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我们要揭开触摸屏的秘密,你准备好了吗?




脑子里装着无数疑问的“问题”儿童“问问”,能回答儿子一切问题的“老爸”,能用神奇的魔法解答孩子一切提问的“蓓蓓仙”,贪吃又爱抬杠的逗趣“舅舅”又回来啦!这一家人和“蓓蓓仙”将上演什么样的爆笑故事,“老爸”和“蓓蓓仙”又将如何回答“问问”的问题呢?一起来看吧……


手机、平板电脑、手表、ATM机、车站或者电影院里的售票机……作为已经成为了我们生活中,无处不在的日常科技,触摸屏,这个庞大的“家族”,承包了那么多领域,已经和我们天天见面了!打电话、看动画片、上网、玩游戏、购票,只要我们手指轻轻一划、一点,它便可以把我们想要的信息呈现在面前。


那么,触摸屏这样的概念,最早出现在什么时候呢?在上世纪60年代,《星际迷航》电视系列剧中,曾多次出现一款名叫 PADD 的设备,飞船的船员们在飞行中用 PADD 来记录内容,其中就出现了可以用手滑动屏幕来操作的仪器。它几乎与今天的平板电脑类似。


虽然科幻作家的想象力非常超前,但更让人佩服的是现实生活中科学家的动手能力。在1967年,英国马文镇皇家雷达研究所的研究员,约翰逊(E.A. Johnson)就发明了人类历史上第一块触摸屏!他设计的这块虽然笨重但有着魔术般的效果:无论手指头点到哪里,屏幕就会在该处发出亮光。这就是触摸屏的最初雏形。也就是他,开启了人类关于触摸屏的想象力大门!


随后的几十年,科学家们,想象力和科研能力都飞速的发展,让触摸屏拥有越来越精密的技术。然而,最为神秘的地方,触摸屏到底是怎么可以感应到手指动作的呢?




北京邮电大学信息光子学与光通信研究院 教授 俞重远:“触摸屏用的是绝对坐标的输入方式,所谓绝对坐标就是点哪儿是哪儿。常用的触摸屏,基本上有四种方式,电阻式触摸屏、电容式触摸屏,红外屏和声波屏,这四种。那么我们现在最常用的智能手机,大部分都是电容屏。投射式电容屏的导电玻璃层内部,蚀刻有一系列的水平和垂直的电极,那么形成交叉的网络,当手指触摸到不同的点的时候,电容值发生改变。相应的水平和垂直的振荡曲线的周期发生变化。通过这两个参数的改变,使得系统感知到你的触摸位置。”


专家告诉“老爸”和“问问”,平时常用的智能手机、平板电脑,大都采用的是电容式触摸屏。而一些公共设施里看到的大型触摸屏,都是红外线屏。


北京邮电大学信息光子学与光通信研究院 教授 俞重远:“红外屏在公共场所是比较常见的,比如atm自动取款机,机场、车站的自助取票机,基本上都使用的是红外屏。红外屏的特点,就是它的使用频次和使用的人次比较高。它的基本原理,就是在相邻的两端是红外发射器,在相反的对面,是红外接收器。红外发射器可形成网格,在触碰过程中,阻止了某一条红外线的通路。这就是计算机所要接收到的参数,通过这个原理,来感知到你所触碰的位置。”



通过专家的讲解,“老爸”和“问问”了解到触摸屏为什么可以感受到手指的动作。但是,平时当手指在屏幕上滑动浏览文章,需要放大一张图片的时候,手机是怎么做到实时感应到几个手指同时在屏幕上操作的呢?


北京邮电大学信息光子学与光通信研究院 教授 俞重远:“现在的智能手机,常用的是投射式电容屏,和红外屏与声波屏。那么多点同时触碰的时候,是多个感应器同时作用,在滑动过程中,是一系列的感应作用。”


其实多点触控,简单一点讲就是,比单点触控增加了一个或多个的感应线路。通过多点触控的技术,人们使用双手对触摸屏进行操作的潜能得到了更多释放。触摸屏诞生以来的短短几十年,就颠覆了过去人类对未来的想象。或许有一天,我们能将触摸屏替换成可折叠的新材料,将它轻松地放进口袋;甚至有可能,触摸屏再次超越了我们的预想,进化出更加不可思议的功能。就让现在的我们,拭目以待吧!



整个暑期的陪伴,三十个小朋友想要的科学答案,《老爸全知道》想对所有的孩子和家长们说,请保护好所有孩子的好奇心,因为他们是人类的未来。《老爸全知道》不仅是在传播知识,更想倡导家长与孩子共同探索世界,开启未知的陪伴方式。致所有爱问问题的孩子们,我们明年见……


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