淺談多點觸摸技術在產品操作界面設計中的應用

摘 要 多點觸摸技術是目前新興的產品功能操作與控制技術，已經在電子通訊設備的操作中得到廣泛應用。然而新技術的出現帶來了很多操作方式上的變革，也使得產品設計人員需要全面把握多點觸摸技術的特點和實質，以便于合理有效地應用在產品操作界面的設計之中。本文通過對多點觸摸技術的分析，初步提出多點觸摸技術在產品操作界面設計中的應用方法，以供設計研究人員在相應領域進行產品開發和設計研究。

關鍵詞 多點觸摸技術 操作界面 交互界面 產品設計

中圖分類號：TP18 文獻標識碼：A

目前，多點觸摸技術（Multi Touch）已經在手機和平板電腦等便攜移動設備中得到了廣泛應用。蘋果公司的iPhone手機和iPad平板電腦讓人們通過多點觸摸技術獲得了前所未有的人機互動體驗。通過多點觸摸技術可以實現在手機屏幕上模擬彈鋼琴，通過屏幕上虛擬的游戲操控桿玩手機游戲，還可以在三維虛擬空間內任意變換視角活動瀏覽。這些新技術帶來的新體驗都超越了以往依靠機械按鍵、鼠標指針和操作桿等傳統設備，使得設計制造和維護成本更高的機械操作設備逐步被體驗效果更佳的液晶多點觸摸屏取代。

然而，目前多點觸摸技術的絕大部分應用都集中在移動設備領域，主要應用方向都是以多媒體為主，在其他類型產品（家用電器、工業設備等）的操作中應用很少。對于產品內在的工業設計價值體現，操作體驗是重要發展提升的一環，多點觸摸技術在產品操作界面設計中合理、高效的應用能夠帶來一次產品工業設計的全面革新。

1 多點觸摸技術的由來和特點

1.1 多點觸摸技術

多點觸摸（Multi Touch）技術是允許用戶同時通過多個操作點與產品系統進行信息與控制交互的技術，其主要的創新之處在于產品能夠同時識別一個或多個操作點的方位坐標。在產品的操作方式上提供了一種全新的人機交互體驗。

多點觸摸技術最早誕生于1982年的多倫多大學，次年貝爾實驗室提出了將用戶輸入與系統輸入集成在同一個界面的理論構想，第一次探討了基于觸摸屏幕的用戶界面設計方法。2005年紐約大學的Jefferson Y Han教授領導研發的新型觸摸屏可由雙手同時操作，并且支持多人同時操作。該技術方案能以很低的研發制造成本進行商業化應用，這是多點觸摸技術投入真正商業化應用的一個里程碑。兩年后，搭載多點觸摸技術的蘋果iPhone和微軟的SurfaceTab投入市場，使全新的產品操作體驗進入到普通人的生活中。

1.2 多點觸摸技術的特點

多點觸摸是在同一顯示界面上的多點或多用戶的交互操作模式，摒棄了鍵盤、鼠標或是按鍵、操控桿等的單點操作方式。用戶可通過雙手進行簡單的單點觸摸控制，也可以單擊、雙擊、平移、按壓、滾動以及旋轉等不同手勢多手指觸摸屏幕進行操作控制，實現用雙手隨心所欲地操控，從而更好更全面地了解產品對象的相關特征（如文字、圖片、視頻、三維虛擬等）。多點觸摸技術可根據客戶需求，訂制功能和尺寸相應的觸控顯示屏，觸摸軟件以及多媒體系統。

1.3 多點觸摸技術在目前的應用

多點觸摸技術的應用范圍非常廣泛（見表1）。但是目前多集中在智能手機、平板電腦和行業信息互動展示平臺等領域。如以蘋果的iOS和谷歌的Android操作系統為代表的智能手機和平板電腦是目前多點觸摸技術主要的應用平臺，大量基于此平臺的應用程序和游戲均支持多點觸摸操作，用戶的體驗直觀、自然。

2 多點觸摸技術在產品操作界面設計中的應用

2.1 產品操作界面的類型

用戶對一個產品進行操作控制，進而實現產品的各種功能，必須通過產品的操作界面來進行。傳統意義上的產品操作界面形式多樣，涵蓋的范圍也非常寬泛。從廣義上主要分為：安全型控制界面、選擇型控制界面、功能型控制界面、輸入型控制界面等。

安全型控制界面主要包括電源開關、啟動/停止開關、保護開關等；選擇型控制界面包括方向選擇鍵、方向搖桿、階段選擇式撥輪等；功能型控制界面主要包括各種功能按鈕；輸入型控制界面則包括鍵盤、鼠標指針、數字鍵盤等。正是這些操作界面的組合形成了各式各樣的產品功能形式。

2.2 多點觸摸技術在產品操作界面設計中的應用

在傳統的以按鍵、開關和搖桿、撥輪等機械式操作界面中，主要是以單點觸發指令為機制，每按下一次或撥動一下，操作指令觸發一次。其功能上的優勢和劣勢同時存在：優勢是操控觸發精確、穩定、明晰，用戶的指令輸入明確到位，不容易產生指令信息的含糊不清。對產品系統而言，由于指令單一，系統處理負載小，從硬件制造到軟件設計與系統維護都可以用很簡潔、低成本的方式實現，既保證了用戶操作的穩定性和安全性，又能盡可能地節約開發和制造難度，有效地降低生產成本。劣勢是傳統的操作界面較少采用大屏幕、高分辨率的彩色液晶顯示屏顯示，使用的多為指示燈、信號燈、數顯模塊等，用戶操作指令不直觀，操作時容易產生誤讀等問題。另外一個問題就是由于是模具化開發，傳統的操作界面在設計與制造之間的可操作性調整上難度和成本都比較高，設計一旦定型，要對界面進行調整優化的余地非常小，這也是造成很多產品在初期上市的時候即使用戶體驗不佳也無法短時間迅速地調整修正用戶界面，只能在后期成本回收以后再產品更新換代時進行，一定程度上影響了用戶體驗，也很容易造成產品缺陷。

多點觸摸技術主要是基于現代大屏幕高分辨率平板顯示設備來實現的，這種設備主要包括了液晶顯示器、等離子顯示器、OLED顯示器等，顯示原理各不相同，但是對于多點觸摸技術的實現大同小異。加入多點觸摸技術的顯示屏帶給產品的操作體驗的提升是顯而易見的，這里主要以液晶多點觸摸顯示屏的應用來說明。首先，全彩色高分辨率液晶顯示屏能夠帶來更大量的信息、圖形和圖像顯示，在人機交互的信息量上不存在障礙或瓶頸，也使得產品的人工智能化發展有了可能；其次，多點觸摸技術給操作帶來了直觀和便捷，可以直接輕觸屏幕獲得對產品的功能控制；第三，多點觸摸技術相對于單點指令的輸入可以對產品系統進行復雜指令的輸入，在一些特殊的功能命令上能實現僅依靠單點指令不能實現的功能，比如像操作產品啟動的功能，無論是按鈕還是按鍵，亦或是單點指令的觸摸屏，都存在誤觸發的可能，但是再多點指令集的控制下，產品的啟動可以通過兩個手指的定向交叉滑動來實現，這樣就把誤觸發的可能性降到了最低，產品的使用也更安全。

3 多點觸摸技術在產品操作界面設計中的發展趨勢

隨著產品人機交互的不斷進步，未來的產品操作界面中多點觸目技術還會不斷發展完善，從基礎的家電產品到工廠的各種生產加工設備，都需要利用多點觸摸技術來提升人機交互。可以預見未來的產品操作界面設計會呈現以下趨勢：首先，人機的信息交互以大屏幕高分辨率顯示屏為主，提供大量的人機間信息量的交流；其次，多點觸摸技術得到應用，在產品的操作中，通過多點觸摸技術進行產品功能控制，提升用戶的產品體驗，提升產品的創新特性；最后，在交互界面設計中，也會以多點觸摸為特點進行相應的圖形化界面設計，虛擬按鈕、虛擬鍵盤等設計會更加適應多點觸摸操作的需要，進一步優化操作界面的可視化觀感，提升操作流暢性，不斷增強人機的互動體驗。

4 結語

多點觸摸技術已經廣泛應用在了最新的信息技術的產品中，但是在家電產品和工業加工設備等機電產品中還未得到廣泛的應用，究其原因還在于技術的難度相對較高，成本控制，加工工藝，以及多點觸摸操作程序開發、圖形化界面設計等一系列問題。但是技術進步的步伐是迅速的，只有設計開發人員在廣泛研究的基礎上合理地提出操作改進的方案，才能使產品設計不斷得到創新，多點觸摸技術也一定會在產品操作界面設計中得到進一步的開發和演進。

河南科技大學青年科學基金項目支持

參考文獻

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