,采用 Taptic Engine 觸摸板的 New Macbook 發(fā)布已經有一段時間了,但是還沒看到原理性介紹,所以我來介紹一下。
2013 年二月,蘋果專利“局部觸覺反饋的方法和設備”(Method and apparatus for localization of haptic feedback,United States Patent: 8378797)通過授權。
在專利文件中,蘋果提到了包括多個獨立致動器的觸覺反饋系統(tǒng)。啟動一個致動器以產生震動,同時啟動其他若干個致動器產生第二個抑制波形,從而把實際震動抑制在特定輸入區(qū)域,避免相互干擾。
為了更好地理解這一根本原理,我們來復習一下高中物理。
干涉(interference)這個概念本身指是兩列或兩列以上的波在空間中重疊時發(fā)生疊加從而形成新波形的現象。
假想兩個人分別握住繩子的一段,各自抖動繩子,從下圖我們可以看出,左右相位相反時,強度相同的兩束波發(fā)生相互抵消。而右邊的波束卻疊加增強。
把這一現象拓展到二維空間的實例:將一束單色光束分成兩束后,再讓它們重疊,將會發(fā)現在重疊區(qū)域內的光強并不是均勻分布的:其明暗程度隨其在空間中位置的不同而變化,最亮的地方超過了原先兩束光的光強之和,而最暗的地方光強有可能為零,這種光強的重新分布被稱作“干涉條紋”。(百度百科)
把這一原理應用于電磁波,就構成了相控陣雷達(下圖為 F-16 戰(zhàn)斗機)。相控陣雷達一般擁有上千個發(fā)射天線單元,通過調節(jié)波束合成的方式,可以改變雷達掃描的方向而不需要機械部件運轉,靈活性很高,適合應對高機動目標,還可發(fā)射窄波束作為電子戰(zhàn)天線。
接下來看看干涉原理在消費電子產品中的應用狀況:在今年新發(fā)布的 New MacBook 中,觸摸板應用了 Force Touch 以檢測觸摸板受力狀況,在此基礎上集成了 Taptic Engine 進行觸覺反饋。從下面的拆解圖我們可以看出,蘋果在觸摸板下面布置了四個致動器構成的小型陣列,實現了在觸摸板這個小范圍內的可控觸覺反饋。從使用效果來看,Taptic Engine 模擬觸摸板按鍵的實際體驗能夠做到以假亂真。
不過蘋果在專利中要變革的可不止觸摸板,下面專利配圖描述的場景是,在整體的金屬或者玻璃板上布置鍵盤的鍵位。
傳播波形與抑制波形在手指接觸位置疊加,從而實現局部振動反饋。每個節(jié)點的具體致動器可以是電-機械膜致動器或者電磁蜂鳴器。
由此,蘋果版“touch cover”帶來的鍵盤敲擊振動反饋毫無疑問會比微軟 touch cover 的零反饋更強,在 New Macbook 上小試牛刀的 Taptic Engine 有希望在今年底的新 iPhone 上帶來接近人們早已遺忘的手機實體按鍵的精準震動反饋。