1.2.3 顯⽰設(shè)備

       1.2.3.1 投影儀

       投影儀是多點(diǎn)觸摸中顯⽰⽅式的⽅法之⼀，任何視頻投影設(shè)備（LCDs，OLEDs 等）都可以，但是投影儀具有屏幕尺⼨⼤和多功能的特點(diǎn)。

       ⽬前有兩種投影儀類(lèi)型：DLP（數(shù)碼光處理技術(shù)）和LCD（液晶投影技術(shù)）

       D L P（數(shù)碼光處理技術(shù)）是⼀種以成千上萬(wàn)微⼩的鏡⽚反射光線實(shí)現(xiàn)投影的，利⽤⾊輪產(chǎn)⽣顏⾊。這種技術(shù)的投影儀字體對(duì)⽐度很⾼，⽽且投影儀的體積⽐較⼩。

       LCD（液晶投影技術(shù)）是⼀種利⽤液晶的光電效應(yīng)，即液晶分⼦的排列在電場(chǎng)的作⽤下發(fā)⽣變化，影響其液晶單元的透光率或反射率，從⽽影響它的光學(xué)性質(zhì)，產(chǎn)⽣具有不同灰度層次及顏⾊的圖像。這種技術(shù)的投影儀顏⾊⾮常的強(qiáng)烈，但在⼏年之后其顏⾊會(huì)逐漸褪掉。

       對(duì)于投影儀需要考慮的是亮度，以ANSI 流明作為衡量。數(shù)字越⼤意味著亮度越⾼，作為家庭影院，需要更⾼的流明，但對(duì)于多點(diǎn)觸摸裝置來(lái)說(shuō)倒不⼀定。

       當(dāng)投影儀接近屏幕時(shí)，投影的尺⼨就會(huì)變得⼩且亮度⼤，這樣會(huì)引起局部區(qū)域過(guò)亮的問(wèn)題，⽤戶對(duì)著屏幕⼏分鐘后會(huì)產(chǎn)⽣眩⽬的癥狀。

       在投影儀中，最⼤的限制在于它的投影距離。要有⼀個(gè)適合的投影尺⼨，就必須具有從投影儀鏡頭到投影屏幕之間的距離。例如：我們需要的投影尺⼨是三⼗四⼨，那么我們從投影機(jī)鏡頭到投影屏幕的距離是兩英尺。因此在我們進(jìn)⾏桌⼦⼤⼩設(shè)定的時(shí)候，需要對(duì)投影儀距離以及屏幕⼤⼩的設(shè)定進(jìn)⾏規(guī)劃。

       在你制作⼀個(gè)箱⼦式的多點(diǎn)觸摸裝置時(shí)，鏡⼦可以幫助你得到⽐較好的反射從⽽達(dá)到需要的尺⼨。如果在設(shè)置⼀個(gè)⽐較空間⽐較緊湊的裝置時(shí)，則需要⼀個(gè)具有短焦鏡頭的投影儀。

       投影儀的是以寬⾼⽐作為衡量的，例如：如果你需要電視顯⽰⽐例的，那么需要的對(duì)⽐率是4：3。如果你需要⼀個(gè)寬屏的，那么需要的對(duì)⽐率是16：9。在⼤多數(shù)情況下，都會(huì)以4：3 的⽐例出現(xiàn)，但這在于所設(shè)定的交互界⾯。

       1.2.3.2 液晶顯⽰器

       盡管投影儀在多點(diǎn)觸摸裝置中具有許多⽤處，但液晶顯⽰器也能夠?yàn)槎帱c(diǎn)觸摸裝置提供顯⽰的功能。液晶顯⽰屏都是透明性質(zhì)的，但液晶顯⽰器的模型不是透明的。液晶⾯板本⾝是可以通過(guò)紅外線的，將液晶顯⽰器的所有部件拆除，保留LCD ⾯板、電路控制板、電源，就可以⽤作多點(diǎn)觸摸設(shè)備的顯⽰部件，其顯⽰效果與沒(méi)有拆過(guò)的液晶顯⽰器或者投影儀相當(dāng)。

       為了已拆解的液晶顯⽰器能夠正常顯⽰，需要將液晶⾯板和電路控制板連接起來(lái)。⾯板和電路控制板是通過(guò)柔性扁平電纜（FFC）連接的，因此需要長(zhǎng)度適合的柔性扁平電纜來(lái)確保在多點(diǎn)觸摸裝置中的放置。不同的液晶顯⽰器具有不同長(zhǎng)度的FFC，在拆解液晶顯⽰器時(shí)需要注意關(guān)于FFC 的參數(shù)，當(dāng)然我們也可以通過(guò)在電⼦商店⾥購(gòu)買(mǎi)FFC 來(lái)延長(zhǎng)我們的長(zhǎng)度。

       1.3 受抑全內(nèi)反射多點(diǎn)觸摸技術(shù)（FTIR）

       FTIR 的名字來(lái)源于NUI 論壇，這種多點(diǎn)觸摸技術(shù)的發(fā)明者是紐約⼤學(xué)的Jeff Han 教授（Han 2005）。Han 教授的⽅法是源⾃⼀個(gè)光學(xué)的基本現(xiàn)象，叫全內(nèi)反射（⼜稱全反射），它講述的是在⼊射⾓⽐特許的⾓（Getty,Keller and Skove1989,p.799）⼤的情況下，光線經(jīng)過(guò)兩個(gè)不同折射率的介質(zhì)，這個(gè)特許的⾓（稱為臨界⾓）基于物質(zhì)的折射率⽽得到的，可以通過(guò)Shell 法則以數(shù)學(xué)⽅式計(jì)算出來(lái)。

       當(dāng)上述情況發(fā)⽣時(shí)，在物質(zhì)上就不會(huì)產(chǎn)⽣折射，⽽是所有的光線會(huì)反射在內(nèi)部。Han 教授通過(guò)這個(gè)遠(yuǎn)離把紅外線反射在⼀塊遵守全內(nèi)反射規(guī)則的壓克⼒內(nèi)部，當(dāng)⽤戶在壓克⼒表⾯觸摸時(shí)，光線就會(huì)被⽤戶的接觸部位反/折射（通過(guò)⽪膚），在觸摸的地⽅就會(huì)將原本反射在內(nèi)部的紅外線折射回我們?cè)趬嚎?#12050;板⾯架設(shè)的紅外攝像頭（圖1.3），通過(guò)對(duì)應(yīng)的軟件就可以偵測(cè)到我們相對(duì)應(yīng)的信息點(diǎn)。

圖1.3 受抑全內(nèi)反射多點(diǎn)觸摸技術(shù)原理圖

       1.3.1 受抑全內(nèi)反射（FTIR）層

       這個(gè)原理在我們制作多點(diǎn)觸摸顯⽰設(shè)備的時(shí)候⾮常的有⽤，當(dāng)光線的反射被我們破壞在對(duì)應(yīng)的區(qū)域，然后折射出來(lái)時(shí)，架設(shè)在下⾯的紅外攝像頭便能夠清晰地讀取到相對(duì)的信息點(diǎn)。

       壓克⼒

       根據(jù)Han 教授的論⽂，我們需要利⽤壓克⼒作為我們的現(xiàn)實(shí)⾯，⽽這壓克⼒的厚度是需要特定的，⼀般為8mm，為了避免壓克⼒變形，在⼤⾯積的情況下應(yīng)該⽤10mm 的。

       在我們利⽤壓克⼒作為我們的多點(diǎn)觸摸顯⽰⾯時(shí)，我們需要做⼀些前期準(zhǔn)備，因?yàn)橥ǔＧ闆r下我們購(gòu)買(mǎi)的壓克⼒的四邊是粗糙的，我們需要進(jìn)⾏拋光，這樣能夠讓光線更好的從四邊打進(jìn)壓克⼒內(nèi)部。如果是⾃⼰拋光，我們將教⼤家⽤砂紙來(lái)進(jìn)⾏拋光⼯作：先利⽤號(hào)數(shù)⼩的砂紙進(jìn)⾏粗拋，然后逐級(jí)的上升，達(dá)到晶瑩剔透的效果。

       隔板

       為了避免讓光在射進(jìn)壓克⼒內(nèi)部的時(shí)候從邊緣處漏出來(lái)，因此利⽤隔板蓋在壓克⼒四周。隔板的材料沒(méi)有限制，可以是⽊條或者鋁條。

       漫反射層

       漫反射層的作⽤在于讓攝像頭不被其它物體或者光線⼲擾，只讀取到⾮常光亮的點(diǎn)（⼿指觸摸時(shí)產(chǎn)⽣的反射點(diǎn)）。

       兼容層

       ⼀個(gè)基本的FTIR 裝置的運(yùn)⾏效果取決于⽤戶在觸摸時(shí)⼿指的光亮度，潮濕的⼿指能夠更好的產(chǎn)⽣對(duì)⽐度，觸摸起來(lái)會(huì)更流暢，⽽⼲燥的⼿指或者物體則不能夠產(chǎn)⽣破壞全內(nèi)反射的效果。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們需要添加兼容層在顯⽰板的上⾯，這個(gè)兼容層扮演著⼀個(gè)代理的⾓⾊，能夠提⾼我們破壞全內(nèi)反射的效果，兼容層可以⽤硅膠材料來(lái)制作（例如：ELASTONSIL M 4641）。為了提⾼以及保護(hù)觸摸屏幕的敏感度，可以利⽤投影幕，（例如：Rosco Gray #02105）， 在這種情況下就不需要再放置漫反射層了。

       1.3.2 兼容層

       兼容層（兼容⾯）是⽤在FTIR 裝置上的⼀個(gè)層，能夠提⾼FTIR 裝置的敏感度。它連接著壓克⼒，當(dāng)發(fā)⽣觸摸事件時(shí)就會(huì)產(chǎn)⽣明顯的FTIR 效果，當(dāng)沒(méi)有觸摸時(shí)則被釋放。這個(gè)兼容層只適⽤于FTIR 裝置，DI、LLP、DSI、LED-PL則不需要。兼容層可同時(shí)⽤作投影幕。

       兼容層（兼容⾯）是簡(jiǎn)易放置在投影幕和壓克⼒之間的層，它能夠提⾼⼿指反射的對(duì)⽐度以及完整度，也能夠避免⼿指粘附在表⾯的情況。在FTIR 多點(diǎn)觸摸技術(shù)中，紅外光是從壓克⼒四周射進(jìn)內(nèi)部的，光線在壓克⼒內(nèi)跑動(dòng)（全內(nèi)反射，就像光纖線⼀樣），當(dāng)你觸摸屏幕的時(shí)候（破壞了全內(nèi)反射）就會(huì)讓光從壓克⼒內(nèi)跑出來(lái)，這就會(huì)產(chǎn)⽣對(duì)應(yīng)⼿指的信息點(diǎn)（光亮的點(diǎn)）。

       接下來(lái)會(huì)有更多關(guān)于如何做⼀個(gè)⽐較完美的兼容層：

       找⼀些⽐較不錯(cuò)的材料，例如：Sorta Clear 40、類(lèi)催化劑硅膠、Lexel、RTV品牌的各種硅膠，不過(guò)也有⼈利⽤紡織布料來(lái)做，例如：硅膠浸漬和SulkySolvy。

       但最原始、最受歡迎⽽且容易成功達(dá)到效果的⽅法是直接噴灑⼀層光滑的硅膠層在壓克⼒表⾯，待其⼲后在其上⾯再放置投影幕。這樣需要的材料是接近透明的，噴涂上去后會(huì)成為壓克⼒的⼀部分，需要讓紅外線能夠穿透過(guò)去，因此需要⽤到先前提到的三種硅膠材料，它的折射率可以接近壓克⼒。⽬前已經(jīng)有⼈制作了專門(mén)給DIY 愛(ài)好者的這⼀⼯序的配件，推出之后很受歡迎。但需要注意的是，在放置兼容層（硅膠層）的時(shí)候要將其放置在投影幕的下⽅，然后放在壓克⼒上，這樣⼦會(huì)得到更多好的效果。

       關(guān)于利⽤紡織物作為兼容層，很少具有⽐較成功的效果，但如果能夠找到更好的材料，這將能夠更容易地使⽤。⽬前很多⼈在尋找⼀種更好的兼容層，能夠作為投影幕的同時(shí)也能夠起到兼容層的作⽤，但在FTIR 技術(shù)上，兼容層沒(méi)有⼀個(gè)基準(zhǔn)線，以下是關(guān)于兼容層的⼀些優(yōu)點(diǎn)：

       能夠保護(hù)壓克⼒，避免被⽤戶在操作的時(shí)候刮花

       阻擋了很多光線的污染

       能夠提供流暢度（在觸摸沒(méi)有加裝其它東西的壓克⼒時(shí)，很容易有不流暢的感覺(jué)）

       在觸摸⾯和投影⾯上沒(méi)有錯(cuò)落

       提⾼壓感

       提⾼觸點(diǎn)的對(duì)⽐度

       為利⽤LCD 作為顯⽰屏的FTIR 技術(shù)設(shè)置⼀個(gè)兼容層是⼗分困難的，因?yàn)檫@需要所⽤的材料能夠⼗分的清晰且沒(méi)有變形，以及不會(huì)影響到液晶屏的顯⽰。這和投影儀作為顯⽰屏不同，投影儀可以將畫(huà)⾯直接投射在這個(gè)兼容層上。到⽬前為⽌，沒(méi)有⼀個(gè)⼈能夠?yàn)榛贚CD 為顯⽰屏的FTIR 技術(shù)設(shè)置⼀個(gè)百分百清晰的兼容層。盡管如此，也有很多愛(ài)好者成功的搭建基于LCD 為顯⽰屏的FTIR裝置，但他們沒(méi)有⽤到兼容層，這可以說(shuō)明兼容層的需要是在于所需要的裝置是怎樣的