淺談?dòng)|摸屏技術(shù)以及發(fā)展趨勢

　　1970年代，美國軍方首次將觸摸屏(Touch Panel)技術(shù)應用于軍事用途，此后，該項技術(shù)逐漸向民用移轉，并且隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)應用的普及，新一代觸摸技術(shù)和產(chǎn)品相繼出現，其堅固耐用、反應速度快、節省空間、易于交流等許多優(yōu)點(diǎn)得到大眾的認同。目前，這種最為輕松的人機交互技術(shù)已經(jīng)被推向眾多領(lǐng)域，除了應用于個(gè)人便攜式信息產(chǎn)品(如使用手寫(xiě)輸入技術(shù)的PC、PDA、AV等)之外，應用領(lǐng)域遍及信息家電、公共信息(如電子政務(wù)、銀行、醫院、電力等部門(mén)的業(yè)務(wù)查詢(xún)等)、電子游戲、通訊設備、辦公室自動(dòng)化設備、信息收集設備及工業(yè)設備等等。

　　觸摸屏技術(shù)在我國的應用雖然只有10多年的時(shí)間，但是它已經(jīng)成了繼鍵盤(pán)、鼠標、手寫(xiě)板、語(yǔ)音輸入后最為普通百姓所易接受的計算機輸入方式。因為利用這種技術(shù)，用戶(hù)只要用手指輕輕地觸碰計算機顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現對主機操作，從而使人機交互更為直截了當，這種技術(shù)極大方便了用戶(hù)，非常適合多媒體信息查詢(xún)。同時(shí)，這種人機交互方式賦予了多媒體嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設備。

　　1.觸摸屏基本原理

　　觸摸屏的本質(zhì)是傳感器，它由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成。觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶(hù)觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器;觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測裝置接收觸摸信息，并將它轉換成觸點(diǎn)坐標送給CPU，同時(shí)能接收CPU發(fā)來(lái)的命令并加以執行。目前，根據傳感器的類(lèi)型，觸摸屏大致被分為紅外線(xiàn)式、電阻式、表面聲波式和電容式觸摸屏四種。

　　⑴紅外線(xiàn)式觸摸屏：紅外線(xiàn)式觸摸屏在顯示器的前面安裝一個(gè)電路板外框，電路板在屏幕四邊排布紅外發(fā)射管和紅外接收管，一一對應形成橫豎交叉的紅外線(xiàn)矩陣。用戶(hù)在觸摸屏幕時(shí)，手指就會(huì )擋住經(jīng)過(guò)該位置的橫豎兩條紅外線(xiàn)，因而可以判斷出觸摸點(diǎn)在屏幕的位置。任何觸摸物體都可改變觸點(diǎn)上的紅外線(xiàn)而實(shí)現觸摸屏操作。紅外觸摸屏不受電流、電壓和靜電干擾，適宜某些惡劣的環(huán)境條件。其主要優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉、安裝方便、不需要卡或其它任何控制器，可以在各檔次的計算機上應用。

　　⑵電阻式觸摸屏：電阻觸摸屏的主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏，在強化玻璃表面分別涂上兩層OTI透明氧化金屬導電層。利用壓力感應進(jìn)行控制。當手指觸摸屏幕時(shí)。兩層導電層在觸摸點(diǎn)位置就有了接觸，電阻發(fā)生變化。在X和Y兩個(gè)方向上產(chǎn)生信號，然后傳送到觸摸屏控制器?？刂破鱾蓽y到這一接觸并計算出(X，Y)的位置，再根據模擬鼠標的方式運作。電阻式觸摸屏不怕塵埃、水及污垢影響，能在惡劣環(huán)境下工作。但由于復合薄膜的外層采用塑膠材料，抗爆性較差，使用壽命受到一定影響。

　　⑶表面聲波式觸摸屏：表面聲波是一種沿介質(zhì)表面傳播的機械波。該種觸摸屏的角上裝有超聲波換能器。能發(fā)送一種高頻聲波跨越屏幕表面，當手指觸及屏幕時(shí)，觸點(diǎn)上的聲波即被阻止，由此確定坐標位置。表面聲波觸摸屏不受溫度、濕度等環(huán)境因素影響，分辨率極高，有極好的防刮性，壽命長(cháng)，透光率高，能保持清晰透亮的圖像質(zhì)量，最適合公共場(chǎng)所使用。但塵埃、水及污垢會(huì )嚴重影響其性能，需要經(jīng)常維護，保持屏面的光潔。

　　⑷電容式觸摸屏：這種觸摸屏是利用人體的電流感應進(jìn)行工作的，在玻璃表面貼上一層透明的特殊金屬導電物質(zhì)，當有導電物體觸碰時(shí)，就會(huì )改變觸點(diǎn)的電容，從而可以探測出觸摸的位置。但用戴手套的手或手持不導電的物體觸摸時(shí)沒(méi)有反應，這是因為增加了更為絕緣的介質(zhì)。電容觸摸屏能很好地感應輕微及快速觸摸、防刮擦、不怕塵埃、水及污垢影響，適合惡劣環(huán)境下使用。但由于電容隨溫度、濕度或環(huán)境電場(chǎng)的不同而變化，故其穩定性較差，分辨率低，易漂移。上述四種觸摸屏的性能比較如下：

　　如前所述，觸摸屏近來(lái)發(fā)展迅速，觸摸屏多媒體的演示系統以其色彩亮麗的畫(huà)面，豐富的多媒體表現形式，簡(jiǎn)便的使用操作，提供全方位的形象展示、業(yè)務(wù)咨詢(xún)、信息查詢(xún)等功能。目前，觸摸屏已經(jīng)廣泛地應用于各個(gè)領(lǐng)域，這里擇幾個(gè)主要的應用領(lǐng)域作一介紹：　　

        ⑴商店付款系統一些現代化商店的結算柜臺使用了計算機交互終端設備，顧客通過(guò)在觸摸屏上操作即可以打印出標有貨物名稱(chēng)、價(jià)格的付款單。商家在終端機上可以利用滿(mǎn)屏的視頻圖像進(jìn)行產(chǎn)品促銷(xiāo)，而顧客也可以根據自己的需要可以對商品進(jìn)行查詢(xún)。

　?、迫雸?chǎng)券查詢(xún)預訂系統使用觸摸屏入場(chǎng)券查詢(xún)預訂系統，可在屏幕上顯示出預訂的座位及該位置觀(guān)看比賽的效果，當確定了座位之后，將信用卡放進(jìn)系統中即可以完成預訂過(guò)程。

　?、且曨l音樂(lè )點(diǎn)播機視頻音樂(lè )點(diǎn)播機中儲存有多首帶畫(huà)面的歌曲、多首視頻音樂(lè )及卡拉OK歌曲，通過(guò)觸摸屏可以對這些內容進(jìn)行選擇。有些視頻音樂(lè )點(diǎn)播機還有供選用游戲軟件，只需觸摸屏幕即可玩這些生動(dòng)有趣的游戲，如我國專(zhuān)業(yè)從事觸摸產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)的成都吉銳觸摸電腦公司，其觸摸屏廣泛地應用于歐美韓的賽馬、博彩、游戲機等游戲相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

　?、冉鹑诮灰自诮鹑诮灰字?，速度與準確性是極為重要的兩個(gè)因素。觸摸屏的使用為用戶(hù)提供了輕松與迅速處理瞬息變化的信息的手段，用戶(hù)根據顯示內容做出判斷，并隨即點(diǎn)觸屏幕即可完成決策，因此，可以讓使用者集中精力交易。

　?、晒眯畔⒉樵?xún)服務(wù)這方面的應用最為普遍，比如，a)房地產(chǎn)查詢(xún)和銷(xiāo)售：美國ERA公司設計的聯(lián)機房地產(chǎn)信息網(wǎng)絡(luò )通過(guò)設在公共場(chǎng)所的觸摸屏信息臺把各種房地產(chǎn)信息提供給用戶(hù)，這就免除了購房者跑腿之苦，同時(shí)也為房地產(chǎn)主提供了在全國范圍內作廣告的機會(huì )。b) 郵電查詢(xún)與話(huà)費查詢(xún)：郵電局和電話(huà)局也利用觸摸屏系統向公眾提供各類(lèi)查詢(xún)，包括郵政業(yè)務(wù)查詢(xún)、電信業(yè)務(wù)查詢(xún)、郵編和長(cháng)途電話(huà)區號查詢(xún)、儲匯業(yè)務(wù)查詢(xún)等。例如，北京南區郵電局就采用了環(huán)星公司的觸摸屏查詢(xún)臺為公眾服務(wù)。c)售票與航運服務(wù)等：例如，北京站售票廳的觸摸屏售票臺可讓用戶(hù)選擇車(chē)次、車(chē)廂類(lèi)別、購票張數、目的地、票價(jià)及查詢(xún)其他有關(guān)事項;日本東京成田機場(chǎng)的立柜式觸摸屏可讓乘客查看航班號、出港與飛抵時(shí)刻等。

　?、视|摸屏在圖書(shū)館中的應用隨著(zhù)多媒體技術(shù)的發(fā)展和應用，一種叫超文本檢索的多媒體檢索系統已被開(kāi)發(fā)應用。這種超文本將單詞、句子、章節、文獻甚至圖像、音樂(lè )、錄像等基本信息單元存放在結點(diǎn)上，終點(diǎn)以層次鏈、交叉引用鏈、索引鏈等主動(dòng)鏈相聯(lián)系，構成網(wǎng)狀層次結構。超文本的軟件系統包括正文編輯、圖形編輯、數據庫管理、三維閱覽工具及映射顯示、鼠標窗口、偶像和彈拉式菜單等標準超文本工具等，其特點(diǎn)是聯(lián)想式、非線(xiàn)性、鏈的網(wǎng)狀層次聯(lián)系，允許用戶(hù)以其認可有意義的方式相聯(lián)，直接快速檢索到所需的信息。這個(gè)檢索系統在收藏內容廣泛，多媒體文獻資源豐富的圖書(shū)館檢索領(lǐng)域中，可用于檢索人物、新聞、文檔、小說(shuō)、版刻、書(shū)法、繪畫(huà)、生物、古生物等各種信息。不熟悉鍵盤(pán)操作的讀者可以利用觸摸屏直觀(guān)快速地查詢(xún)多媒體檢索臺，他們只須指頭一按觸摸屏上相關(guān)內容，就可以立即查看到自己所需的文獻資料。

　　3.觸摸屏技術(shù)的發(fā)展趨勢

　　觸摸屏技術(shù)方便了人們對計算機的操作使用，是一種極有發(fā)展前途的交互式輸入技術(shù)。世界各國對此普遍給予重視，并投入大量的人力物力進(jìn)行研發(fā)，新型觸摸屏不斷涌現。觸摸筆：利用觸摸筆進(jìn)行操作的觸摸屏類(lèi)似白板，除顯示界面、窗口、圖標外，還具有利用觸摸筆簽名、標記的功能，系統已做到了自動(dòng)辨認。這種觸摸筆比早期只提供選擇菜單用的光筆功能大大增強。觸摸板：觸摸板采用了壓感電容式觸摸技術(shù)，屏幕面積最大，3m×4m是一種壁掛式系統。觸摸板由三部分組成：最底層是中心傳感器，用于監視觸摸板是否被觸摸，然后對信息進(jìn)行處理，中間層提供了交互用的圖形、文字等，最外層是觸摸表層，由強度很高的塑料材料構成。當手指點(diǎn)觸外層表面時(shí)，在千分之一秒內就可以將此信息送到傳感器并進(jìn)行登錄處理。觸摸板與PC機兼容，它還具有亮度高、圖像清晰、易于交互等特點(diǎn)，因而被應用于指點(diǎn)式信息查詢(xún)系統(如電子公告板)，收到了非常好的效果?？傊?，觸摸屏的發(fā)展呈現專(zhuān)業(yè)化、多媒體化、立體化和大屏幕化等趨勢?？梢灶A見(jiàn)，隨著(zhù)觸摸屏技術(shù)的迅速發(fā)展，觸摸屏對于計算機技術(shù)的普及利用將發(fā)揮重要的作用。