多点触控箱体技术白皮书.pdf

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1、多点触控箱体 技术白皮书 一、技术概念 多点触控（又称多重触控、 多点感应、 多重感应， 英译为 Multitouch 或 Multi-Touch）是采用 人机交互技术与硬件设备共同实现的技术，能在没 有传统输入设备（如：鼠标、键盘等。）下进行计算机的人机交互操作。 多点触摸技术，能构成一个触摸屏（屏幕，桌面 ，墙壁等）或触控板，都 能够同时接受来自屏幕上多个点进行计算机的人机交互操作。 人机交互 (HCI，Human Computer Interaction)是一门跨学科的研究，它的 研究内容很广，包括心理学领域的认知科 学，心理学；软件工程领域的系统构架技 术；信息处理领域的语音处理技术和

2、图像 处理技术；人工智能领域的智能控制技术 等。 人机交互理论是以认知科学为理论基础，是一个闭环系统， 是以系统科学作 为人机交互研究的框架的方法学； 人机交互是以信息技术作为用户界面的技术基 础，通过信息系统的建模、形式化描述、整合算法、评估方法以及软件框架等信 息技术最终实现和应用人机交互理论。 二、技术发展 多点触控技术始于1982 年由多伦多大学发明的感应食指指压的多点触 控屏幕。同年贝尔实验室发表了首份探讨触控技术的学术文献。 1984 年，贝尔实验室研制出一种能够以多于一只手控制改变画面的触 屏。同时上述于多伦多大学的一组开发人员终止了相关硬件技术的研发， 把研发方向转移至软件及界

3、面上。同年，微软开始研究该领域。 1991 年 Pierre Wellner对多点触控“数码服务台”，即支持多手指 的提案，研制出一种名为数码桌面的触屏技术，容许使用者同时以多个指 头触控及拉动触屏内的影像； 1999 年，“约翰埃利亚斯”和“鲁尼韦斯特曼”生产了的多点触控产 品包括 iGesture板和多点触控键盘。在2005 年，被苹果电脑收购； 2006年，纽约大学的Jefferson Y Han教授领导研发的新型触摸屏可 由双手同时操作, 并且支持多人同时操作。利用该技术，Jefferson Y Han 在 36 英寸27 英寸大小的屏幕上，同时利用多只手指，在屏幕上画出了好 几根线条

4、。与普通的触摸屏技术所不同的是，它同时可以有多个触摸热点 得到响应，而且响应时间非常短小于0.1 秒 2007 年，“苹果”及“微软”分别发表了应用多点触控技术的产品 及计划，令该技术开始进入主流的应用。 三、技术分类 LLP 技术 主要运用红外激光设备把红外线投影到屏幕上。当屏幕被阻挡时，红 外线便会反射，而屏幕下的摄影机则会捕捉反射去向。再经系统分析，便 可作出反应。 FTIR 技术 它会在屏幕的夹层中加入LED光线，当用户按下屏幕时，便会使夹层 的光线造成不同的反射效果，感应器接收光线变化而捕捉用户的施力点， 从而作出反应 ToughtLight技术 运用投影的的方法，把红外线投影到屏幕

5、上。当屏幕被阻挡时，红外 线便会反射，而屏幕下的摄影机则会捕捉反射去向。再经系统分析，便可 作出反应。 Optical Touch技术 它在屏幕顶部的两端，分别设有一个镜头，来接收用户的手势改变 和触点的位置。经计算后转为座标，再作出反应。 四、技术特点 1、 多点触控是在同一显示界面上的多点或多用户的交互操作模式， 摒弃了键盘、鼠标的单点操作方式。 2、用户可通过双手进行单点触摸，也可以以单击、双击、平移、按压、 滚动以及旋转等不同手势触摸屏幕，实现随心所欲地操控，从而更好更全 面地了解对象的相关特征（文字、录像、图片、卫片、三维模拟等信息） 3、可根据客户需求，订制相应的触控板，触摸软件以

6、及多媒体系统； 可以与专业图形软件配合使用。 五、 GIS 多点互动系统 概述 GIS 多点互动系统，是目前国内首个将大面积多点触控（multi-touch） 技术与地理信息系统（GIS）结合使用的产品。 触控技术 该技术实际上是有“投影大屏幕融合技术”和“multi- touch ”技术 的结合，该技术尚属国内首创。边缘融合技术是将一组（多台）投影机投 射出的画面进行边缘重叠，并通过融合技术显示出一个没有缝隙、更加明 亮、超大、高分辨率的整幅画面，画面的效果就好象是一台投影机投射的 画质。当两台或多台投影机组合投射一幅两面时，会有一部分影像灯光重 叠，边缘融合的最主要功能就是把两台投影机重叠

7、部分的灯光亮度逐渐调 低，使整幅画面的亮度一致。边缘融合投影技术经历了三个发展阶段：硬 边拼接、重叠拼接和边缘融合拼接。 “Mulit- Tuch”实际基于红外捕捉技术，利用特殊红外灯在桌体内部 形成均匀红光照射，再利用多个高效红外捕捉摄像机，搭建其一个抗干扰 的红外捕捉系统，当用户通过手或激光笔触控桌面时，红外捕捉系统能迅 速捕捉，交由定制的红外捕捉处理程序处理。从而完成不同手势的响应。 桌系统规划 整体布局： 3 通道组成一个高1.0 米，宽 1.2m、长 4 米 , 长方桌体。 投影亮度指标：考虑到现场可能存在的其他光源影响，我们选择高亮 度的专业投影机，单台亮度不低于6500 流明，对

8、比度不低于2000：1。 投影距离（配合一重反射系统）1.0m。 噪音指标：整机工作时，观众位置的投影机噪音不超过30 分贝。 主机系统指标：高性能图形工作站，可运行海量数据的仿真系统软件， 运行 100 万面的场景，画面刷新率不低于30FPS 。 灵敏度： 0.2 秒响应速率。 并发触控量：支持最高10 人 100 个点的触控响应。 系统对接：自主研发GIS 平台下于后勤保障GIS 实现无缝对接，并根 据客户需要为系统预留接口，以便客户后期升级工程的需要。 六、 系统拓扑图及设备 要使用多点触控技术，装置必需配备触屏或触控版，同时需装载可辨 认多于一点同时触碰的软件，相较之下，标准的触控技术

9、只能辨认一点， 是其之间最大的分别。能让电脑感受到物理上的触碰的事物包括: 热力、 指压、高速摄影机、红外线、光学感应、电阻改变、超声波接收器，微音 器、雷射波幅感应器及影子感应器等。 现时已有若干多点触控的应用及计划。有些目的是令输入更个性化不 过这种技术最主的目的是带来人机互动新时代。 当下流行的智能手机，都被认为不够人性化。因为，这些手机的用户 界面 40% 被键盘占据，且控制按钮固定不变。如果把这些键盘取消，就可以 得到一个巨大的屏幕。 多点触控的出现是鼠标出现后用户控制界面的又一次全新升级，这种 全新的用户界面通过创新的软件支持和超大的多点触控屏幕，能够通过手 指轻松控制一切：通过C

10、over Flow滑动选择专辑，手指点击图片和邮件， 任意缩放网页局部。 多点触控拓扑图 多点触控设备 长久以来，人们一直只习惯用鼠标来操控电脑画面，这导致多点触控 技术无法在科技产品中获得完整的运用。在理论上，利用手指直接在屏幕 上进行操作远比使用鼠标要来得更为精确。虽然这会让使用者耗费更多的 动作及体力，却能够在操控过程中获得更多的乐趣。另外，目前有许许多 多的 3D影像或者是影像处理软件接口，在操控的过程中设计过于复杂，必 须要搭配鼠标及键盘一并使用，甚至许多操作方式也依赖直觉及经验，才 能获得最佳的操控方式。因此，多点触控技术，有望取代目前所使用的键 盘、鼠标，将进一步体现出人性化操控

11、接口的未来趋势。 多点触控产品是利用红外光线打入透明玻璃平板上，并利用光线碰到 指头产生的反射来抓取正确位置，可整合至投影机或液晶面板内，并结合 手势、手绘轨迹等辨识技术，做为中、大尺寸互动教学、鼠标操作、Games 操控以及简报功能。可以让多用户共同享受交互体验，是一款时尚的室内、 外展示、娱乐工具。 七、“ I 多”箱体应用技术简介 “ I 多”多点触摸、多点触控交互系统为深圳市海翔科技有限公司品牌产 品，多点触控式人机交互系统， 可多人同时操作同一块大面积显示墙。可以让多 用户共同享受交互体验，是新的体验和协作工具，可以在指挥中心、教学、会议 室、广泛应用的工具。 系统优势：边缘融合技术

12、与多点触控交互技术的完美结合；超大大尺寸显示 交互供多人交互操作；高亮度，高清晰度，高对比度；没有任何连线暴露在户 外；抗划伤屏幕。 特点：光感应多重触摸技术；触控墙与室外融为一体；带手套也能操作；多 种大屏幕尺寸选择。 .3.2 多点触摸应用 多点触控 ( 又称多重触控、多点感应、多重感应，英译为Multitouch或 Multi-touch) 是一项由电脑使用者透过数只手指达至图像应用控制的输入技 术。它是采用人机交互技术与硬件设备共同实现的技术，能在没有传统输入设备 （如鼠标、键盘等）的情况下进行计算机的人机交互操作。 .3.3 多点触控系统特点 1、 多重触控是在同一显示界面上的多点或

13、多用户的交互操作模式，摒弃了 键盘、鼠标的单点操作方式。 2、用户可通过双手进行单点触摸，也可以以单击、双击、平移、按压、滚 动以及旋转等不同手势触摸屏幕，实现随心所欲地操控， 从而更好更全面地了解 对象的相关特征（文字、录像、图片、卫片、三维模拟等信息）。 3、可根据客户需求，订制相应的触控板，触摸软件以及多媒体系统；可以 与专业图形软件配合使用。 3.4 多点触控手势识别 手势功能说明 1. 单个手指运动书写2. 鼠 标单击3. 单击一个区域，3 秒 不移动，实现右键功能。 移动图片框2 个或 3 个手指移动 自动启动相应的软件手掌按在板面3 秒不 动 放大一个对象2 个手指同时相向运 动

14、 缩小一个对象3 个手指同时相反运 动 按照一定的角度旋转一个对 象 1号 手指不动 2号 手 指相对 1 号手指做圆弧运 动。 说明： 在三维态势综合显示系统中，指挥员可以控制视点绕场景移动或适当拉近、 移远视点，但总保证对战场环境的全局观察，使控制指挥员对战场信息能够及时 掌握，以迅速做出决策或评估。 交互控制的手段主要为利用红外或者摄像机定位方式的直接交互方式。用户 可以直接利用笔、 手或者指挥棒直接对三维态势综合显示系统进行操作，而不需 要利用鼠标、键盘等传统输入设备。 三维态势综合显示系统支持场景漫游、远近推拉、任意方位和俯仰角观察。 这些功能的切换可以利用不同的手势进行区别和实现，

15、具体如下： 场景漫游 在主视场景窗里，单手的多个手指向某个方 向移动时，系统就能够根据拖动的位移及时调整 观察区域。 远近推拉 在主视场景窗里，双手的手指向相同的方向向或者不向的方向运动，视距将 会减小 / 增加，实现视距的远近推拉， 从而实现场景观察区域的缩小/ 放大，使得 场景内目标放大 / 缩小。 方位与俯仰调整 在主视场景窗里， 1 号不动， 2 号手指相对 1 号手指做圆弧运动，系统将根 据拖动的位移，及时调整观察视角。左/ 右移动，逆 / 顺时针调整观察方位；上/ 下移动，在 090范围内增加 / 减小俯仰角。 、 指定观察点 在导航窗里，点击期望的观察焦点，主视场景将快速调整到指

16、定的区区域。 复位 在主视场景窗里，手掌按在表面3 秒不动，就将当前视景恢复为默认状态。 八、系统参数 型号：海视宽屏I5-360A 分辨率 2560*768； 对比度： 2000：1； 显示面积： 1.5 米*5 米 厚度： 1.2 米；高度： 2.3 米 重量 310kg； 工作电流 50A； 功耗： 3000W ； 4 路 DVI 信号采集； 8 路视频采集； 内置处理器： 边缘融合器、多点触控处理器、iPad 控制处理器、 无线路由器； 支持画中画、多画面、画面漫游、缩放、移动、网络抓屏、场景 切换； 内置 2.1 声道音响系统； （普通模式）单灯寿命20000小时，（节能模式）双灯寿

17、命40000 小时； 确保 7*12 小时稳定工作。 赠送正版苹果iPad2 一台、控制软件一套； 可以控制大屏幕的内容播放、切换、开关机；可以控制音量大小。 九、内部核心配置： 1、激光机芯； 2、光学幕； 3、边缘融合服务器； 4、多点触摸服务器； 5、特制红外激光摄像机； 6、远程控制系统 （激光笔、 iPad2、iPhone、ipod 等控制）； 7、中控、矩阵； 8、音响； 9、各种接口输入输出，结构框架。 十、多点触摸箱体应用领域 军事指挥中心、武警公安应急指挥中心、交通指挥中心； 政府部门应急指挥中心（防灾减灾、海关、国检、人防、城管）； 调度指挥中心（烟草、石油、钢铁、水利、电力、气象、水运、电信）； 展览展示（电视台、地产、汽车、企业形象、科技馆、博物馆） 科研院所（高校、医院、工业设计、建筑设计、国土规划） 内部资料敬请保密！ 深圳市海翔科技有限公司 Tel:15813736831