Силовое прикосновение

Сенсорная технология, чувствительная к силе, разработанная Apple Inc.

Force Touch — это тактильная технология, разработанная Apple Inc. , которая позволяет трекпадам и сенсорным экранам различать различные уровни силы, приложенной к их поверхностям. Он использует датчики давления , чтобы добавить еще один метод ввода на устройства Apple. ^{[1] [2]} Впервые технология была представлена ​​9 сентября 2014 года во время презентации Apple Watch . Начиная с Apple Watch, Force Touch используется во многих продуктах линейки Apple. В частности, это касается MacBook и Magic Trackpad 2 . На моделях iPhone эта технология известна как 3D Touch . Эта технология повышает удобство использования программного обеспечения, предлагая третье измерение для приема входных данных. Доступ к ярлыкам, предварительный просмотр деталей, рисование и общесистемные функции позволяют пользователям дополнительно взаимодействовать с отображаемым содержимым, применяя силу к поверхности ввода.

3D Touch имеет три уровня ввода в зависимости от чувствительности к давлению. Это позволяет пользователям настраивать легкое, среднее или сильное нажатие на экран iPhone. ^[3] С другой стороны, Force Touch имеет два уровня взаимодействия. В этих устройствах находится тактильный двигатель Apple под названием Taptic Engine, в котором находится линейный привод , создающий вибрационные эффекты в качестве обратной связи. Apple позволяет разработчикам приложений использовать чувствительность трекпадов и сенсорных экранов к давлению в своих собственных приложениях. Поддержка 3D Touch была прекращена в iPhone 11 и более поздних версиях в пользу Haptic Touch. ^[4]

Haptic Touch — это функция iPhone XR (но не iPhone XS ) и более поздних моделей iPhone, заменяющая 3D Touch. Сенсорный экран, который больше не имеет слоя, чувствительного к давлению, различает касание и долгое нажатие, используя задержку по времени для активации определенных функций 3D Touch (только для элементов, у которых нет действия, назначенного для длительного нажатия). Эта функция была добавлена ​​в iPhone SE (1-го поколения) с обновлением iOS 13 и на любой iPad, поддерживающий iPadOS 13 . Начиная с watchOS 7 , распознается только Haptic Touch, а Force Touch больше не поддерживается на всех последующих Apple Watch. ^[5]

Пользовательский функционал

Force Touch на Mac используется для доступа к различным функциям. ^[6] Вот несколько примечательных из них:

• Найдите текст, чтобы просмотреть дополнительную информацию из словаря , Википедии и т. д.
• Покажите предварительный просмотр местоположения адреса в Apple Maps .
• Добавляйте даты и события в Календарь .
• Предварительный просмотр сведений о номерах рейсов, номерах отслеживания и событиях.
• Ускорьте перемотку вперед и назад в QuickTime и iMovie , используя переменное давление.

3D Touch на iPhone использовалось для доступа к таким функциям, как: ^{[2] [6]}

• Быстрые действия позволяют пользователям получать доступ к ярлыкам, многие из которых прямо с главного экрана.
• Peek and Pop позволяет пользователям просматривать контент и выполнять с ним действия, не открывая его. Нажимая дальше, пользователь может перейти к содержимому приложения.
• Чувствительность к давлению позволяет творческим приложениям использовать преимущества дисплея, чувствительного к давлению, для изменения толщины линий или изменения стиля кисти.
• Удерживая нажатой кнопку: просмотр живых фотографий; откройте переключатель приложений (только для iPhone 6s, 6s Plus, 7, 7 Plus, 8 и 8 Plus); и т. д.
• При нажатии на клавиатуру отображается курсор, который можно перемещать в двух измерениях. Повторное нажатие входит в режим выбора.

Force Touch на Apple Watch использовалась для доступа к некоторым важным функциям, ^[7] таким как:

• Просматривайте альтернативные циферблаты текущего циферблата.
• Используйте аналоговый, цифровой, графический и гибридный режимы в приложении секундомера.
• Переключайтесь между представлением «День», «Список» или «Сегодня» в приложении «Календарь».
• Смотрите погоду, прогноз дождя и температуру в приложении «Погода».

Программное обеспечение

Apple позволяет разработчикам приложений интегрировать функцию принудительного касания в свои приложения. API -интерфейсы облегчают следующее взаимодействие: ^[1]

• Приложения реагируют на более сильное нажатие, предоставляя ярлык в качестве дополнительной функции.
• Чувствительность к нажатию для рисования и творческих приложений, позволяющая сделать линии толще или придать кистям изменяющийся стиль.
• Ускорители позволяют получить чувствительность к давлению, чтобы дать пользователям больший контроль. Скажем, ускоренная перемотка вперед при воспроизведении мультимедиа может ускоряться по мере увеличения давления.
• Перетаскивание позволяет пользователям реагировать на силовой жест во время удержания и немедленно открывать новую цель для перетаскивания.

Аппаратное обеспечение

Емкостные датчики за дисплеем iPhone 6S

Taptic Engine встроен в iPhone 6S

На iPhone с 3D Touch емкостные датчики встроены непосредственно в дисплей. При обнаружении нажатия эти емкостные датчики измеряют микроскопические изменения расстояния между подсветкой и защитным стеклом. На Apple Watch ряд электродов выравнивает кривизну экрана. При обнаружении нажатия эти электроды определяют приложенное давление. Трекпады используют аналогичный механизм, хотя сенсорная информация определяется серией из четырех датчиков, которые располагаются по углам трекпада. Обнаруженное давление затем передается в Taptic Engine, механизм тактильной обратной связи Apple . Электромагнитный линейный привод двигателя Taptic способен достичь максимальной мощности всего за один цикл и производить вибрации длительностью 10 миллисекунд . В отличие от типичных двигателей, линейный привод не вращается, а колеблется вперед и назад. Taptic Engine обеспечивает немедленную тактильную обратную связь без необходимости компенсировать баланс массы. Создаваемая тактильная обратная связь может сопровождаться звуковым сигналом. ^[8] Это помогает привлечь внимание пользователя и передать важную информацию, такую ​​как успех, предупреждение или сбой. ^[9] Каждый тактильный тип определяется для определенной цели, чтобы передать определенное значение. ^[8]

Механика

Модуль Taptic Engine, используемый в iPhone 6s

Сенсорный интерфейс может представлять собой трекпад или сенсорный экран. Несколько приводов механически соединены с задней частью входной поверхности. Исполнительные механизмы распределены по поверхности, каждый в отдельном месте контакта, чтобы обеспечить локализованную тактильную обратную связь для пользователя. Пьезоэлектричество используется приводами для преобразования физически вызванной вибрации или входного смещения в электрический сигнал . Контроллер настроен на активацию исполнительных механизмов внутри и вокруг точки контакта. Приводы в точке контакта вызывают колебания , вызывающие вибрацию. Однако, поскольку вокруг точки контакта имеется несколько исполнительных механизмов, вибрация может распространяться в другие места, что ограничивает эффект локализации. Вот почему второй набор приводов генерирует сигналы для подавления вибрационных перекрестных помех, создаваемых первым набором приводов. Этого можно достичь путем создания сигналов, которые создают помехи с точки зрения амплитуды , частоты или того и другого. Маскирующие сигналы также могут изменять вибрацию в местах контакта, предоставляя пользователю дополнительные возможности, а не просто подавляя распространяющиеся вибрации. ^[10]

Продукты

Технология Force Touch или Haptic Touch используется на следующих устройствах Apple:

Технология 3D Touch была представлена ​​на следующих устройствах Apple:

Судебные разбирательства

Immersion Corp. подала иск в 2016 году, который был урегулирован к 2018 году.

11 февраля 2016 года компания Immersion Corporation подала на Apple Inc. иск из-за обвинений в нарушении патентов, принадлежащих Immersion, на технологию 3D Touch. Согласно жалобе, заявленные патенты обычно относятся к устройствам и методам, используемым при реализации тактильных ощущений с поддержкой давления для улучшения пользовательского опыта на электронных устройствах. Нарушенные патенты с соответствующим описанием следующие: ^[11]

1. Патент США № 8619051: ^[12] Относится к системе тактильной обратной связи, включающей контроллер, соответствующую память, привод привода и схему привода. В памяти хранится по меньшей мере один тактильный эффект, который выполняется контроллером.
2. Патент США № 8773356: ^[13] Относится к раскрытым системам и способам обеспечения тактильных ощущений, таким как этапы вывода сигнала дисплея, сконфигурированного для предварительного просмотра графического объекта на сенсорном устройстве ввода.
3. Патент США № 8659571: ^[14] Относится к системе, которая производит динамический тактильный эффект и генерирует сигнал возбуждения, который включает в себя сигнал жеста и сигнал датчика реального или виртуального устройства.

В мае 2018 года во втором иске в том же суде округа Делавэр утверждалось, что Apple сознательно нарушила четыре патента на iPhone 6s и модели линеек MacBook и MacBook Pro. В июне Комиссия по международной торговле США подтвердила, что начнет расследование претензий Immersion. Нарушенные патенты по второму иску с соответствующим описанием следующие: ^[15]

1. Патент США №8749507: ^[16] Относится к системам и способам, в которых мобильное электронное устройство определяет давление и изменение давления на основе контактных данных.
2. Патент США № 7,808,488: ^[17] Относится к системам и способам генерации исполнительного сигнала для вывода тактильного эффекта на основе взаимодействия пользователя с графическим объектом на сенсорном экране.
3. Патент США №7336260: ^[18] Относится к системам, в которых электронное устройство обнаруживает различные уровни давления на устройство и в ответ обеспечивает тактильное ощущение.
4. Патент США № 8,581,710: ^[19] Относится к системам и способам генерации исполнительного сигнала для вывода тактильного эффекта, указывающего, распознан или нераспознан ввод пользователя и найдена или не найдена соответствующая команда.

29 января 2018 года Immersion опубликовала краткое заявление, подтверждающее, что компания достигла глобального мирового соглашения и лицензионного соглашения с Apple, условия которого будут оставаться конфиденциальными. ^[20]

Похожие технологии

Версия Force Touch когда-то разрабатывалась Nokia в рамках проекта под названием «Goldfinger» 2013 года, который должен был стать смартфоном Lumia . Он был создан для того, чтобы пользователи могли взаимодействовать с телефоном, просто наведя на него руки, в отличие от Force Touch, присутствующего в экосистеме Apple. Позднее переименованное в Nokia Lumia McLaren и находившееся в стадии разработки Microsoft Mobile , в июле 2014 года устройство было снято с производства ^.

Такие телефоны, как ZTE Axon mini, Meizu Pro 6 , Huawei Mate S и Huawei P9 Plus , также оснащены дисплеем, чувствительным к давлению, ^[22] а Google Pixel 4 оснащен программной технологией под названием Firm Press , которая пытается угадать сила давления с использованием машинного обучения . ^[23]

В интерфейс прикладного программирования ОС Android в 2009 году в Android 2.0 Éclair добавлена ​​поддержка сенсорного управления, чувствительного к давлению , хотя в то время соответствующего оборудования не существовало. ^[24]

Смотрите также

• Макбук
• айфон
• Apple Watch
• Тактильная технология

Рекомендации

1. «Force Touch — разработчик Apple». www.developer.apple.com . Проверено 26 декабря 2018 г.
2. «3D Touch — iOS — Разработчик Apple». www.developer.apple.com . Проверено 26 декабря 2018 г.
3. «Изменение чувствительности 3D Touch на iPhone — служба поддержки Apple» . www.support.apple.com . Проверено 26 декабря 2018 г.
4. «Новые iPhone 11 и iPhone 11 Pro от Apple незаметно отказались от функции, которая была впервые представлена ​​4 года назад | Business Insider» . 8 ноября 2020 г. Архивировано из оригинала 8 ноября 2020 г. . Проверено 8 ноября 2020 г.
5. «watchOS 7 удаляет поддержку Force Touch из ваших Apple Watch, вот все, что изменилось» . МакСлухи . Проверено 26 июля 2021 г.
6. «Как использовать трекпад Force Touch». Поддержка Apple . Архивировано из оригинала 27 декабря 2018 года . Проверено 26 декабря 2018 г.
7. Ричи, Рене (27 февраля 2016 г.). «Секретные возможности Apple Watch: 14 советов по Force Touch!». Я больше . Проверено 26 декабря 2018 г.
8. «Тактильная обратная связь — Взаимодействие с пользователем — watchOS — Рекомендации по пользовательскому интерфейсу — Разработчик Apple». www.developer.apple.com . Проверено 26 декабря 2018 г.
9. «Тактильная обратная связь – Взаимодействие с пользователем – iOS – Рекомендации по пользовательскому интерфейсу – Разработчик Apple» . www.developer.apple.com . Проверено 26 декабря 2018 г.
10. «Патент США: 8378797». www.patft.uspto.gov . Проверено 26 декабря 2018 г.
11. «Иск подается в отношении погружения, жалоба ITC на тактильную технологию Apple» . www.appleinsider.com . Проверено 26 декабря 2018 г.
12. «Патент США: 8619051» . www.patft.uspto.gov . Проверено 26 декабря 2018 г.
13. «Патент США: 8773356» . www.patft.uspto.gov . Проверено 26 декабря 2018 г.
14. «Патент США: 8659571» . www.patft.uspto.gov . Проверено 26 декабря 2018 г.
15. «Новый иск Immersion добавляет iPhone 6s и MacBook от Apple в список нарушений патентных прав» . appleinsider.com . Проверено 26 декабря 2018 г.
16. «Патент США: 8749507». www.patft.uspto.gov . Проверено 26 декабря 2018 г.
17. «Патент США: 7808488». www.patft.uspto.gov . Проверено 26 декабря 2018 г.
18. «Патент США: 7336260» . www.patft.uspto.gov . Проверено 26 декабря 2018 г.
19. «Патент США: 8581710» . www.patft.uspto.gov . Проверено 26 декабря 2018 г.
20. «Погружение достигает глобального соглашения с Apple» . www.ir.immersion.com . Проверено 26 декабря 2018 г.
21. «Полностью разоблачено: неизданный телефон Nokia 'McLaren' на Windows с 3D Touch [эксклюзив]» . www.windowscentral.com . 21 июля 2016 года . Проверено 26 декабря 2018 г.
22. «Обзор Huawei P9 Plus — функции Press Touch» . www.gsmarena.com . Проверено 30 декабря 2018 г.
23. Бон, Дитер (3 марта 2020 г.). «Google клонировал Apple 3D Touch для Pixel, используя только программное обеспечение». Грань . Проверено 15 апреля 2020 г.
24. «Force Touch? В Android такое уже много лет» . Карманноу . 7 сентября 2015 г. Проверено 13 июня 2021 г.

Внешние ссылки

Официальные ссылки:

• Принудительное касание — macOS
• 3D-прикосновение — iOS

Путеводители:

• Наука, лежащая в основе Force Touch и Taptic Engine
• Руководство по Force Touch — macOS
• Руководство по 3D Touch — iOS
• «Секретные возможности Apple Watch: 14 советов по Force Touch!» Рене Ричи, 24 апреля 2018 г., на iMore