悬浮触控技术的工作原理

微软有一项为移动设备研发的预触摸技术。这种技术通过手机屏幕周围的传感器，能够预知机主的下一步动作并做出相应的反应。

实际上，预触控技术的内核就是悬浮触控技术。除了微软之外，索尼、三星、亚马逊等众多厂家也都在对这一技术进行深耕。自触控屏幕诞生以来，人们就一直未停止对其技术的不断提升。悬浮触控技术曾一度被认为是噱头，事实上，它的作用和意义远不止于此。

什么是悬浮触控

悬浮触控是如今用户关注度越来越高的新技术，已经应用到了智能手机以及其他极少数数码产品当中，并且还在不断的发展。如今用户关注最高的莫过于手机触摸屏悬浮触控技术，它是触屏手机的一种全新的技术模式。悬浮触控技术不仅可以通过手指来触摸屏幕，还可以感应到非导电的布织物操作，也就是说，在冬天戴上手套之后，依然可以自由操控使用该手机，或者我们手指在完全不用触碰到手机屏幕的情况下即可操作手机。

例如Floating Touch悬浮触控技术，就可以让用户使用手机的时候无需碰触屏幕就可以完成手机操作，手指与屏幕保证约15mm的距离就可以在手机上获得类似鼠标的操作。

悬浮触控技术的工作原理

与许多智能手机一样， 电容式触摸感应来记录用户在屏幕上的输入。触摸手机屏幕时发生的事件被称为触碰事件。电容式触摸通过覆盖在手机上的X-Y电极网格工作，运用 上面的电压。当有手指靠近电极时，电容会改变，而且可以被测量。通过比较所有电极的测量值，就可以准确定位手指的位置点。

触摸屏上有两种电容式传感器，互电容和自电容。互电容，用于实现多点触摸检测。自电容能够产生比互电容强大的信号，检测更远的手指感应，但由于一种被成为“鬼影（ghosting）”的效应，无法进行多点检测。

圆圈代表触碰点，红色的X代表鬼影位置

互电容实现多点触控

拥有互电容，上图中的每一个线条交叉点都会形成平行板电容器。这意味着，每一个交叉点都是一个电容器，进而保证可以将测量精确到每一根手指，实 现多点触控。然而，因为两根线之间的交叉点面积很小，使得传感器的电场也很小。传感器如此之小，以至于信号强度很低，无法感应到那些非常弱小的信号。因此，当用户的手指在屏幕上悬停时，互电容传感器就无法感应到信号。

自电容和鬼影效应

在自电容案例下，上图中的每一根X或者Y线都是一个电容传感器。显然，自电容传感器要比互电容的大。大传感器可以创建强大的信号，使得设备可 以检测到在屏幕上方20mm处的手指。当有手指停留在屏幕上或者屏幕上方时，距离手指最近的传感器线会被激活（X1，Y0）。如果检测到两根手指，便会有 四根线被激活，鬼影效应出现。正如上图显示的，当检测到两根手指时，会出现四个可能的触碰点（X1，Y0）、（X1，Y2）、（X3，Y0）以及 （X3，Y2），而正确的组合又是不明确的，进而不能实现多点触控。

结合自电容和互电容，实现悬浮触控

悬浮触控是通过在一个电容触摸屏幕上，同时运行自电容和互电容来实现的。互电容用于完成正常的触碰感应，包括多点触控。而自电容用于检测悬停在 上方的手指。由于悬浮触控技术依赖于自电容，因此不可能实现悬浮多点触控。也就是说，当进行悬浮操作时，屏幕不支持多点触控。屏幕只能在接触触碰情况下实现多点触控。

通过利用现有的电容式触碰传感器，降低触碰录入的门槛，就能够区分悬浮触碰和接触触碰。所有Android应用程序 均能完全正常地工作。只是像以前一样，仅有明确“听从”悬浮触控事件的应用才会做出反应。也就是说，悬浮触控技术的实现需要有应用内部程序的支持。

悬浮触摸技术在实际应用中的意义

悬浮触控技术是应用于触屏移动设备中的一种全新的技术模式。在触摸之前就能大概知道效果，类似于我们鼠标移动到什么按钮或者字上，如果可操作就会通过变色等方式提示。

悬浮触控技术不仅可以通过手指来触摸屏幕，还可以感应到非导电的布织物。也就是说，在冬天戴上手套之后，依然可以自由操控触屏设备。另外，有了这种技术，用户在手上有水或油时，也可以照常操控手机，并且不必担心弄脏屏幕。

悬浮触控技术颇受各大手机巨头的青睐，这几年，不断有企业对悬浮触控技术进行深耕。此次微软发布的“预触控”技术其实是早有准备，在之前的几年中，微软一直在研发3D触控技术。这一技术可以检测到用户悬在屏幕上方的手指，然后使操作系统和程序对其作出反应。

当初微软想要将3D触控技术应用到手机和平板中，不过后来这种技术没有了下文，而如今的预触控技术很可能就是在3D触控技术的基础上研发出来的。微软研究院的官微发布了介绍预触控技术的视频，展示了这一技术如何通过屏幕周围的传感器预测用户动作的原理。通过三维形式，传感器可以分析用户的握持姿势以及手指动作，从而提供容易使用的位置并显示相关内容。

比如，单手握持手机时，预触控技术就会调出方便拇指触控的拨号盘。另外，传感器也可以在用户看视频或电子书时锁定方向，以防用户改变姿势时引起手机的改变。

微软认为，预触控技术会赋予触摸屏更多的表现力及娱乐性。微软首席项目研究员Ken Hinckley表示：它使用人手作为思维的窗口。对于移动交互来说，我认为它拥有巨大潜力。

其实，最早在这项逆天的技术方面有所行动的是索尼。2012年，索尼就推出了Xperia Sola MT27i。这是一款加入了悬浮触控技术的手机，在与屏幕保证15mm距离的情况下，不必触碰屏幕也可操作。索尼这款产品，就是世界上第一款搭载了悬浮触控技术的智能手机。

此外，三星在2013年推出的Galaxy S4也嵌入了 Floating Touch（悬浮触控手势）功能；亚马逊Kindle智能手机将在今年采用3D手势控制功能；苹果也有可能在未来的产品中对3D Touch功能进行扩展，实现悬浮触控方式。

耳机制造商OM ONE曾推出过能够持续悬浮在半空中的蓝牙喇叭。其原理是底盘和球形喇叭中均有磁性。在底盘通电之后，可以透过同极相斥的原理使其悬浮于半空。在这种状态下发出的声音不易被其他物体吸收，从而产生更低功率的优质音色。如果这一产品能够与悬浮触控技术相结合，那么用户就可以通过手势控制音响的音量，获得更加极致的体验。

其实，悬浮触控技术可应用的方面有很多：商家可以在橱窗中展示产品，客户不必进店也可感受到产品的真实效果；车载设备可以通过悬浮触控技术识别司机手势，提升驾驶体验；可以让医疗系统更加完善，减少接触病菌的几率；可以在智能家居中起作用，通过手势就能够控制家电等等。

悬浮触控技术目前还尚未成熟，有许多需要改进的地方，不能大规模地投入使用。不过，悬浮触控技术将会为智能设备的应用场景带来一种新的思路，甚至颠覆传统的人机交互方式。它到底是一种噱头的技术还是创新的应用，我们拭目以待。

审核编辑 ：李倩