加拿大皇后大学和美国亚利桑那州立大学软性显示中心合组研究团队所开发的纸手机(PaperPhone),近日正成为各界瞩目的焦点。究其实,纸手机在软性显示(flexible display)技术部份,并没有太令人惊奇的突破之处,这款酷炫纸手机真正吸引人目光的部份,应该是针对未来便携设备,透过弯折电子纸的动作辨识来传递特定输入指令的方法,进一步开发出了一套颇具创新的人机接口互动模式。
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Snaplet软性显示器不仅可做成纸手机,也可以作成手腕式媒体拨放器。 |
软性显示器会首先应用在可携式产品的主要原因有三:首先由于技术因素使然,软性显示器进入市场化初期阶仍是以中小尺寸为主,因此各类行动装置将优先受惠;再者软性显示器轻薄可挠曲的特性,正适合便携设备的尺寸要求;此外软性显示的低功耗优势,更符合行动装置有效利用电源的设计。
这款以智能型手机为主要设计架构的纸手机,承继了以往软性显示器轻薄、易于携带、可挠曲、尺寸造型弹性多样的特性。在软性显示器部份,纸手机采用亚利桑那州立大学和E-Ink合作开发的3.7吋电泳式(electrophoretic)软性显示器,这个名为Snaplet的可穿戴式软性显示器,不仅可以作成纸手机,也可以作成手腕式的媒体播放器或是可卷曲的PDA笔记本。在纸手机软性显示器背后贴上软性基板,内建5层Flexpoint双向可弯曲薄膜感测数组和6个压力感测组件,搭配Arduino的微控制器以20Hz频率读取感测信息。软性基板的材质是采用杜邦的AC铜箔基材和Xerox Phasor的喷蜡式固态油墨印刷技术。在可挠式感测数组后方,也贴上Wacom的软性触控笔接口,可进一步支持纸手机触控笔功能。而整个纸手机样品开发架构是透过Ink的开发板工具结合Gumstix开放原始码架构处理器而完成。
值得注意的是,纸手机可以透过弯折电子纸的特定动作(bend gesture),辨识、传递并输入对应数据讯息,让软性显示器达到可以变换接口显示功能的互动效果,亦即藉由弯折电子纸的各类手势动作,来驱动纸手机执行功能选择、浏览主选单、或是结束通话等特定应用。
研究团队深入研究用户面对纸手机这种产品,会设计出哪些弯折动作来代表一般的讯息输入方式。从10位自愿参与者中,研究团队搜集出总共87对不同弯折电子纸的动作,进一步归纳了针对5款基本应用所代表的20种动作模型。最后研究人员根据参与实验者最喜欢、概念上也最简单、实际动作也最不费力的条件中,列举出6种3对最常用的弯折动作:(1)在电子纸一角上/下弯折;(2)在电子纸上缘上/下弯折,以及(3)在电子纸下缘上/下弯折。这代表着纸手机最具一般性的讯息输入模式。
纸手机软性显示器可承受最高挠曲的角度为45度,在设计上弯折电子纸动作的角度,也需要超过10度以上,系统才能够有效辨识挠曲动作所代表的特定讯息。不过由于纸手机内有些链接器组件较为脆弱,不像软性显示器可以挠曲,因此研发人员将这些链接器的位置放在纸手机的左缘,用柔软塑料材质包覆,右缘就可以让用户弯折,来传递特定指令以达到变换功能的效果。
透过各种弯折电子纸不同部位的手势形状,驱动软性显示器内建的软件,传递对应感测到的演算讯息给处理器,让接口达到准确变换应用功能的效果。因此在软性显示器可接受不同挠曲程度的物理条件下,研发团队进一步分类出各类简易弯折动作的数据库,作为软性显示器弯折感测数组接收数据以及纸手机弯折动作辨识引擎的核心。分类弯折动作是按照手势施力的位置和施力两端的对应关系这两大准则来归类。除了内建一般常用弯折手势所定义的输入讯息指令外,用户也可藉由纸手机建立自己习惯的弯折动作语汇及数据库。