi)太多時(shí)間做計(jì)算手勢(shì)的動(dòng)作。 2.以往使用者若劃下錯(cuò)誤的手勢(shì)碼，由于先前按下的點(diǎn)仍然被輸入、偵測(cè)，形同CPU/MCU仍浪費(fèi)了一大圈執(zhí)行時(shí)間計(jì)算之后，才發(fā)覺(jué)出不正確的雜訊或不良的手勢(shì)，占用了寶貴的CPU/MCU計(jì)算資源；若以硬體解碼方式，則當(dāng)使用者寫下正確的手勢(shì)時(shí)，硬體才會(huì)偵測(cè)出并回饋丟出手勢(shì)ID碼，形同協(xié)助MCU/CPU過(guò)濾掉不正常雜訊與不良的手勢(shì)，不造成額外的CPU/MCU的負(fù)擔(dān)。 3.多個(gè)手勢(shì)ID碼可組合出更復(fù)雜的操控手勢(shì)，簡(jiǎn)化程式撰寫方式，省略掉反覆的記錄與計(jì)算，記憶體資源比較節(jié)省，也相對(duì)的降低整體系統(tǒng)的耗電量。

張協(xié)理以數(shù)據(jù)為例，若以絕對(duì)座標(biāo)來(lái)計(jì)算手勢(shì)，一個(gè)手勢(shì)需要約80個(gè)畫面頁(yè)框（Frame）計(jì)算與處理，每個(gè)頁(yè)框處理約6ms，因此一個(gè)完整的手勢(shì)辨識(shí)須花費(fèi)480ms的時(shí)間，若是以一顆4MHz MCU來(lái)說(shuō)，每一秒鐘就有480ms時(shí)間在處理手勢(shì)運(yùn)算，花了48%的執(zhí)行資源，負(fù)擔(dān)實(shí)在太重；即使用400MHz MCU/CPU，每一秒仍需要花4.8 ms來(lái)處理手勢(shì)運(yùn)算，浪費(fèi)近0.5%的執(zhí)行資源。

若導(dǎo)入硬體手勢(shì)ID辨識(shí)，僅花8個(gè)畫面頁(yè)框就能產(chǎn)生出一個(gè)手勢(shì)ID碼，以PS/2介面回應(yīng)速度12.5ms計(jì)算，僅12.5ms * 8=100ms=0.1秒即可求出一個(gè)手勢(shì)ID碼，一秒鐘可產(chǎn)生10個(gè)手勢(shì)ID碼；若導(dǎo)入400MHz MCU/CPU，約200個(gè)指令處理一個(gè)手勢(shì)ID碼，則處理時(shí)間約為1/400MHz * 200 （instructions） = 500ns，每一秒鐘要處理的總時(shí)間為10 * 500ns = 5us。

以硬體辨識(shí)手勢(shì)ID碼跟座標(biāo)辨識(shí)演算法來(lái)看，其CPU占用時(shí)間比為5us ： （5us+4.8ms）≒1:1000；即使用4MHz的MCU/CPU，其CPU占用時(shí)間比一樣為500us ： （500us+480ms） ≒1:1000。由此可見(jiàn)硬體辨識(shí)手勢(shì)ID碼所節(jié)省的執(zhí)行時(shí)間效益，以及在記憶體節(jié)省與功耗上的優(yōu)勢(shì)。