自2007年帶電容觸摸屏的移動電話問世以來，用戶與移動電話的交互方式發生了重大改變。事實上，這些新近推出的手機非常受市場歡迎，以至于國際數據公司（IDC）預測到2013年，基于電容式觸摸屏的手機的銷售量將增至4億臺以上。這占到了所有基于觸摸屏的手機（5億臺）的80%，在屆時的全部14.6億部（預測數字）手機中占到近30%。

　　目前市場上有如此之多的電容式觸摸屏手機型號，所以大多數用戶以及工程師對這些觸摸屏提供的用戶體驗改善都十分熟悉。簡而言之，它們引入了一種動態的、軟件控制的用戶界面（UI），能夠針對運行在設備上的許多應用進行快速的定制。此外，有了觸摸屏之后，就不再需要傳統機械按鈕，從而能夠在不增大設備尺寸的前提下獲得大得多的顯示區域。而且電容式觸屏技術是全固態的，可得到極長的設備壽命，而顯示屏的光學失真卻極小。

　　觸摸和其他傳感器

　　許多觸摸屏設備都使用其他的傳感模態，以增強觸摸屏體驗。最值得注意的是，許多手機的設計之中都已經采用了基于觸感和加速度計的運動傳感。

　　不過，OEM公司越來越多地希望自家的手機脫穎而出，并希望充分地探索和優化下一代手機的設計體驗。因此，Synaptics與Immersion，TheAlloy設計公司，Astonishing Tribe（TAT）公司以及德州儀器公司啟動了Fuse概念手機項目，以創建引人注目、功能豐富的UI，它具有新型的傳感輸入模式、炫目的圖形顯示和觸感反饋功能。

　　本文將通過Fuse概念手機進行案例分析，簡要地描述在實現豐富的觸摸輸入子系統和觸感體驗優化時所遇到的設計難題及其解決方案。

　　實現難題

　　盡管Fuse手機基于TI OMAP 3630參考設計，但為了更好地優化傳感硬件，其硬件卻不局限于任何舊式手機平臺。這種方法具備一些明顯的優勢：

　　● 通過集成的傳感器和應用縮短了延遲、加快了速度。

　　● 極佳的多點觸控用戶體驗：應用將具有類似于其外觀的“感覺”，并像預想的那樣做出“響應”。

　　● 對無經驗用戶而言，增添了更為直觀的使用方式，帶來了卓越的用戶體驗。

　　正如大多數工程性項目一樣，難題在于如何在緊張的最后期限來臨之前將幾項新技術整合起來，并體現出全部優勢。在項目研發期間，所遇到的觸摸和觸感方面的主要技術難題包括：

　　● 多種傳感器的總線競爭。

　　● 系統的正確暫停，以實現極佳的觸感體驗。

　　● 用戶界面與多個輸入、輸出通道的協調

　　在設計Fuse手機時，最主要的問題是總線競爭和傳感器沖突。鑒于設備觸摸屏上有4個獨立的傳感器，背觸摸板、壓力傳感器和加速度計在彼此的數據正確或不正確時的同步對于用戶界面能否正常工作是至關重要的。用戶界面和系統的設計必須做到，在任何給定時刻都只使用正確的傳感器。

　　例如，在撥號時，壓力傳感器和加速度計很容易被忽略，但是從理論上說，用戶應該可以選擇使用前觸摸屏和背觸摸板來輸入數據。如果兩個傳感器都啟用，那么用戶必須避免意外觸碰到錯誤的傳感器。

　　解決這個問題的一種策略是，開始時同時啟用這兩個觸摸區域，然后，一旦用戶開始輸入數據，就只監視用戶選擇的觸摸傳感器。另一種方法是給觸摸屏和背部傳感器的每次按壓增加很大的去抖動，以確保輸入的有效性。

　　觸感效應

　　在開發Fuse手機時，設計需要容納一塊“浮動的”觸摸屏。也就是說，觸摸屏不再是緊緊地固定在手機外殼上，而是需要少量的橫向順性，以便得到更簡潔和響應更快的觸摸屏觸感反饋。為了克服屏幕上任何明顯的順性或“粘滯”，工程師們開發了特制的安裝扣眼，為觸摸屏提供橫向支持。

　　電容傳感器適用于這種類型的懸浮設計，因為它們能夠進行恰當的調節以便在接觸時觸發，這一點不同于電阻式觸摸屏——后者需要更大的壓力。它還支持壓力傳感器和多級觸感效應觸發，其中根據電感觸摸的尺度或長度的不同會出現不同的觸感效應。

　　更好的加速度計使用

　　另一種傳感器——加速度計，通常被認為已經存在于許多商用手機上的一種成熟的傳感器。不過，除了某些專業的第三方應用之外，它目前在設備上的主要用途是在縱向和橫向模式之間切換——只不過在許多情況下并不可靠。

　　為了讓加速度計成為用戶界面的一個重要部分，Fuse開發團隊遇到了一些新的障礙。正如前面所提到的，總線競爭是所有傳感器都存在的問題，特別是在多種傳感器都與用戶界面有關的模式之下的時候。這種情況通過用戶界面中的“抖動”表現出來——其將在軟件層次加以處理。

　　在Fuse手機用戶界面的主屏幕上，傾斜設備將造成圖標向上或向下滑動，并產生相應的觸感效應。為了避免這種行為顯得遲緩，加速度計具有很高的刷新率。與此同時，用戶界面要加以調節，以避免很輕微的傾斜就造成圖標在屏幕上滑動。另一方面，對于彈球游戲而言，加速度計的快速響應使得游戲體驗幾近亂真。這再一次重申了用戶界面設計對于控制復雜的傳感器集合的重要性。

　　定義用戶界面

　　這個項目成功的關鍵在于Fuse合作開發者合在一起的用戶界面定義。它們的演化包括最初的概念（由Synaptics提出，TheAlloy進一步加以定義），運行正常的用戶界面，以及最終的解決方案（由TAT全部實現）。最初的指導方針確保了在整個開發過程中體驗都接近于目標定義。

　　此外，最初的計劃有助于多家合作單位集中關注如何將它們各自的技術應用到一種具有凝聚力的體驗，而不僅僅是雜亂演示的簡單堆積。所有這些的啟示就是以用戶為中心的自頂向下設計的重要性，因為如果沒有這種自頂向下的設計方法，就很難將多種技術集成到一種整體的風格。盡管多種傳感器確實能夠增強用戶體驗的豐富程度，但只有用戶界面才能夠確保在正確的時間使用正確的傳感器，并協調一致。

　　輸入、可視化和觸感效應的時間選擇對于更為豐富的用戶體驗是至關重要的。也就是說，如果設備要良好地運行，那么無論是傳感還是觸感，每種技術的貢獻都需要作為整體的一部分加以規劃，而不能將其看作獨立的技術特點。用戶界面將所有這些都集成在一起，創造出了極佳的體驗。

　　在不斷擴張的智能手機市場上，對脫穎而出的持續需求使得很多設計人員都在搜尋用戶體驗的創新。隨著基于觸摸屏的手機被市場所接受，在使用其他傳感輸入以及觸感輸出對觸摸屏交互方式加以補充時，存在著大量的機會。