揭秘手机屏幕触控技术 做个“不被忽悠郎”

    在手机产品不断创新的过程中，触控技术也一直在刷新，不同的触控应用在手机演变中相继扮演着重要的角色,引领着手机消费的潮流。更高级的屏幕触控手段为手机赋予了更多的附加价值，因此许多商家借机大做文章从而“忽悠”广大消费者。于是，笔者就手机屏幕触控技术翻阅资料，也采访了专业人士进行技术解析，在此为众多网友揭示不同屏幕触控技术的原理和核心价值，希望可以使更多消费者“眼明心亮”，做个“不被忽悠郎”。

一、 手机屏幕触控技术的简单发展史

    在触控道路上，电阻式触控屏( 电阻屏)首先得到了大量的应用，是很适合汉字的手写输入，在中国应用的最为广泛，迅速从PDA产品延伸到手机产品，是早期PDA手机的标志性配置。LG是最早把电容式触控技术引入手机的，但只是用于按键，不能在屏幕上输入，并没有引起太多的重视。

图为电阻屏工作原理

    随着苹果iphone的诞生，把电容式触控技术的应用推向一个全新的高度，多点触控电容式触摸屏(电容屏)一炮走红。随着越来越多的产品使用电容屏，曾经的霸主电阻屏在手机上的应用逐渐没落。现在的智能手机通常都使用电容屏，而电阻屏主要用于低端的非智能手机。

    电阻屏和电容屏都只能感知笔的位置，即书写的轨迹，无法感知笔的压力，即书写的轻重，它不能形成一般书写工具(如钢笔或毛笔)的笔锋效果。另外，由于分辨率的限制，在电容屏上很难写出小号字体，所以电容屏触控一般只适用于进行操作指令，而并不适合作为书写工具。

图为电容屏工作原理

    为了满足用户更好的书写体验，让人们在手机屏上书写时也能体验到纸笔的书写体验，写较小的字，形成笔锋和原笔迹效果，电磁触控屏(电磁屏)逐渐进入了人们的视野，在电磁屏上书写要用专门的电磁笔。电磁屏不仅可以感知电磁笔的轨迹，还能感知电磁笔的压力，电磁笔书写的笔迹可以反映出书写者的笔迹特征(如同纸笔书写效果)，形成真正的原笔迹,即“以字识人”在屏幕上也能实现了。

二、不同触控技术的具体区别

    就电阻屏、电容屏、电磁屏及电磁+电容双触控屏的具体区别，笔者咨询了现为兰州大学信息科学与工程学院兼职教授，开源软件与实时系统教育部工程研究中心学术委员会委员——周荣洁博士，周博士也是深圳经纬科技的副总裁兼经纬Gnote手机的研发总工程师。周博士用生动形象的描述解释了电容屏触控和电磁屏触控的不同科学原理。

1、电阻屏

    电阻屏是在玻璃面板的外侧贴上导电的薄膜，通过按压改变按压电的导电性能，感知位置信息，但它无法感知笔的压力，不能形成原笔迹。

    电阻屏用廉价的硬笔或硬物(如指甲)就可以在上面书写，使用方便，精度可以达到显示屏的像素精度。但是，因为显示屏的显示效果会受导电薄膜的透光率影响，在手机的使用过程中，导电薄膜会因为长时间受到笔的作用力而被刮花，造成屏幕显示效果越来越差，甚至形成永久的损坏。正因为电阻屏技术有这样明显的缺陷，所以它正在逐渐被更新的技术所取代。

2、电容屏

    电容屏的表面一般是经过钢化处理的玻璃，具有很高的耐磨强度，经常使用也不会刮花，更不会形成永久损坏，这点相对电阻屏有很大提升。电容屏是在玻璃面板的内侧用半导体工艺或印刷工艺在玻璃或薄膜上形成的一个电容层。当用手指触摸到玻璃面板的外侧是时，会引起电容的变化，由此感知位置信息。

    电容屏对手指腹部的感应灵敏，因此电容屏的触控和手写都可用手指完成，无需额外的书写工具。但电容屏对指甲的感应并不敏感，所以指甲很长的人使用电容屏就不太方便，后来，专用的电容笔诞生了，在电容屏上的写入才变得方便了，但由于多是模拟手指的指腹触感，所以一般电容笔的笔头较粗。

    所谓电容笔，实际上就是有一定体积和接触面积的导电材料。有兴趣的读者可以做一个实验，拿一个小的不锈钢汤勺，用汤勺的底部接触电容屏，就可以触发电容屏，完成解锁和其他操作。但如果用汤勺的把顶垂直接触电容屏，就不会触发。慢慢地把汤勺把倾斜，使得勺把有更大的面积接触电容屏，就又能触发了。这个实验说明了为什么一般电容笔的笔头都很粗，这是因为需要有一定范围的接触面积才能触发电容屏上的操作。市场上的电容笔就是在导电物质上，包裹上不易划伤屏幕的材料，做成笔的形状，因此成本非常低廉。

图为电容屏触碰碰示意图，分别为汤勺底面、汤勺顶部、汤勺把柄水平及垂直触碰。绿色表示触发电容屏成功，即完成解锁。

    电容屏的理论精度能达到1-2mm,但由于手指或电容笔的笔头都较粗，实际很难精确定位至1-2mm的范围，屏幕对手指和电容笔的感知精度不高，所以在电容屏上不易写出较小号的字体，电容屏也无法感应手指的压力，不能形成原笔迹。

    提高电容屏的触控灵敏度，减小电容笔的笔头直径，是电容触控技术未来的发展方向之一。

3、电磁屏

    电磁屏的表面和电容屏一样，是经过钢化处理的玻璃，它依靠位于显示屏下方或玻璃盖板内侧的电磁感应板来探测专用的电磁笔尖的位置，同时能够探测到作用在笔尖上的压力。笔尖的大小和笔的尺寸可以做到和真实的笔类似，使用起来和真实的笔差别不大。

    电磁屏有很高的灵敏度，可以精确定位笔尖的位置，可以写和我们平时书写时相仿大小的字，同时它可以感知大于256级的笔尖压力，把压力值传给应用处理器，在显示屏上同步画出对应不同压力值的笔迹的宽度和笔锋，其书写效果几乎等同于纸笔的书写。

    电磁笔可以看做是一个精密的无线电发射装置，它以一定的强度和频率从笔尖附近发射极其微弱的信号，而笔尖的压力转换为不同的发射频率。电磁感应板则可以看做是一个高精度的无线电接受装置，它通过定位电磁波的强弱来确定笔尖的位置，通过频率的变化来反映笔尖压力的变化，形成原笔迹。由于电磁笔内部有复杂的电路和精密的机械装置，需要有很高的精密加工能力才能制造，使得电磁笔的成本要比电容笔高很多。

    另外电磁屏和电磁笔是一项新的技术，笔的发射频率和调制方式等还没有一个行业标准，不同厂家生产的电磁笔只能和自己的电磁屏配套使用。

图为：电磁笔与电容笔的对比图

图为电磁笔书写效果，抒写流畅、识别笔迹轻重和笔锋走向，还原真实笔迹

图为电容笔书写效果，字迹大且抒写不是很流畅，不能形成原笔迹。

4、电容电磁双触控屏

    电磁屏+电容屏双触控技术带来了原笔迹书写的体验。目前在手机应用中，韩国手机品牌三星Galaxy Note和中国手机品牌经纬Gnote率先采用了相同的设计，在不需要原笔迹或高精度操作的情况下，用户可以通过手指完成操作。当需要快速记录(如会议记录)、原笔迹(如文件签批)、精确操作(如绘画)时则可以使用专用的电磁笔来完成。

    双触控的设计使得消费者在体验手指多点触控的同时，还能享受在纸上奋笔疾书的感觉。高精度的触控为其他应用的开展打开了一扇大门。例如结合五寸大屏，手机可以变成一个精致的小画板，你可以寥寥数笔勾画出一个精致的简笔画，也可以精雕细琢，画出一幅淡雅的水彩画，甚至是华丽的油画。随着新应用的不断加入，电容加电磁双触控技术的优点将更加显现，应用的范围将越来越广。

    通过以上的解释，相信众多网友在消费选择时会有更加清醒的认识，不要听信商家说的“配备了一枝书写笔就是笔写手机”，从而多花几百块钱去购买，而是要根据自身的需求进行购买。如果只是需要便捷操作程序，使用电容屏触控的手机就可以了，即使配有一枝电容笔的价格也应该很便宜，因为电容笔的成本极低，相对于整体手机的价格而言，几乎可以忽略不计。但是如果消费才想要获得更多应用体验，如绘画，原笔迹书写等功能，就一定要谨慎选择，只有真正采用“电磁屏+电容屏双触控”技术的手机，才有可能实现用户心中所想的良好笔写体验。