正如前文中提到的一樣,蘇州工廠的工人們正在生產(chǎn)的是一塊極其精密的玻璃屏幕,工人們小心翼翼地生產(chǎn)以保證全世界iPhone用戶的完美體驗。
iPhone使用的電容式觸摸屏的原理相當復雜,它利用人體的電流感應進行工作,其結(jié)構(gòu)是一塊四層復合玻璃屏。
這塊玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層 ITO(氧化銦,透明的導電電阻),最外層是一薄層矽土玻璃保護層(00015mm),夾層ITO涂層作為工作面,四個角上引出四個電極,內(nèi)層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境。
當我們用手指觸摸iPhone的屏幕時,由于人體電場,用戶和觸控屏表面形成以一個耦合電容,由于屏上接有高頻信號,于是手指從接觸點吸走一個很小的電流。這個電流分別從觸控屏的四角上的電極中流出,并且流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比,控制器通過對這四個電流比例的精確計算,得出觸摸點的位置。
此前市面上的普通觸摸屏手機(如摩托羅拉、索尼愛立信、三星、多普達等品牌的產(chǎn)品)通常使用的是電阻式觸摸屏。這種觸摸屏利用壓力感應進行控制,它的主要組成部分是一塊與顯示屏表面非常匹配的電阻多層復合薄膜屏。
然而電阻式觸摸屏的技術(shù)在功能上僅限于單點觸摸,并且由于電阻觸摸屏幕正面沒有較硬的材質(zhì)進行保護,在用戶的日常使用過程中,比較容易造成屏幕損壞。
iPhone的誕生改變了這一切,iPhone的電容式觸摸屏解決了電阻觸摸屏幕的最大問題——高硬度的觸摸外屏的使用,使電容觸摸屏有了華麗的外觀以及堅硬的外殼,大大促進觸摸屏技術(shù)的發(fā)展。同時因為其特有的設計原理,多點觸摸的奇特功能也從不可能變?yōu)榭赡堋?
從這類觸摸屏的構(gòu)造看,它主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層,再在導體層外加上一塊保護玻璃層,在觸摸屏的四邊再鋪設長條的電極,它們于導電體內(nèi)形成低電壓交流電場,人們用手接觸屏幕后,四邊電極發(fā)出的電流將會以十次交叉的方式準確測出觸摸點的位置。這樣的設計也是對產(chǎn)品本身耐用性的保證,一般來說電容式觸控屏都能夠有充分的空間多加入一塊保護玻璃,能在使用中完全避免電阻式觸控屏極易產(chǎn)生的水波紋現(xiàn)象,更好地保證觸摸屏的畫面顯示效果。
在電容式觸控屏觸摸原理的基礎上,多點觸控操作成為目前的最新科技亮點。從原理上說,電阻式觸控屏每次只能接受一個觸控點,如果觸控點增多,系統(tǒng)就無法對此觸摸點的位置進行正確判斷,從而無法正確響應。而電容式的觸控原理就不同,顯示屏能夠接受兩個或更多接觸點的分析判斷,以此完成更加復雜的程序操作,比如兩個手指同時作用放大或縮小圖片,還可瀏覽網(wǎng)頁,隨時定點放大,使用手機訪問互聯(lián)網(wǎng)不再費勁。
我們在第一章當中提到過iPhone多點觸摸技術(shù)的研發(fā)過程:
在iPhone研發(fā)早期,蘋果的工程師們就決定將電容式觸摸屏應用到了手機上,這給iPhone帶來了完美的多點觸控感受。在此之前,許多基于Windows Mobile操作系統(tǒng)的手機,已經(jīng)實現(xiàn)全觸摸控制,不過,蘋果的工程師們通過新技術(shù)的應用,將消費者對觸摸屏的體驗完全進行了重新定義。
鮮為人知的是,在這項新技術(shù)應用在iPhone之前,蘋果內(nèi)部同樣有一款半路夭折的產(chǎn)品,成為了iPhone的“墊腳石”,這便是一款叫做“Safari Pad”的記事本大小的產(chǎn)品。該產(chǎn)品由Tim Bucher負責,他后來成為蘋果電腦硬件負責人。但是這款“Safari Pad”最終夭折了。不過正是由于Tim Bucher的影響力,喬布斯才最終將多點觸摸技術(shù)加入到iPhone之中。
據(jù)相關(guān)人士透露,蘋果的工程師在轉(zhuǎn)移到iPhone項目之前曾經(jīng)在一款超小平板電腦重振雄風,并且在這項計劃上工作了一年,該設備的大小是目前iPhone Touch的15倍。這款平板電腦同樣整合了帶有多點觸摸技術(shù)的Mac OS X系統(tǒng),該系統(tǒng)正是iPhone隨后使用的。
電容式觸摸屏是在玻璃表面貼上一層透明的特殊金屬導電物質(zhì)。當手指觸摸在金屬層上時,觸點的電容就會發(fā)生變化,使得與之相連的振蕩器頻率發(fā)生變化,通過測量頻率變化可以確定觸摸位置獲得信息。在本質(zhì)上,電容式觸摸屏由觸控傳感器(sensor)、驅(qū)動IC、特種玻璃組成。
電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層,再在導體層外加上一塊保護玻璃,雙玻璃設計能徹底保護導體層及感應器。
在電容式觸摸屏領(lǐng)域,蘋果的工程師們進行了長期的艱苦實驗,并在一些關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破,這為iPhone日后在業(yè)內(nèi)遙遙領(lǐng)先,打下了堅實的基礎。
值得一提的是,蘋果的垂直整合策略在其多點觸控取得成功的過程中功不可沒。在蘋果的工程師們開始開發(fā)電容式觸摸屏的時候,蘋果的iOS操作系統(tǒng)也在同步研發(fā)——觸摸屏和操作系統(tǒng)在研發(fā)初期就完美結(jié)合,這和市面上的其他產(chǎn)品完全不同。
一家國內(nèi)平板電腦廠商的老板是我的朋友,他的產(chǎn)品基于Window7操作系統(tǒng),他曾經(jīng)向我談到Window7操作系統(tǒng)一個頗為尷尬的地方:當用戶想要關(guān)閉一個程序,用手指點向屏幕右上角的那個“X”時,有時點好幾次都沒有反應——對于質(zhì)量不好的觸摸屏來說,這個角落就是一個死角。
這個細節(jié)反映了蘋果垂直整合戰(zhàn)略的強大,在這個產(chǎn)品高度個性化的時代,只有主要的部分由自己研發(fā),并針對同一款產(chǎn)品研發(fā),才能獲得最完美的用戶體驗。
小貼士:為什么其他廠商的觸摸屏總是感覺不如iPhone順暢?