隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及,在20世紀(jì)90年代初,出現(xiàn)了一種全新的人機(jī)交互技術(shù),利用這種技術(shù)用戶只需要在顯示屏上的圖標(biāo)或文字上輕輕一點,計算機(jī)就能按照我們的指示進(jìn)行相關(guān)的各種操作,完全擺脫了鍵盤和鼠標(biāo)的束縛,使人機(jī)交互更為直截了當(dāng)。在我們的日常生活中,無論你是在商場購物,還是在銀行存取款,觸摸式的自動服務(wù)器將能為你提供了方便快捷的服務(wù),而這種技術(shù)就是日新月異的觸摸屏技術(shù)。
和PC從286、386發(fā)展到奔騰機(jī)一樣,觸摸屏的技術(shù)經(jīng)歷了從低檔向高檔發(fā)展的歷程,從1974開始出現(xiàn)世界最早的電阻式觸摸屏以來,隨著科技的發(fā)展和應(yīng)用需求的增長,各種觸摸技術(shù)相繼誕生以適應(yīng)各種行業(yè)和層次的應(yīng)用。如今,已經(jīng)形成了商業(yè)化的觸摸屏技術(shù)包括:電阻技術(shù)觸摸屏、表面電容技術(shù)觸摸屏、投射式電容技術(shù)觸摸屏、紅外線技術(shù)觸摸屏、表面聲波(SAW)技術(shù)觸摸屏、光學(xué)觸摸屏、彎曲波技術(shù)觸摸屏和主動數(shù)字轉(zhuǎn)換器技術(shù)觸摸屏,并已應(yīng)用到了零售業(yè)、公共信息查詢、多媒體信息系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、工業(yè)自動控制、娛樂與餐飲業(yè)、自動售票系統(tǒng)、仿真與培訓(xùn)系統(tǒng)、教育系統(tǒng)等許多領(lǐng)域。此外,一些新奇的觸摸屏技術(shù)也不斷產(chǎn)生,包括N-trig、索尼、夏普、TMD和三星幾大廠商都在推出的新型觸摸屏技術(shù),這些技術(shù)包括像素光傳感器(photo sensor in pixel)、聚合物波導(dǎo)(polymer waveguide)、分布光(distributed light)、應(yīng)變儀(strain gauge)、多觸點(multi-touch)、雙重力觸摸(dual-force touch)、激光點激發(fā)觸摸(laser-point activated touch)和3D觸摸等。
在2007年的SID展中,新型的觸摸屏技術(shù)分別得到了充分展示,EloTouchSystems展示了其彎曲波(bending-wave)觸摸屏技術(shù);富士通元件美國分公司展示了其電阻式觸摸屏技術(shù),它不使用氧化銦錫而是利用導(dǎo)電聚合物;TouchInternational展示了投射式電容式技術(shù)(projected-capacity)和電阻式觸摸屏技術(shù)方案,其中投射式電容技術(shù)在多點應(yīng)用中已對現(xiàn)有的觸摸技術(shù)產(chǎn)生了巨大的沖擊力;NextWindow展示了多重觸控(multi-touch)光學(xué)成像觸摸技術(shù);LG.Philips LCD公司展示了其47英寸的多重觸控屏;RPO首度展示了DigitalWaveguideTouch(DWT)產(chǎn)品,它采用了聚合物光學(xué)波導(dǎo);QSI則展示了其ForcePanelTechnology觸摸屏技術(shù)。從這些新型的觸摸技術(shù)展示可以看到,基礎(chǔ)研究和新型的材料的誕生對新的觸摸技術(shù)的帶動作用,也反映了觸摸屏技術(shù)的發(fā)展新思路。
隨著最近蘋果公司支持強(qiáng)大觸摸功能的iPhone手機(jī)的誕生和微軟推出的概念性桌面電腦(Surface),一夜之間在整個觸摸市場可謂是引起了軒然大波,其多點觸控技術(shù)和觸覺反饋技術(shù)的應(yīng)用更是將觸摸屏的技術(shù)帶到了一種全新的高度,讓所有人都感覺到了觸摸技術(shù)的魔力。iPhone的出現(xiàn)表明多點觸摸技術(shù)可以實現(xiàn)新一代的用戶界面操作,以至于所有觸摸屏的廠商都在為多點觸摸技術(shù)摩拳擦掌,同時微軟也宣布其下一代操作系統(tǒng)Vista的多個版本均提供對觸摸屏的支持,也就是說觸摸屏將會以一種標(biāo)準(zhǔn)的接口形式成為計算機(jī)的一個外圍設(shè)備,從另一方面將會極大地推動著觸摸屏市場的發(fā)展。根據(jù)DisplaySearch 最近發(fā)表的一份研究報告指出,全球觸摸屏市場到2015年前預(yù)計將達(dá)到33億美元,而2007年是12億美元。這些數(shù)字都說明觸摸屏市場的潛力巨大,但是所有的觸摸屏生產(chǎn)商如何能更多地利用自身的技術(shù)和產(chǎn)品來瓜分更多的市場份額唯有穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品,符合多元化的應(yīng)用和強(qiáng)大的技術(shù)支持。圖1是iSupply公司對于2008-2013年觸摸屏模塊市場的預(yù)測走勢圖。

圖1 全球觸摸屏模塊市場預(yù)測 (出貨量以百萬個為單位,銷售額以百萬美元為單位)
雖然觸摸屏的市場潛力如此龐大,很多觸摸屏技術(shù)卻由于本身的技術(shù)壁壘和缺陷在激烈的競爭中逐漸淡出市場,如矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏已經(jīng)完全退出市場。紅外觸摸屏技術(shù)作為其中的一種觸摸技術(shù)有自身的優(yōu)勢和不足。但是經(jīng)過不懈的努力和持續(xù)的改進(jìn),轉(zhuǎn)眼間,紅外觸摸技術(shù)已經(jīng)從第一代進(jìn)入了第五代,原本處于低端的觸摸技術(shù)憑借其獨有的優(yōu)點和一些不可取代的應(yīng)用環(huán)境如今已經(jīng)可以與其他高端紅外觸摸屏產(chǎn)品一比高低,從該技術(shù)的新的性能和特性來看,如今的第五代紅外觸摸屏完全可以作為一個完整的人機(jī)界面系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計,且通過內(nèi)置的處理器和完善的驅(qū)動軟件可以進(jìn)一步實現(xiàn)產(chǎn)品概念的提升。因此,新的紅外觸摸技術(shù)會對國內(nèi)外市場造成非常重大的影響,完全可能從各種觸摸技術(shù)之中脫穎而出,成為觸摸屏應(yīng)用市場中尤其是大尺寸觸摸屏市場的主力觸摸技術(shù)之一。
新的技術(shù)需要大量的技術(shù)積累,目前改善現(xiàn)有的技術(shù)仍是著重。但應(yīng)該注意到,任何一種技術(shù)的優(yōu)勢都不可能保持較長時間,國外廠商和一些有競爭能力的國內(nèi)廠商的研發(fā)力度都不容忽視(圖2是韓國DAHAN T&S 公司的120英寸多點紅外觸摸屏,其T-View系列可以將尺寸寬度擴(kuò)展到120~220英寸,且響應(yīng)時間僅需10ms),單一產(chǎn)品技術(shù)上的優(yōu)勢可能很快就不存在,所以從產(chǎn)品技術(shù)本身來確立永久的市場地位已經(jīng)不太可能了,配合紅外觸摸屏的多功能應(yīng)用和新的應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)將是以后紅外屏賴以生存的基礎(chǔ),且從市場的發(fā)展形式看,觸摸屏應(yīng)當(dāng)是由單點向多點,由完成簡單的觸摸功能向?qū)I(yè)化、多媒體化、立體化和大屏幕化的方向發(fā)展。被現(xiàn)在觸摸界大為贊賞的“受抑內(nèi)全反射”(Frustrated Total Internal Reflection;FTIR)技術(shù)的研發(fā)人紐約大學(xué)的Jefferson Y. Han可謂將觸摸應(yīng)用發(fā)揮到了極致,他的一些讓人眼前一亮的展示表明了快速處理大量2維、3維信息將會是多點觸摸屏的重要應(yīng)用點,微軟的Surface也將觸摸功能融入了4大特性:1是采用觸控式面板;2是具有多點輸入功能;3是能多人同時進(jìn)行互動;4是物體辨識功能(Object Recognition)。從這些我們可以看到多點觸摸的發(fā)展方向,而且通過Jeff Han的一句話我們可以更加簡潔地理解其中的市場定位,他說“多點觸控概念的意義并非將設(shè)計好的硬件推給客戶,而是以完全不同的方式為客戶發(fā)展使用者接口”。圖3為比爾·蓋茨展示的一款采用紅外和激光技術(shù)識別觸摸輸入的超大尺寸觸摸屏,被稱為“觸摸墻”。

圖2 DAHAN T&S 公司的120英寸多點紅外觸摸屏(觸控反應(yīng)時間10ms)

圖3 比爾·蓋茨(Bill Gates)展示的一款4英尺*6英尺的 “觸摸墻”
通過把握市場的方向,不斷拓展技術(shù)的應(yīng)用方向,把目前單一產(chǎn)品的優(yōu)勢轉(zhuǎn)換為技術(shù)和應(yīng)用相結(jié)合的優(yōu)勢,我想紅外觸摸技術(shù)仍將有其獨有的生存空間,紅外觸摸技術(shù)也會走得更遠(yuǎn)。