手機更智能 重力感應和電子羅盤技術

借助重力感應技術，在手機上旋轉屏幕時，不用再去手動調節屏幕方向，而是讓手機智能適應玩家使用需求，方便又快捷，在玩游戲時也不用再在小屏幕上點擊方向，將手機左右傾斜就能達到控制方向的效果，操作更直觀簡便。而電子羅盤則顯得更“神奇”，手機搖身一變成為指南針……現在重力感應和電子羅盤這兩種技術在智能手機上可以說是廣泛應用，那么它們的工作原理是怎樣的呢？

重力感應：感應手機動作

智能手機可以根據手機的位置來自動切換屏幕方向，也可以感應到手機的動作來實現相應的動作，如游戲中左右傾斜手機，就可以實現相當于左右按鍵的操作。相對傳統的手動切換屏幕方向和使用按鍵來控制方向，重力感應讓一切操作更加簡單和炫酷，這都歸功于手機中一個名為重力感應的芯片。實際上，重力感應的功能并不僅如此，目前還有甩屏換歌、翻轉靜音等多種應用。

重力感應是利用壓電原理來實現的，簡單來說是測量內部一片重物（重物和壓電片做成一體）的重力在兩個正交方向上的分力大小，以判定水平方向。通過對力敏感的傳感器，感受手機在變換姿勢時重心的變化，從而實現選擇的功能。

除了壓電原理的加速度感應器方式，在一些較高端的智能手機上還使用陀螺儀，當然，人們常常也將這類功能稱為重力感應，只是感應精度更加靈敏。手機上用的一般都是MEMS陀螺儀，也就是微機電陀螺儀，在航模、手機、相機中廣泛運用，MEMS陀螺儀利用科里奧利力——旋轉物體在有徑向運動時所受到的切向力。MEMS陀螺儀通常有兩個方向的可移動電容板。徑向的電容板加震蕩電壓迫使物體作徑向運動（有點像加速度計中的自測試模式），橫向的電容板測量由于橫向科里奧利運動帶來的電容變化（就像加速度計測量加速度）。因為科里奧利力正比于角速度，所以由電容的變化可以計算出角速度。當然，接下來就是處理這個角速度，通過相關的算法，模擬出手機的移動動作。相對傳統重力感應，陀螺儀由于重心始終在正中，因此可以很精確地判斷手機正確的方向，這在導航中顯得非常實用。隨著技術的進步，越來越多的智能手機開始采用陀螺儀來實現更精確的重力感應，如三星Glaxy i9200等。

事實上，重力感應根據精確度分為多種檔次，也就是我們常說的雙軸、3軸和6軸。以iPhone4為例，就是采用3軸的陀螺儀，而SONY的NGP游戲機則采用了6軸的陀螺儀。因此，簡單說，重力感應精度主要取決于手機制造商所用的芯片。

重力感應的應用方向

前面我們提到，重力感應能感知手機動作，實現屏幕旋轉和游戲控制功能，事實上， 重力感應的應用不僅如此，重力感應的應用方向還包括穩定圖像、GPS慣性導航等。

利用重力感應可以防止手的抖動對拍照質量的影響。在拍照時，重力感應可以記錄按下快門時手抖動的幅度，然后反饋給圖像處理器，做出相應的調整，獲得清晰穩定的圖像。除了穩定圖像，重力感應還能用于GPS的慣性導航，當汽車行駛到隧道或城市高大建筑物附近，沒有GPS訊號時，可以通過陀螺儀來測量汽車的偏航或直線運動位移，從而繼續導航。

手機變成指南針：電子羅盤

現在不少手機還帶有電子羅盤功能，能夠讓手機當作指南針使用，確定當前所在位置的方向。其實，它既是一個手機的硬件，也需要軟件來配合，在iPhone4上，就配備了電子羅盤，搭配Compass軟件，就可以實現指南針的功能，開啟手機定位功能，還能夠判斷當前位置的經緯度。

簡單地說，手機中的電子羅盤，同樣是由一顆芯片來實現相關的功能。傳統羅盤用一根被磁化的磁針來感應地球磁場，地球磁場與磁針之間的磁力使磁針轉動，直至磁針的兩端分別指向地球的磁南極與磁北極。電子羅盤也一樣，只不過把磁針換成了磁阻傳感器，將感受到的地磁信息轉換為數字信號輸出給用戶使用。相對傳統羅盤，電子羅盤在抗磁干擾的能力上更強，即使在強磁干擾后失靈，用戶也可以自行校正，只要順時針轉動設備兩圈就可以自行校正，使用上比傳統羅盤更加方便。

實際上，電子羅盤并不單純作為指南針來使用。還可以作為GPS的輔助手段，最主要的是在沒有衛星信號，或者在低速甚至靜止的情況下指示方向，因為GPS在靜止或低速狀態下無法取得方向或只能得到錯誤的方向。其次，電子羅盤可方便地和GPS、電子地圖等系統整合使用，還可以根據電子羅盤的讀數，地圖自動旋轉到用戶方便讀取的方向，十分適合不太會用地圖的人使用。此外，與傳統羅盤一樣，它也可以根據地標粗略估計自己所處位置（有經驗的人使用起來就如同GPS一樣）、可以控制行進方向等等。

目前除了iPhone4配備了電子羅盤，不少Android智能手機也配備了電子羅盤，如三星Glaxy i9000、HTC G7等。對手機來說，配備電子羅盤還是顯得很有必要，尤其是對GPS功能使用較多的用戶。它能夠為GPS提供一些輔助功能的支持，讓GPS導航更加完美。

傳感器進步 創造科技生活

越來越多的傳感器在手機上的使用，讓手機具備更多的實用功能，無論是重力感應，還是磁感應，不但小巧便攜，還可以通過你的不同動作來辨別你對它的控制期許，根據使用情況進行實時反饋。總的來說，基于智能手機+傳感器的應用現在確實是越來越多，眾多游戲、應用程序均支持傳感器的應用，創造出更多新鮮的玩法。可以預見的是，眾多傳感器在手機上的應用正成為一種趨勢，不斷支持手機整合新的功能，為應用創新提供動力源泉。