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【技术帖】人性化、未来化的手机振感到底是什么?

2020-02-18

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在疫情爆发的特殊时期,想必大家都更加深刻地体会到了手机的重要性。


“一天24小时,早中晚,除了呼吸,剩下最常见、最常用也最重要的就是手机”。


“最好的朋友,大概就是手机了吧”。


“手机就是我的命”。


毫无疑问,手机的确已经成为每天陪伴九游会J9·(中国)真人游戏第一品牌时间最久的电子设备,用句玩笑话来说就是“没有伴侣可以,没有手机必然不行”。


心甘情愿被手机“俘虏”,自然是因为手机本身所具有的价值——方便,互联。


更重要的是,手机的“人性化”让它从一台冰冷的机器化身为一个可亲近的朋友,甚至是爱人。


而手机“人性化”的关键一环就是触觉反馈(Haptics)。因为“触手可感”,才有“人性化”的交互可言。



什么是触觉反馈(Haptics)?


Haptics属希腊语,意为触觉。触觉技术被用于创造触觉效果,即在消费电子设备上的手势或触觉反馈。借助触觉技术,消费电子设备制造商可以在其设备上为特定的互动体验创造与众不同的个性化触觉反馈,从而为消费者提供更具价值且更加逼真的独特体验。




触觉反馈 (Haptics) 的必要性

在物理实体按键时期,用户对手机的操作与控制都由实体按键完成。打电话、发短信、手机功能选择、翻页等操作,都需要用户通过键盘输入,再由键盘反馈到手机内部以最终在屏幕上呈现需求实现的指令。


虽然,物理键盘的确给用户带来了真切的交互感。但是,物理按键使用寿命有限,按键容易失灵、按键之间容易藏污纳垢等弊端也的确影响了用户体验。再加之从某种程度上来讲,用户本身希望对屏幕内容进行直接交互,而键盘的存在,等于用户与屏幕内容之间多了一重屏障。


智能手机屏幕带来的无键盘时代则给用户与屏幕内容的“直接交互”带来了新的使用体验。不再借助键盘,用户的手指可直接与屏幕进行交互。这种直接的操作,让用户对手机的把控又进了一步。但是,这种交互并非真正的“人性化”交互。


以手机日常打字为例,在实体按键时期,摁下和释放按键之后,在弹簧的作用下,用户可通过手指感受到弹回的力量判断操作是否正确。但没有触觉反馈的触摸界面手机,则无法提供内在的机械反馈。缺少触觉反馈效果,无疑会造成用户的误操作,同时也让交互体验大打折扣。


其实触觉反馈技术用于诸如游戏机控制器等产品中已经有很长时间了。当玩家手持游戏模拟手柄进行枪战、赛车等游戏的时候,触觉反馈技术可以真实的模拟出不同枪械扣动扳机的手感、射击时弹头产生的强烈后坐力,或是狂踩油门、急速刹停的逼真动感。而这种逼真的“振”感,对于手机也越来越不可或缺。



触觉反馈 (Haptics) 的人性化

在科技行业,苹果在触觉反馈方面一直处于全球领先的地位,在苹果一系列产品的带动之下,线性马达作为新一代手机用马达技术逐渐被手机厂商所认可。


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2019年,众多主流品牌旗舰机型都已将触觉反馈作为新机发布的一大卖点开始宣传。其快速的响应能力、复杂可控的振幅、真实可感的振动效果等优势都可与苹果手机一较高下。


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如今,Haptics线性马达驱动除了最初被设计用于功能性的触觉反馈外,如今,更多地被应用于手机游戏交互场景之中。用户在对画面、音效有更高要求的同时,对于实时多样的触感交互体验也提出了更高的要求。


在竞速以及格斗类游戏最容易植入这样体现手指按压力度的操作:比如赛车游戏里用力按代表一记深油门,赛车冲出跑道,走向泥石道路,便可以通过震动模拟出赛车的颠簸感,让手游玩家在游戏过程中获得更精确、更“触”动人心的“人性化”交互体验。比如最新发布的内置j9九游会真人游戏第一品牌触觉反馈IC的梦幻手机——小米10。小米 10 系列继续保留了此前在小米9 Pro上广受好评的横向线性马达。


相比转子马达,线性马达响应速度快,振感强,有振动方向,振动频率和波形均可调,因而能够实现更为复杂和各种定制化的振动效果。



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转子马达、Z轴线性马达、X轴线性马达原理示意(图源FView)


在众多的线性马达中,又分为Z轴线性马达(又称圆形线性马达)和X轴线性马达(又称长方形或横向线性马达),Z轴线性马达由于在Z轴方向运动,振动行程相对较短,而X轴线性马达可以做到较长的行程,加速时间长,所以X轴线性马达振感要强于Z轴线性马达。X轴线性马达性能最优,一般见于旗舰机型。



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线性马达与转子马达驱动方案对比



8V短振电压下,小米10所搭载的X轴线性马达启/停时间均为4ms,峰值振动量高达3.1Gpp。基于此,小米10就可以实现清脆的、类似机械键盘的回馈感,短促而有力。所以,配备了转子马达或即便配备了某些线性马达的手机,仍会出现“嗡嗡嗡”的效果,正是由于启停时间过长,不能做到急起急停所造成的。

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在X轴线性马达优秀的性能基础上,MIUI 进行了细致的针对性优化,所以小米10系列的“振感HD”功能支持153种振感场景,非常细腻。可以说不是机械键盘,胜似机械键盘!



雷军用塑料普通话疯狂安利的,就是由j9九游会真人游戏第一品牌触觉反馈产品驱动横向线性马达得以实现的“振感HD”。据悉,国内几乎所有品牌的旗舰机型都采用了j9九游会真人游戏第一品牌设计的线性马达驱动IC。


雷军在发布会中如此评价内置j9九游会真人游戏第一品牌高压触觉反馈产品的小米10系列:“小米10系列有横向线性马达,无论你是玩游戏还是平常键盘输入,这款手机的横向线性马达的体验都非常非常的出色。”j9九游会真人游戏第一品牌高压触觉反馈IC采用了LCC (LRA Consistency Calibration) 线性马达一致性自校准专利技术,包括三大检测校准技术:


•开机F0检测功能

•F0自动追踪功能

•短振一致性自动校准功能


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通过j9九游会真人游戏第一品牌高压触觉反馈产品,小米10所搭载的横向线性马达可以实现的震动量是传统马达的2倍以上,启停速度达到毫秒级,可实现全方位的立体振动反馈。用户在打字时,犹如敲击真正的键盘,互动感体验极强。而在玩枪战射击类游戏时,击杀的瞬间通过手机振动传递给用户,就像置身真实的枪击现场。


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按照小米手机官方的说法,使用awinic inside横向线性马达,“从此,你会迷恋指尖的每一次触碰。打字、变焦、调节闹钟等等150个场景种种不同,在游戏中更能带来4D般的沉浸式体验”。


通过对游戏中各种枪声、车辆声等各种游戏音效的识别,MIUI还定制了诸多游戏4D震感:不同场景(开局飞机、跳跃落地、载具碰撞…)、不同武器(AKM、AWM、VSS…)、不同击杀(普通击杀、爆头击杀、三杀以上…)全部有不同的震动效果反馈。当你在游戏中驾驶者摩托车肆意驰骋的时候,不仅能听到摩托车“哒哒哒”的轰鸣,还能感受到来自手机“哒哒哒”的振动。而当你换上一辆蹦蹦的时候,又能感受到另一种与该车型相匹配的振动反馈。这颗X轴线性马达所带来的多样的、富于变化的4D震感,可极大增强游戏中的临场感、沉浸感。

用不少微博网友的话说,“这可能是全球唯一一个可以比肩甚至超越苹果Taptic振感的触觉反馈产品了。”


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据悉,j9九游会真人游戏第一品牌高压触觉反馈产品针对小米10系列智能手机的来电闹铃、指纹解锁甚至充电提醒等150种使用场景上,都进行了专门的振动效果编程,极大提升了消费者的触觉体验,让小米10系列成为当之无愧的小米十年“梦幻之作”!


与如今的品牌智能手机大力宣传的高刷新率屏幕和双扬声器立体声一样,线性马达虽然不是决定手机性能的核心配置,但也是一个可以明显提升用户体验的功能,所以备受用户的青睐。相比普通的转子马达和扁平式马达,线性马达可以带来更好的振感,尤其是打字或游戏时,振感非常的爽。


由于小米10系列的发布,线性马达再次成为了用户关注的焦点,甚至成为了一个手机圈的热点,原因很简单,就是卢伟冰怼友商的V30手机采用扁平式震动马达,而扁平式比转子马达成本更低,是Redmi用在千元内产品上的。随后,“嗡嗡嗡”的调侃就开始满网都是了,这说明了很多用户都喜欢线性马达。



小米10采用了横向线性马达,为了发挥该马达的性能,小米基于小米9 Pro进行了升级。据小米系统总监透露,线性马达从原本的三档调整到了无级变速,而针对清理最近任务有"嗡嗡嗡"一声,这则是小米工程师有意为之,是模仿哗啦啦粉碎的效果,为此小米工程师还费了一番功夫,选用j9九游会真人游戏第一品牌高压触觉反馈产品,让用户可以通过简单地软件调节,就定制个性化的振动体验。

网友对比多款品牌手机马达震动声音。





触觉反馈(Haptics)的未来化


随着触觉反馈技术的发展,手机的未来也有了更多的想象空间。在触觉反馈技术的加持下,华为的Mate/P系列,OPPO的Find/Reno系列,vivo的NEX系列以及小米MIX系列……每一款的创新元素都极有可能成为一个市场未来的发展趋势。当九游会J9·(中国)真人游戏第一品牌将这几款手机放到一起,会有个惊人的发现,侧边似乎都是屏幕,按键不见了!


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没错,三款手机全都采用了虚拟按键的方案,但是各家方案却有不同。让九游会J9·(中国)真人游戏第一品牌再回顾一下这几款虚拟侧键方案:


NEX 3:压感方案,虚拟音量键+电源键


NEX3在设计上的最大亮点“瀑布屏”使用了6.89英寸的柔性屏,弯折角度近乎垂直,在屏占比上高达99.6%。中框的独特性在于直接砍掉了传统的实体电源和音量按键,采用压感触控方案,配合横向X轴线性马达,通过j9九游会真人游戏第一品牌高压线性马达驱动的精确触觉控制产生媲美机械按键的反馈,最终才呈现出了NEX3侧边的隐藏压感键,实际使用中压感按键反应灵敏,反馈干净清晰,体验已经相当接近实体按键了。


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电源键位置还做了凸起纹理来起到定位作用,「音量+-」键分布于电源键两侧,在大多数界面侧面会有图标提示压感按键的位置,不过一开始习惯几次之后其实基本就能做到闭眼盲控了,有意思的是vivo还为压感键设计了一套独立电源系统,也就是说关机状态下压感按键也是能够正常独立工作的。


当你关机之后,如何通过指尖的触感就确认是否开机呢?NEX给大家提供了不用眼睛看屏幕就可以确认开机按键的方法,当手顺着侧边摸的时候,摸到开机键,会出现震动提示,这个贴心的小小体验相比较其他品牌手机而言,更具亲和力和更高的用户体验度。


NEX的设计思路是,虚拟按键从体验和交互习惯上尽可能尊重消费者对原有传统按键的使用习惯,实际拿到手体验时,如果不特意提醒,就不太会发现原来这是虚拟的。



Mate30 Pro:触摸、虚拟音量键,保留侧边实体电源键


因为机身侧面大部分是柔性屏幕,华为去掉了Mate30Pro侧边音量键、但还是保留了一个狭长的电源键,这对极致完美主义者来讲,是个不小的遗憾。


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但这并不意味着音量按键消失,取而代之的是“侧屏触控”。环幕屏边缘可自定义音量调节滑块的位置,也就是说,无论用户习惯左边还是右边使用音量键,都可以设置实现。


华为Mate30 Pro甚至可以学习用户握持手机的习惯,根据当前姿态智能启用侧屏触控。为了让音量键手感更像实体键,华为通过线性马达模拟了调整音量时候的震动感,以此提供触觉反馈,让虚拟按键操作仿佛是真实按键。


虽然对此也有网友产生质疑,Mate30 Pro是否会存在左右两侧屏幕误触问题,更有不少网友在对比另外几款机型时表示他们更喜欢另外几款品牌机型,但不可否认的,Mate30 Pro确实开发了一项创新的功能。



MIX Alpha:双侧边压感方案,虚拟音量键


小米 MIX Alpha采用了一块完整的屏幕环绕机身,拥有高达180.6%的屏占比,雷军表示,这不是折叠屏,不是双面屏,也不是瀑布屏,而是更能代表未来方向的屏幕形态——环绕屏。


小米 MIX Alpha 侧边是完整的屏幕,颜值极高,采用双侧压感屏,侧面线性马达由j9九游会真人游戏第一品牌高压线性马达驱动,支持AI+多传感器防误触技术。


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三种方案的对比


Items

Mate30 Pro

NEX3

Mix α

虚拟侧键方案

触摸+

Haptic反馈

压感+

Haptic反馈

压感+

Haptic反馈

电源键

实体

压感虚拟

压感虚拟

虚拟触觉位置

手机中部

手机底部

侧边位置

电源键关机响应

支持

未知

侧边一体化

电源键开孔

Yes

Yes

LRA马达

0815 X轴

0619 X轴

线性马达


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压感虚拟侧键方案系统框图



可以看到j9九游会真人游戏第一品牌的高压触觉反馈系统,在此应用中的设计非常简单,只要压感检测系统检测到压力的阈值,给一个trigger信号过来,就可以快速响应对应的触觉响应。因为在j9九游会真人游戏第一品牌触觉反馈方案设计之初,就从系统上充分考虑了虚拟按键的需求,即使关机也能工作。


1.电池电压直接供电,内置OSC时钟,当AP休眠甚至关机时,依然可以独立工作

2.内置SRAM,可以预存按键响应波形,当有对应trigger信号触发时,快速响应

3.每次响应完按键振动,自动进入standby机制,standby模式下功耗低至8uA

4.极快响应,从收到trigger触发,到线性马达两端出现波形,只需1.2mS

5.支持trigger双边沿触发,按键按下和释放都有精确的触觉反馈


虚拟侧键理想的体验是什么呢?我想,它不是为了证明“我存在”,恰恰是希望你发现不了它的存在,追求的是最极致、最自然的交互方式。



至于未来的手机形态还将在触觉反馈的发展基础上如何再“变异”,九游会J9·(中国)真人游戏第一品牌暂时没有定论。但,可以期待的是新的一年,j9九游会真人游戏第一品牌触觉反馈驱动IC一定可以助力各大主流品牌带给市场更加“触”动人心、更加“人性化”、更加“未来化”的“振”撼体验!


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j9九游会真人游戏第一品牌触觉驱动产品系列具有高性能和低功耗的表现,包括普通电压驱动器和高压驱动器,可广泛应用于手机,笔记本电脑,窄频物联网,游戏设备等。欢迎来询~




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