揭密iPhone多觸點(diǎn)技術(shù)的由來(lái)和原理

手指觸摸

盡管多觸點(diǎn)技術(shù)最近才引起大眾的關(guān)注，它的技術(shù)起源可以追溯到至少25年前。當(dāng)時(shí)的多倫多大學(xué)和貝爾實(shí)驗(yàn)室是這一領(lǐng)域兩個(gè)主要的研究機(jī)構(gòu)。

最早的多觸點(diǎn)技術(shù)模型于1982年誕生于多倫多大學(xué)。當(dāng)時(shí)使用的介質(zhì)是毛玻璃板，當(dāng)手指接觸到毛玻璃板時(shí)，由于壓力不同，會(huì)形成大小不同的影像。而這些影像通過(guò)置于介質(zhì)后面的相機(jī)來(lái)捕捉，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)分析。1983年，貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了第一篇探索使用觸摸屏輸入(Soft Machine)的論文。這一設(shè)想后來(lái)在iPhone上全面實(shí)現(xiàn)。

1984年，貝爾實(shí)驗(yàn)室率先設(shè)計(jì)成功了多觸點(diǎn)觸摸屏系統(tǒng)。其基本原理是通過(guò)集成熒光屏與觸摸屏，使用者能夠用手指通過(guò)觸摸屏與熒光屏顯示的圖像產(chǎn)生互動(dòng)。幾乎在同時(shí)，多倫多大學(xué)也開(kāi)發(fā)出了一套多觸點(diǎn)觸摸板系統(tǒng)，但其原理卻與貝爾實(shí)驗(yàn)室的迥然不同。它使用的是電容傳感，當(dāng)觸摸板不同位置接受到壓力時(shí)，其電容分布會(huì)發(fā)生變化，這一變化通過(guò)計(jì)算機(jī)分析，轉(zhuǎn)換成輸入信息。

到了上個(gè)世紀(jì)90年代初，在個(gè)人計(jì)算歷史上有傳奇色彩的施樂(lè)公司的帕洛阿爾托研究中心在多觸點(diǎn)技術(shù)上有了新的突破。其中包括用兩根手指縮放和轉(zhuǎn)換圖像。此外，他們還嘗試將一個(gè)觸摸屏放在鍵盤(pán)反面，使用者只需將鍵盤(pán)反過(guò)來(lái)用就可以方便地實(shí)現(xiàn)觸摸操作。

1992年，IBM和南方貝爾電話(huà)公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一個(gè)被稱(chēng)為“西蒙”的智能電話(huà)。該電話(huà)首次使用了全屏幕軟件鍵盤(pán)操作，這成為后來(lái)iPhone的雛形。與此同時(shí)，日本的Wacom也研制成功了多觸點(diǎn)輸入面板，它支持包括雙手操作和壓力感受在內(nèi)的許多技術(shù)特點(diǎn)。

從20世紀(jì)90年代后期到2003年，多倫多大學(xué)、微軟，還有索尼、東芝等研究機(jī)構(gòu)和公司分別在多觸點(diǎn)技術(shù)上取得長(zhǎng)足的進(jìn)展。1993年IBM推出的第一臺(tái)平板電腦(Tablet PC)融合了不少多觸點(diǎn)技術(shù)的特點(diǎn)。雖然平板電腦一直未能成為主流，它引起更多人對(duì)新的人機(jī)交互方式的興趣。10年后，微軟推出的平板電腦操作系統(tǒng)則在一定程度上推動(dòng)了多觸點(diǎn)輸入技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。

值得一提的是紐約大學(xué)的Jeff Han實(shí)驗(yàn)室。他們?cè)?005年成功地利用光線(xiàn)穿過(guò)不同介質(zhì)時(shí)的受抑全內(nèi)反射原理，通過(guò)二極管對(duì)不同光線(xiàn)強(qiáng)度的感應(yīng)設(shè)計(jì)出了一種成本低而且敏感度高的多觸點(diǎn)系統(tǒng)。

主流化的努力

到2007年，多觸點(diǎn)技術(shù)第一次全方位的被推向市場(chǎng)。這里面有目前已經(jīng)被使用的iPhone 與iPod Touch，還有微軟即將推出的咖啡桌電腦。這兩大產(chǎn)品系列將20多年來(lái)一直處于開(kāi)發(fā)、研制和演示階段的多觸點(diǎn)技術(shù)首次引入主流消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)中。

iPhone從某種程度上講是15年前IBM和南方貝爾合作開(kāi)發(fā)的“西蒙”的一個(gè)現(xiàn)代版。喬布斯把應(yīng)用于iPhone上的多觸點(diǎn)技術(shù)與鼠標(biāo)和iPod的點(diǎn)撥輪并稱(chēng)為蘋(píng)果公司的三個(gè)最重要的技術(shù)創(chuàng)新。

盡管網(wǎng)絡(luò)上有人認(rèn)為iPhone的技術(shù)來(lái)自于Jeff Han的發(fā)明，事實(shí)上，唯一跟iPhone有關(guān)系的是蘋(píng)果公司在2005年收購(gòu)的一個(gè)名叫“Fingerworks”的生產(chǎn)全軟件顯示鍵盤(pán)的小公司，該公司是由特拉華大學(xué)的兩個(gè)教授創(chuàng)建的，他們后來(lái)也加入了蘋(píng)果公司。但是該公司的技術(shù)只是顯示鍵盤(pán)，并沒(méi)有包含多觸點(diǎn)技術(shù)。所以很可能是喬布斯在2005年發(fā)現(xiàn)了包括Jeff Han 等研究機(jī)構(gòu)在內(nèi)所展示的多觸點(diǎn)技術(shù)后，意識(shí)到了這一技術(shù)的巨大市場(chǎng)潛力，從而自行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了類(lèi)似的技術(shù)。而收購(gòu)Fingerworks只是蘋(píng)果公司為了提高推出產(chǎn)品速度的一個(gè)步驟。

在計(jì)算機(jī)發(fā)展史上，輸入技術(shù)一直落后于其它計(jì)算機(jī)技術(shù)。鍵盤(pán)和鼠標(biāo)一直是主要的輸入方式。雖然蓋茨一直對(duì)語(yǔ)音輸入技術(shù)情有獨(dú)鐘而且微軟也投入了大量資金在這方面，可是直到現(xiàn)在，語(yǔ)音輸入仍然沒(méi)有完美到為大眾所廣泛采用。現(xiàn)在看來(lái)，隨著iPhone逐步向市場(chǎng)滲透，多觸點(diǎn)技術(shù)或許能夠在這方面有所突破，最終走向大眾，成為主流技術(shù)。

不過(guò)，不論其未來(lái)發(fā)展如何，可以肯定的是多觸點(diǎn)技術(shù)不會(huì)完全取代包括鼠標(biāo)和鍵盤(pán)在內(nèi)的現(xiàn)有的輸入方式，而更可能與現(xiàn)有輸入方式一起進(jìn)一步方便我們?cè)诓煌瑘?chǎng)合的人機(jī)交互需求。鍵盤(pán)和鼠標(biāo)在與個(gè)人電腦交互時(shí)有其天然的優(yōu)勢(shì)，而多觸點(diǎn)技術(shù)的發(fā)展方向似乎更適合于非一般電腦的輸入需求。iPhone 在個(gè)人用戶(hù)智能手機(jī)市場(chǎng)的表現(xiàn)就是很好的例子。

作為計(jì)算機(jī)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)配置，鼠標(biāo)經(jīng)歷了從1965年被發(fā)明，到1995年隨著微軟的視窗95操作系統(tǒng)的普及成為大眾主流的輸入設(shè)備，一共30年時(shí)間。多觸點(diǎn)技術(shù)從最初研發(fā)至今已經(jīng)有25年時(shí)間，所以可能至少再需要幾年的時(shí)間才能看到這一技術(shù)的普及前景。