FPD觸控手勢關(guān)鍵應(yīng)用與產(chǎn)品開發(fā)趨勢

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

手勢是觸控應(yīng)用的操控關(guān)鍵

在觸控螢?zāi)簧铣？吹降氖謩荩℅esture），簡單的說是以使用者的手指藉由點、按、拖曳或移動的各種先后姿勢順序，來定義各種不同操作行為。由于使用中不需透過校準就能得到精確的觸控位置，也能做到多點觸控的操作，并達到拖曳（drag）與手勢（gesture）辨識的追蹤與互動。目前支援手勢辨識的作業(yè)系統(tǒng)／軟體平臺有：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（Core Gesture）有點擊（Tap）、雙點擊（Double Tap）、拖曳（Drag）、調(diào)小/縮小（Pinch）、拉開/放大（Spread）、按（ Press）、彈指輕拂（Flick）、按住與點擊（Press & Tag）、旋轉(zhuǎn)（Rotate）與掌按（palm）等。

若進一步深究，手勢又可分為主要使用功能群，如選擇的（Tap）手勢、開啟檔案時用雙擊（Doubel Tap）、以及代表變換模式的長按（Press）手勢；物件相關(guān)功能群，如按著與點擊（Press & Tag）、旋轉(zhuǎn)（Rotate）；刪除動作有拖曳（Drag）、畫面比例調(diào)整則有調(diào)小/縮小（Pinch）、拉開/放大（Spread）；復(fù)制動作則可用點擊（ Tap）手勢，而捆綁功能則運用按著移動（Press & Tag）加上拖曳（Drag）的復(fù)合手勢，物件移動上則是按（Press）加上按著移動（Press & Tag）兩個手勢的組合。

移動功能群的手勢則有旋轉(zhuǎn)（Rotate）、拖曳（Drag）、兩指拖曳移動（2F-drag）；調(diào)整畫面大小的則有兩指向中心移動的捏（Pinch）的手勢代表縮小，兩指從中心往外開的擴散（Spread）手勢代表放大；卷動視窗畫面的手勢有彈指輕拂（Flick）、點擊（Tap）、按（Press）、拖曳（Drag）、兩指拖曳移動（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。

支援快速手勢辨識可簡化應(yīng)用程式介面開發(fā)

在導(dǎo)入絕對座標的電容式觸控螢?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)電玻璃層來形成行、列交錯的感測單元（sensing element）矩陣；觸控系統(tǒng)藉由藉由背景手勢軟體函式庫的建立，當手指接觸觸控板或觸控螢?zāi)粫r，造成靜電場的改變來進行偵測；并藉由計算壓下手指點與點的座標位置，以及按下的時間與移動的方式下，計算出對映的手勢。使用中不需透過校準就能得到精確的觸控位置，也能做到多點觸控的操作，并可以達到拖曳（drag）與手勢（gesture）辨識的追蹤與互動，偵測記錄及分辨出單點與多點的觸控行為。

升達Gesture手勢產(chǎn)生器晶片，可在兩點觸控螢?zāi)幌?，模擬出多點觸控的效果；內(nèi)建101種各種觸控螢?zāi)煌ㄓ玫牟倏厥謩菖c相關(guān)演算法，直接以硬體IC計算方式回饋算出手勢ID碼。其優(yōu)點在于：1.降低CPU/MCU 負載loading，CPU/MCU不再需要時時記錄各按下點的絕對座標，以及浪費太多時間做計算手勢的動作。 2.以往使用者若劃下錯誤的手勢碼，由于先前按下的點仍然被輸入、偵測，形同CPU/MCU仍浪費了一大圈執(zhí)行時間計算之后，才發(fā)覺出不正確的雜訊或不良的手勢，占用了寶貴的CPU/MCU計算資源；若以硬體解碼方式，則當使用者寫下正確的手勢時，硬體才會偵測出并回饋丟出手勢ID碼，形同協(xié)助MCU/CPU過濾掉不正常雜訊與不良的手勢，不造成額外的CPU/MCU的負擔(dān)。 3.多個手勢ID碼可組合出更復(fù)雜的操控手勢，簡化程式撰寫方式，省略掉反覆的記錄與計算，記憶體資源比較節(jié)省，也相對的降低整體系統(tǒng)的耗電量。

張協(xié)理以數(shù)據(jù)為例，若以絕對座標來計算手勢，一個手勢需要約80個畫面頁框（Frame）計算與處理，每個頁框處理約6ms，因此一個完整的手勢辨識須花費480ms的時間，若是以一顆4MHz MCU來說，每一秒鐘就有480ms時間在處理手勢運算，花了48%的執(zhí)行資源，負擔(dān)實在太重；即使用400MHz MCU/CPU，每一秒仍需要花4.8 ms來處理手勢運算，浪費近0.5%的執(zhí)行資源。

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

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